Medidas del sistema de audio

Medios para cuantificar el rendimiento del sistema

Analizador Audio Precision APx525 para realizar mediciones del sistema de audio

Las mediciones de los sistemas de audio se utilizan para cuantificar el rendimiento de los mismos . Estas mediciones se realizan con diversos fines. Los diseñadores toman medidas para especificar el rendimiento de un equipo. Los ingenieros de mantenimiento las toman para garantizar que el equipo siga funcionando según las especificaciones o para garantizar que los defectos acumulados de una ruta de audio se encuentren dentro de los límites considerados aceptables. Las mediciones de los sistemas de audio suelen adaptarse a los principios psicoacústicos para medir el sistema de una manera que se relacione con la audición humana .

Subjetividad y ponderación de frecuencia

Los métodos subjetivamente válidos cobraron importancia en el ámbito del audio para consumidores en el Reino Unido y Europa en la década de 1970, cuando la introducción de las técnicas de reducción de ruido de casetes compactos , dbx y Dolby reveló la naturaleza insatisfactoria de muchas mediciones de ingeniería básicas. La especificación del ruido de cuasi-pico ponderado CCIR-468 y el wow y flutter de cuasi-pico ponderados se volvieron particularmente utilizados y se hicieron intentos para encontrar métodos más válidos para la medición de la distorsión.

Las mediciones basadas en la psicoacústica, como la medición del ruido , a menudo utilizan un filtro de ponderación . Está bien establecido que el oído humano es más sensible a algunas frecuencias que a otras, como lo demuestran los contornos de igual volumen , pero no se aprecia bien que estos contornos varían según el tipo de sonido. Las curvas medidas para tonos puros, por ejemplo, son diferentes de las del ruido aleatorio. El oído también responde peor a ráfagas cortas, por debajo de 100 a 200 ms, que a sonidos continuos [1] de modo que se ha descubierto que un detector de cuasi-pico da los resultados más representativos cuando el ruido contiene clics o ráfagas, como suele ser el caso del ruido en los sistemas digitales. [2] Por estas razones, se ha ideado un conjunto de técnicas de medición subjetivamente válidas que se han incorporado a las normas BS , IEC , EBU e ITU . Estos métodos de medición de la calidad del audio son utilizados por ingenieros de radiodifusión en la mayor parte del mundo, así como por algunos profesionales del audio, aunque otros todavía utilizan habitualmente el antiguo estándar de ponderación A para tonos continuos. [3]

Ninguna medición individual puede evaluar la calidad del audio. En cambio, los ingenieros utilizan una serie de mediciones para analizar varios tipos de degradación que pueden reducir la fidelidad. Por lo tanto, al probar una grabadora de cinta analógica, es necesario probar la fluctuación y el temblor y las variaciones de velocidad de la cinta durante períodos más largos, así como la distorsión y el ruido. Al probar un sistema digital, normalmente se considera innecesario probar las variaciones de velocidad debido a la precisión de los relojes en los circuitos digitales, pero a menudo es conveniente probar el aliasing y la fluctuación de tiempo , ya que han causado degradación audible en muchos sistemas. [ cita requerida ]

Una vez que se ha demostrado que los métodos subjetivamente válidos se correlacionan bien con las pruebas de escucha en una amplia gama de condiciones, dichos métodos se adoptan generalmente como preferidos. Los métodos de ingeniería estándar no siempre son suficientes cuando se comparan elementos similares. Un reproductor de CD, por ejemplo, puede tener un ruido medido más alto que otro reproductor de CD cuando se mide con un método RMS, o incluso un método RMS ponderado A, pero suena más silencioso y mide más bajo cuando se utiliza la ponderación 468. Esto podría deberse a que tiene más ruido en frecuencias altas, o incluso en frecuencias más allá de las 468.20  kHz , ambos menos importantes ya que los oídos humanos son menos sensibles a ellos (ver Modelado de ruido ). Este efecto es cómo funciona Dolby B y por qué se introdujo. El ruido de casete, que era predominantemente de alta frecuencia e inevitable dado el pequeño tamaño y la velocidad de la pista grabada, podría volverse subjetivamente mucho menos importante. El ruido sonaba10  dB más silencioso, pero no logró medir mucho mejor a menos que se utilizara ponderación 468 en lugar de ponderación A.

