Distorsión armónica total (THD): Medición y clasificación correcta de la distorsión
La distorsión armónica total (THD) es el indicador clave de la nitidez con la que un amplificador, convertidor o altavoz reproduce una señal de audio. Esta entrada del glosario explica qué significan THD y THD+N, qué valores son comunes en sistemas de estudio y alta fidelidad, cómo medir la distorsión y por qué un cierto nivel de distorsión resulta beneficioso en la mezcla y la grabación. masterización profesional Incluso podría ser deseable.
Índice
Todo lo que necesitas saber sobre los niveles de distorsión armónica total (THD) de un vistazo:
¿Qué es la distorsión armónica total (THD)?
La distorsión armónica total (THD) describe cuántos armónicos añade un sistema a una señal que no están presentes en la original. Todo circuito real opera con una ligera no linealidad: una onda sinusoidal pura producirá distorsiones armónicas en los múltiplos enteros de la frecuencia fundamental (k2, k3, k4...).
Se mide la relación de los valores RMS de estos armónicos con respecto a la señal total, expresada como un porcentaje: el 1% significa que una centésima parte de la energía de la señal consiste en sobretonos adicionales. La definición matemática y la diferenciación de las variantes se explican en el Información general de Wikipedia sobre tecnología de medición (en inglés) en detalle.
Importante para fines prácticos: El valor por sí solo no dice nada sobre el sonido. Lo que importa es qué armónicos se producen (los armónicos pares (k2) suenan redondos y musicales, los armónicos impares (k3) suenan ásperos o agresivos) y a qué nivel se realizó la medición.
Distorsión armónica total en cifras: THD frente a THD+N
THD La distorsión armónica total (THD) simplemente suma la distorsión, es decir, los componentes armónicos. THD + N (más ruido) también incluye el ruido del dispositivo en la medición; el valor es más estricto, más práctico y, por lo tanto, se encuentra en la mayoría de las hojas de datos.
| clase de dispositivo | Valor típico (THD+N) | Clasificación |
|---|---|---|
| Convertidor de estudio (AD/DA) | <0,001% | Prácticamente sin distorsión, en el límite de la mensurabilidad. |
| amplificador de alta fidelidad | <0,05% | Limpio y sin críticas, muy por debajo del umbral de audición. |
| dispositivos tubulares | 0,5-5% | Deliberadamente alto: la distorsión es una característica tonal intencionada en este caso. |
| altavoz | 0,5-3% | La mayor fuente de distorsión en toda la cadena de escuchas telefónicas. |
Lo que llama la atención es la enorme brecha que existe entre la electrónica y la acústica: el eslabón más débil de la cadena es casi siempre el altavoz, no la interfaz ni el amplificador que lo precede.
Cuando las distorsiones armónicas son perturbadoras y cuando forman parte del tono general.
Que la distorsión armónica se perciba como un defecto o como una característica depende de su tipo e intensidad. Las máquinas de válvulas y cinta producen principalmente armónicos pares, que el oído percibe como calidez y densidad; este es precisamente el efecto que los ingenieros de sonido utilizan como saturación La saturación se utiliza intencionadamente para conseguir que las voces y los instrumentos suenen con más cuerpo.
La contraparte es difícil ClippingLa interrupción abrupta de los niveles máximos genera componentes disonantes y extraños que rápidamente producen un sonido áspero y desagradable. Por lo tanto, un valor THD elevado no es necesariamente un defecto, siempre y cuando la coloración se ajuste al material y sea una elección deliberada.
Que el color deseado provenga de hardware real o de emulación es secundario: nuestro artículo compara las ventajas de ambos mundos. Analógico vs.DigitalLo fundamental es que el color siga siendo una decisión consciente y que el tintineo no se produzca como un defecto indeseado en la cadena.
Medición de la distorsión armónica total (THD) en la práctica: tono sinusoidal, analizador, micrófono de medición.
Electrónica (interfaz, amplificador): Se envía una onda sinusoidal pura, normalmente de 997 Hz o 1 kHz, a través del dispositivo, y la salida se realimenta. Un analizador FFT (por ejemplo, en REW o en el analizador de complementos) muestra los armónicos como líneas nítidas sobre el nivel de ruido; a continuación, el software calcula el valor THD o THD+N.
altavoces: Aquí viene un calibrado Micrófono de medición Delante de la caja. La medición se realiza a una temperatura definida. SPL y en varias frecuencias, porque la distorsión aumenta significativamente con el nivel; un valor sin una especificación de nivel no sirve para nada.
