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El espectro de frecuencia de audio representa el rango de frecuencias que el oído humano puede interpretar. La frecuencia del sonido se mide en Hercios (Hz) unidad. Este rango de frecuencia audibleen la persona promedio al nacer, es de 20 Hz a 20000 Hz, o 20 kHz.
Debido a la edad y otros factores, incluido el daño auditivo, este rango se degrada con el tiempo, pero para la persona promedio, el rango de 20 a 20000 Hz describe y también representa lo que escuchamos en términos de frecuencia, o en términos de música, tono.
Tener una comprensión de este espectro de audio puede ayudar en varias áreas;
- Hablando de sonido y música.
- Comprender las especificaciones técnicas
- Ajuste de un ecualizador gráfico
- Entiende mejor lo que escuchas
Dependiendo de dónde esté leyendo sobre el espectro de frecuencia de audio, la terminología puede ser técnica o subjetiva, lo que complica aún más su comprensión.
El conocimiento del espectro de audio puede ser solo información que es bueno conocer y comprender. A todos nos encanta la música, por lo que es divertido obtener una comprensión más profunda de ella.
Puede haber ocasiones en las que desee ajustar el balance del espectro de audio mediante un ecualizador gráfico (EQ). Algunos conocimientos pueden ayudarlo a producir los resultados que busca y eliminar las conjeturas.
En este artículo, explicaremos el espectro de frecuencias de audio, usando terminología técnica básica y subjetiva. Esto mejorará su conocimiento de los detalles más comúnmente discutidos sobre el tema.
¿Qué son las frecuencias de sonido, de todos modos?
Cuando se produce un sonido musical en un medio como el aire, hace que las moléculas de aire vibren. Cuando estas vibraciones golpean nuestros oídos, nuestros oídos vibran en las mismas frecuencias y la señal se convierte de un sonido en el aire en señales eléctricas que nuestro cerebro interpreta como sonido.
Los músicos hablarían de esta vibración como tono. Cuando queremos conocer científicamente esta propiedad del sonido, usamos la frecuencia.
La frecuencia se refiere al número de veces por segundo que se repite el ciclo de una onda de sonido. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será el tono que perciba.
La imagen de arriba fue creada usando un osciloscopio digital. Vemos un solo ciclo de una onda sinusoidal, una representación digital de una onda de sonido repetitiva. Una onda sinusoidal es el sonido más básico que podemos producir.
La duración del ciclo está entre los puntos A y B. La frecuencia es una medida del sonido en ciclos por segundo, o Hercios (Hz). Si un sonido tiene una frecuencia de 20 Hz, una frecuencia extremadamente baja, está ciclando 20 veces por segundo.
Si producimos una onda sinusoidal de 10 000 Hz (10 kHz), el sonido se cicla increíblemente rápido, 10 000 veces por segundo, produciendo una frecuencia y un tono mucho más altos.
representando el sonido
En general, los oyentes de música no tienen acceso a osciloscopios, y la representación solo tiene sentido para la explicación o para analizar sonidos básicos. La música es mucho más compleja. Una herramienta más común con la que te encuentras es una representación gráfica, parte de un ecualizador gráfico dispositivo, en forma de software o hardware.
Esta imagen es una representación gráfica de los sonidos ya mencionados, una onda sinusoidal de 20Hz y 10kHz. Puede ver cómo se divide la frecuencia en la escala a lo largo de la parte inferior de la imagen, el eje X. El eje Y vertical representa la amplitud, que está relacionada con el volumen, de las frecuencias en ese rango.
La música es mucho más compleja que estos tonos básicos. Contiene miles de frecuencias mezcladas.
En los ecualizadores gráficos, tiene controles para cortar y aumentar los rangos de frecuencia, para ajustar el espectro de audio y el tono de la música.
El rango completo de frecuencias del espectro de audio de la música es complejo. Se divide en rangos para que sea más manejable y fácil de describir y controlar.
