CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE SONIDO
Es obvio que cada altavoz suena de manera única aunque sean equipos de audio de gama similar. Las causas de que no suenen igual son varias y en ocasiones complicadas de entender. En este post vamos a aclarar los aspectos técnicos o características que influyen en la calidad de sonido de los altavoces para que entendáis mejor porque existe diferencia de sonido entre altavoces.
Es importante entender que todas estas especificaciones son compartidas por todos los altavoces independientemente del tipo o finalidad que tengan. Ya sea una barra de sonido, un altavoz wifi, bluetooth… todos sin excepción van a tener estos aspectos técnicos en su interior.
LA ESENCIA DE UN ALTAVOZ
Estos transductores son los “órganos” esenciales de un altavoz y se instalan en las llamadas cajas acústicas. Pueden tener varias funciones pero básicamente estas cajas acústicas intentan evitar que las ondas producidas por la parte de atrás de las membranas salgan hacia delante y produzcan lo que se conoce como el “cortocircuito acústico”. Es decir, que las ondas se cancelan unas a otras porque sean de diferentes frecuencias. Esto ocurre mucho con los graves.
El denominado cortocircuito acústico se produce cuando vibra el cono de un altavoz que no se encuentra empotrado, si no al aire, se producen ondas sonoras al frente pero también por su parte trasera, pudiendo anularse o cancelarse entre sí. Para evitarlo, se colocan los altavoces en las cajas acústicas o bafles que impiden que las ondas frontales y traseras puedan anularse. Este efecto se nota mucho en las bajas frecuencias.Explicación gráfica de un cortocircuito acústico”
DRIVERS
Una de las principales causas del sonido diferente de los altavoces es la construcción de los transductores electromagnéticos, conocidos como Drivers.
Los drivers de un altavoz se dividen en cinco familias en función del tipo de frecuencia sonora que emiten.
-TWEETER: El nombre de tweeter viene de tweet que es piar en inglés y son los drivers enfocados en altas frecuencias o los sonidos agudos (4 a 20 kHz) que se corresponden con el límite del oído humano. En cambio existen tweeter que reproducen frecuencias ultrasónicas de 40 o incluso 100 kHz.
Con el paso de los años, nuestra sensibilidad a los sonidos agudos va disminuyendo debido al deterioro de nuestro sistema auditivo. Además, el sonido del tweeter es el más sencillo de escuchar ya que los altavoces suelen generar el sonido agudo de manera direccional produciendo poca difracción o desvío. Suelen ser altavoces de condensador o electroestáticos, pequeños (entre 2cm y 6cm) a la vez que ligeros.
Los tweeter de domo o cúpula son los que reproducen un sonido más fiel y nítido aunque menor potencia que otros. Suelen usarse en los equipos de sonido Hi-fi.
WOOFER: los drivers woofer son aquellos pensados para las bajas frecuencias, por lo que su sonido está optimizado en un rango de frecuencias en torno a (40 Hz a 1 kHz). El oído humano percibe hasta 20 Hz, por lo que un woofer no cogería todas las frecuencias audibles, para abordarlas todas necesitaríamos el apoyo de un subwoofer que explicaremos más abajo. El nombre woofer proviene del inglés woof, que significa ladrar en inglés. Los woofer habitualmente son altavoces dinámicos o de bobina móvil de un tamaño considerable y con un diámetro en torno a los 8 y 15 pulgadas. Los woofer funcionan moviendo el cono para crear onda de sonido. El reto está en diseñarlos para que ese movimiento reproduzca de manera precisa los impulsos eléctricos aplicados a la bobina, reproduciendo sonidos a un alto volumen y sin distorsión alguna. Las cajas acústicas sirven para complementar a los woofer o subwoofer, porque los altavoces por sí solos tienen limitaciones acústicas que una caja puede ayudar a mejorar.
MID RANGE: estos drivers están especializados en la frecuencias medias, que abarcan un rango de frecuencias entre (800 Hz y 5 kHz). Este espectro audible recoge los sonidos como voces por lo que será más fácil distinguir distorsión en el momento en que ocurra. A estos drivers se les conoce también por squawkers, porque proviene de la palabra squawk que significa graznar en inglés.
