Ajuste de salas y calibración de PA con Smaart: Función de transferencia, coherencia y alineación de fase

El software de medición acústica Rational Acoustics Smaart es el estándar de la industria audiovisual para la calibración, optimización y alineación de sistemas de sonido en directo. Para el técnico de sonido y optimizador de PA, Smaart permite sustituir la apreciación subjetiva por datos cuantitativos precisos en amplitud, tiempo y fase.

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1. Fundamentos de la Función de Transferencia (TF)

A diferencia del simple análisis espectral (RTA), la función de transferencia utiliza una medición dual de dos canales:

1. Canal de Referencia (Reference): Toma la señal limpia directamente desde la salida de la consola de mezclas o generador de ruido rosa del DSP.
2. Canal de Medición (Measurement): Captura el sonido en el espacio mediante un micrófono de medición omnidireccional calibrado de respuesta plana.

[Generador de Ruido Rosa] ──┬──> [Entrada Ref Smaart]
                           └──> [DSP / PA] ──> [Sala] ──> [Micrófono] ──> [Entrada Med Smaart]

Smaart compara ambas señales espectro a espectro para mostrar la respuesta en magnitud (diferencia de nivel en dB) y la respuesta en fase (diferencia de tiempo angular en grados) del sistema bajo prueba.

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2. Coherencia: El filtro de calidad de la medición

La traza de Coherencia es una métrica estadística entre 0 y 1 que valida la precisión de la medición:

• Coherencia Alta (cercana a 1.0): Relación señal/ruido excelente, dominio de campo directo respecto al reverberante. Los datos de magnitud y fase son totalmente fiables.
• Coherencia Baja (cercana a 0): Dominio de reflexiones de la sala, interferencia multitrayecto o presencia de ruido ambiental elevado. Regla de oro: Jamás se aplica ecualización en frecuencias con baja coherencia.

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3. Localizador de retardo (Delay Finder) e Impulso

Para que la Función de Transferencia funcione correctamente, la señal de referencia digital y la señal acústica captada por el micrófono deben estar sincronizadas en el tiempo.

1. Delay Finder: Smaart calcula la función de respuesta al impulso (IR) para encontrar el tiempo exacto que tarda la onda sonora en viajar desde el altavoz hasta la cápsula del micrófono (basado en la distancia físico-acústica y latencia de conversión).
2. Sincronización: Una vez insertado el tiempo de retardo en la referencia ($t_{\text{ref}}$), la traza de fase se aplana en las frecuencias donde el sistema actúa correctamente.

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4. Metodología para ecualizar y alinear una PA con Smaart

Paso 1: Promediado espacial

No debe ecualizarse una sala basándose en una sola posición de micrófono. Se toman mediciones en múltiples puntos clave de la audiencia y se aplica promediado espectral (Spatial Averaging).

Paso 2: Ecualización de respuesta tonal

Se corrigen únicamente las resonancias de banda estrecha causadas por la sala o acoplamientos del altavoz que mantengan alta coherencia en múltiples puntos de medición.

Paso 3: Alineación de fase Sub-Top

1. Se mide la traza de fase del top en el área de crossover ($80\text{ Hz} - 100\text{ Hz}$).
2. Se mide la traza de fase del subwoofer en la misma región.
3. Se ajusta el retardo (delay) del canal del top o del sub en el DSP hasta que las pendientes de ambas trazas de fase coincidan en el punto de corte.
4. Se comprueba que la suma espectral en magnitud entregue $+6\text{ dB}$ en la frecuencia de cruce.