Cómo interpretar la respuesta de frecuencia en auriculares y altavoces… y no morir en el intento

¿Cómo podemos saber si los auriculares que nos hemos comprado se escuchan bien? ¿Está bien grabado el disco que estamos escuchando? ¿Nuestro equipo de sonido es suficiente para disfrutar de la música? Hay que saber interpretar la respuesta de frecuencia en auriculares y altavoces… y no morir en el intento.

La verdad es que son preguntas complicadas de responder. El tema de la calidad musical y de la percepción sonora es muy subjetivo. A uno le puede parecer bien y a otro mal. No hay término medio.

Y el problema sigue creciendo cuando te das cuenta de que dependiendo de la persona, unos prefieren una respuesta más o menos plana de sus auriculares (sonido neutro) y otros, en cambio, prefieren que se coloree el sonido, que, por ejemplo, los bajos estén potenciados.

Además, también nos damos cuenta de que cada uno preferimos un género musical y que los demás nos parecen horrendos o sin profundidad.

¿Y qué podemos decir de nuestro estado de ánimo, o del entorno en el que nos encontramos? A veces queremos música para bailar, otras veces estamos deprimidos y queremos música más tranquila. Dependiendo del momento podemos apreciar mejor o peor determinadas canciones.

¿Y qué pasa con la calidad de la grabación? Algunas grabaciones están muy mal grabadas, pero suenan de maravilla en determinados auriculares que potencian determinadas frecuencias, o simplemente mejoran utilizando un ecualizador para modificar que rango de frecuencias queremos disfrutar.

Después de tantas preguntas, ya te estarás imaginando, que elegir unos buenos auriculares o unos buenos altavoces es un tema muy subjetivo. Hay una zona gris bastante grande.

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A no ser que tengas muy claro que tipo de firma sonora es tu favorita, tal vez la mejor opción sería comprar unos auriculares con una respuesta plana, con sonido neutro y luego ir cambiando su EQ. Encontrar este tipo de auriculares no es fácil, pero hay grandes ejemplos como el Sony MDR-7506 (muy barato) o los conocidos (y caros) Sennheiser HD800.

¿Hay algo de lo que podamos estar seguros a la hora de valorar una canción, su calidad de grabación y el equipo que estamos usando? Vamos a ver que es el rango de frecuencias.

Rango de frecuencias

El rango de frecuencias que somos capaces de oír los seres humanos va desde los 20 Hz a 20.000 Hz, pero no es algo fijo. Cada persona es capaz de escuchar más o menos frecuencias y todo depende mucho de la edad. Según nos vamos haciendo más viejos, el rango de frecuencias que somos capaces de oír se va acortando.

• En internet puedes encontrar algunos test para probar tu audición, como por ejemplo www.echalk.co.uk.

Esto significa que valorar la calidad de una pieza musical depende mucho de lo que seas capaz de oír, por eso mucha gente es capaz de valorar mejor la música que otras.

Diferentes rangos de frecuencias

En la siguiente tabla podéis ver como se dividen las distintas frecuencias y que podemos esperar de cada una de ellas.

Subconjunto de frecuencia	Rango de frecuencias	Descripción
Sub bajo	16 – 60 Hz	En este rango nos podemos encontrar instrumentos como la tuba, bajo de guitarra. Es esencial en la música electrónica (vibración). Le da cierto «boom» a los bajos
Bajo	60 – 250 Hz	Rango vocal normal. Le da cuerpo a muchos elementos y punch a la música.
Gama media baja	250 – 500 Hz	Tenemos los instrumentos típicos de viento de metal y de madera, como el saxofón, el clarinete. Le da riqueza y cuerpo a las guitarras, voz o al piano.
Gama media	500 Hz – 2 kHz	Extremo superior de las frecuencias fundamentales creadas por la mayoría de los instrumentos musicales. Se pueden encontrar instrumentos como el violín y o el flautín
Gama media alta	2 – 4 kHz	Los armónicos se encuentran en múltiplos de la frecuencia fundamental. Si se espera que les fundamental de un instrumento esté en el rango medio inferior, se puede esperar que el armónico esté a 2 , 3 y 4 veces ese fundamental, es decir en este rango. Le da claridad a los instrumentos y «filo» a las guitarras o voces.
Presencia	4 a 6 kHz	Los armónicos para el violín y el piccolo se encuentran aquí. Le da claridad a ciertos instrumentos
Brillo	6 a 20 kHz	Por encima de 6 kHz es donde los sonidos se vuelven más como gemidos porque son muy agudos. Se encuentran sonidos sibilantes y armónicos para ciertos sonidos de percusión como el de los platillos