De esta manera los subwoofer potencian las frecuencias bajas y sirven para complementar a los otros drivers que forman un equipo de música. Principalmente, se distinguen dos tipos de subwoofer: activos y pasivos. Los transductores activos poseen una etapa de salida o amplificador incorporado, en cambio, los pasivos funcionan mediante un amplificador externo. En la mayoría de equipos de música para casa como las torres de sonido o barras de sonido poseen los subwoofers activos porque tienen una construcción más compacta y tienen en su interior el amplificador dedicado, controles de ecualizador… Los subwoofer pasivos necesitan de un amplificador externo y la señal la reciben ya amplificada. Otra característica destacable de los subwoofer es la nula directividad de los sonidos que reproducen, de manera que al receptor le es difícil encontrar la fuente de sonido. Habitualmente, este driver se controla a través de un filtro de frecuencias encargado de filtrar las bajas frecuencias para enviarlas al subwoofer. Las cajas acústicas tienen limitaciones para reproducir frecuencias graves por lo que el diseño optimizado para ellas es el denominado bass reflex. Algo muy a tener en cuenta para las frecuencias bajas es la acústica del espacio. La sala de escucha debe estar preparada (difusión y absorción) además de conocer dónde colocar el subwoofer para potenciar este tipo de frecuencias de sonido. Si no se tienen en cuenta estos aspectos, por un sistema subwoofer muy potente que tengamos, la calidad y fidelidad del sistema será deficiente.
Entendiendo esto, hay que tener en cuenta que si nuestro equipo de música tiene drivers dedicados para cada frecuencia de sonido ofrecerá un sonido más rico en matices que uno que tiene tan solo un driver full range o rango completo. Ya sabemos cómo se dividen los drivers en función del tipo de sonido que reproducen. Pero para conocer cuál ofrece mejor sonido es importante tener en cuenta los materiales con los que está construido ya que tanto las prestaciones finales como el precio varían dentro de un margen muy amplio. Normalmente las membranas de los conos de los altavoces pueden estar construidos de materiales muy distintos.Conos de papel, de polipropileno, la fibra de carbono, el kevlar, aluminio e incluso titanio para algunos tweeters. Como es lógico, cada material es idóneo para unas frecuencias sonoras porque aporta unas características únicas, y muchas marcas premium hacen uso de ellos adecuadamente. Por ejemplo el kevlar es un material de altísima resistencia que se utiliza en chalecos antibalas, cascos de barco e incluso fuselaje de aviones. Pero en frecuencias medias-altas no se comporta bien porque las distorsiona con facilidad. Aparte del material con el que se construyan los drivers también se dividen en varios tipos. Cada uno de estos tienen sus usos y características propias. Existen algunos como los piezoeléctricos, electrostáticos, de cinta, funcionamiento dinámico o de bobina móvil que pueden ser de cúpula o de cono (estos son los más habituales). Por ejemplo los tweeter suelen utilizan los de cúpula para conseguir una buena dispersión vertical y horizontal. En cambio, los drivers dinámicos de cono son los más corrientes y se utilizan para las frecuencias medias y graves.
POTENCIA RMS
La potencia RMS (siglas de “root-mean-square“) representa el nivel medio y constante de potencia que puede ofrecer un altavoz. Es un valor científicamente comprobable y se basa en una fórmula matemática (voltaje RMS al cuadrado dividido por la impedancia (V²/Z)). El cálculo RMS refleja la potencia real, ya que existe un método standard para medirlo, haciéndolo totalmente independiente de fabricantes, marcas, etc., porque es un parámetro universal.
La potencia se mide en Vatios (W) y para que nos hagamos una idea unos 40W RMS de potencia son suficientes para llenar un espacio amplio como un salón o comedor.
CANALES DE AUDIO
El término canales de audio o audio multicanal se refiere al uso de múltiples pistas de audio para reconstruir el sonido y también a la capacidad física de un sistema de audio para reproducirlas. Para representarlos se usan dos dígitos separados por un punto (2.0, 2.1, 5.1, 6.1, 7.1, etc.) dependiendo de la cantidad de pistas de audio que se utilicen.
Conociendo los canales de audio de nuestro sistema de altavoces surround, existe siempre una configuración óptima en función del número de canales de audio funcionales para que el efecto de sonido producido sea el mejor. De esta manera, en muchos equipos se muestra mediante un esquema dibujado el espacio físico donde deben colocarse los altavoces dependiendo de la cantidad de canales. Se simbolizan con pequeños cuadrados negros (cada cuadrado es un canal)en un recuadro que representa la habitación, indicando así la configuración
VÍAS
Las vías son la cantidad de bloques de frecuencia en los que se ha dividido la señal de audio. Los equipos de música con varias vías surgen ante el hecho de que la mayoría de los circuitos internos de un altavoz individual son incapaces de abarcar todo el espectro de frecuencias, donde uno de varias vías si. Estos altavoces incorporan varios drivers en la caja acústica para reproducir un amplio rango de frecuencia. Desde tweeters hasta subwoofers, la señal se divide mediante unos filtros crossover que pueden ser activos o pasivos y que envían cada rango de frecuencias al altavoz apropiado. Los agudos a los tweeter, los graves al subwoofer… y así sucesivamente.
