Para entender de mejor manera el comportamiento del sonido (y por lo tanto de los sistemas de sonido) es necesario interpretar las gráficas de respuesta de frecuencia. Una gráfica de respuesta de frecuencia muestra la amplitud en cada frecuencia (amplitud/ frecuencia).
El rango de frecuencias audibles del oído humano se encuentra entre 20 Hz y 20,000 Hz (lo cual significa que solamente podemos escuchar sonidos de más de 20 oscilaciones por segundo, y de menos de 20,000 oscilaciones por segundo).
La amplitud se refiere al nivel (eléctrico o acústico), de tal suerte que a mayor amplitud mayor nivel (volumen), y viceversa. La amplitud se indica en dB. La figura 1.1 muestra 3 ondas sonoras de menor a mayor amplitud.
Figura 1.1 Amplitud
1) Amplitud y Frecuencia
1) Amplitud y Frecuencia
1) Amplitud y Frecuencia
1) Amplitud y Frecuencia
1) Amplitud y Frecuencia
- 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 Menor Amplitud (Menor Volumen) Mayor Amplitud (Mayor Volumen)La frecuencia se refiere al tono (las oscilaciones o vibraciones por segundo del sonido). La frecuencia se indica en Hertz (se abrevia Hz). La figura 1.2 muestra tres ondas sonoras de menor a mayor frecuencia.
Figura 1.2 Frecuencia
- 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 Menor Frecuencia (Más Grave) Mayor Frecuencia (Más Agudo)Respuesta de Frecuencia
Respuesta de Frecuencia
Respuesta de Frecuencia
Respuesta de Frecuencia
Respuesta de Frecuencia
Las gráficas de Respuesta de Frecuencia (también llamadas Respuesta de Amplitud) se utilizan para localizar variaciones en amplitud a lo largo de todas las frecuencias audibles. La correcta interpretación de estas gráficas es de
utilidad para determinar que tan P L A N A P L A N A P L A N A P L A N A es laP L A N A
reproducción de un aparato (altavoz, mezcladora, amplificador, etc.).
La Figura 1.3 muestra la respuesta de frecuencia de un componente electrónico muy plano (por ejemplo un amplificador de potencia, o una mezcladora sin activar ningun control de ecualización).
La figura 1.4 muestra la respuesta de frecuencia de un transductor (en este caso un altavoz Meyer Sound modelo UPA-2P con un subwoofer USW-1P).
La figura 1.5 muestra la respuesta de frecuencia de un transductor (en este caso un altavoz NO Meyer con un crossover electrónico convencional).
Figura 1.3 Resp. de Frec. de un Componenete Electrónico
Figura 1.4 Resp. de Frec. Acústica de UPA-2P + USW-1P
todas las frecuencias con el mismo nivel
En las gráficas de Respuesta de Frecuencia de las figuras 1.3, 1.4 y 1.5 se puede apreciar que el rango de frecuencias reproducidas por los 3 aparatos no es el mismo.
El aparato de la figura 1.3 reproduce desde 10 Hz, hasta 22,200 Hz. Y solamente pierde 1 dB en las frecuencias inferiores a 80 Hz (es un componente electrónico de alta calidad por lo tanto es extremadamente plano).
El aparato de la figura 1.4 reproduce desde 20 Hz, hasta 22,200 Hz. Pero no lo hace de la misma manera que el componente electrónico (hay que recordar que en este caso se trata de transductores). En las frecuencias de 20 Hz a 25 Hz, ha perdido 22 dB, y en 22,200Hz ha perdido 10 dB.
El aparato de la figura 1.5 reproduce desde 32 Hz hasta 22,200 Hz. Pero en la frecuencia de 32 Hz ha perdido 13 dB, y en 22,200Hz ha perdido 15 dB (hay que recordar que en este caso también se trata de transductores). Lo anterior significa que el volumen de las frecuencias más graves y más agudas del tercer aparato es el más deficiente de los tres. No solamente es importante el rango de frecuencias reproducidas por un aparato, sino también las variaciones en amplitud a lo largo de las diferentes frecuencias (Tolerancia). Es más deseable la gráfica de la figura 1.4 en comparación con la gráfica de la figura 1.5
Respuesta de Frecuencia Electrica y Acústica
Respuesta de Frecuencia Electrica y Acústica
Respuesta de Frecuencia Electrica y Acústica
Respuesta de Frecuencia Electrica y Acústica
Respuesta de Frecuencia Electrica y Acústica
debido a que esta última presenta más variaciones en amplitud (mayor tolerancia). De lo anterior se deduce que el aparato que más corrección de amplitud (ecualización) necesita para poder lograr respuesta de frecuencia plana es el de la figura 1.5, mientras que el más preciso de los tres es el de la figura 1.3
Figura 1.5 Resp. de Frec. Acústica de un Sistema de 3 vías
En la práctica, solamente los componenetes electrónicos logran reproducir todas las frecuencias al mismo tiempo (excepto los filtros de paso alto HPF y los filtros de paso bajo LPF). Los transductores NO reproducen todas sus frecuencias al mismo tiempo.
2) Tiempo y Frecuencia
2) Tiempo y Frecuencia
2) Tiempo y Frecuencia
2) Tiempo y Frecuencia
2) Tiempo y Frecuencia
Respuesta de Impulso
Respuesta de Impulso
Respuesta de Impulso
Respuesta de Impulso
Respuesta de Impulso
Las gráficas de Respuesta de Impulso se utilizan para mostrar la amplitud con respecto al tiempo.
La figura 1.7 muestra la Respuesta de Impulso del mismo aparato de la figura 1.4 Se puede notar que la grafica muestra también un solo impulso (es un altavoz Meyer Sound).
La figura 1.6 muestra la Respuesta de Impulso del mismo aparato de la figura 1.3. Se puede notar que la gráfica muestra un solo impulso.
Figura 1.6 Resp. de Impulso de un Componenete Electrónico
todas las frecuencias son reproducidas al mismo tiempo
casi todas las frecuencias son reproducidas al mismo tiempo
La figura 1.8 muestra la Respuesta de Impulso del mismo aparato de la figura 1.5 Se puede notar que la gráfica muestra un impulso irregular (NO es un altavoz Meyer Sound).
Al observar las tres figuras anteriores se puede deducir que las gráficas de Respuesta de Impulso indican la linearidad de un sistema. con respecto al tiempo.
La respuesta de Impulso también indica la Polaridad de un aparato.