Rendimiento medible

Electricidad analógica

Respuesta de frecuencia (FR)
Esta medida le indica sobre qué rango de frecuencia el nivel de salida de un componente de audio permanecerá razonablemente constante (ya sea dentro de un rango de decibeles especificado o no más de un cierto número de dB desde la amplitud a 1 kHz). Algunos componentes de audio, como los controles de tono, están diseñados para ajustar la sonoridad del contenido de la señal en frecuencias particulares; por ejemplo, un control de graves permite la atenuación o acentuación del contenido de la señal de baja frecuencia, en cuyo caso la especificación puede especificar que la respuesta de frecuencia se toma con los controles de tono "planos" o deshabilitados. Los preamplificadores también pueden contener ecualizadores , filtros, por ejemplo, para reproducir LP que requieren corrección de respuesta de frecuencia RIAA , en cuyo caso la especificación puede describir qué tan cerca se ajusta la respuesta al estándar. Por otro lado, el rango de frecuencia es un término que a veces se usa para los altavoces y otros transductores para indicar las frecuencias que se pueden usar, sin especificar normalmente un rango de decibeles. El ancho de banda de potencia también está relacionado con la respuesta de frecuencia, lo que indica el rango de frecuencias utilizables a alta potencia (ya que las mediciones de respuesta de frecuencia normalmente se toman a niveles de señal bajos, donde las limitaciones de velocidad de respuesta o la saturación del transformador no serían un problema).
Un componente que tenga una respuesta de frecuencia "plana" no cambiará la ponderación (es decir, la intensidad) del contenido de la señal en todo el rango de frecuencia especificado. El rango de frecuencia que se especifica a menudo para los componentes de audio está entre20  Hz a 20 kHz, que refleja ampliamente el rango de audición humana (la frecuencia audible más alta para la mayoría de las personas es inferior a 20 kHz, siendo 16 kHz la más típica [4] ). Los componentes con respuestas de frecuencia "planas" a menudo se describen como lineales. La mayoría de los componentes de audio están diseñados para ser lineales en todo su rango operativo. Los amplificadores de estado sólido y los reproductores de CD bien diseñados pueden tener una respuesta de frecuencia que varía solo 0,2 dB entre 20 Hz y 20 kHz. [5] Los altavoces tienden a tener respuestas de frecuencia considerablemente menos planas que esto.
Distorsión armónica total (THD)
El material musical contiene tonos distintivos, y algunos tipos de distorsión implican tonos espurios al doble o triple de las frecuencias de esos tonos. Tal distorsión relacionada armónicamente se llama distorsión armónica. Para alta fidelidad , generalmente se espera que sea < 1% para dispositivos electrónicos; los elementos mecánicos como los altavoces suelen tener niveles inevitablemente más altos. Es relativamente fácil lograr una baja distorsión en electrónica con el uso de retroalimentación negativa , pero el uso de altos niveles de retroalimentación de esta manera ha sido tema de mucha controversia entre los audiófilos . [ cita requerida ] Básicamente, todos los altavoces producen más distorsión que la electrónica, y no es inaudito un 1-5% de distorsión a niveles de escucha moderadamente altos. Los oídos humanos son menos sensibles a la distorsión en las frecuencias bajas, y generalmente se espera que los niveles sean inferiores al 10% en la reproducción fuerte. La distorsión que crea solo armónicos de orden par para una entrada de onda sinusoidal a veces se considera menos molesta que la distorsión de orden impar.
Potencia de salida
La potencia de salida de los amplificadores se mide y cotiza idealmente como potencia de salida RMS (Raíz cuadrada media ) máxima por canal, a un nivel de distorsión especificado en una carga particular, que, por convención y regulación gubernamental, se considera la medida más significativa de potencia disponible en señales de música, aunque la música real, sin recortes , tiene una alta relación pico-promedio y, por lo general, promedia muy por debajo del máximo posible. La medida comúnmente dada de PMPO (potencia máxima de salida de música) es en gran parte insignificante y a menudo se usa en la literatura de marketing; a fines de la década de 1960 hubo mucha controversia sobre este punto y el gobierno de los EE. UU. (FTA) exigió que se citaran cifras RMS para todos los equipos de alta fidelidad. La potencia musical ha vuelto a ganar terreno en los últimos años. Consulte también Potencia de audio .