Los filtros crossover o de cruce son unos circuitos filtradores de frecuencias que dividen la señal entrante para obtener una frecuencia de salida separada en rangos de frecuencias: altas, medias, bajas…
En el mundo del audio se emplean dos tipos de crossovers:
- Crossover de filtro pasivo: Son aquellos que dividen la señal después de amplifIcarla. Básicamente dejan pasar todas las frecuencias y eliminan las que no necesitan. Esto repercute en una pérdida de potencia por lo que no es muy eficiente.
- Crossover de filtro activo: En estos se divide la señal antes de ser amplificada. Funcionan mediante elementos activos lo que proporciona una amplificación de la potencia así como una buena eficiencia.
De esta manera, los altavoces pasivos utilizan crossover de filtro pasivo mientras que los altavoces activos utilizan crossover de filtro activo.
Es importante no confundir el número de vías con los drivers dentro de un altavoz (tweeter, subwoofer y woofer) porque no siempre coinciden. Por ejemplo, podemos tener una minicadena con dos vías que tenga un tweeter y 4 woofer de rango completo (medios-graves). Es decir, 2 vías repartidos en 5 drivers.
Si hay más drivers es para aumentar la potencia que soporta el equipo y obtener más presión acústica que la que ofrecería un solo driver.
Tipos de altavoces en función de las vías que tienen:
De 1 vía o de vía única: En este caso la caja acústica o bafle sólo contiene un altavoz, que puede ser o de rango completo o específico para un rango de frecuencias (tweeter, woofer, medio o subwoofer)
De 2 vías: Aquellos altavoces que tienen un driver especializado en altas frecuencias y otro para bajas o medias frecuencias que está optimizado en reproducir tonos medios y graves. Como hemos comentado, puede un número de drivers distinto a 2. Porque drivers y vías no son lo mismo.
De 2 vías y media: Como en los altavoces de tres vías, en la caja acústica se encuentran normalmente un woofer, tweeter y medio que divide la señal en tres bandas de frecuencia distribuidas de manera diferente, porque envía bajas y medias frecuencias tanto al woofer como al medio hasta que éstos llegan a un punto en el que tan sólo uno de ellos reproduce el sonido.
De 3 vías: El bafle incorpora varios drivers. Normalmente tres especializados en distintos rangos de frecuencia. Tweeter para agudos, woofer para bajas y un medio para las voces.
De 4 vías: Aquellos que dividen la señal entrante en cuatro sub-bandas diferentes. De manera que el tweeter recibe las altas frecuencias, los medios reciben las medias y altas frecuencias, las medias-bajas frecuencias las recibe el midwoofer y finalmente, el subwoofer o woofer reciben las frecuencias más bajas.
De 5 vías o más: Son aquellos que tienen el máximo número de drivers en la caja acústica y todos ellos especializados. De esta manera la señal entrante se divide en sub-bandas para mejorar así el tratamiento individual de cada frecuencia de sonido.
RANGO DE FRECUENCIA
El rango de frecuencia es un aspecto relevante para tener en cuenta en un equipo de música porque nos da una idea del espectro audible que genera el sistema de audio. De esta manera, el rango de frecuencia es el intervalo del espectro sonoro que es capaz de reproducir un altavoz. Se mide en herzios (Hz). Esta frecuencia suele estar delimitada por el fabricante al rango de frecuencia audible, que es el que somos capaces de escuchar.
Un oído sano y joven es sensible a las frecuencias comprendidas entre los 20 Hz y los 20 kHz. No obstante, este margen varía según cada persona y se reduce con la edad. Este rango equivale muy aproximadamente a diez octavas completas (210=1024). Teóricamente lo más óptimo es escoger un altavoz de cubrir este espectro de frecuencias, pero en la mayoría de casos es más que suficiente un rango menor.
Unos altavoces que ofrezcan mayor rango de frecuencias no van a ser mejores, porque lo importante es la nitidez con la que reproducen los sonidos de esas frecuencias. Los rango de frecuencias cercanos a los kHz hacen referencia a los sonidos agudos, mientras que los sonidos graves son los rangos de frecuencia cercanos a 0.