La figura 1.9 muestra un aparato con polaridad No invertida (positiva). Se puede observar que la dirección del impulso es “hacia arriba”.
La figura 1.10 muestra un aparato con polaridad invertida (negativa). Se puede observar que la dirección del impulso es “hacia abajo”.
La respuesta de Impulso también indica tiempos de retraso.
la mayoria de las frecuencias NO son reproducidas al mismo tiempo
la dirección del impulso es hacia arriba
Figura 1.8 Resp. de Impulso de un Sistema de 3 vías
La figura 1.11 muestra un tiempo de retraso de 0 milisegundos (milesimas de segundo).
La figura 1.12 muestra un tiempo de retraso de 0.1 milisegundos.
Figura 1.10 Resp. de Impulso Invertida
Figura 1.11 Resp. de Imp. Retraso de 0 ms
la dirección del impulso es hacia abajo
esta retrasado 0.0 milisegundos el impulso
Figura 1.12 Resp. de Imp. Retraso de 0.1 ms
esta retrasado 0.1 milisegundos el impulso
La figura 1.13 muestra un tiempo de retraso de 0.2 milisegundos.
La figura 1.14 muestra un tiempo de retraso de 1 milisegundo.
La figura11.15 muestra el resultado de sumar dos ondas sonoras reproducidas exactamente al mismo tiempo y con la misma polaridad. El resultado es lo que se conoce como suma acústica.
Por ejemplo al añadir un segundo altavoz a un altavoz existente, la amplitud (volumen) aumenta, entre más altavoces se añadan la amplitud se deberá incrementar.
Pero también puede suceder lo contrario, que la amplitud (volumen) disminuya o de hecho se anule. La figura 1.16 demuestra que al sumar dos ondas sonoras con la misma
amplitud, pero con un desajuste de fase de 180°
entre ambas (polaridad invertida), la amplitud se anula (el volumen se cancela o desaparece). Al utilizar equipos de sonido se pueden cometer muchos errores de inversión de polaridad que provocarán disminución de volumen. Los problemas pueden originarse por:
Errores en los códigos de los cables de señal entre los siguientes componentes: mezcladora, ecualizador, crossover, amplificador, etc. Errores en la polaridad de la conexión entre el amplificador y el altavoz.
Figura 1.13 Resp. de Imp. Retraso de 0.2 ms
Figura 1.14 Resp. de Imp. Retraso de 1 ms
esta retrasado 0.2 milisegundos el impulso esta retrasado 1.0 milisegundos el impulso
Figura 1.15 Dos ondas sonoras de la misma frecuencia y polaridad
Figura 1.16 Dos ondas sonoras de la misma frecuencia y polaridad opuesta
Es por lo tanto extremadamente importante VERIFICAR que NO exitan problemas de polaridades invertidas en la interconexión de ningún componente. - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0
+
=
- 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0+
=
2 ondas sonoras con la misma amplitud y polaridad (0 grados de desajuste) = La amplitud se duplica
0 grados de retraso 90 grados de retraso (1/4 de ciclo de retraso) 180 grados de retraso (1/2 ciclo de retaso) inversion de polaridad 270 grados de retraso (3/4 de ciclo de retraso) 360 grados de retraso (1 ciclo de retraso)
Figura 1.17 Variaciones de Fase
Frecuencias más Retrasadas Frecuencias más Adelantadas
Frecuencias Graves Frecuencias Agudas
Figura 1.19 Retraso contra Frecuencia
Respuesta de Fase
Respuesta de Fase
Respuesta de Fase
Respuesta de Fase
Respuesta de Fase
Los desajustes de fase no necesariamente son
de 180°. De hecho un solo ciclo de una onda
sonora tiene 360°. La Figura 1.17 muestra 4
variaciones de fase de un ciclo de una onda
sonora (90° 180°, 270° y 360°).
Si repasamos la Figura 1.2 podremos observar que la longitud de un ciclo (longitud de onda) de una onda sonora grave es mayor que la de una onda sonora aguda.
0 grados
90 grados
180 grados
270 grados
La tabla de la figura 1.18 muestra la longitud de onda de 31 frecuencias separadas 1/3 de octava
(ISO), a 15° centígrados y al nivel del mar.
Un hecho interesante es que los altavoces no logran reproducir todas las frecuencias al mismo tiempo. Las reproducen de manera similar a la figura 1.19 (mostrada en la pagina anterior). En general, las frecuencias agudas son las más adelantadas, y las graves las más retrasadas.
La figura 1.20 muestra el retraso de 3 diferentes frecuencias reproducidas por el mismo altavoz El oído humano es sensible a desajustes de tiempo (aunque sean muy pequeños). De tal suerte que si escuchamos dos equipos de sonido con respuesta de frecuencia similar, no necesariamente sonarán igual. Los desajustes de tiempo entre frecuencias entre sistemas de sonido son parcialmente responsables de que no se perciban igual.
Una especificación comúnmente desconcida pero muy importante es la Respuesta de Fase.
Las Frecuencias Agudas son las más adelantadas
Las Frecuencias Medias se retrasan con respecto a las Frecuencias Agudas
Las Frecuencias Graves son las más retrasadas Tiempo de Retraso
Tiempo de Retraso
Figura 1.20 3 Frecuencias reproducidas por el mismo altavoz
Figura 1.18 Longitud de onda vs. Frecuencia
FRECUENCIA LONGITUD DE ONDA
en Hz en metros 2 0 0 0 0 0 . 0 1 7 1 6 0 0 0 0 . 0 2 1 1 2 5 0 0 0 . 0 2 7 1 0 0 0 0 0 . 0 3 4 8 0 0 0 0 . 0 4 3 6 3 0 0 0 . 0 5 4 5 0 0 0 0 . 0 6 8 4 0 0 0 0 . 0 8 5 3 1 5 0 0 . 1 0 8 2 5 0 0 0 . 1 3 6 2 0 0 0 0 . 1 7 0 1 6 0 0 0 . 2 1 3 1 2 5 0 0 . 2 7 2 1 0 0 0 0 . 3 4 0 8 0 0 0 . 4 2 5 6 3 0 0 . 5 4 0 5 0 0 0 . 6 8 0 4 0 0 0 . 8 5 0 3 1 5 1 . 0 7 9 2 5 0 1 . 3 6 0 2 0 0 1 . 7 0 0 1 6 0 2 . 1 2 5 1 2 5 2 . 7 2 0 1 0 0 3 . 4 0 0 8 0 4 . 2 5 0 6 3 5 . 3 9 7 5 0 6 . 8 0 0 4 0 8 . 5 0 0 3 1 . 5 1 0 . 7 9 4 2 5 1 3 . 6 0 0 2 0 1 7 . 0 0 0
La frecuencia de medios esta 2 ciclos y 3/4 (990 grados) retrasada con respecto a esta frecuencia.
