La resposta en freqüència és la mesura quantitativa de l'espectre de sortida d'un sistema o dispositiu en resposta a un estímul i s'utilitza per caracteritzar la dinàmica del sistema. És una mesura de la magnitud i la fase de la sortida en funció de freqüència, en comparació amb l'entrada. En termes més senzills, si a seva l'ona s'injecta en un sistema a una freqüència determinada, un sistema lineal respondrà a aquesta mateixa freqüència amb una certa magnitud i un cert angle de fase en relació a l'entrada. També per a un sistema lineal, duplicar l'amplitud de l'entrada duplicarà l'amplitud de la sortida. A més, si el sistema és invariant en el temps, la resposta de freqüència tampoc variarà amb el temps. Dues aplicacions de l'anàlisi de resposta en freqüència estan relacionades però tenen objectius diferents. Per a un sistema d'àudio, l'objectiu pot ser reproduir el senyal d'entrada sense distorsió. Això requeriria una magnitud de resposta uniforme (plana) fins a la limitació de l'ample de banda del sistema, amb el senyal retardat precisament en la mateixa quantitat de temps a totes les freqüències. Aquesta quantitat de temps podria ser de segons, setmanes o mesos en el cas dels suports gravats. En canvi, per a un aparell de retroalimentació utilitzat per controlar un sistema dinàmic, l'objectiu és donar una resposta millorada al sistema de bucle tancat en comparació amb el sistema no compensat. La retroalimentació generalment ha de respondre a la dinàmica del sistema dins d'un nombre molt reduït de cicles d'oscil·lació (generalment menys d'un cicle complet) i amb un angle de fase definit en relació a l'entrada de control comandada. Per obtenir una retroalimentació d'amplificació suficient, equivocar-se de l'angle de fase pot provocar inestabilitat per a un sistema estable de llaç obert o no estabilitzar un sistema que és inestable en llaç obert. Els filtres digitals es poden utilitzar tant per a sistemes d'àudio com per a sistemes de control de retroalimentació, però com que els objectius són diferents, generalment les característiques de fase dels filtres seran significativament diferents per a les dues aplicacions.
En aquest article, explicaré què és la resposta en freqüència, com afecta el so i com es pot mesurar. A més, compartiré alguns consells sobre com obtenir la millor resposta de freqüència del vostre equip d'àudio.
Comprendre la resposta de freqüència: la clau del rendiment dels equips d'àudio
Resposta en freqüència és un terme utilitzat per descriure com un sistema d'àudio respon a diferents freqüències d'un senyal. En termes simples, es refereix a la qualitat que un sistema d'àudio reprodueix el so a través d'una gamma de freqüències.
Com s'aplica la resposta de freqüència en el disseny d'equips d'àudio?
Els dissenyadors utilitzen mesures de resposta de freqüència per dissenyar equips d'àudio que funcionin de manera lineal i previsible. Utilitzen filtres, amplificadors i altres circuits per donar forma a la resposta de freqüència per aconseguir un so determinat o per compensar les deficiències del sistema.
Què és la transformada de Fourier?
La transformada de Fourier és un procediment matemàtic utilitzat per representar un senyal en termes de les seves components de freqüència. S'utilitza per dividir un senyal en les seves freqüències i amplituds constitutives, que després es poden representar en una corba de resposta de freqüència.
Quina és la relació entre la resposta en freqüència i el processament del senyal?
La resposta en freqüència és un concepte essencial en el processament del senyal perquè descriu com respon un sistema a diferents freqüències d'un senyal. Les tècniques de processament del senyal com ara el filtratge i la multiplicació s'utilitzen per manipular la resposta de freqüència d'un sistema per aconseguir un so o efecte concret.
Quin és el paper de la resposta de freqüència en el rendiment dels equips d'àudio?
La resposta en freqüència és un factor crític per determinar el rendiment dels equips d'àudio. Un sistema amb una resposta de freqüència plana reproduirà totes les freqüències per igual, mentre que un sistema amb una resposta de freqüència formada emfatitzarà o atenuarà determinades freqüències. Els dissenyadors han d'equilibrar el desig d'un so particular amb la necessitat d'un rendiment precís i fiable.
Per què és important la resposta en freqüència en equips d'àudio
Quan es tracta d'equips d'àudio, la resposta en freqüència és un terme tècnic que sovint es llança sense que la gent s'adoni completament de la seva importància. En termes simples, la resposta de freqüència es refereix a la capacitat d'un dispositiu per reproduir tots els tons d'un senyal d'àudio, des de les notes més baixes fins a les notes agudes més altes.
El paper de la resposta de freqüència en la producció de bon so
La resposta en freqüència d'un dispositiu d'àudio és crucial per determinar la qualitat del so que es lliura al final. Es considera que un dispositiu amb una resposta de freqüència més plana és més equilibrat i capaç de produir una gamma més àmplia de sons, mentre que un dispositiu amb una resposta de freqüència formada es pot dissenyar per emfatitzar o disminuir l'accent en determinades freqüències.