Escúchalo por ti mismo
Ponte tus auriculares favoritos y baja el volumen a un nivel adecuado. Escuche la salida de audio de onda sinusoidal en cada una de las bandas de frecuencia.
División del espectro de frecuencia de audio
El espectro de frecuencias se divide en Siete bandas o rangos. A veces menos, pero discutiremos los rangos de frecuencia comunes con los que se encontrará;
- Sub-bajo: 16-60Hz
- Bajo: 60 – 250Hz
- Rango medio bajo: 250 – 500 Hz
- Rango medio: 500 – 2kHz
- Rango medio más alto: 2 – 4kHz
- Presencia: 4 – 6kHz
- Brillantez: 6 – 20kHz
La frecuencia donde comienza y termina un rango puede variar en una pequeña cantidad, pero estos son los rangos comunes.
Términos simplificados del espectro de frecuencia
- Sub-bajo, bajo: Bajo
- Rango medio bajo, rango medio, rango medio alto: medios
- Presencia, Brillo: Máximos
Estos rangos también se pueden simplificar, a menudo en equipos económicos o mediante un control de software básico. El subgrave y el bajo se agrupan como “bajo”.
Es posible agrupar los rangos medios para que sean solo «Medios», o a veces el rango medio se omite, y solo se hace referencia a los rangos medios inferior y superior.
Los rangos de Presencia y Brillo se pueden agrupar y llamar simplemente «Altos».
Estos son los términos técnicos utilizados para describir las bandas de frecuencia y el rango de frecuencias que contienen.
Términos subjetivos del espectro de frecuencia
- Bajo: Bajos
- medios: Medios
- Máximos: Agudos o Altos
A menudo encontrará una terminología más subjetiva que generaliza estos rangos. Los rangos de bajos a menudo se denominan “mínimos» o el «de gama baja”. Todo el contenido de gama media se puede denominar «medios”, y todo lo demás como el “máximos”.
Toda esta terminología, técnica y subjetiva, es correcta. Lo que se está utilizando solo depende del contexto.
Subgraves: 16 – 60 Hz
Demostración de onda sinusoidal (40 Hz):
El rango de frecuencia de los subgraves se encuentra entre 16 y 60 Hz. Para reproducir con precisión este rango extremadamente bajo, necesita auriculares de calidad o altavoces de frecuencia completa o un subwoofer. Requiere más potencia de su amplificador y necesita aplicar esto sin distorsión.
En los altavoces, el tamaño del woofer de graves y el diseño de los altavoces están directamente relacionados con la cantidad de graves que se pueden producir.
Al configurar un ecualizador o subwoofer, tenga cuidado de no aumentar demasiado este rango. Si bien el poder de sacudir la tierra puede ser impresionante, demasiado puede hacer que su música suene «turbia», los sonidos se vuelven borrosos.
Esto se escucha como una mancha de las frecuencias en este rango, lo que también puede afectar los bajos y los medios bajos. Los sonidos e instrumentos dentro de estos rangos se vuelven confusos debido al exceso de energía.
Aunque nuestro rango de audición baja hasta los 20Hz, el rango de subgraves se siente, más que se escucha.
Aunque no podemos escuchar por debajo de 20 Hz, ocasionalmente hay contenido de frecuencia por debajo de eso. Esto se usa en películas y televisión para efectos de sonido, o por compositores de música experimental.
Musicalmente hablando, este es el dominio de instrumentos como bombos, sintetizadores de bajo y algunos instrumentos orquestales como el arpa y el fagot.
Graves: 60 – 250 Hz
Demostración de onda sinusoidal (100 Hz):
El rango de bajos es un rango que apasiona a muchas personas. El área del rango de graves se encuentra alrededor de 60 – 250 Hz. Históricamente, es una banda que ha visto el mayor avance a medida que se ha desarrollado la tecnología de grabación y reproducción.