Y la frecuencia de graves esta retrasada 11 ciclos y 3/4 (4230 grados) con respecto esta frecuencia.
La frecuencia de agudos esta adelantada 3/4 de ciclo (270 grados) con respecto a esta frecuencia. Y la frecuencia de graves esta retrasada 2 ciclos y 3/4 (990 grados) con respecto a esta frecuencia.
La frecuencia de agudos esta adelanatda 1 ciclo (360 grados) con respecto a esta frecuencia. Y la frecuencia de medios esta adelantda 3/4 de ciclos (270 grados) con respecto a esta frecuencia.
La gráfica de Respuesta de Fase es similar a la de respuesta de frecuencia, pero se interpreta diferente. En el eje horizontal indica frecuencias, y en el eje vertical indica el desajuste de tiempo en grados.
Respuesta de Fase Eléctrica y acústica
Respuesta de Fase Eléctrica y acústica
Respuesta de Fase Eléctrica y acústica
Respuesta de Fase Eléctrica y acústica
Respuesta de Fase Eléctrica y acústica
La figura 1.21 muestra una gráfica de Respuesta de Fase típica de un componente electrónico (mezcladora, amplificador, etc). Se puede observar que no existen desajustes de tiempo (todas las frecuencias se reproducen al mismo tiempo).
Figura 1.21 Resp. de Fase de un Componente Electrónico
polaridad NO invertida frecuencias en 0 grados
La figura 1.22 muestra el componente anterior pero con inversión de polaridad. Se puede observar que TODAS las frecuencias se desplazaron 180 grados.
Figura 1.22 Resp. de Fase invertida de un Comp. Elect.
polaridad invertida frecuencias en 180 grados
TODAS las frecuencias se desplazaron 180 grados con respecto a la ilustración anterior, lo que claramente indica inversión de polaridad.
Puede observarse que la respuesta de frecuencia NO ha cambiado
1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60 0 -60 -120 -180
al llegar a un extremo de la pantalla se continua del extremo opuesto
la linea vertical indica continuación en el trazo de fase
Esto se visualizaria si la ventana del SIM System II fuera de 720 grados Esto se visualizaria si la ventana del SIM System II fuera de 1080 grados Esto se visualizaria si la ventana del SIM System II fuera de 1440 grados
continuación en el trazo de fase trazos equivalentes trazos equivalentes trazos equivalentes trazos equivalentes
1260 1200 1140 1080 1020 960 900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60 0 -60 -120 -180
La figura 1.23 muestra la Respuesta de Fase de un altavoz típica (No Meyer). Se puede apreciar el retraso en frecuencias graves (a mayor número de grados mayor retraso y viceversa).
Figura 1.23 Resp. de Fase de un altavoz NO Meyer
desde 1.3 kHz hasta 5 kHz las frecuencias se reproducen practicamente al mismo tiempo
900grados ( 2 y medio ciclos) de retraso de 50 Hz con respecto a 1.3 kHz 25.9 milisegundos de retraso de 50 Hz con respecto a 1.3 kHz 8.8 metros de retraso de de 50 Hz con respecto a 1.3 kHz
0 grados de retraso de 1.3 kHz con respecto a 5 kHz 0 milisegundos de retraso de 1.3 kHz con respecto a 5 kHz 0 metros de retraso de 1.3 kHz con respecto a 5 kHz
50 Hz
1.3 k Hz 5 kHz
900 840 780 720 660 600 540 480 420 360 300 240 180 120 60 0 -60 -120 -180
La figura 1.24 muestra la respuesta de fase de un altavoz Meyer. Se puede apreciar que presenta mucho menor retraso que en el caso de la figura 1.23.
Figura 1.24 Resp. de Fase de un altavoz Meyer
desde 300 Hz hasta 16 kHz las frecuencias se reproducen practicamente al mismo tiempo
360 grados ( 1 ciclo) de retraso de 60 Hz con respecto a 300 Hz 3.9 milisegundos de retraso de 60 Hz con respecto a 300 Hz 1.36 metros de retraso de 60 Hz con respecto a 300 Hz
0 grados de retraso de 300 Hz con respecto a 16 kHz 0 milisegundos de retraso de 300 Hz con respecto a 16 kHz 0 metros de retraso de 300 Hz con respecto a 16 kHz
60 Hz
300 Hz 16 kHz
La figura 1.25 muestra la misma gráfica que la figura 1.23 pero a la manera del analizador SIM System II de Meyer Sound. Puede apreciarse
que solo se grafican 360°, por lo que al
sobrepasarlos se continúa desde 0°.
La figura 1.26 muestra la gráfica 1.24 a la manera del analizador SIM System II. Se puede apreciar que es más plana que la figura 1.25.
Figura 1.25 Resp. de Fase de un altavoz NO Meyer en el SIM
Los analizadores de espectro de tiempo real miden el nivel sonoro en frecuencias especificas.
El numero de frecuencias que pueden ser medidas puede variar desde 10 hasta mas de 240. La resolucion de un analizador depende del número de frecuencias que puede medir. Existen analizadores de diferente resolución. Esta va desde 1 octava (solamente mide el nivel en 10 frecuencias), hasta mas de 1/24 de octava (mide el nivel en 240 frecuencias). A mayor numero de frecuencias la confiabilidad de la medicion es mayor, por lo tanto los analizadores de 1/24 de octava,son mucho más confiables que los de 1/3 de octava.
3) Analizadores de Tiempo Real
3) Analizadores de Tiempo Real
3) Analizadores de Tiempo Real
3) Analizadores de Tiempo Real
3) Analizadores de Tiempo Real
Figura 1.26 Resp. de Fase de un altavoz Meyer en el SIM
- 1 5 . 0 0 - 1 2 . 0 0 - 9 . 0 0 - 6 . 0 0 - 3 . 0 0 0 . 0 0 3 . 0 0 6 . 0 0 9 . 0 0 1 2 . 0 0 1 5 . 0 0
La Figura 1.27 muestra la respuesta de frecuencia en resolución de 1/24 de octava de dos señales de audio con un desajuste de 17 cmts, que en tiempo equivale a 0.000,5 segundos (0.5 milisegundos).