Per què és important una resposta de freqüència equilibrada
Una resposta de freqüència equilibrada és important perquè permet que el dispositiu reprodueixi amb precisió els sons de diferents instruments i estils de música. Per exemple, un dispositiu amb una resposta de greus forta pot ser ideal per reproduir certs tipus de música, però pot ser que no sigui adequat per gravar o barrejar peces que inclouen molts sons de gamma alta.
Com afecta la resposta de freqüència el rendiment
La resposta en freqüència d'un dispositiu d'àudio també pot afectar el seu rendiment general de diverses maneres. Per exemple, un dispositiu amb una resposta de baixa freqüència pot no ser capaç de transmetre prou energia per produir bons sons greus, mentre que un dispositiu amb una resposta d'alta freqüència no necessàriament pot produir bons sons de gamma baixa.
Per què és important la resposta de freqüència en un entorn d'estudi
En un estudi, la resposta en freqüència és encara més important perquè pot afectar la qualitat dels enregistraments que es produeixen. Un dispositiu amb una resposta de freqüència equilibrada pot ajudar a garantir que les gravacions són precises i sonen bé en una àmplia gamma de dispositius de reproducció.
Com triar un equip d'àudio basat en la resposta de freqüència
Quan compreu equips d'àudio, és important tenir en compte la resposta de freqüència. Aquí hi ha algunes coses a tenir en compte:
- Busqueu dispositius que ofereixin una resposta de freqüència equilibrada en tota la gamma de tons.
- Considereu el tipus de música o sons que produireu o escoltareu i trieu un dispositiu dissenyat per gestionar aquestes freqüències concretes.
- No us oblideu massa als detalls tècnics o especificacions. Tot i que és important entendre els conceptes bàsics de la resposta de freqüència, la majoria de la gent no podrà escoltar lleus diferències en la resposta de freqüència entre diferents dispositius.
- Tingueu en compte que la resposta en freqüència és només un factor a tenir en compte a l'hora de triar un equip d'àudio. Altres factors inclouen el tipus de senyals d'entrada i sortida que el dispositiu pot gestionar, el nivell de detall i claredat que ofereix i la qualitat general del so que produeix.
Mesurament i traçat de la resposta en freqüència: els detalls tècnics
- El mètode més comú consisteix a aplicar un senyal de prova a l'entrada de l'equip d'àudio i mesurar el senyal de sortida resultant.
- Un altre mètode consisteix a utilitzar un micròfon per recollir el so produït per l'equip i analitzar el senyal resultant.
- Ambdós mètodes solen implicar l'ús d'una sèrie de senyals de prova a diferents freqüències per cobrir tot el rang de freqüències de l'equip.
Gràfic de resposta en freqüència
- La resposta en freqüència es representa normalment en un gràfic amb la freqüència a l'eix x i el nivell a l'eix y.
- La trama resultant pot adoptar diferents formes, inclosa una corba suau o una sèrie de formes rectangulars.
- La trama també pot incloure informació sobre la fase, que és el temps relatiu de diferents components de freqüència del senyal.
Especificacions del domini de freqüència: aplicació de límits i senyals de seguiment
Les especificacions del domini de freqüència són paràmetres tècnics que especifiquen com ha de respondre un sistema als senyals d'entrada a diferents freqüències. Impliquen límits en el guany, la sensibilitat i l'atenuació de les pertorbacions del sistema, i els senyals de seguiment per garantir que la sortida coincideixi amb el perfil desitjat.
Què és Systune?
Systune és una eina de programari que automatitza el procés d'ajust de les especificacions del domini de freqüència per als sistemes de control. Utilitza un script de bucle tancat per ajustar els paràmetres del sistema i fer un seguiment de la resposta desitjada.
Què és SISO?
SISO significa "entrada única, sortida única" i fa referència a sistemes que només tenen una entrada i una sortida. Els sistemes SISO estan subjectes a especificacions del domini de freqüència, que imposen límits a la seva resposta als senyals d'entrada a diferents freqüències.
És el mateix l'amplificació que el guany?
L'amplificació i el guany estan relacionats, però no són el mateix. L'amplificació es refereix a l'augment global del nivell del senyal, mentre que el guany es refereix a la relació entre la sortida i l'entrada a una freqüència específica. En alguns casos, pot ser preferible especificar l'amplificació en lloc del guany, depenent dels requisits del sistema.
Què és Norm Constraint?
La restricció de la norma és un tipus d'especificació del domini de freqüència que imposa límits a la norma de la funció de transferència del sistema. Això és útil per limitar la resposta global del sistema, en lloc de la seva resposta a freqüències específiques.
Resposta de freqüència plana vs en forma: quina és millor per al vostre micròfon?
La resposta de freqüència en forma, d'altra banda, significa que el micròfon s'ha dissenyat per emfatitzar o restar èmfasi en determinades freqüències. Això es pot fer per diverses raons, com ara per compensar l'acústica d'una habitació o per millorar el so d'un instrument concret. Alguns exemples de micròfons amb resposta de freqüència en forma inclouen:
- El Shure SM7B: aquest micròfon té un rang mitjà millorat i un descens a les freqüències superiors, cosa que el converteix en una opció popular per gravar veus.