Tecnologías como el diseño de parlantes, subwoofers y procesamiento de señales digitales permiten una mayor representación de este rango.
Recrear con precisión el rango de graves requiere más potencia que los rangos superiores. Una de las principales razones de esto es que nuestros oídos son menos sensibles en este rango. Para reproducir los graves con precisión se requieren amplificadores potentes con baja distorsión.
El rango de bajos, también conocido como «graves» o «extremo bajo», es un rango importante ya que puede cambiar el equilibrio de la música, haciendo que suene delgada o gruesa.
Rango medio inferior: 250 – 500 Hz
Demostración de onda sinusoidal (350 Hz):
El rango medio bajo, así como la sección superior del rango bajo, es importante ya que contiene el frecuencia fundamental de muchos instrumentos acústicos. El rango medio inferior se encuentra alrededor del área de 250 a 500 Hz.
Frecuencia fundamental
La frecuencia fundamental de un sonido es la frecuencia que determina el tono del sonido. Casi siempre es la frecuencia más alta dentro de un sonido.
Cuando este rango no se escucha con precisión, los instrumentos y la voz suenan poco naturales. Es particularmente notable con el canto, ya que es el rango donde reside el cuerpo y el carácter de la voz.
Cuando los ingenieros están calibrando un sistema de sonido, a menudo usan su propia voz, hablando por un micrófono. Cualquier inconsistencia con el sistema se hará evidente rápidamente en la forma en que se reproduce la voz, es uno de los sonidos más familiares para nosotros.
Cuando la música carece de profundidad en instrumentos como la voz, el violonchelo, el bajo o la caja, a menudo se debe a problemas en el rango medio bajo.
Rango medio: 500 – 2000Hz
Demostración de onda sinusoidal (1200 Hz):
Ahora estamos entrando en el rango de frecuencia central o rango medio, un rango importante donde reside el contenido de los diálogos, las voces y los efectos de sonido de películas y TV. Los auriculares, altavoces y teléfonos móviles más baratos centran la mayor parte de su producción en este rango. El rango medio se encuentra alrededor del área de 500 a 2000 Hz.
Es el rango más allá de la frecuencia fundamental y los armónicos o armónicos más bajos, agrega claridad y detalle. Cuando los ingenieros de sonido y los productores quieren que la música «salte» de la radio, este es un rango en el que se enfocan.
Un realce excesivo en el rango de 1kHz puede hacer que su música suene como un cuerno o tenga una calidad metálica. Si también puede causar fatiga en el oyente.
Si su sistema de reproducción de sonido es inferior en esta área, limita la cantidad de tiempo que puede disfrutar felizmente escuchando música.
Rango medio más alto: 2 – 4kHz
Demostración de onda sinusoidal (3000 Hz):
El rango medio más alto es el rango donde sus oídos son más sensibles. Los sonidos de consonantes en la voz, como k, p, s, t, se encuentran en este rango. Para que el habla y el canto sean claros, este rango necesita una claridad adecuada. La señal de rango medio más alto se encuentra en el área de 2 a 4 kHz.
Debido al diseño y evolución de nuestros oídos, el canal auditivo (la sección que va desde el oído externo hasta el tímpano) resuena naturalmente en un rango de alrededor de 3.5kHz.
Puede verlo como un amplificador incorporado, nos permite captar mejor los sonidos en este rango. Debido a esto, si falta música en este rango, lo notamos de inmediato. Lo opuesto también es cierto, demasiado énfasis y la música se vuelve irritante y difícil de escuchar.
Como esta área es importante para interpretar los detalles de los sonidos vocales, aquellos interesados en la música coral, la ópera, los podcasts o cualquier cosa que involucre la voz apreciarán mucho los auriculares o parlantes que brillen en esta área.