Las especificaciones de potencia requieren que se especifique la impedancia de carga y, en algunos casos, se darán dos cifras (por ejemplo, la potencia de salida de un amplificador de potencia para altavoces se medirá normalmente a 4 y 8 ohmios ). Para entregar la máxima potencia a la carga, la impedancia del controlador debe ser el conjugado complejo de la impedancia de la carga. En el caso de una carga puramente resistiva, la resistencia del controlador debe ser igual a la resistencia de la carga para lograr la máxima potencia de salida. Esto se conoce como adaptación de impedancia .
Distorsión de intermodulación (IMD)
La distorsión que no está relacionada armónicamente con la señal que se amplifica es la distorsión de intermodulación. Es una medida del nivel de señales espurias resultantes de la combinación no deseada de señales de entrada de frecuencias diferentes. Este efecto es el resultado de no linealidades en el sistema. Niveles suficientemente altos de retroalimentación negativa pueden reducir este efecto en un amplificador. Muchos creen que es mejor diseñar la electrónica de manera que se minimicen los niveles de retroalimentación, aunque esto es difícil de lograr mientras se cumplen otros requisitos de alta precisión. La intermodulación en los controladores de altavoces es, como ocurre con la distorsión armónica, casi siempre mayor que en la mayoría de los dispositivos electrónicos. La IMD aumenta con la excursión del cono. Reducir el ancho de banda de un controlador reduce directamente la IMD. Esto se logra dividiendo el rango de frecuencia deseado en bandas separadas y empleando controladores separados para cada banda de frecuencias, y alimentándolos a través de una red de filtros de cruce . Los filtros de cruce de pendiente pronunciada son los más eficaces para la reducción de la IMD, pero pueden ser demasiado costosos de implementar utilizando componentes de alta corriente y pueden introducir distorsión de timbre. [6] La distorsión de intermodulación en altavoces con múltiples controladores se puede reducir en gran medida con el uso de un crossover activo , aunque aumenta significativamente el costo y la complejidad del sistema.
Ruido
El nivel de ruido no deseado generado por el propio sistema o por la interferencia de fuentes externas que se agregan a la señal. El zumbido generalmente se refiere al ruido solo en frecuencias de línea eléctrica (a diferencia del ruido blanco de banda ancha ), que se introduce a través de la inducción de señales de línea eléctrica en las entradas de las etapas de ganancia, de fuentes de alimentación reguladas de manera inadecuada o de una conexión a tierra deficiente de los componentes.
Diafonía
La introducción de ruido (de otro canal de señal) causada por corrientes de tierra, inductancia parásita o capacitancia entre componentes o líneas. La diafonía reduce, a veces de forma notable, la separación entre canales (por ejemplo, en un sistema estéreo). Una medición de diafonía arroja una cifra en dB relativa a un nivel nominal de señal en la ruta que recibe la interferencia. La diafonía normalmente solo es un problema en equipos que procesan múltiples canales de audio en el mismo chasis.
Relación de rechazo de modo común (CMRR)
En los sistemas de audio balanceados , hay señales iguales y opuestas (modo de diferencia) en las entradas, y cualquier interferencia impuesta en ambos cables se restará, cancelando esa interferencia (es decir, el modo común). CMRR es una medida de la capacidad de un sistema para ignorar dicha interferencia y, especialmente, el zumbido en su entrada. Por lo general, solo es significativo con líneas largas en una entrada o cuando existen algunos tipos de problemas de bucle de tierra . Las entradas no balanceadas no tienen resistencia de modo común; el ruido inducido en sus entradas aparece directamente como ruido o zumbido.
Rango dinámico y relación señal/ruido (SNR)
Diferencia entre el nivel máximo que puede soportar un componente y el nivel de ruido que produce. El ruido de entrada no se contabiliza en esta medición. Se mide en dB.
El rango dinámico se refiere a la relación entre el volumen máximo y mínimo de una fuente de señal determinada (por ejemplo, música o material de programa), y esta medida también cuantifica el rango dinámico máximo que puede soportar un sistema de audio. Esta es la relación (generalmente expresada en dB ) entre el nivel de ruido de fondo del dispositivo sin señal y la señal máxima (generalmente una onda sinusoidal ) que se puede emitir a un nivel de distorsión especificado (bajo).