Para el trabajo diario en el estudio, una comprobación rápida suele ser suficiente: reproduzca un tono sinusoidal, varíe el nivel y observe en el analizador cuándo emergen visiblemente los armónicos del ruido.
Errores y malentendidos comunes sobre la distorsión armónica total
Las cifras de THD parecen objetivas, pero pueden dar lugar rápidamente a malentendidos en las hojas de datos; por lo tanto, debe tener en cuenta los siguientes cinco puntos:
- Comparación de hojas de datos sin condiciones de medición: El valor THD solo es válido para el nivel, la frecuencia y la carga especificados. Sin esta información, las cifras de dos fabricantes no son comparables.
- Confundir THD con THD+N: El mismo amplificador puede tener un rendimiento excelente en THD, pero decepcionar en THD+N si produce ruido. Compruebe siempre el valor especificado.
- "Cuanto más grave sea el tono, mejor sonará": Por debajo del umbral de audición, añadir otro cero después del punto decimal no supone ninguna diferencia: 0,001% y 0,0001% suenan idénticos.
- Interpretar los valores del tubo como un defecto: La variación del 0,5 al 5 % en la etapa de un tubo no es un defecto, sino la razón por la que se compra el dispositivo: el color de tono deseado.
- Ignoren las escuchas telefónicas: Quien evalúe altavoces con un 2 % de distorsión no necesita preocuparse por un 0,001 % en el convertidor; primero optimice la cadena de escucha y luego la electrónica.
Conclusión: Los bajos valores de THD son la base, la calidad tonal es la guinda del pastel.
La distorsión armónica total (THD) permite comparar la distorsión: muestra la neutralidad real de los convertidores, amplificadores y altavoces, siempre que se conozcan el nivel, la frecuencia y la medición (THD o THD+N). La electrónica de estudio moderna ha disipado hace tiempo cualquier duda audible al respecto; las diferencias reales surgen en los altavoces y en componentes con coloración específica, como los amplificadores de válvulas y de cinta. Por lo tanto, una THD baja es fundamental; el verdadero desafío reside en permitir la distorsión precisamente donde se desea como característica tonal.
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Preguntas frecuentes sobre THD y distorsión
¿Cuál es un buen valor de distorsión armónica total (THD)?
En electrónica, un valor THD+N inferior al 0,05 % no es crítico; los convertidores de estudio modernos alcanzan valores inferiores al 0,001 %. Los altavoces, debido a su diseño, suelen tener un valor THD+N entre el 0,5 % y el 3 %, lo cual es normal. El nivel y la frecuencia a la que se realizó la medición también son cruciales.
¿Qué significa THD+N?
Distorsión armónica total más ruido: Además de la distorsión, el ruido propio del dispositivo también se incluye en la medición. Por lo tanto, este valor es más preciso que la THD pura y describe mejor el rendimiento en condiciones reales, razón por la cual se incluye en la mayoría de las hojas de datos.
¿Por qué los amplificadores de válvulas suenan bien a pesar de la alta distorsión?
Las válvulas producen principalmente armónicos pares (k2), que el oído percibe como calidez y plenitud; por lo tanto, el alto valor de THD se compone de elementos musicales, no estridentes. Esta coloración se utiliza deliberadamente como saturación y es la razón principal por la que los amplificadores de válvulas son tan apreciados en aplicaciones de estudio.
¿Cómo puedo medir la distorsión armónica total (THD) yo mismo?
Para electrónica: envíe una onda sinusoidal pura (1 kHz) a través del dispositivo mediante bucle de retorno y lea los armónicos en un analizador FFT; un software como REW calcula el valor automáticamente. Para altavoces, se requiere un micrófono de medición calibrado y un nivel de presión sonora definido.
¿Puedes siquiera oír una distorsión del 0,01%?
En general, no: la música enmascara por completo niveles tan bajos de distorsión, y los altavoces distorsionan mucho más. Además, la distorsión solo se vuelve audible significativamente por encima de este nivel, o cuando se producen componentes inarmónicos como el recorte brusco.