Tutorial de Procesado en Frecuencia: Ecualizadores

Ecualización de un recinto

Aquí se presenta la segunda aplicación. En este caso, se va a estudiar una de las aplicaciones más importantes de los ecualizadores gráficos: la ecualización de un recinto.

Caso de estudio: ecualización de un recinto

La respuesta en frecuencia de un recinto depende de sus dimensiones y forma, de la absorción sonora de sus superficies límite, de los objetos y de las personas en su interior, incluso de la posición del receptor con respecto a la fuente sonora. Todos estos factores son causa de la formación de modos propios, que pueden modificar el espectro de una señal sonora en su interior. Sin embargo, la influencia del recinto sobre la señal no siempre es favorable subjetivamente, debido a un mal diseño acústico del mismo.

La ecualización de un recinto tiene como objetivo, no solamente compensar la respuesta en frecuencia de la sala, sino también corregir deficiencias en la cadena electroacústica. De forma que la respuesta de la cadena electroacústica más el recinto sea lo más plana posible en puntos característicos de la audiencia.

La siguiente figura muestra un ejemplo de esquema para la ecualización de una sala de conciertos:

Esquema ecualización concierto

Se utiliza como referencia un ruido rosa, caracterizado por tener una densidad espectral de potencia inversamente proporcional a la frecuencia, de forma que en un analizador CPB su espectro aparece como plano. Un ecualizador gráfico permite una variación individualizada de la respuesta en cada banda de octava o tercio de octava para conseguir una respuesta plana en el analizador CPB.

La ecualización concluye cuando todas las bandas del analizador alcanzan aproximadamente una misma altura, permitiendo variaciones entre bandas de unos pocos decibelios.

De esta manera, el público situado en el entorno del punto de medida escucharía un audio correctamente ecualizado, pero ello no asegura que el resto de la audiencia vaya a escuchar la misma señal (la respuesta del recinto también depende de la posición del receptor con respecto a la fuente). Una solución de compromiso puede ser la obtención de una respuesta patrón de la cadena electroacústica más recinto, promediando en puntos característicos de la sala. Una vez corregida dicha respuesta con el ecualizador gráfico, se vuelve a comprobar la respuesta en los puntos anteriormente medidos para llevar a cabo, si fuera necesario, un ajuste más fino.

Por simplicidad, se ha supuesto que la respuesta de la mesa y de la cadena electroacústica son constantes en la banda de frecuencias de audio, y que la respuesta al impulso del recinto es la misma en todos sus puntos. En el applet, será el recinto el único elemento que modifique la respuesta en frecuencia de la señal de audio.

Aplicación

Este applet dispone de un ecualizador gráfico de 10 bandas, el ruido rosa de referencia, varios ambientes entre los que el alumno podrá escoger y un audio de muestra para comprobar los cambios realizados al ecualizar.

Aunque los ecualizadores de 1/3 de octava son los que habitualmente se utilizan en este tipo de aplicaciones, se opta por uno de octava para alcanzar un compromiso entre coste computacional y fiabilidad en la ecualización. Lógicamente, en un ecualizador gráfico de octava la resolución en frecuencia es menor. El ecualizador utilizado es el mismo que en el apartado "Ecualizadores gráficos", donde sus 10 filtros se conectaban en paralelo.

El sonido resultante se ha obtenido por convolución de la respuesta al impulso del recinto con la señal de audio. De ahí que se escuchen los ecos o reflexiones propios de cada ambiente.

Para realizar la ecualización, se deberían seguir los siguientes pasos:

  • Seleccionar un recinto en la lista desplegable.
  • Reproducir el ruido rosa.
  • Utilizar los controles del ecualizador gráfico para aplanar la gráfica del analizador CPB.
  • Reproducir el audio de muestra para comprobar el efecto, ayudándose del botón de bypass.

Notas:

  • El botón "CPB", en la esquina inferior derecha, abre una ventana con opciones sobre el analizador CPB. Se pueden modificar el rango representado en la escala dBFS para una mejor apreciación de los cambios. También es posible modificar el número de puntos de la FFT, teniendo en cuenta que a mayor número de puntos, mayor tiempo de procesamiento y que un número bajo, implica mayores variaciones en la densidad espectral de potencia.
  • Se recomienda utilizar un número de puntos de la FFT alto para visualizar mayor estabilidad en el analizador CPB
  • En un principio, se mantiene activa la casilla “Repetir audio” para que el alumno no tenga problemas de falta de tiempo a la hora de ecualizar. El usuario puede desactivarla cuando crea conveniente.
  • La escala se presenta únicamente en escala logarítmica, en consonancia con la escala del analizador CPB.
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Universidad Carloss III
Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones
Universidad Carlos III de Madrid
Bachir Kayali Lucena