RELACIÓN SEÑAL-RUIDO
La relación señal-ruido (en inglés signal/noise S/N) es el cociente entre el nivel de la señal y el nivel de ruido para unas condiciones determinadas. Se suele medir en decibelios (dB). En Mundo Altavoces cuando se aporta este dato es siempre referido a 1kHz. Se entiende como ruido cualquier señal no deseada, que circula por el interior del altavoz. El nivel de ruido es más o menos perjudicial en función de cual sea el nivel de la señal.
Cuanto mayor sea el valor de S-N mayor calidad tendrá el mismo teóricamente.En la práctica, el ruido es indetectable por el oído humano cuando está 50 dB por debajo de la señal. De todas formas, en MA consideramos importante este parámetro debido a que es un buen indicador de la calidad de la electrónica del altavoz.
OTRAS TECNOLOGÍAS RELACIONADAS CON EL AUDIO
Con estas mini-guías no se te escapara nada que tenga que ver con el altavoz necesitas. Hemos resumido de una manera sencilla las tecnologías que algunos pero no todos altavoces tienen.
IP - ¿QUÉ ES?
El código IP (del inglés “Ingress Protection” ) hace referencia al estándar internacional IEC 60529 que establece el grado de protección frente a la inserción de sólidos y líquidos en distintas clases de equipamiento.
Una adecuada comprensión de este código es esencial a la hora de comprar cualquier equipo electrónico que esté expuesto a condiciones especiales. No todos los equipos electrónicos poseen código IP, este debe quedar detallado por el fabricante en las especificaciones del producto.
Existen varios códigos similares en altavoces, smartphones, relojes y muchos otros aparatos como el “waterproof” y “dustproof” o “shock proof” asegúrate que conoces estos códigos pero no los debemos confundir con los códigos IP. Respecto a los dos primeros decir que el código IP los está sustituyendo, al tratarse un código basado en unos estándares más firmes. El código IP está indicado con dos dígitos tras las siglas de (“Ingress Protection”) “IP**” cada uno de estos dígitos corresponde a dos grados diferentes de protección. El primer dígito indica el grado de protección contra partículas sólidas, contando con 6 niveles (0 a 6) el segundo dígito corresponde a la protección contra líquidos y cuenta con 9 niveles (0 a 9). Es decir, si un altavoz tiene un IP68, significa que el producto es completamente resistente al agua y al polvo. Cuanto más alto el valor de los dígitos más buena la protección.
Cuando no hay información específica sobre el nivel de protección de cualquiera de los dos criterios (polvo, agua) se indica con una X. No obstante, sería erróneo asumir que un aparto no tiene protección cuando está indicado con una X.
PROTECCIÓN CONTRA EL AGUA
PROTECCIÓN CONTRA EL POLVO
Echemos un vistazo a las tablas anteriores para una mejor comprensión de la puntuación. La mayoría de fabricantes no especifican el valor máximo de 9 de protección contra el agua, es más común encontrar el rango 0-8. Por poner un ejemplo, el altavoz Creative Labs Muvo Mini posee un IP66. Las valoraciones del IP no tienen ningún valor sin los estándares del IEC a los que corresponde cada nivel. Estos puedes observarlos en las tablas anteriores.
o más habitual es que para los altavoces resistentes al agua el valor del código IP para el agua, esté comprendido entre 4 y 6 y el de polvo no se especifique (se señale con una X) o esté entre 5 y 6. Cumplir los estándares de agua es más díficil que los de polvo y muchos fabricantes asumen que si un equipo tiene un IP de agua alto éste también resiste al polvo. Y por ello no invierten dinero en la certificación de polvo. Por lo que no nos debemos asustar si observamos un IPX6, en nuestro altavoz. La arena de la playa no tiene nada que hacer.
Ten en cuenta que si aparece un guion, guion bajo u otro símbolo extraño (aparte de la X, que significa no testado) es un código IP falso.
Ahora ya cuentas con la información necesaria para entender estos códigos que se muestran en los distintos altavoces resistentes al agua con los que contamos. Recuerda que en los análisis de cada altavoz se encuentra la información de manera más concreta para cada producto.
Existen algunos símbolos para referenciar cada nivel de protección, los podemos ver en la tabla anterior, pero son pocos los fabricantes que los usan a día de hoy. Suelen utilizar cuños propios.
BLUETOOTH
Se denomina Bluetooth al protocolo de comunicaciones diseñado especialmente para dispositivos de bajo consumo, que requieren corto alcance de emisión y basados en transceptores de bajo coste. La utilidad se basa en la tecnología de saltos de frecuencia de amplio espectro y opera en la frecuencia de radio de 2,4 a 2,48 GHz.