Desde principios de los años 90, varias autoridades, incluida la Audio Engineering Society, recomiendan que las mediciones del rango dinámico se realicen con una señal de audio presente. Esto evita mediciones cuestionables basadas en el uso de medios en blanco o circuitos de silenciamiento.
Sin embargo, la relación señal-ruido (SNR) es la relación entre el nivel de ruido de fondo y un nivel de referencia arbitrario o nivel de alineación . En los equipos de grabación "profesionales", este nivel de referencia suele ser de +4 dBu (IEC 60268-17), aunque a veces es de 0 dBu (Reino Unido y Europa: nivel de alineación estándar de la EBU). "Nivel de prueba", "nivel de medición" y "nivel de alineación" significan cosas diferentes, lo que a menudo genera confusión. En los equipos "de consumo", no existe ningún estándar, aunque −10 dBV y −6 dBu son comunes.
Los distintos medios presentan niveles de ruido y de espacio libre diferentes . Aunque los valores varían ampliamente entre unidades, un casete analógico típico puede dar 60 dB y un CD casi 100 dB. La mayoría de los amplificadores de calidad modernos tienen un rango dinámico de >110 dB, [7] que se aproxima al del oído humano , que normalmente se considera alrededor de 130 dB. Consulte Niveles de programa.
Distorsión de fase , Retardo de grupo y Retardo de fase
Un componente de audio perfecto mantendrá la coherencia de fase de una señal en todo el rango de frecuencias. La distorsión de fase puede ser extremadamente difícil de reducir o eliminar. El oído humano es en gran medida insensible a la distorsión de fase, aunque es exquisitamente sensible a las relaciones de fase relativas dentro de los sonidos escuchados. La naturaleza compleja de nuestra sensibilidad a los errores de fase, junto con la falta de una prueba conveniente que proporcione una calificación de calidad fácil de entender, es la razón por la que no forma parte de las especificaciones de audio convencionales. [ cita requerida ] Los sistemas de altavoces con múltiples controladores pueden tener distorsiones de fase complejas, causadas o corregidas por los filtros de cruce, la ubicación del controlador y el comportamiento de fase del controlador específico.
Respuesta transitoria
Un sistema puede tener baja distorsión para una señal de estado estable, pero no en transitorios repentinos. En los amplificadores, este problema se puede rastrear a las fuentes de alimentación en algunos casos, a un rendimiento insuficiente de alta frecuencia o a una retroalimentación negativa excesiva. Las mediciones relacionadas son la velocidad de respuesta y el tiempo de subida . La distorsión en la respuesta transitoria puede ser difícil de medir. Se ha descubierto que muchos diseños de amplificadores de potencia buenos tienen velocidades de respuesta inadecuadas, según los estándares modernos. En los altavoces, el rendimiento de la respuesta transitoria se ve afectado por la masa y las resonancias de los controladores y los gabinetes y por el retraso de grupo y el retraso de fase introducidos por el filtrado de cruce o la alineación temporal inadecuada de los controladores del altavoz. La mayoría de los altavoces generan cantidades significativas de distorsión transitoria, aunque algunos diseños son menos propensos a esto (por ejemplo, altavoces electrostáticos , tweeters de arco de plasma , tweeters de cinta y gabinetes de bocina con múltiples puntos de entrada ).
Factor de amortiguamiento
Generalmente se cree que un número más alto es mejor. Esta es una medida de qué tan bien un amplificador de potencia controla el movimiento no deseado de un controlador de altavoz . Un amplificador debe ser capaz de suprimir las resonancias causadas por el movimiento mecánico (por ejemplo, la inercia ) de un cono de altavoz, especialmente un controlador de baja frecuencia con mayor masa. Para los controladores de altavoces convencionales, esto implica esencialmente asegurar que la impedancia de salida del amplificador sea cercana a cero y que los cables del altavoz sean lo suficientemente cortos y tengan un diámetro suficientemente grande. El factor de amortiguamiento es la relación entre la impedancia de salida de un amplificador y los cables de conexión y la resistencia de CC de una bobina móvil , lo que significa que los cables de altavoz largos y de alta resistencia reducirán el factor de amortiguamiento. Un factor de amortiguamiento de 20 o más se considera adecuado para sistemas de refuerzo de sonido en vivo , ya que el SPL del movimiento del controlador relacionado con la inercia es 26 dB menor que el nivel de señal y no se escuchará. [8] La retroalimentación negativa en un amplificador reduce su impedancia de salida efectiva y, por lo tanto, aumenta su factor de amortiguamiento. [9]

