Desde el origen de la industria de los fabricantes de equipos de sonido profesional, cada lanzamiento ha venido acompañado de una hoja de especificaciones o datasheet, en la que los fabricantes detallan las características de sus equipos.
Si queremos saber cuánto pesa una caja acústica, casi nadie coge el altavoz y lo lleva a una báscula. Siempre ha sido más sencillo consultar la hoja de especificaciones y encontrar el valor de peso. Damos por hecho que el fabricante ha pesado correctamente su altavoz y lo ha indicado de manera adecuada. El peso es una magnitud universal y está absolutamente estandarizada, por lo que podemos comparar sin ningún problema el peso de diferentes equipos e incluso clasificarlos, si queremos, del más pesado al más ligero.
Sin embargo, con otros valores no ocurre lo mismo. Y hoy vamos a hablar del nivel máximo de SPL.
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El nivel máximo de SPL
Si consultamos ahora mismo los datos de dos cajas de dos fabricantes distintos (por ejemplo, voy a utilizar datos de dos marcas que me gusta lo que hacen, como Maga Engineering y db Technologies) vamos a ver cosas como esta:
Uno de los fabricantes dice que el nivel de presión sonora máximo de su caja son 137dB pico a 1 metro, y el otro simplemente da el dato de 141dB.
El problema es que no tenemos ni la menor idea de cómo se ha obtenido ese dato, ni si ambos valores son realmente comparables. Si se hubiesen medido bajo las mismas condiciones (cosa que desconocemos), podríamos afirmar que la caja de dB Technologies es capaz de generar más nivel de SPL que la de Maga Engineering. Pero como no sabemos qué criterios ha utilizado cada fabricante, a priori no deberíamos comparar esos datos.
Las señales de medición
Una de las señales más utilizadas históricamente para medir equipos de sonido ha sido el ruido rosa. Ya sabéis: una señal que contiene todas las frecuencias con la misma energía por banda de octava. Además, el ruido rosa tiene un factor cresta de aproximadamente 12 dB en todas las octavas. El factor cresta es el cociente entre el valor de pico de una señal y su valor promedio o RMS (ya hablamos de este concepto en el artículo “El peligro de utilizar un amplificador de menos potencia que el altavoz“).
Sin embargo, la música no se comporta de la misma manera. Hasta aproximadamente 500 Hz, el promedio de la música suele tener un factor cresta similar al del ruido rosa, pero a partir de ahí el factor cresta de la música va aumentando progresivamente conforme subimos en frecuencia (hablo de música con cierta dinámica, no música hiper comprimida en la masterización).
Por tanto, el ruido rosa no representaba una buena señal para medir el nivel máximo de SPL de un altavoz en situaciones de reproducción de música. Y, siendo realistas, nadie utiliza un equipo de sonido para reproducir únicamente ruido rosa.
Es cierto que se podría utilizar música para medir el SPL máximo de un altavoz, pero la música presenta otros problemas importantes, sobre todo el hecho de que no todas las frecuencias están presentes al mismo tiempo.
Ante esta situación, Meyer Sound lanzó en 2018 la señal de prueba M-Noise, que se asemeja mucho más al comportamiento real de un programa musical en un altavoz. Posteriormente, esta señal se incorporó al estándar de la AES AES75-2023: AES standard for acoustics, que incluye un procedimiento detallado para medir niveles máximos de sonido lineal utilizando M-Noise, ahora denominada Music-Noise.
¿Qué es Music Noise?
Music-Noise es, por tanto, una señal utilizada para medición con unas características muy concretas que emula eficazmente las características dinámicas de la música. Ha sido desarrollada por Meyer Sound.
La idea detrás de Music-Noise era conseguir una señal que tuviese todas las frecuencias audibles con un nivel y un factor cresta comparables a los de la música.
Para ello, Meyer Sound tuvo que hacer muchas mediciones y promedios estadísticos. Vamos a ver algunas gráficas para entender esto.