Resolución (1/3, 1/24 de octava) y su interpretación
Resolución (1/3, 1/24 de octava) y su interpretación
Resolución (1/3, 1/24 de octava) y su interpretación
Resolución (1/3, 1/24 de octava) y su interpretación
Resolución (1/3, 1/24 de octava) y su interpretación
La figura 1.28 muestra los resultados de la misma medicón de la figura anterior pero con resolcuón de 1/3 de octava.
Se presenta en dos modalidades: barra completa leds y solamente leds de máximo nivel.
Figura 1.28 Resolución de 1/3 de octava
- 1 5 . 0 0 - 1 2 . 0 0 - 9 . 0 0 - 6 . 0 0 - 3 . 0 0 0 . 0 0 3 . 0 0 6 . 0 0 9 . 0 0 1 2 . 0 0 1 5 . 0 0
Figura 1.27 Resolución de 1/24 de octava
cancelaciones acústicas - 1 5 . 0 0 - 1 2 . 0 0 - 9 . 0 0 - 6 . 0 0 - 3 . 0 0 0 . 0 0 3 . 0 0 6 . 0 0 9 . 0 0 1 2 . 0 0 1 5 . 0 0
aparentemente existe 1 problema
aparentemente aqui NO existen problemas y solo hay que añadir 3 dB de corrección aparentemente esta área necesita
entre 3 dB y 6 dB de corrección aparentemente existe 1 problema
aparentemente aqui NO existen problemas y solo hay que añadir 3 dB de corrección aparentemente esta área necesita
Mientras que en alta resolución (1/24 de octava), pueden descubrirse las cancelaciones acústicas características del llamado Filtro de Peine (Comb Filtering), al observar la misma medición en baja resolución (1/3 de octava), no se observan los mismos problemas.
Al interpretar la medición de baja resolución (fig. 1.28) se puede llegar a concluir erroneamente que las frecuencias de 3,150 Hz, 5,000 Hz y 12,500 Hz pueden ser ecualizadas añadiendo 12 dB, 6 dB y 3 dB en dichas frecuencias respectivamente.
Al interpretar la medición en alta resolución (fig. 1.27) se puede determinar que el sistema NO puede ser ecualizado debido a que la grafica muestra el efecto característico del Filtro de Peine. El Filtro de Peine es resultado de un desajuste de tiempo entre dos o más señales de audio (¡altavoces!), en este caso 0.5 milisegundos (8.5 cm).
La lectura en alta resolución muestra que el problema en el sistema, no es un asunto de ecualización, sino de tiempo. Mientras que en 1/3 de octava no se puede localizar el Filtro de Peine, al utilizar 1/24 de Octava de resolución si se pueden detectar problemas de Filtro de Peine.
Las diferencias en la escala vertical (amplitud. en dB/ división) pueden llevar a interpretaciones erroneas.
Las figuras 1.29 y 1.30 muestran respuesta
Escala Vertical
Escala Vertical
Escala Vertical
Escala Vertical
Escala Vertical
de frecuencia. Si se comparan ambas figuras se puede concluir que la respuesta de frecuencia de la figura1.30 es mucho más plana que la de la figura1.29.
Figura 1.29 Resp. de Frec. (3 dB/div, 1/24 oct)
Figura 1.30 Resp. de Frec. (20 dB/div, 1/24 oct)
De hecho ambas graficas muestran la misma medición (el mismo altavoz bajo las misma circunstancias de medición).
La exagerada diferencia entre la figura 1.29 y 1.30 radica en la escala vertical. La escala ver-tical de la figura1.29 es de 3 dB/división, mientras que la escala vertical de la figura1.30 es de 20 dB/división.
Mientras que a la vista la figura1.30 es más plana que la figura1.29, se trata del mismo altavoz.
Asimismo la figura 1.31 es la misma medición de la figura 1.29, pero la resolución es de 1/3 de octava en lugar de 1/24 de octava. La figrua 1.31 es mas “estable” visualmente que la figura 1.29 (recuerdese que se trata de la misma medición)
La figura 1.32 es la misma medición de la figura 1.30, pero la resolución es de 1/3 de octava en lugar de 1/24 de octava.La figrua 1.32 es mas “estable” visualmente que la figura 1.30 (recuerdese que se trata de la misma medición).
Si se comparan las cuatro figuras sin considerar las diferencias en escala vertical y resolución (1.29, 1.30, 1.31, y 1.32) se puede llegar a concluir erroneamente que la figura 1.32 es la más plana de todas, y que la ilustración 1.29 es la menos plana de todas, aunque se trate de la misma medición.
Figura 1.31 Resp. de Frec. (1.5 dB/div, 1/3 oct)
Figura 1.32 Resp. de Frec. (7.5 dB/div, 1/3 oct)
Los Analizadores de Tiempo Real miden amplitud contra frecuencia. Y aunque son sensibles a problemas de fase y polaridad (dependiendo de su resolución), no pueden medir la relación de tiempo de cada frecuencia (tiempo contra frecuencia).
A finales del siglo XVIII un talentoso matemático francés (el Barón Jean Bautista Fourier) mientras trabajaba en problemas de transferencia de calor en la artillería de Napoleón, realizó una investigación sobre se-ries trigonométricas infinitas. Dicha investigación demostró que cualquier forma de onda no importa que tan compleja sea, puede ser transformada en la suma de una serie de ondas senoidales individuales, de frecuencia, amplitud, y fase individual.
Fourier desarrollo una ecuación que requiere de un número grande de operaciones aritméticas y que se conoce como Transformada de Fourier. La Transformada Rápida de Fourier (FFT por sus iniciales en inglés) es la versión rápida de la Transformada Discreta de Fourier (DFT).
La ecuación es:
4) Transformada Rápida de Fourier
4) Transformada Rápida de Fourier
4) Transformada Rápida de Fourier
4) Transformada Rápida de Fourier
4) Transformada Rápida de Fourier
Mientras que Fourier n on on on on o construyó un
analizador de audio, si creo las ecuaciones matemáticas, que permitieron que en el año de 1967 una computadora realizara las ecuaciones de Fourier a muy alta velocidad. Desde entonces, y gracias a los avances tecnológicos, se puede utilizar la velocidad de procesamiento de las computadores para realizar un gran número de operaciones aritméticas por segundo.
La Transformada de Fourier convierte amplitud vs tiempo en amplitud vs frecuencia.
