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¿Qué es la respuesta de frecuencia y cómo afecta a la música?
16 de octubre de 2023
La respuesta de frecuencia es una representación gráfica que ayuda a evaluar la fidelidad con la que un componente de audio reproduce el rango audible del sonido.
Comúnmente ésta se representa como un gráfico lineal, en el cual se relaciona la amplitud de salida del dispositivo en el eje Y (en decibelios – Db) con la frecuencia en el eje X (en hercios – Hz).
¿Cómo se mide la respuesta de frecuencia?
Para su medición se hace pasar una onda sinusoidal de amplitud fija a través de todas las frecuencias relevantes, mientras un analizador rastrea la salida. Idealmente, se busca que el sistema reproduzca todas las frecuencias con la misma amplitud, creando así una respuesta de frecuencia “plana”, representada por una línea horizontal en el gráfico.
En otras palabras, la respuesta de frecuencia ideal es aquella que conserva los niveles relativos de graves, medios y agudos de la fuente original. Por el contrario, si un componente, como por ejemplo un driver de unos altavoces, no mantiene una respuesta de frecuencia plana, puede traer como resultado una reproducción de frecuencias diferentes a las de la señal original, afectando así de manera negativa la experiencia auditiva por falta de fidelidad.
El oído humano abarca desde frecuencias bajas, a partir de 20 Hz, hasta frecuencias altas de alrededor de 20 kHz (20.000 Hercios). Musicalmente hablando, éstas se dividen o categorizan en secciones. Los graves, para las más bajas (entre 20 y 250 Hz aprox.), los medios (entre 250 y 4kHz) y por último los agudos (por encima de los 4kHz).
Lograr una respuesta de frecuencia perfectamente plana en la cadena de señal de audio es todo un desafío, ya que existen múltiples factores como por ejemplo las propiedades mecánicas, electrónicas o acústicas que contribuyen a la no linealidad en dispositivos de audio.
Desafíos para lograr una respuesta de frecuencia plana
Por desgracia, en el ámbito del audio, la teoría ideal y la realidad a menudo difieren. Alcanzar una respuesta de frecuencia perfectamente plana a lo largo de toda la cadena de señal de audio es complicado, especialmente en componentes como controladores de auriculares y altavoces. Las propiedades mecánicas, electrónicas y acústicas interactúan, creando no linealidades que afectan el sonido.
Otros factores como la adaptación de impedancia, condensadores de cruce, bobinas inductoras y la acústica ambiental también contribuyen en gran medida a la complejidad de lograr una respuesta de frecuencia plana.
Las especificaciones de audio a menudo indican un rango de frecuencias, como 20 Hz-20 kHz, junto con la variación máxima en la respuesta de frecuencia en decibelios, como +/- 6 dB. Sin embargo, esta información solo nos indica la desviación máxima en cualquier punto entre las frecuencias, pero no revela cómo sonará realmente el producto.
Lo ideal es que cada componente de la cadena de señal tenga una respuesta de frecuencia plana, para que el sonido pase inalterado. Pero la realidad es que muchos componentes no ofrecen un rendimiento ideal.
Se considera que desviaciones de aproximadamente 3 dB son el límite inferior de la percepción auditiva confiable, mientras que desviaciones mayores pueden afectar la experiencia auditiva produciendo alteraciones perceptibles en nuestra música.
Las frecuencias resonantes, que aparecen como protuberancias pronunciadas en una tabla de frecuencias, pueden ser particularmente problemáticas, ya que ciertas notas y tonos musicales se exageran o enmascaran por la resonancia.
Por lo tanto, no basta con observar una especificación como 20 Hz – 20 kHz +/- 3 dB, es mejor poder ver dónde se producen estas variaciones de énfasis y cómo se distribuyen. Una respuesta de frecuencia suave es mejor que una muy variable. Como ya hemos comentado, lo ideal suele ser la plana.
El análisis de Fourier y su influencia en la música
Una respuesta de frecuencia no lineal no solo afecta los aspectos comunes de graves y agudos, sino que también impacta la calidad sonora de cada instrumento en la mezcla.
El análisis de Fourier y la transformada de Fourier demuestran que una forma de onda compleja se puede expresar como la suma de ondas sinusoidales de diferentes amplitudes. Esto implica que las formas de onda de instrumentos musicales, generadas por la combinación de armónicos, pueden afectar sutilmente la percepción auditiva de cada instrumento en una mezcla.
¿Por qué es esto importante?
Volviendo a la respuesta de frecuencia, ahora comprendemos que una respuesta no plana no sólo altera la representación general de nuestra música, sino que también puede cambiar la forma en que suenan los instrumentos individuales. Incluso si un gráfico de respuesta de frecuencia no presenta problemas importantes de graves o agudos, las no linealidades más pequeñas en ciertas frecuencias pueden alterar nuestra percepción de ciertos instrumentos.
Como norma general de ecualización, encontramos por ejemplo que disminuir la frecuencia fundamental de un instrumento produce un sonido menos potente, mientras que aumentarla le agrega “profundidad”. De igual modo, reducir el contenido armónico de un instrumento genera sonidos apagados y antinaturales, mientras que aumentar los armónicos aumenta su “presencia”.
Seguramente hayas trasteado con la configuración del ecualizador de cualquier aplicación de música o con los “presets” o configuraciones prestablecidas de ecualizador no planas que realzan graves o cortan los agudos según el tipo de música que vayamos a escuchar. Te habrás fijado que aumentar o cortar diferentes frecuencias de instrumentos musicales puede terminar enmascarando o amplificando el sonido de otros instrumentos presentes en una canción. Es decir, que una respuesta de frecuencia no lineal puede deshacer o desfigurar todo el trabajo realizado por los ingenieros de mezclar y masterizar una pista de audio.
La importancia de la respuesta de frecuencia en la música
Según los estándares tradicionales de Hi-Fi o alta fidelidad, un sistema de audio preciso es aquel que toma una señal de entrada y la emite sin cambiarla en absoluto. Esto incluye varios componentes que van desde el archivo de audio fuente, el procesamiento digital, componentes como un DAC hasta el amplificador y los altavoces.
La respuesta de frecuencia, aunque solo constituye una parte de la ecuación, tiene un impacto significativo en la calidad del sonido. No se trata solo de evitar excesos de graves, medios o agudos, sino también de mantener un equilibrio tonal preciso entre los diferentes instrumentos.
Si bien alcanzar una respuesta de frecuencia perfectamente plana en todos los componentes es difícil, la tecnología actual se acerca lo suficiente para que la diferencia sea imperceptible para el oído humano.
Para aquellos audiófilos que buscan una experiencia auditiva lo más pura posible, prestar atención a la respuesta de frecuencia es crucial. Además, puede ser una herramienta valiosa al ecualizar con hardware que no sea perfecto.