Mecánico

Guau y revoloteo
Estas mediciones están relacionadas con el movimiento físico de un componente, en gran medida el mecanismo de accionamiento de los medios analógicos , como los discos de vinilo y las cintas magnéticas . "Wow" es una variación de velocidad lenta (unos pocos Hz), causada por una deriva a largo plazo de la velocidad del motor de accionamiento, mientras que "flutter" son variaciones de velocidad más rápidas (unas pocas decenas de Hz), generalmente causadas por defectos mecánicos como la falta de redondez del cabrestante de un mecanismo de transporte de cinta. La medición se da en % y un número más bajo es mejor.
Retumbar
Medida del ruido de baja frecuencia (decenas de Hz) que genera el tocadiscos de un sistema de reproducción analógico. Es causado por cojinetes imperfectos, bobinados de motor irregulares, vibraciones en las bandas de transmisión de algunos tocadiscos, vibraciones de la sala (por ejemplo, del tráfico) que se transmiten por el soporte del tocadiscos y, por lo tanto, al cartucho fonocaptor. Cuanto menor sea el número, mejor.

Digital

Tenga en cuenta que los sistemas digitales no sufren muchos de estos efectos a nivel de señal, aunque los mismos procesos ocurren en los circuitos ya que los datos que se manejan son simbólicos . Mientras el símbolo sobreviva a la transferencia entre componentes y pueda regenerarse perfectamente (por ejemplo, mediante técnicas de modelado de pulsos ), los datos en sí se mantienen perfectamente. Los datos generalmente se almacenan en una memoria intermedia y se procesan mediante un oscilador de cristal muy preciso . Los datos generalmente no se degeneran a medida que pasan por muchas etapas, porque cada etapa regenera nuevos símbolos para la transmisión.

Los sistemas digitales tienen sus propios problemas. La digitalización añade ruido , que es medible y depende de la profundidad de bits de audio del sistema, independientemente de otros problemas de calidad. Los errores de sincronización en los relojes de muestreo ( jitter ) dan como resultado una distorsión no lineal (modulación FM) de la señal. Una medida de calidad para un sistema digital (tasa de error de bits) se relaciona con la probabilidad de un error en la transmisión o recepción. Otras métricas sobre la calidad del sistema se definen por la frecuencia de muestreo y la profundidad de bits . En general, los sistemas digitales son mucho menos propensos a errores que los sistemas analógicos; sin embargo, casi todos los sistemas digitales tienen entradas y/o salidas analógicas, y ciertamente todos los que interactúan con el mundo analógico lo hacen. Estos componentes analógicos del sistema digital pueden sufrir efectos analógicos y potencialmente comprometer la integridad de un sistema digital bien diseñado.