A(k) =
1
N
Σ
a(n)e
N-1 n=0 -j2π
kn NLa aplicación de la FFT en audio es que permite realizar mediones de amplitud contra frecuencia y de amplitud vs tiempo. El poder medir tiempo y frecuencia nos permitirá descubrir problemas de fase.
Las ilustraciones (A, B y C) ayudan a comprender que hace la Transformada Rapida de Fourier:
En la ilustración A, se muestra una onda sonora compleja como se visualizaría en un osciloscopio.
La Trasformada Rapida de Fourier logra descomponer dicha onda sonora en una serie de ondas sonoras “puras”, indicando su nivel y su relación de fase.
La ilustración B muestra como se visualizarían en osciloscopio las ondas sonoras puras de las que esta formada la onda sonora compleja de la ilustración A.
Finalmente, y a partir de la información obtenida en la ilustración B, la ilustración C muestra como se visualizaría en un Analizador de Tiempo Real (RTA) FFT de alta resolución, la onda sonora compleja de la ilustración A.
Entre los pioneros de los analizadores FFT, se encuentran: Bruel & Kjaer y Hewlett-Packard. En la actualidad existen muchas opciones más. Los analizadores FFT utilizan como señal de prueba un barrido de frecuencia de onda senoidal.
- 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 1 . 0 0 - 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 - 4 . 0 0 - 3 . 0 0 - 2 . 0 0 - 1 . 0 0 0 . 0 0 1 . 0 0 2 . 0 0 3 . 0 0 4 . 0 0
Figura A. Onda Sonora Compleja en Osciloscopio
- 1 2 . 0 0 - 9 . 0 0 - 6 . 0 0 - 3 . 0 0 0 . 0 0
La Función de Transferencia consiste en comparar la señal de prueba contra la señal del objeto bajo medición.
Para poder realizar una Función de Transferencia, el analizador FFT requiere dos canales (dos puntos de medición). En un canal se calcula la FFT de la señal de referencia, y en el otro canal se calcula la FFT del objeto bajo medición.
La diferencia entre la señal de prueba y el objeto bajo medición permite obtener la respuesta de amplitud contra frecuencia, y tiempo contra frecuencia.
La ventaja de la Función de Transferencia es que se puede utilizar como señal de prueba cualquier señal de audio (música, ruido rosa, barrido de frecuencia de onda senoidal), debido a que las variaciones en la señal de prueba se eliminarán al compararse con el objeto bajo medición.
5) Función de Transferencia
5) Función de Transferencia
5) Función de Transferencia
5) Función de Transferencia
5) Función de Transferencia
0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Referencia - 1 . 0 0 - 0 . 7 5 - 0 . 5 0 - 0 . 2 5 0 . 0 0 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 7 5 1 . 0 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Respuesta 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Medición 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Referencia - 1 . 0 0 - 0 . 7 5 - 0 . 5 0 - 0 . 2 5 0 . 0 0 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 7 5 1 . 0 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Respuesta 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Medición 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Referencia - 1 . 0 0 - 0 . 7 5 - 0 . 5 0 - 0 . 2 5 0 . 0 0 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 7 5 1 . 0 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Respuesta 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Medición
A1) la señal medida es identica a la señal de referencia en todas las frecuencias. La Función de
Transferencia muestra respuesta plana
A2) la señal medida es 0.5 volts menor a la señal de referencia en todas las frecuencias. La
Función de Transferencia muestra respuesta plana, con 0.5 volts de atenuación
A3) la señal medida es 0.5 volts mayor a la señal de referencia en todas las frecuencias. La
Función de Transferencia muestra respuesta plana, con 0.5 volts de incremento
Los ejemplos A, B y C muestran diferentes señales de prueba, medición y su resultado. En el ejemplo A1 se puede observar que el objeto bajo medición es plano y tiene ganancia unitaria. En los ejemplos A2 y A3 se puede observar respuesta plana y además se pueden apreciar variaciones de ganancia del objeto bajo medición.
En los ejemplos B1 y B2, se puede observar que los objetos bajo medición NO son planos. En los ejemplos C1 y C2, se puede apreciar que los objetos bajo medición NO son planos y NO tienen gannaic unitaria.
En todos los casos el resultado de la medición es independiente de la señal de referencia.
0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Referencia - 1 . 0 0 - 0 . 7 5 - 0 . 5 0 - 0 . 2 5 0 . 0 0 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 7 5 1 . 0 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Respuesta 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Medición 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Referencia - 1 . 0 0 - 0 . 7 5 - 0 . 5 0 - 0 . 2 5 0 . 0 0 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 7 5 1 . 0 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Respuesta 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Medición
B1) la señal de referencia es plana. La señal medida es 0.5 volts mayor a la señal de referencia en
la frecuencia mas baja, y proporcionalmente se atenúa hasta ser 0.5 volts menor en la frecuencia
mas alta. La función de transferencia muestra un pendiente tipo Hi Cut.
B2) La señal medida es plana. La señal de referencia es 0.5 volts mayor a la señal medida en la
frecuencia mas baja, y proporcionalmente se atenúa hasta ser 0.5 volts menor en la frecuencia
mas alta. La función de transferencia muestra una pendiente tipo Lo Cut.
0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Referencia - 1 . 0 0 - 0 . 7 5 - 0 . 5 0 - 0 . 2 5 0 . 0 0 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 7 5 1 . 0 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Respuesta 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Medición 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Referencia - 1 . 0 0 - 0 . 7 5 - 0 . 5 0 - 0 . 2 5 0 . 0 0 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 7 5 1 . 0 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Respuesta 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0 2 0 4 0 8 0 1 6 0 3 1 5 6 3 0 1 . 2 5 k 2 . 5 k 5 k 1 0 k 2 0 k Medición
C1) La señal de referencia es plana. La señal medida es 0.5 volts mayor a la señal de referencia,
y muestra un pico en 50 Hz y 63 Hz, además se empieza a atenuar a partir de 2.5 kHz. La
función de transferencia muestra la respuesta con 0.5 volts de incremento, además del pico en
50Hz y 63 Hz y la atenuación a partir de 2.5 kHz.
C2)La señal de referencia muestra un pico en 50 Hz y 63 Hz, además se empieza a atenuar a
partir de 2.5 kHz. La señal medida es plana y es 0.5 volts menor a la señal de referencia. La
función de transferencia muestra la respuesta con 0.5 volts de atenuación, además de un valle en
50Hz y 63 Hz e incremento a partir de 2.5 kHz.
