Historia y evolución de la ecualización en el car audio

Todo aficionado al car audio o la alta fidelidad ha oído hablar de la ecualización del sistema de sonido; ese "misterioso" tratamiento del audio que modifica la potencia de determinados rangos de frecuencias al objeto de mejorar o perfeccionar la fidelidad sonora. Y es que este procesado ha acompañado al afán tecnológico del ser humano por reproducir el sonido de la manera más fiel posible desde prácticamente los inicios de la grabación y difusión del audio. 

Ya desde finales del siglo XIX y gracias a los estudios acústicos de Wallace Clement Sabine como resultado del encargo que recibió para mejorar la acústica del Fogg Lecture Hall en Harvard, se comprobó que modificando las condiciones acústicas de una sala en la que se reproduce sonido y mediante la adición de materiales absorbentes, se modifica la potencia y la reverberación de determinadas frecuencias, pudiendo modificarse el color del sonido percibido, es decir, el equilibrio entre frecuencias de manera calculada y a voluntad.

Si en lugar del entorno acústico, modificamos este equilibrio entre frecuencias cuando todavía el audio es una señal eléctrica antes de ser amplificada y reproducida, es cuando hablamos de lo que hoy entendemos como ecualización electrónica. Y los inicios de ésta van ligados a las primeras necesidades de transmitir señales eléctricas y sonido. Fue tras las primeras transmisiones de telégrafo cuando se empezó a experimentar con la ecualización de las señales eléctricas con técnicas que luego serían aplicadas a la modificación del sonido para emitirlo a través de las primeras difusiones de radio durante los primeros años del siglo pasado. 

Desde entonces hasta la utilización de los poderosísimos procesadores digitales de señal de hoy en día (DSP), han transcurrido más de 100 años de una evolución tecnológica vertiginosa en el procesado del audio y la ecualización, en la que el car audio no sólo no ha sido ajeno, sino que ha evolucionado en paralelo a estas tecnologías.

En este reportaje trataremos algunos de los hitos más interesantes de esa apasionante historia, y aportaremos además unas pinceladas técnicas sobre el concepto de la ecualización que nos ayudarán a entender mejor algunos detalles de esta evolución.

Los fundamentos de la ecualización
La ecualización es el procesado del audio que consiste en modificar la potencia de ciertas bandas de frecuencia específicas, con el objetivo de rectificar todas aquellas irregularidades en la respuesta que hayan sido provocadas por los elementos de la cadena de audio (amplificador, altavoces, acústica de la sala o vehículo, etc…) y que por tanto están alterando la proporción original entre frecuencias que tenía la grabación original. Estas irregularidades suelen ser de una magnitud importante debido a resonancias naturales en los altavoces o determinadas resonancias acústicas de la sala, por lo que la ecualización es un proceso esencial en el intento de recuperar en lo posible la fidelidad del sonido original.

Comprobando la respuesta de un sistema
El objetivo de la ecualización es eliminar toda aquella alteración de la potencia de ciertas frecuencias que se haya producido en el recorrido de la cadena de audio, por lo que la manera más elemental de comprobar cómo de ecualizado es un sistema (es decir, cuál es su respuesta), será reproduciendo un audio de test cuyo espectro frecuencial sea plano (denominado ruido blanco), y medir con un micrófono y un analizador de espectro si el sonido emitido por ese equipo de audio a su salida se mantiene plano, o si por el contrario muestra picos o valles en determinadas frecuencias (como usualmente ocurre). Si esto es así, significará que este equipo de audio no tiene una respuesta plana, lo que conlleva que está aplicando estas irregularidades a toda la música que reproduzcamos en él, afectando por tanto a su fidelidad.

Acabamos de ver cómo detectar las irregularidades en la respuesta de un equipo. El objetivo de la ecualización es corregir esas irregularidades en las diferentes bandas de frecuencia para que la respuesta a una entrada de espectro plano sea efectivamente una salida de espectro plano al medirla con el micrófono. Si lo conseguimos, estaremos logrando que el equipo no altere las proporciones de potencia originales de las diferentes frecuencias de la grabación.

Tipos de ecualizadores

 

• Shelving: potenciómetro que permite ajustar la ganancia de los graves (LOW SHELF), los medios (MID SHELV) o los agudos (HIGH SHELF).

• Gráfico: múltiples barras de ganancia que permiten ajustar diferentes bandas de frecuencia predefinidas (desde 5 hasta 32 o 64), por tanto con mayor precisión que el anterior. 

• Paramétrico: permite elegir con mucho detalle las frecuencias que se quieren ajustar. Es el más detallado y preciso de todos.

La ecualización en el car audio, esencial y muy particular
Además del objetivo general que acabamos de tratar, el mundo del car audio supone algunos retos adicionales que hacen más importante si cabe la necesidad de la ecualización. La acústica muy particular del interior de un coche, con importantes resonancias y ondas estacionarias propias de la cabina, así como el ruido de motor y rodadura, hacen necesaria una ecualización específica que no sólo busque anular las irregularidades y resonancias del habitáculo, sino que además aplique una compensación a ciertas frecuencias con el objeto de enmascarar el ruido de rodadura. Esa curva de referencia a aplicar requerirá de un refuerzo en la parte más grave y una atenuación progresiva hacia la zona media y alta, y podrá depender de las características de nuestro vehículo.