Estar nervioso
Medición de la variación en el período (fluctuación periódica) y la sincronización absoluta (fluctuación aleatoria) entre la sincronización del reloj medida y la de un reloj ideal. En general, una menor fluctuación es mejor para los sistemas de muestreo.
Frecuencia de muestreo
Una especificación de la velocidad a la que se toman las mediciones de la señal analógica. Esto se mide en muestras por segundo o hercios . Una mayor velocidad de muestreo permite un mayor ancho de banda total o una mayor respuesta de frecuencia de banda de paso y permite utilizar filtros anti-aliasing/anti-imagen menos pronunciados en la banda de rechazo, lo que a su vez puede mejorar la linealidad de fase general en la banda de paso.
Profundidad de bits
En el audio con modulación por código de pulsos , la profundidad de bits es la cantidad de bits de información en cada muestra . La cuantificación , un proceso utilizado en el muestreo de audio digital, crea un error en la señal reconstruida . La relación señal-ruido de cuantificación es un múltiplo de la profundidad de bits.
Los CD de audio utilizan una profundidad de bits de 16 bits, mientras que los discos DVD-Video y Blu-ray pueden utilizar audio de 24 bits. El rango dinámico máximo de un sistema de 16 bits es de aproximadamente 96 dB, [10] mientras que para uno de 24 bits es de aproximadamente 144 dB.
El dither se puede utilizar en la masterización de audio para aleatorizar el error de cuantificación , y algunos sistemas de dither utilizan la modelación de ruido para dar forma espectral al ruido de fondo de cuantificación. El uso de dither modelado puede aumentar el rango dinámico efectivo del audio de 16 bits a alrededor de 120 dB. [11]
Para calcular el rango dinámico teórico máximo de un sistema digital ( relación señal-ruido de cuantificación (SQNR)) utilice el siguiente algoritmo para la profundidad de bits Q:
S Q norte R = 20 registro 10 ( 2 Q ) 6.02 Q   d B {\displaystyle \mathrm {SQNR} =20\log _{10}(2^{Q})\aproximadamente 6,02\cdot Q\ \mathrm {dB} \,\!}
Ejemplo: Un sistema de 16 bits tiene 2 16 posibilidades diferentes, de 0 a 65 535. La señal más pequeña sin dithering es 1, por lo que el número de niveles diferentes es uno menos, 2 16 − 1.
Entonces, para un sistema digital de 16 bits, el rango dinámico es 20·log(2 16 − 1) ≈ 96 dB.
Precisión/sincronización de la muestra
No es tanto una especificación como una habilidad. Dado que los dispositivos de audio digitales independientes funcionan con su propio oscilador de cristal y no hay dos cristales exactamente iguales, la frecuencia de muestreo será ligeramente diferente. Esto hará que los dispositivos se alejen con el tiempo. Los efectos de esto pueden variar. Si se utiliza un dispositivo digital para supervisar otro dispositivo digital, esto provocará cortes o distorsión en el audio, ya que un dispositivo producirá más o menos datos que el otro por unidad de tiempo. Si dos dispositivos independientes graban al mismo tiempo, uno se retrasará cada vez más con el tiempo. Este efecto se puede evitar con una sincronización de reloj de palabras . También se puede corregir en el dominio digital utilizando un algoritmo de corrección de deriva. Dicho algoritmo compara las velocidades relativas de dos o más dispositivos y elimina o añade muestras de las transmisiones de cualquier dispositivo que se aleje demasiado del dispositivo maestro. La frecuencia de muestreo también variará ligeramente con el tiempo, a medida que los cristales cambien de temperatura, etc. Véase también recuperación de reloj
Linealidad
La no linealidad diferencial y la no linealidad integral son dos medidas de la precisión de un convertidor analógico a digital . Básicamente, miden qué tan cerca están los niveles de umbral para cada bit de los niveles teóricos equiespaciados.

Pruebas de secuencia automatizadas

Las pruebas de secuencia utilizan una secuencia específica de señales de prueba, para la respuesta de frecuencia, el ruido, la distorsión, etc., generadas y medidas automáticamente para llevar a cabo un control de calidad completo en un equipo o ruta de señal. La UER estandarizó una secuencia única de 32 segundos en 1985, que incorpora 13 tonos (40 Hz–15 kHz a −12 dB) para la medición de la respuesta de frecuencia, dos tonos para la distorsión (1024 Hz/60 Hz a +9 dB) más pruebas de diafonía y compansión. Esta secuencia, que comenzó con una señal FSK de 110 baudios para fines de sincronización, también se convirtió en la norma CCITT O.33 en 1985. [12]