El SIM System II es un analizador de audio de 3 canales (3 puntos de medición). Las iniciales SIM significan Source Independient Measure-ment (Medición Independiente de la Fuente). El SIM System II es el primer analizador en la industria que puede utilizar cualquier señal de prueba (música, pink noise, o un barrido de frecuencia de onda senoidal) como fuente sonora. Por esta razón puede ser utilizado incluso durante la actuación del artista.
6) SIM System II
6) SIM System II
6) SIM System II
6) SIM System II
6) SIM System II
El SIM puede realizar mediciones simultaneamente en tres puntos:
A) La Entrada del Ecualizador (Salida de la Mezcladora).
B) La Salida del Ecualizador. C) El Micrófono de Medición.
La figura 1.33 muestra un diagrama de los puntos de medición.
La resolución de dichas mediciones es de 1/ 24 de octava (240 frecuencias independientes).
EL SIM System II puede mostrar la información de 3 formas:
A) Espectro (analizador de tiempo real de 1/ 24 de octava). Puede mostrar la Entrada del Ecualizador, la Salida del Ecualizador y el Micrófono de Medición.
La figura 1.34 muestra una medición de Espectro.
Figura 1.34 Medición de Espectro del SIM System II
RTA en 1/24 de octava de la señal de referencia
RTA en 1/24 de octava de la señal de medición
Figura 1.35 Medición de Buscador de Retraso del SIM System II
B) Buscador de Retraso (respuesta de impulso con resolución de +-0.000,02 segundos). Puede mostrar los desajustes de tiempo entre la Entrada del Ecualizador, la Salida del Ecualizador y el Micrófono de Medición. Asimismo puede mostrar desajustes de tiempo entre cajas acústicas, asi como reflexiones de superficies.
La figura 1.35 muestra una medición de Buscador de Restraso.
C) Respuesta de Frecuencia (Respuesta de Amplitud, Respuesta de Fase, y Relación Señal/ Ruido). Puede mostrar la Respuesta de Amplitud, Fase y relación S/R del Ecualizador, de el altavoz en su Espacio Acústico, y de el altavoz con la Ecualización.
La figura 1.36 muestra una medición de Respuesta de Frecuencia
Cualquier cambio en la integridad de una señal se conoce como distorsión. La distorsión armónica es el resultado de la creación de frecuencias adicionales (múltiplos de la frecuencia original) que no estaban presentes en la señal original.
7) Distorsión Armónica
7) Distorsión Armónica
7) Distorsión Armónica
7) Distorsión Armónica
7) Distorsión Armónica
La suma del nivel de todas esas frecuencias dividido entre el nivel de la señal original se conoce como THD (Total Harmonic Distortion ó Distorsión Armonica Total).
Las ilustraciones 1.37, 1.38 y 1.39 muestran 3 gráficas de respuesta de frecuencia sin distorsión armónica y con distorsión armónica.
Figura 1.36 Medición de Respuesta de Frecuencia del SIM System II
(Amplitud vs Frecuencia, Fase vs Frecuencia y Relación Señal/Ruido vs Frecuencia)
respuesta de fase respuesta de frecuencia Relación Señal/Ruido
areas NO canceladas acústicamente areas acústicamente canceladas
Se puede apreciar la distorsión en las figuras 1.38 y 1.39. Además se puede apreciar que el nivel de distorsión armónica es mayor en la figura 1.39. -66 -60 -54 -48 -42 -36 -30 -24 -18 -12 -6 0 -120 -114 -108 -102 -96 -90 -84 -78 -72 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 2000 25025 31 5 4000 500 630 800 10 1k 1.25k 1.6k 2k 2.5k 3.1 5k 4k 5k 6.3k 8k 10 10k 12.5k 16k 20k 50% 10% 1% 0.1% 0.01% Distorsión Armónica Total THD
Señal Original Armónicos
Figura 1.37 Señal de prueba (0% de THD)
ausencia de distorsión -66 -60 -54 -48 -42 -36 -30 -24 -18 -12 -6 0 -120 -114 -108 -102 -96 -90 -84 -78 -72 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 2000 25025 31 5 4000 500 630 800 10 1k 1.25k 1.6k 2k 2.5k 3.1 5 k 4k 5k 6.3k 8k 10 10k 12.5k 16k 20k 50% 10% 1% 0.1% 0.01% Distorsión Armónica Total THD
Señal Original Armónicos
Figura 1.38 THD menor a 1%
presencia de distorsión -66 -60 -54 -48 -42 -36 -30 -24 -18 -12 -6 0 -120 -114 -108 -102 -96 -90 -84 -78 -72 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 2000 25025 31 5 4000 500 630 800 10 1k 1.25k 1.6k 2k 2.5k 3.1 5k 4k 5k 6.3k 8k 10 10k 12.5k 16k 20k 50% 10% 1% 0.1% 0.01% Distorsión Armónica Total THDSeñal Original Armónicos
Figura 1.39 THD mayor a 1%
En las figuras 1.40, 1.41 y 1.42 se indica el nivel de la distorsión armónica como porcentaje y en dB relativos a la señal original.
¿Qué tanto es aceptable?
¿Qué tanto es aceptable?
¿Qué tanto es aceptable?
¿Qué tanto es aceptable?
¿Qué tanto es aceptable?
Figura 1.40 0.1 % de THD
Figura 1.41 1 % de THD
Figura 1.42 10 % de THD
60 dB de diferencia entre el nivel de señal original y el
nivel de la suma de armónicos
0.1% de THD
40 dB de diferencia entre el nivel de señal original y el
nivel de la suma de armónicos
1% de THD
20 dB de diferencia entre el nivel de señal original y el
nivel de la suma de armónicos
En la figura 1.40 se puede apreciar que una diferencia de 60 dB entre la señal original y el nivel de todos los armónicos sumados equivale a 0.1% de Distorsión Armónica Total.
Asimismo, la figura 1.41 muestra que una diferencia de 40 dB entre la señal original y el nivel de todos los armónicos sumados equivale a 1% de Distorsión Armónica Total.
Y por último, la figura 1.42 muestra que una diferencia de 20 dB entre la señal original y el nivel de todos los armónicos sumados equivale a 10% de Distorsión Armónica Total.
¿Que tan audibles son los diferentes porcentajes de Distorsión Armónica Total? Depende de dos factores:
-El nivel de los armónicos en relación a la señal original (THD).