Frecuencia fundamental y armónicos

¿Qué concepto físico de las ondas sonoras tenemos que conocer para entender un poco mejor como funciona el rango de frecuencias? La frecuencia fundamental y los armónicos.

• La frecuencia resonante más baja de un objeto vibrante se llama frecuencia fundamental. La mayoría de los objetos vibrantes tienen más de una frecuencia de resonancia, y aquellos que se usan en los instrumentos musicales, normalmente vibran a frecuencias armónicas de la fundamental. Un armónico se define como un número entero, múltiplo de la frecuencia fundamental (fuente: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu).
• Si quieres profundizar en el tema del sonido, ondas y armónicos desde un punto de vista físico, no hay nada mejor que The Feynman Lectures on Physics. Está en ingles. Capítulo 47 – Sound; Capítulo 50 – Harmonics y Capítulo 51 – Waves.

¿Cómo se aplica esto a la música? La relación entre la música y la frecuencia de audio es la siguiente: cada vez que se sube una octava (se denomina octava al intervalo de ocho grados entre dos notas de la escala musical), se duplica la frecuencia.

• El número de octavas entre dos frecuencias puede calcularse mediante el uso de logaritmos en base 2. Así, por ejemplo, si el rango de frecuencias audibles por el oído humano es de 20 Hz a 20.000 Hz, el número de octavas que abarca este rango es de 9.965 octavas (fuente Wikipedia)

Poniendo un ejemplo, en un piano, la nota más grave (la), se encuentra más o menos en los 28 Hz, y la nota más aguda (do) se va a los 4186 Hz. Además de estas frecuencias fundamentales, también se generan frecuencias armónicas con una amplitud menor. En el caso del piano nos lleva a unas frecuencias armónicas de 5-8 KHz ¿Más ejemplos?

Instrumento músical	F. Fundamental	F. Armónicas
Flauta de concierto	262-1976	3-8 KHz
Oboe	261-1568	2-12 KHz
Clarinete	165-1568	2-10 KHz
Fagot	62-587	1-7 KHz
Trompeta	165-988	1-7.5 KHz
Trombón	73-587	1-4 KHz
Tuba	49-587	1-4 KHz
Tambor	100-200	1-20 KHz
Bombo	30-147	1-6 KHz
Platillos	300-587	1-15 KHz
Violín	196-3136	4-15 KHz
Bajo eléctrico	41-300	1-7 KHz
Guitarra eléctrica	82-1319	1-15 KHz
Piano	28-4186	5-8 KHz
Saxo Soprano	247-1175	2-12 KHz
Cantante	87-392	1-12 KHz

¿Qué cambios en las frecuencias somos capaces de distinguir?

Vamos a ver el análisis de frecuencias de uno de los últimos auriculares que hemos probado, los Sony MDR-7506. En la imagen siguiente nos encontramos con su respuesta de frecuencias.

Cuando se trata de altavoces o auriculares, el eje Y del gráfico está en dB SPL o decibelios de nivel de presión sonora (más o menos el volumen). En el eje X vemos el rango de frecuencias y la medida entre 20 y 20.000 Hz. Están representadas 6 medidas (3 por cada auricular, izquierdo y derecho).

Tienen una respuesta relativamente plana en todo el rango de frecuencias. Solo sería deseable potenciar un poco los bajos (casi todos solemos preferir unos bajos que nos ericen los pelos de la piel).