Además de la voz, los sonidos de percusión residen en esta área. Los rangos medios bien reproducidos, o los medios, son los que definen a los grandes auriculares y altavoces. Al hacer una audición, esta es un área clave en la que concentrarse, asegurándose de que sea detallada, tenga profundidad y suene natural.
Presencia: 4 – 6kHz
Demostración de onda sinusoidal (5000 Hz):
El rango de presencia es responsable de la definición del rango superior en su música. Cuando este rango está bien producido y es claro, te sientes como si estuvieras sentado frente a la música que se está interpretando. La señal de presencia se encuentra en el área de 4 – 6 kHz.
En la voz, este es el rango donde están los sonidos “s”. Si se enfatiza demasiado, crea una experiencia auditiva que distrae.
A medida que se remasterizan los álbumes clásicos, la presencia suele aumentar para producir música que suene más moderna o que se compare con las técnicas de producción modernas.
Cuando la música se reproduce en la radio o en los servicios de transmisión, las compañías discográficas están interesadas en la consistencia de la reproducción. La música moderna está más promocionada en este rango. Este es un problema similar a las guerras de volumen.
Cuando la música está bien equilibrada en este rango, agrega cualidades como calidez y dulzura a las cuerdas altas, los sintetizadores y la música orquestal. Si se exagera, agrega aspereza y sibilancias, no solo a las voces, sino también a los platillos y charles.
Brillo: 6 – 16kHz
Demostración de onda sinusoidal (10000 Hz):
Como sugiere el nombre, el rango de brillo agrega brillo y claridad de gama alta a la música. El rango más bajo aún puede sonar sibilante, por lo que no es una buena idea un aumento excesivo en este rango. El rango de brillo se encuentra alrededor del área de 6 a 16 kHz.
Los 10kHz es un rango que afecta la claridad. Esto se escucha como brillo de alta frecuenciay puede dar a la música detalles y brillo.
Pasar de 10 kHz a menudo se denomina banda «aérea». Es difícil describir lo que está sucediendo en términos musicales, pero puedes imaginar el aire emocionado en una actuación orquestal.
Esto es algo bastante subjetivo, pero cuando se reproduce correctamente, definitivamente eres consciente de ello.
Hay pocos instrumentos, a excepción de los sonidos electrónicos, que naturalmente tienen armónicos fuertes o contenido de frecuencia en esta área, por lo que se escucha como un efecto global en toda la pieza musical que está escuchando.
Cuando se enfatiza demasiado este rango de frecuencia, suena poco natural, ya que hay pocos sonidos en la música real o la naturaleza que reside aquí.
Una de las limitaciones de los discos de vinilo, y de cómo se producen, es que su respuesta de frecuencia se atenúa y pierde energía por encima de los 15 kHz. Esta es una de las afirmaciones de por qué tienen un sonido más cálido y natural, que es el preferido por muchos oyentes.
El panorama
Si desea comprender cómo funcionan sus parlantes y auriculares, y cómo configurar su equipo, es beneficioso tener algún conocimiento del espectro de frecuencia de audio.
Todo sobre la música tiene que ver con la vibración. La frecuencia es cómo la cuantificamos. Desde las vibraciones en el aire, hasta nuestros oídos y cuerpo, y hasta nuestro cerebro.
Es un hecho que la resolución de nuestros oídos, el detalle que podemos interpretar, supera con creces al de nuestro sentido de la vista. Si algo no está bien, nos damos cuenta rápidamente.
Cuando el balance de frecuencia es perfecto, ya sea que seamos plenamente conscientes de ello o no, eleva la experiencia auditiva.
También desea reproducir su música tal como la concibieron los artistas, los ingenieros de sonido y los productores. Prestar atención al espectro de audio, configurar y calibrar su sistema, le permite apreciar todo el esfuerzo y la pasión que se dedicó a crearlo.
Armado con este conocimiento del espectro de frecuencia de audio, ahora puede dar sentido a la conversación técnica y subjetiva que gira en torno a la música y su reproducción.
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