-La frecuencia de la señal original.
En otras palabras, es más dificil percibir distorsión armónica en bajas frecuencias, que en frecuencias medias o medias altas. En general 1% ó más de THD es percibido por la mayoría de la gente.
8) Mediciones en el eje y fuera del eje
8) Mediciones en el eje y fuera del eje
8) Mediciones en el eje y fuera del eje
8) Mediciones en el eje y fuera del eje
8) Mediciones en el eje y fuera del eje
La manera de realizar las mediciones (las condiciones de la medición) nos puede conducir hacia resultados erroneos.
La distancia de el altavoz con las superficies modificará el resultado de la medición.
De igual forma la posición del microfono de medición con respecto a la caja acústica tambien cambiará el resultado de la medición.
Las ilustraciones 1.43, 1.44 y 1.45 muestran la respuesta de frecuencia de un altavoz en donde el microfono de medición se encuentra en 3 posiciones diferentes con respecto a la caja acústica y a las superficies (paredes) de la habitación.
La ilustración 1.43 se realizó en el eje de la caja acustica, a una distancia de 1 metro de la caja acustica, y a una distancia de 1.5 metros de la pared más cercana.
Figura 1.44 Resp. de Frec. a 25 grados fuera del eje
Figura 1.45 Resp. de Frec. a 50 grados fuera del eje
el nivel amplitud de las frecuencias emitidas por el difusor de trompeta se ha atenuado 6 dB; la atenuación es uniforme
El nivel amplitud de las frecuencias emitidas por el difusor de trompeta aun NO se ha atenuado 6 dB; la atenuación es uniforme La ilustración 1.44 se realizó a 25 grados fuera
del eje, a una distancia de 1 metro de la caja acustica, y a una distancia de 1.2 metros de la pared más cercana.
La ilustración 1.45 se realizó a 50 grados fuera del eje, a una distancia de 1 metro de la caja acustica, y a una distancia de 1 metro de la pared más cercana.
Se puede observar que la respuesta de frecuencia de la medición en el eje (figura 1.43) es la más plana de las tres. Asimismo se puede notar que la medición a 50 grados fuera del
eje (figura 1.45) es la que posee menor energía de frecuencias altas.
También se puede observar que la medición en el eje (figura 1.43) presenta menos nivel de reflexiones de paredes. Mientras que la medición a 22.5 grados fuera del eje (figura 1.45) es la que posee mayor nivel de reflexiones de paredes.
Como regla general al hacer mediciones se recomienda realizarlas en el eje de la caja acustica, y alejado de las paredes en la medida de lo posible. La distancia del micrófono de medición con respecto a la caja acustica deberá ser representativa de la audiencia (un punto intermedio entre el publico más cercano y más alejado de la caja acustica).
Como se vio anteriormente “polaridad” se refiere a la dirección del impulso inicial de la señal de audio, y “fase” se refiere a tiempo. Comunmente se sobrevalora el alcance de los detectores de polaridad (erróneamente llamados “Checadores de Fase”).
Las ilustraciones 1.46A y B, 1.47A y B y 1.48A y B muestran la respuesta de impulso y la respuesta de frecuencia y fase de un sistema de 3 vías (graves, medios y agudos). La caja acústica de medios y agudos y la caja acústica de graves es la misma en los tres casos (Meyer UPA-1P y USW-1P), asi como los amplificadores utilizados en los últimos dos casos (Crown serie MA).
En el primer caso se utilizó el procesamiento interno (de Meyer Sound) tanto para los agudos, medios, y graves; en el segundo y ter-cer caso se utilizo un “crossover electrónico” de proceso avanzado que incluye además de las funciones de crossover: delay por vía, ecualizador paramétrico por vía, y limitador por vía (Broke Siren Systems FCS-366 Omnidrive Compact). Para lograrlo (segundo y tercer caso), se desmonto el modulo de amplificación
9) Limitaciones de los detectores de polaridad
9) Limitaciones de los detectores de polaridad
9) Limitaciones de los detectores de polaridad
9) Limitaciones de los detectores de polaridad
9) Limitaciones de los detectores de polaridad
y procesamiento electrónico integrado tanto en la UPA-1P y USW-1P.
Mientras que en el caso primer caso, se desconocen los puntos de corte y las pendientes utilizadas por los filtros del cross-over; en el segundo caso, las pendientes utilizadas son de 12 dB/octava y los puntos de corte son 80 Hz y 1.25 kHz; y en el tercer caso, las pendientes utilizadas son de 24 dB/ octava y los puntos de corte son 125Hz y 800 Hz.
Al utilizar un detector de polaridad en cada via en los 3 sistemas se obtuvieron los siguientes resultados:
-Sistema A:
Low = Verde (polaridad no invertida) Mid = Verde (polaridad no invertida) Hi = Verde (polaridad no invertida) -Sistema B:
Low = Verde (polaridad no invertida) Mid = Rojo (polaridad invertida) Hi = Verde (polaridad no invertida)
Figura 1.46A Respuesta de Impulso del Sistema A
-Sistema C:
Low = Verde (polaridad no invertida) Mid = Verde (polaridad no invertida) Hi = Verde (polaridad no invertida)
De acuerdo al detector de polaridad se puede concluir que:
-Los sistemas A y C son compatibles
-El sistema B presenta problemas (en la via de medios)
-El sistema B NO es compatible con los sistemas A y B
El siguiente análisis (utilizando el analizador SIM System II) demostrará que:
-Los 3 sistemas (A, B, y C) son incompatibles -El sistema B NO presenta problemas
1.- Las ilustraciones 1.46A y B (sistema A) muestran la respuesta del sistema utilizando el procesamiento desarrollado por Meyer Sound.
La respuesta de impulso muestra un impulso NO invertido, en una sola dirección (similar al comportamiento de un cable o un componente electrónico).
Se puede apreciar que desde los 300 Hz hasta los 16 kHz, la fase se encuentra en el area de 0 grados (lo que significa que en todo ese rango las frecuencias se reproducen al mismo tiempo). Asimismo se puede apreciar retraso proporcional a la frecuencia (al disminuir la frecuencia el retraso es mayor) a partir de 300 Hz.
Como se indicó anteriormente, un detector de polaridad indica en las tres vías color verde (lo que significa que ninguna de las vías tiene polaridad invertida).
2.- Las ilustraciones 1.47A y B (sistema B) muestran la respuesta del sistema utilizando procesamiento diferente al desarrollado por Meyer Sound. En este caso los puntos de corte son 80 Hz y 1.25 kHz, y las pendientes son de 2do orden (12 dB/octava).