Lindos Electronics amplió el concepto, manteniendo el concepto FSK e inventando la prueba de secuencia segmentada, que separaba cada prueba en un "segmento" que comenzaba con un carácter de identificación transmitido como FSK de 110 baudios para que estos pudieran considerarse como "bloques de construcción" para una prueba completa adecuada a una situación particular. Independientemente de la combinación elegida, el FSK proporciona tanto identificación como sincronización para cada segmento, de modo que las pruebas de secuencia enviadas a través de redes e incluso enlaces satelitales son respondidas automáticamente por el equipo de medición. Por lo tanto, TUND representa una secuencia compuesta por cuatro segmentos que prueban el nivel de alineación , la respuesta de frecuencia , el ruido y la distorsión en menos de un minuto, con muchas otras pruebas, como Wow y flutter , Headroom y Crosstalk también disponibles en segmentos y en su totalidad. [ cita requerida ]

El sistema de prueba de secuencia Lindos es ahora un estándar "de facto" [ cita requerida ] en la radiodifusión y muchas otras áreas de pruebas de audio, con más de 25 segmentos diferentes reconocidos por los equipos de prueba Lindos, y el estándar EBU ya no se utiliza.

¿Incuantificable?

Muchos componentes de audio se prueban para determinar su rendimiento utilizando mediciones objetivas y cuantificables, por ejemplo, THD, rango dinámico y respuesta de frecuencia. Algunos opinan que las mediciones objetivas son útiles y a menudo se relacionan bien con el rendimiento subjetivo, es decir, la calidad del sonido que experimenta el oyente. [13] Floyd Toole ha evaluado ampliamente los altavoces en la investigación de ingeniería acústica . [14] [15] En una revista científica revisada por pares , Toole presentó hallazgos de que los sujetos tienen una variedad de habilidades para distinguir buenos altavoces de malos, y que las pruebas de escucha a ciegas son más confiables que las pruebas con visión. Encontró que los sujetos pueden percibir con mayor precisión las diferencias en la calidad del altavoz durante la reproducción monoaural a través de un solo altavoz, mientras que la percepción subjetiva del sonido estereofónico está más influenciada por los efectos de la sala. [16] Uno de los artículos de Toole mostró que las mediciones objetivas del rendimiento de los altavoces coinciden con las evaluaciones subjetivas en las pruebas de escucha. [17]

Algunos argumentan que debido a que la audición y la percepción humanas no se entienden completamente, la experiencia del oyente debe valorarse por encima de todo lo demás. Esto se encuentra a menudo en el mundo de las publicaciones de audio para el hogar . [18] Se cuestiona la utilidad de las pruebas de escucha a ciegas y las mediciones de rendimiento objetivas comunes, por ejemplo, THD. [19] Por ejemplo, la distorsión de cruce en un THD dado es mucho más audible que la distorsión de recorte en el mismo THD, ya que los armónicos producidos están en frecuencias más altas. Esto no implica que el defecto sea de alguna manera incuantificable o inmensurable; solo que un solo número de THD es inadecuado para especificarlo y debe interpretarse con cuidado. Tomar mediciones de THD en diferentes niveles de salida revelaría si la distorsión es de recorte (que aumenta con el nivel) o de cruce (que disminuye con el nivel).

Sea cual sea el punto de vista, históricamente se han favorecido algunas mediciones. Por ejemplo, la THD es un promedio de una cantidad de armónicos igualmente ponderados, aunque la investigación [ cita requerida ] identifica que los armónicos de orden inferior son más difíciles de escuchar al mismo nivel, en comparación con los de orden superior. Además, se dice que los armónicos de orden par son generalmente más difíciles de escuchar que los de orden impar. Se han publicado varias fórmulas que intentan correlacionar la THD con la audibilidad real, sin embargo, ninguna ha ganado un uso generalizado. [ cita requerida ]

La revista de consumo masivo Stereophile promueve la afirmación de que los entusiastas del audio doméstico prefieren las pruebas con personas videntes que las pruebas a ciegas. [20] [21]