- L'AKG C414: aquest micròfon té múltiples versions alternatives, cadascuna amb una resposta de freqüència diferent. Això permet a l'usuari triar la versió que millor s'adapti a les seves necessitats.
Escollir la resposta de freqüència adequada per a les vostres necessitats
Aleshores, què és millor: resposta de freqüència plana o en forma? La resposta és que depèn de les vostres necessitats específiques. Aquestes són algunes de les coses a tenir en compte a l'hora de triar un micròfon:
- Si voleu un micròfon que reprodueixi amb precisió el so de la font, una resposta de freqüència plana és el camí a seguir.
- Si esteu gravant en una habitació amb una acústica deficient, un micròfon amb una resposta de freqüència en forma pot ajudar a compensar-ho.
- Si esteu gravant un instrument o so específics, un micròfon amb una resposta de freqüència en forma que emfatitza les freqüències d'aquest instrument o so pot millorar l'àudio resultant.
També val la pena assenyalar que alguns micròfons, com el famós Neumann U87, tenen una resposta de freqüència de gamma alta lleugerament augmentada. Això pot donar lloc a un so més brillant i detallat, però també pot provocar més soroll i requerir un processament acurat.
Aplicacions de la resposta en freqüència
La resposta en freqüència d'un sistema d'àudio és un factor important en el disseny d'equips d'àudio. Els enginyers han d'assegurar-se que el sistema pot reproduir el rang desitjat de freqüències audibles amb suficient precisió i fidelitat. Això requereix una resposta de freqüència plana amb una tolerància estreta, el que significa que el sistema no hauria d'atenuar ni emfatitzar cap freqüència particular. Per aconseguir-ho, els enginyers poden utilitzar una combinació de filtres analògics i digitals, depenent dels requisits específics del sistema.
Mesura i anàlisi de senyals
La resposta en freqüència també és important per mesurar i analitzar senyals en sistemes electrònics. Els enginyers utilitzen corbes de resposta de freqüència per indicar fins a quin punt un sistema reprodueix o atenua diferents freqüències. Aquesta informació és fonamental per dissenyar i provar components electrònics, com ara amplificadors, micròfons i filtres. Mitjançant l'anàlisi de la resposta de freqüència d'un sistema, els enginyers poden calcular la resposta d'impuls finit (FIR) del sistema, que els permet compensar qualsevol resposta de freqüència arbitrària.
Sistemes de comunicacions i sense fil
La resposta en freqüència també és important en sistemes de comunicacions i sense fil, com ara sistemes de ràdio, vídeo i commutació. Els enginyers utilitzen corbes de resposta de freqüència per indicar el rang de freqüències que un sistema pot transmetre o rebre. Aquesta informació és fonamental per dissenyar i provar antenes i cables coaxials. En els sistemes sense fil, els enginyers també han de tenir en compte les freqüències infrasòniques que poden ser causades pels terratrèmols o els senyals d'electroencefalografia (EEG).
Requisits d'èmfasi i atenuació
En algunes aplicacions, com ara la reproducció d'àudio o la intel·ligibilitat de la parla, es pot desitjar una resposta de freqüència modelada. Per exemple, un tipus de música particular pot requerir més èmfasi en les freqüències baixes, mentre que un sistema d'intel·ligibilitat de la parla pot requerir més èmfasi en les freqüències de gamma mitjana. En aquests casos, els enginyers poden utilitzar filtres per donar forma a la resposta de freqüència del sistema per satisfer els requisits específics. Tanmateix, és important assegurar-se que la resposta modelada no es tradueixi en una fidelitat o intel·ligibilitat deficients.
Protecció i Notificació
La resposta de freqüència també és important per protegir els components electrònics dels danys. Per exemple, un altaveu pot tenir una resposta de freqüència que s'estén més enllà del rang audible, que pot danyar l'altaveu si s'acciona amb un senyal que conté freqüències infrasòniques o ultrasòniques. Per evitar-ho, els enginyers poden utilitzar filtres per limitar la resposta de freqüència del senyal d'entrada. A més, la resposta de freqüència es pot utilitzar per notificar als usuaris problemes potencials en un sistema. Per exemple, un canvi sobtat en la resposta de freqüència d'un sistema pot indicar un component defectuós o una connexió fluixa.
Conclusió
Per tant, la resposta de freqüència és la mesura de com un altaveu o un equip d'àudio reprodueix diferents freqüències. És un factor crucial a l'hora de triar l'equip adequat per al so que voleu aconseguir.
Per tant, ara ja sabeu què és la resposta de freqüència i com mesurar-la. Espero que aquesta guia hagi respost totes les vostres preguntes i us hagi ajudat a aprendre més sobre aquest aspecte important dels equips d'àudio.
Sóc Joost Nusselder, el fundador de Neaera i comercialitzador de continguts, pare i m'encanta provar nous equips amb la guitarra al cor de la meva passió, i juntament amb el meu equip, he estat creant articles de bloc des del 2020. per ajudar els lectors fidels amb consells sobre gravació i guitarra.