Figura 1.47A Respuesta de Impulso del Sistema B
Figura 1.47C Polaridad Invertida en la vía de medios (trazo claro)
Polaridad NO invertida en la vía de medios (trazo obscuro)
La respuesta de impulso muestra un impulso que se dirige en ambas direcciones (lo cual dificulta determinar si dicho impulso es NO invertido o invertido).
Puede apreciarse que la respuesta de frecuencia es idéntica a la del sistema A.
En la grafica de respuesta de fase se puede apreciar que desde los 8 kHz hasta los 16 kHz, la fase se encuentra en el area de 0 grados (lo que significa que solo en ese rango las frecuencias se reproducen al mismo tiempo). Asimismo se puede apreciar retraso proporcional a la frecuencia a partir de 8 kHz. Nota: En el siguiente tema (Altavoces) se explica que las pendientes utilizadas por el “crossover” son las causantes del retraso proporcional a la frecuncia.
Como se indicó anteriormente, un detector de polaridad indica que la vía de medios tiene polaridad invertida.
La ilustración 1.47C muestra lo que sucede si se desinvierte la polaridad en la via de medios. Puede apreciarse que se producen cancelaciones en los puntos de corte del cross-over (80 Hz y 1.25 kHz). Por lo tanto en este caso “es necesario” mantener invertida la vía de medios.
Nota: En el siguiente tema (Altavoces) se explica por que en algunos casos, es necesario invertir alguna de las vias.
3.- Las ilustraciones 1.48A y B (sistema C) muestran nuevamente la respuesta del sistema utilizando también procesamiento diferente al desarrollado por Meyer Sound. En este caso los puntos de corte son 125 Hz y 800 Hz, y las pendientes son de 4to orden (24 dB/octava). La respuesta de impulso muestra nuevamente un impulso que se dirige en ambas direcciones (lo cual dificulta determinar si dicho impulso es NO invertido o invertido). Aparentemente es NO invertido.
Puede apreciarse que la respuesta de frecuencia es idéntica a la de los sistemas A y B.
Figura 1.48A Respuesta de Impulso del Sistema C
Figura 1.48B Respuesta de Frecuencia y Fase del Sistema C
En la grafica de respuesta de fase se puede apreciar que desde los 2.5 kHz hasta los 10 kHz, la fase se encuentra en el area de 0 grados (lo que significa que solo en ese rango las frecuencias se reproducen al mismo tiempo). Asimismo se puede apreciar retraso proporcional a la frecuencia a partir de 2.5 kHz. Como se indicó anteriormente, un detector de polaridad indica en las tres vías color verde (lo que significa que ninguna de las vías tiene polaridad invertida).
La ilustración1.49A muestra simultanemanete la información de los sistemas A (en color azul) y B (en color verde).
Puede observarse que la respuesta de frecuencia es identica; pero la respuesta de fase indica que el trazo de fase entre ambos sistemas muestra diferencia de 180 grados en la región de los 400 Hz. Eso significa que al combinar ambos sistemas (A y B), dicha región se cancelará.
Figura 1.49A Respuesta Individual de los Sistemas A y B
Figura 1.49B Respuesta combinada de los sistemas A y B, y respuesta individual del Sistema A
La ilustración 1.49B confirma que dicha región se cancela.
Por lo tanto el sistema A, NO ES COMPAT-NO ES COMPAT-NO ES COMPAT-NO ES COMPAT-NO ES
COMPAT-I B L E
I B L EI B L E
Figura 1.50A Respuesta Individual de los Sistemas A y C
Figura 1.50B Respuesta combinada de los sistemas A y C, y respuesta individual del Sistema A
La ilustración1.50A muestra simultanemanete la información de los sistemas A (en color azul) y C (en color morado).
Nuevamente puede observarse que la respuesta de frecuencia es identica; pero la respuesta de fase indica que el trazo de fase entre ambos sistemas muestra diferencia de 180 grados en la región de los 600 Hz. Eso significa que al combinar ambos sistemas (A y C), dicha región se cancelará.
La ilustración 1.50B confirma que dicha región se cancela.
Por lo tanto el sistema A, TAMPOCO ES COM-TAMPOCO ES COM-TAMPOCO ES COM-TAMPOCO ES COM-TAMPOCO ES
COM-P A T I B L E
P A T I B L EP A T I B L E
Figura 1.51A Respuesta Individual de los Sistemas B y C
Figura 1.51B Respuesta combinada de los sistemas B y C, y respuesta individual del Sistema C
La ilustración1.51A muestra simultanemanete la información de los sistemas B (en color verde) y C (en color morado).
Nuevamente puede observarse que la respuesta de frecuencia es identica; pero la respuesta de fase indica que el trazo de fase entre ambos sistemas muestra diferencia de 180 grados en la región de los 50 Hz. Eso significa que al combinar ambos sistemas (B y C), dicha región se cancelará.
La ilustración 1.51B confirma que dicha región se cancela.
Por lo tanto el sistema B, TAMPOCO ES COM-TAMPOCO ES COM-TAMPOCO ES COM-TAMPOCO ES COM-TAMPOCO ES
COM-P A T I B L E
P A T I B L EP A T I B L E
Ninguno de los 3 sistemas (A, B y C) es com-patible entre sí. ¿Por qué? Porque los parámetros de procesamiento (puntos de corte y pendientes de filtraje) no son idénticos. En el siguiente tema (Altavoces) se explican las consecuencias que tienen las pendientes y los puntos de corte de los filtros utilizadas por los “crossovers” con la respuesta de fase resultante (lo cuál también tiene repercusiones en la “polaridad”).
Combinar sistemas de sonido de diferentes modelos y marcas puede conducir a un gran numero de anomalías debido a que la fase en todas las frecuencias NO sera compatible en-tre todos los sistemas.
Tomar decisiones basadas en la similitud de colores (entre diferentes vías) por medio de un detector de polaridad puede llevar a resultados desastrosos, debido a que dicho detector rastrea polaridad (dirección) y no fase (relación de tiempo entre diferentes frecuencias).
Si se desean tomar decisiones de polaridad (entre diferentes vías), y de compatibilidad entre sistemas, la herramienta confiable debe ser un analizador FFT de alta resolución de dos canales, que pueda calcular la Función de Transferencia entre ambos canales (tal es el caso del analizador SIM System II de Meyer Sound).