Véase también

Referencias

  1. ^ Moore, Brian CJ, Introducción a la psicología de la audición , 2004, 5.ª ed., pág. 137, Elsevier Press
  2. ^ Informe de investigación de la BBC EL17, La evaluación del ruido en circuitos de audiofrecuencia , 1968.
  3. ^ Glosario del centro de expertos [ verificación fallida ] Archivado el 20 de marzo de 2006 en Wayback Machine.
  4. ^ Ashihara, Kaoru, "Umbrales de audición para tonos puros por encima de 16 kHz", J. Acoust. Soc. Am. Volumen 122, número 3, págs. EL52-EL57 (septiembre de 2007)
  5. ^ Metzler, Bob, "Audio Measurement Handbook" Archivado el 21 de junio de 2009 en Wayback Machine . Segunda edición en formato PDF. Páginas 86 y 138. Audio Precision, EE. UU. Consultado el 9 de marzo de 2008.
  6. ^ Geofísica en exceso. FILTRADO DE FRECUENCIAS en la práctica
  7. ^ FIELDER, LOUIS D. (1 de mayo de 1995). "Problemas de rango dinámico en el entorno de audio digital moderno". zainea.com . Dolby Laboratories Inc., San Francisco, CA 91403, EE. UU. Archivado desde el original el 26 de junio de 2016 . Consultado el 7 de marzo de 2016 .
  8. ^ ProSoundWeb. Chuck McGregor, Community Professional Loudspeakers. Enero de 2014. ¿Qué es la amortiguación de los altavoces y el factor de amortiguación (DF)?
  9. ^ Amplificación de Aiken. Randall Aiken. ¿Qué es la retroalimentación negativa? 1999 Archivado el 16 de octubre de 2008 en Wayback Machine.
  10. ^ Middleton, Chris; Zuk, Allen (2003). La guía completa del audio digital: una introducción completa al sonido digital y la creación musical. Cengage Learning. pág. 54. ISBN 978-1592001026.
  11. ^ http://xiph.org/~xiphmont/demo/neil-young.html Archivado el 2 de febrero de 2015 en Wayback Machine "Con el uso de tramado moldeado... el rango dinámico efectivo del audio de 16 bits alcanza los 120 dB en la práctica"
  12. ^ Recomendación UIT-T. "Especificaciones para equipos de medida – Equipos automáticos para la medida rápida de pares estereofónicos y circuitos, enlaces y conexiones de programas sonoros monofónicos".
  13. ^ Aczel, Peter, "Audio Critic", archivado el 28 de septiembre de 2007 en Wayback Machine , número 29 , nuestra última columna Hip-Boots , página 5-6, verano de 2003
  14. ^ "Floyd Toole". 26 de octubre de 2008.
  15. ^ "Floyd Toole, consultor de Harman International, EE.UU.: Reproducción de sonido: arte y ciencia/Opiniones y hechos — CIRMMT".
  16. ^ "Copia archivada" (PDF) . www.almainternational.org . Archivado desde el original (PDF) el 17 de julio de 2016 . Consultado el 12 de enero de 2022 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  17. ^ Toole, Floyd, "Audio: la ciencia al servicio del arte", Harman International Industries Inc., 24 de octubre de 2004
  18. ^ Black, Richard (diciembre de 1988). "Un 'subjetivista' escribe... Una cuestión de tiempo: el 'subjetivismo' en defensa". Hi-Fi News & Record Review . pág. 33.
  19. ^ Harley, Robert, "¿Eran esas orejas tan doradas? DCC y PASC", archivado el 22 de enero de 2009 en Wayback Machine , Stereophile , As We See It , abril de 1991.
  20. ^ Harley, Robert, "Significados más profundos", Stereophile , As We See It , julio de 1990.
  21. ^ Atkinson, John, "Pruebas a ciegas y paradas de autobús", Stereophile , As We See It , julio de 2005.
  • Audio Engineer's Reference Book , 2.ª edición, 1999, editado por Michael Talbot Smith, Focal Press
  • Mediciones NL/DNL para convertidores analógico-digitales (ADC) de alta velocidad en Wayback Machine (archivado el 11 de mayo de 2008)
  • Especificaciones de audio de Dennis Bohn, Rane Corporation, RaneNote 145 en Wayback Machine (archivado el 23 de febrero de 2014)
  • Algoritmo mejorado de sonoridad cepstral para frotamiento y zumbido
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