El hardware que compone el dispositivo Bluetooth está compuesto por dos partes:
– Emisor/Transceptor de frecuencia, encargado de modular y transmitir y recibir la señal.
Estos dispositivos se clasifican como “Clase 1”, “Clase 2” o “Clase 3” en referencia a su potencia de transmisión. En la mayoría de los casos, la cobertura efectiva de un dispositivo de clase 2 se extiende cuando se conecta a un transceptor de clase 1. Esto es así gracias a la mayor sensibilidad y potencia de transmisión del dispositivo de clase 1, es decir, la mayor potencia de transmisión del dispositivo de clase 1 permite que la señal llegue con energía suficiente hasta el de clase 2. Por otra parte la mayor sensibilidad del dispositivo de clase 1 permite recibir la señal del otro pese a ser más débil.
En el mundo del audio inalámbrico lo más habitual es encontrar siempre clase 2 pero hay excepciones.
– Controlador digital, compuesto por una CPU, un procesador de señales digitales (DSP) llamado Link Controller (o controlador de Enlace) y de las interfaces con el dispositivo anfitrión.
Una desventaja de la tecnología bluetooth solía ser su carencia en transmitir buena calidad de sonido, debido a un bajo ancho de banda. Pero con la aparición de las últimas versiones, esto dejó de ser un problema.
Versiones de Bluetooth
Las versiones que se usan hoy en día para altavoces inalámbricos van desde la 2.0+EDR (“Enhanced Data Rate”) hasta la 5. Las versiones “2.*” se siguen utilizando hoy en día pese a que aparecieron hace más de 10 años debido a su robustez, depuramiento y bajo coste. En aplicaciones de audio, están pensados para formatos de audio comprimidos (mp3, mp4, AAC, OGG, WMA…) que son los formatos que más vamos a usar y funcionan muy bien con ellos. Tienen una velocidad de transmisión bueno (2.1 – 3 Mbits/s) aunque en la realidad la velocidad de transmisión práctica es algo inferior.
Una de las versiones de bluetooth más usadas es la 4.0 que apareció justo después de aparecer la 3.0 HS (High Speed). Es básicamente la misma versión pero cuenta con un consumo energético menor. Las dos cuentan con una velocidad de transmisión de 24 Mbits/s capaz de mover sin problemas cualquier formato de audio, incluyendo los de alta calidad (WAV, Apple Lossless, FLAC, AIFF).
Esta tabla muestra las versiones que existen de bluetooth. Tanto la versión 3.0 como la 4.0 comparten la misma velocidad de transmisión, con unos vertiginosos 24Mbits/s. Idóneo para escuchar tu música favorita con la calidad que se merece.Pero recordemos que los formatos comprimidos explicados anteriormente eliminan las partes no audibles para el oído humano de la track, por lo que la pérdida de calidad es casi imperceptible. Estos formatos sólo se usan en HI-FI y editores de audio. Por otra parte en los smartphone se suelen usar formatos comprimidos. En nuestra guía de altavoces bluetooth existe una información más completa y actualizada.
Perfiles de Bluetooth
Los perfiles son funcionalidades para los dispositivos con Bluetooth. Están formalizados para favorecer un uso unificado. La forma de utilizar las capacidades de Bluetooth se basa, por tanto, en los perfiles que soporta cada dispositivo. Los perfiles permiten la manufactura de dispositivos que se adapten a las necesidades del producto. En la tabla siguiente se muestran los perfiles bluetooth que podemos encontrar en los altavoces inalámbricos.
La tabla anterior explica bastante claramente la función de cada uno de los perfiles que encontramos en los altavoces bluetooth. El A2DP es esencial para el sonido estéreo, el AVRCP es necesario para controlar el volumen desde el teléfono móvil. El más sorprendente es el HSP que permite conectar por bluetooth tu altavoz y tus auriculares por si en ese momento no deseas que se escuche la música, en este caso el altavoz actuaría de emisor de señal.
PARÁMETROS Y TECNOLOGÍAS DE AUDIO
POTENCIA RMS
CANALES DE AUDIO
RANGO DE FRECUENCIA
RADIADOR PASIVO
BASS REFLEX
RELACIÓN SEÑAL/RUIDO (S/R)
A/V Sync, Lip Sync
DRC
ARC (Audio Return Channel)
AirPlay, NFC, DLNA... - Funcionalidades inalámbricas
NFC
DLNA
AirPlay