Lo primero que vamos a ver es la respuesta en frecuencia del Music Noise. Para ello, lo he medido en Smaart. Podéis ver que hasta 500Hz la respuesta es plana, y a partir de ahí presenta una atenuación de aproximadamente unos 2 dB por octava, con una caída algo mayor en las frecuencias más altas.
Esta curva coincide con la respuesta espectral promedio de la música, que también suele mostrar una pérdida progresiva de energía a medida que aumenta la frecuencia.
La segunda gráfica muestra el factor cresta del ruido rosa, que se considera 12db.
En la siguiente gráfica, vamos a ver el factor cresta del ruido rosa comparado con el factor cresta de Music Noise. De fondo, el color gris, diferentes promedios de factor cresta en señales musicales. Podemos comprobar cómo el Music Noise aumenta su factor cresta según aumenta la frecuencia, de la misma forma que lo hacen las señales musicales.
Finalmente, vamos a ver el nivel RMS y el nivel de pico en el Music Noise:
Como podéis observar, el nivel RMS empieza a descender a partir de 500Hz. El nivel de pico es bastante estable, con un ligero incremento en altas frecuencias y una pequeña atenuación en la parte más baja del espectro.
La idea es, entonces, utilizar el Music Noise para excitar los altavoces y alcanzar el nivel de SPL máximo antes de que empiecen a mostrar irregularidades como distorsión o compresión no lineal. Si se consiguiese que todos los fabricantes midiesen con este sistema, entonces sí podremos comparar los valores de SPL máximo de las hojas de especificaciones.
Puedes descargar y escuchar el Music Noise desde aquÍ: https://m-noise.org/archive/
Cuando escuchéis el Music Noise, veréis que es parecido al ruido rosa, con menos contenido en alta frecuencia. Y no os preocupéis por los chasquidos o cracks que aparecen ocasionalmente: no se trata de un archivo defectuoso, sino de artefactos intencionados que permiten alcanzar un mayor factor cresta en altas frecuencias.
¿Cómo se haría una medición de SPL máximo con Music Noise?
Aquí llegamos a la parte realmente interesante.
Si queremos medir el SPL máximo de un altavoz utilizando Music Noise, vamos a necesitar también algunas otras cosas, como un ordenador, un interface de audio, un micrófono de medición, un calibrador de SPL y un software que nos permita hacer funciones de transferencia, tipo Smaart, RiTA o la opción gratuita de Open Sound Meter. También necesitaremos algún dispositivo que permita amplificar la señal, como un procesador de altavoces o una mesa de mezclas.
Una advertencia importante: proteged vuestros oídos, ya que vamos a trabajar con niveles de presión sonora muy elevados.
Para hacer la medición, seguiríamos los siguientes pasos:
1. Calibramos el micrófono de medición con el calibrador para que indique 94 dB SPL cuando reciba 1 pascal de presión sonora.
2. Comprobamos los niveles de salida de la interfaz y los niveles de entrada del altavoz autoamplificado o de la etapa de potencia. Por ejemplo, si nuestra interfaz entrega hasta +16 dBu y el altavoz admite +22 dBu, necesitaremos un elemento intermedio que nos aporte +6 dB de ganancia. Ajustamos esa ganancia y no la volvemos a tocar.
Si el fabricante no especifica el nivel máximo de entrada del altavoz (lo más habitual suele ser entre +20 y +24 dBu), tendremos que comprobarlo observando el comportamiento del sistema durante la medición.
3. A la hora de hacer la medición, queremos que la sala influya lo menos posible, por lo que haremos la medición en una posición cercana al altavoz, que podría ser 1 metro o menos, dependiendo del espacio en el que nos encontremos y las posibles reflexiones. La posición elegida deberá mostrarnos una coherencia en la medición excelente por encima de 95% y preferiblemente cercana al 100% en todo el espectro reproducido por el altavoz.