Datos generales a tener en cuenta:

• Diferencias de 0.1 dB son casi imposibles de detectar.
• Diferencias de 0.2 dB ya las notamos.
• Un pico de frecuencia de 0.5 dB como máximo en los extremos (20 Hz y 20 kHz) es indistinguible por la mayoría.
• Una diferencia de 3 dB es claramente perceptible
• Una diferencia de 10 dB es una reducción a la mitad (o al doble) de la intensidad percibida.

¿Cómo se caracteriza el sonido?

Pues depende mucho de si estás escuchando tus canciones en unos altavoces o en unos auriculares.

Los mejores altavoces (algunos bastante caros) pueden ofrecer un sonido bastante neutro de 50 Hz a 20 kHz con un rango +/- 3 dB. Algunos incluso ofrecen mejores respuestas. Luego dependerá mucho de la sala en la que te encuentres (y de cuantas veces se refleje el sonido).

Sin embargo, en el caso de los auriculares es muy complicado ofrecer una respuesta de frecuencia plana en toda la gama de frecuencias. Por eso una respuesta como la que puedes ver en la siguiente gráfica, aunque no es perfecta, se considera muy buena. Se trata de los auriculares Sennheiser HD660S:

• Estas pruebas se han realizado con la ayuda del miniDSP EARS y del software REW. En la parte superior de la gráfica puedes ver los diferentes rangos de frecuencia con diferentes colores.

Las depresiones (los valles) no se notan fácilmente y por tanto no perjudican mucho el sonido que vas a percibir. Sin embargo, los picos de 3 dB o más son los que nos empiezan a mostrar el carácter de unos auriculares u altavoces. Picos muy pronunciados provocan que la calidad del sonido sea peor.

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¡Ojo! La mayoría de la gente solo puede oír desde los 25 Hz hasta los 18.000 Hz, y en los adultos este rango de frecuencias es todavía más corto, posiblemente solo hasta los 15.000, 16.000 Hz. Cuanto más mayor, peor oirás (en la mayoría de las ocasiones).

¿Y cómo nos ponemos a explicar el sonido que estamos escuchando? La verdad es que las cosas no se vuelven más fáciles, aunque hay ciertas convenciones y palabras clave para expresar como se comporta el sonido.

Primero un concepto básico respecto a como escuchamos las voces humanas y como podemos caracterizarlas en estas curvas:

• Si la parte inferior del espectro se eleva (unos pocos dB) con respecto a las frecuencias más altas, las voces suenan «cálidas» (con cuerpo): voces masculinas profundas.
• Si la parte inferior del espectro es más baja en amplitud que la parte más alta de las frecuencias, las voces suenan «frías»: voces femeninas.
• Cuando las voces suenan neutras, la gama de frecuencias es horizontal (plana).

Glosario de términos para explicar el sonido

Este es un pequeño glosario con los principales términos que te vas a encontrar en las reviews y análisis de canciones y aparatos de sonido como auriculares o altavoces.

Aireado – Describe el sentido del espacio y la apertura de la música. Los instrumentos y voces están bastante separados y se escuchan perfectamente.

Analíticos – Producto que produce un alto nivel de detalle en referencia a la música que reproduce. La respuesta de frecuencia suele ser plana.

Equilibrio – El equilibrio entre canales significa que la imagen estéreo está justo en el medio. El equilibrio tonal nos indica el grado en el que una parte del espectro de frecuencias es enfatizado por encima del resto.

Cuerpo – Cierto énfasis en los sonidos graves superiores y medios bajos.

Hinchado – Presente en el bajo medio. Cuando las frecuencias por debajo de 400 Hz se elevan frente a los medios y altos, los graves pueden sonar «inflados» y exagerados.

Brillo  – Un pequeño énfasis en las frecuencias medias altas.

Claridad: algunos dB de más entre un rango de frecuencias de 1 kHz a 3 kHz puede agregar algo de claridad para voces e instrumentos.