Ahora que hemos dado un repaso rápido a los fundamentos de la ecualización, vamos a conocer como ha sido la evolución de este proceso en el mundo de la afición al car audio.

Años 70s, aparecen los primeros controles de tono analógicos
Desde que en los años 30 del siglo pasado se comenzaron a ver los primeros equipos de radio AM en exclusivos coches de la época, hasta que se empezaron a incorporar los primeros controles de tono, pasaron varias décadas. Y es que fue a partir de los años 70 cuando empezó a ser común encontrar un potenciómetro de tono en los radiocasettes que básicamente filtraba progresivamente los agudos para mitigarlos en mayor o menor grado frente a los graves.

Los 80s, controles shelving, tímida ecualización a la vista
Los 80 fueron la década en la que los coches de más alta gama incorporaban ya en sus radiocassettes unos básicos controles de agudos y graves tipo shelving, es decir, uno sólo podía reforzar o atenuar graves o agudos con una curva prefijada, lo que ya daba un cierto juego para adecuar la reproducción a las condiciones de grabación variables que encontrábamos entonces y a las condiciones acústicas de nuestro vehículo. No obstante, este sistema no permitía hacer correcciones con un cierto detalle.

Los melómanos con alto poder adquisitivo, pudieron empezar a disfrutar desde principios de la década de los 80 de exclusivos y vanguardistas sistemas por componentes con los primeros ecualizadores gráficos externos de varias bandas. Como siempre ocurre, no fue hasta la siguiente década que estos fabulosos sistemas estuvieron al alcance de todos los públicos.

Los 90s, se inicia la revolución de la ecualización
Los años 90 supusieron un crecimiento inédito hasta entonces de lo que hoy se conoce como la afición al car audio. La reducción de costes de la tecnología, la aparición del Radio-CD y una generación de jóvenes con capacidad para adquirir vehículo propio, supuso un revulsivo de este mercado que sentó las bases de una época dorada para los aficionados. Y por supuesto, las posibilidades de ecualización progresaron y se democratizaron en consonancia.

Era común encontrar fuentes radiocasette y radio-CD de calidad con ecualizadores gráficos integrados, así como ecualizadores externos multibanda. Uno de los éxitos que mucha gente recordará como cúlmen de la década fue el Radio-CD Alpine CDA-9812RB, una fuente con un potente ecualizador paramétrico integrado y gran calidad de sonido a un precio accesible para el gran público, algo prácticamente inédito hasta entonces.

Los 2000, aparición de los DSP (en sus inicios para bolsillos privilegiados)
Si los 90 supusieron un crecimiento del sector, los 2000 supusieron la consolidación del crecimiento y la continuación del progreso tecnológico. Un progreso que en el mundo de la ecualización trajo los primeros y flamantes DSPs o Procesadores Digitales de Señal. Dispositivos basados en un microprocesador capaces de tratar señales de audio digitalizadas para modificarlas mediante algoritmos de procesado de señal con una gran precisión y potencia de customización casi ilimitada.

Estos primeros sistemas tenían un alto coste y no eran intercompatibles, es decir, tanto su control como la fuente de sonido a la que se conectaban solían ser sólo a equipos de la misma marca. Pero la calidad sonora y el potencial de procesado que ofrecían, han marcado toda una época.

Los 2010, se democratiza el precio de los DSP
La presente década ha puesto al alcance de cualquier aficionado procesadores de audio con prestaciones que antes sólo llegaban a manejar ingenieros de audio. Gracias a los avances y reducción de costes en procesadores, tenemos equipos DSP capaces de ecualizar 31 bandas por canal o de manera completamente paramétrica, de  manera simultánea para varios canales y manteniendo una calidad de sonido casi intacta. Todo controlado desde intuitivas interfaces en PC o incluso en el móvil.

Audison (con el BitOne), Mosconi y las firmas del grupo Audiotec Fischer Helix y Brax fueron las marcas pioneras en el diseño de procesadores DSP y actualmente son las marcas más punteras de este mercado.

Los sistemas de autoecualización y el procesado y corrección mediante filtros FIR con algoritmos que corrigen incluso la respuesta temporal de los altavoces, podría ser el siguiente paso en la ecualización del sector del car audio

El futuro de la ecualización en el car audio
Cuando parece que estamos en la época dorada de la ecualización y los DSPs para car audio, es difícil preveer qué nos deparará la próxima década. Posiblemente los sistemas de autoecualización y el procesado y corrección mediante filtros FIR con algoritmos capaces de corregir incluso la respuesta temporal de los altavoces, puedan llegar a ser una opción en el mundo del car audio. Hasta que eso llegue, parece que ahora es un gran momento para exprimir las enormes posibilidades que ofrecen los DSPs para optimizar y calibrar el sonido.

¿Ecualización de oído?

La ecualización de oído es la mayoría de las veces lo único a lo que podemos recurrir si no tenemos instrumental de medición. Si tenemos un buen oído, podrá ayudarnos a corregir algún defecto muy notorio o desagradable de una manera cosmética. Pero difícilmente (por no decir imposible) podremos obtener los resultados que nos ofrece el corregir de manera objetiva y cuantificada la respuesta de un equipo al detalle, como lo podremos hacer con el equipo de medición adecuado (micrófono calibrado, tarjeta de sonido y software para análisis de espectro).