Recordemos que la coherencia en una función de transferencia es una medida de la calidad de los datos expresada generalmente como un porcentaje entre 0 y 100 %. Pero también nos indica la relación señal/ruido. En Smaart, 0 dB de relación señal /ruido en la medición se grafican con una coherencia de 71%. 10dB sería 95% y 15dB 98%. Vamos a buscar una posición en la que tengamos prácticamente el 100% de coherencia en todo el espectro.
4. Ajustamos la visualización de coherencia para que ocupe el mayor espacio vertical posible en la pantalla. Establecemos el número de promedios en 8 o 1 segundo (lo que proporcione un trazo más estable) y el suavizado en 1/6 de octava o menos.
5. Reproducimos el archivo Music Noise a un nivel bajo, de modo que la salida del altavoz sea aproximadamente 20 dB inferior al SPL máximo esperado.
6. Utilizando el analizador, confirmamos que se cumplen los criterios de coherencia de la respuesta de frecuencia lineal (15 dB SNR, 98 % en Smaart). Si no es así, tomamos medidas para aumentar la coherencia, como puede ser acercar el micrófono o eliminar las fuentes de ruido de fondo. Si acercamos el micrófono, debemos buscar una posición cuya respuesta de frecuencia sea lo más cercana posible a la respuesta que obtendríamos en sala anecoica de campo lejano.
7. A ese nivel, guardamos en en analizador una captura de la medición como “respuesta en frecuencia lineal provisional”.
8. Aumentamos el nivel de reproducción entre 3 y 4 dBs y comprobamos que la medición sigue siendo idéntica. Capturamos el trazo, esta será nuestra “respuesta de frecuencia lineal de confirmación“. Si no coinciden los trazos algo estamos haciendo mal.
Una vez confirmados que los dos trazos son iguales, ocultamos la provisional y dejamos visible la de confirmación, desplazándola 2 dB hacia abajo. Este será nuestro trazo objetivo de compresión, que mantendremos siempre visible.
A partir de aquí, aumentamos el nivel con cuidado y detenemos la medición cuando ocurra cualquiera de estos dos supuestos:
-Caída de coherencia. Si cae la coherencia al subir el volumen, sólo puede ser porque el altavoz está distorsionando. Si esto ocurre, habremos superado el nivel máximo de SPL, por lo que bajaremos el volumen hasta que recuperemos la coherencia y marcaremos el nivel de SPL obtenido una vez recuperada la coherencia como nivel máximo.
–Compresión de 2dB en al menos 2 octavas: El trazo objetivo de compresión nos permite detectar fácilmente este fenómeno. Si la respuesta cae 2 dB en al menos dos octavas del espectro, el sistema está entrando en compresión para protegerse. No debemos sobrepasar este punto, ya que llegar a 3 dB podría resultar peligroso para el equipo. Bajamos el nivel hasta eliminar la compresión y ese será el SPL máximo.
Conclusiones
El nivel máximo de SPL es uno de los datos más utilizados —y, paradójicamente, uno de los peor definidos— en las hojas de especificaciones de los altavoces profesionales. Durante años se ha presentado como una cifra absoluta, cuando en realidad depende enormemente de la señal de medición, el criterio empleado y el punto exacto en el que decidimos que el sistema deja de comportarse de forma lineal.
La adopción de Music-Noise y de procedimientos normalizados como los definidos en la AES75 no solo permite realizar mediciones más realistas, sino que abre la puerta a algo fundamental: la comparabilidad real entre fabricantes. Cuando todos medimos con la misma señal y bajo los mismos criterios, el número deja de ser marketing y pasa a ser información útil. Y si los fabricantes no lo hacen, hemos visto que también lo podemos medir nosotros.
Hasta que ese enfoque sea universal, conviene leer el SPL máximo con cautela, entender qué hay detrás de cada cifra y, sobre todo, recordar que un sistema no es mejor por prometer más decibelios, sino por saber entregarlos de forma controlada, limpia y sostenible en el tiempo.