Grueso – Respuesta desigual de agudos con caídas y picos profundos.

Frío: una inclinación en la medición de frecuencias hacia arriba en el rango de frecuencias entre 300 Hz y 3 kHz. Lo opuesto es Calor.

Transparente – Sonido que es detallado y claro. 

Congestión – Cuando el sonido está amortiguado y no es muy dinámico.

Oscuro – Describe una pendiente gradual descendente de frecuencias por encima de 3 kHz combinada con un énfasis en los bajos. Lo contrario es brillante.

Decaimiento – Cómo un sonido se desvanece con el tiempo.

Profundidad – Sensación de distancia entre los instrumentos.

Detalle – Cuando algo suena detallado, la banda de frecuencia entre 1 kHz y 3 kHz suele ser plana o neutra.

Musicalidad: Parámetro subjetivo que describe la cohesión en el sonido.

Dinámico: cuando un auricular suena animado y todo parece saltar en nuestros oídos.

Etéreo – Describe un sonido «frágil» y ligeramente antinatural, pero neutral y agradable.

Plano o neutro – Cuando la respuesta de frecuencia no se desvía en el rango audible

Diversión – Esto a menudo describe un sonido con agudos elevados (>5kHz) y bajos (<100Hz), también llamado sonido en forma de U o en forma de bañera.

Granulado – Sonido ligeramente áspero, que carece de cierta finura.

Duro – Describe un sonido similar al granulado, pero más centrado en el rango medio de 1 kHz a 5 kHz en lugar de en el rango de agudos.

Imagen – Cuando es muy fácil identificar dónde están los instrumentos y esa imagen es estable y «nítida». Esto requiere una respuesta de frecuencia plana.

Relajado: describe una firma de sonido relajada y es causada por un descenso bastante amplio alrededor de 2-4 kHz. Es lo opuesto a dinámico.

Exuberante – Describe un sonido rico y cálido, con frecuencias bajas ligeramente elevadas y una inmersión bastante amplia alrededor de 2-4 kHz con una buena calidad de agudos.

Natural – Cuando un auricular suena natural, todos los instrumentos y voces se reproducen de una manera realista sin coloración.

Punch: potentes golpes de bajo y batería con un pequeño énfasis alrededor de 100-150 Hz.

Nitidez – Un énfasis entre 2 kHz y 6 kHz puede dar a los instrumentos y voces la impresión de estar «resaltados» y de estar más detallados.

Estridente – Una forma exagerada de nitidez con un énfasis entre 4 kHz y 10 kHz y es desagradable.

Sibilante / sibilancia – Un pico agudo en la banda de frecuencia entre 5 kHz y 8 kHz puede enfatizar los sonidos ‘s’ en las palabras.

Suave: Fácil de escuchar y que no produce fatiga.

Soundstage – Describe en términos 3D (altura, anchura y profundidad) donde se perciben los instrumentos.

Espacial: describe cómo se pueden escuchar sonidos a tu alrededor.

Timbre – El tono de una nota de un instrumento. El timbre está determinado por la relación entre el tono fundamental y sus armónicos. Los auriculares con una respuesta tonal neutra suelen tener el timbre adecuado.

Conclusión

Esta es una pequeña aproximación que puede servir para entender mejor que te puedes esperar de tus próximos auriculares o altavoces. Cada uno tenemos nuestras preferencias sonoras, nos gustan unos determinados géneros musicales, y cada tendremos unos auriculares u altavoces perfectos… que no gustarán a los demás.

Si quieres profundizar más en el tema, estas son unas cuantas fuentes recomendadas:

• Musical acoustics: rango de frecuencias de los instrumentos
• diyaudioheaven.wordpress.com: análisis de auriculares con REW
• nwavguy.blogspot.com: Impedancia y auriculares
• oratory1990: datos para ecualizar tus auriculares
• www.audiosciencereview.com: foro con muy buenas reviews de equipos de sonido
• www.head-fi.org: Glosario de términos para describir el sonido (en ingles)