Cómo medir latencia y frecuencia con Audio Precision APx

Cuando se trabaja con sistemas de audio profesionales, dispositivos móviles o barras de sonido, medir con precisión la latencia, la frecuencia y el resto de parámetros de calidad —por ejemplo, cómo medir la latencia— no es un capricho, es una necesidad absoluta. En entornos de I+D y de producción, pequeños errores en estas mediciones pueden traducirse en productos defectuosos, devoluciones o, directamente, en una mala experiencia de usuario que tira por tierra meses de trabajo.

La familia de analizadores de audio Audio Precision APx y el software APx500 se ha convertido en una referencia precisamente porque permite automatizar, documentar y compartir pruebas de audio complejas con una fiabilidad altísima. Desde la caracterización completa de altavoces y micrófonos hasta la evaluación perceptual de la calidad de voz (PESQ y POLQA), pasando por la medición de latencia y respuesta en frecuencia, todo puede integrarse en un flujo de trabajo coherente, escalable y fácil de mantener.

Qué es APx500 y por qué es tan potente para medir audio

El corazón del ecosistema es el software de medición APx500, que actúa como interfaz gráfica avanzada para controlar los analizadores de la serie APx. No es simplemente un programa para lanzar barridos de frecuencia: permite crear procedimientos de prueba realmente complejos, con indicaciones paso a paso al usuario, límites automáticos de aprobación/rechazo y llamadas a aplicaciones externas para integrar el test dentro de una línea de producción o de un banco de laboratorio completo.

Uno de los puntos fuertes del entorno APx500 es que todo este flujo de trabajo se construye desde la propia GUI, sin necesidad de programar desde cero. El técnico puede definir secuencias, configurar rutas de señal, aplicar límites, generar informes y automatizar el proceso desde una misma interfaz, lo que ahorra tiempo, reduce errores humanos y simplifica mucho las futuras actualizaciones de los procedimientos de prueba.

Además, el ecosistema APx está pensado para que las pruebas sean totalmente portables entre diferentes unidades de analizador. Los proyectos, secuencias y scripts de automatización se pueden compartir con otras APx ubicadas en cualquier parte del mundo, algo clave cuando equipos de I+D y producción trabajan coordinados pero separados geográficamente.

Detrás de esta flexibilidad se encuentra una API completa que permite a los ingenieros crear interfaces de usuario personalizadas e integrar APx con otras aplicaciones. La documentación es extensa e incluye ejemplos listos para usar en Visual Basic .NET, C#, MATLAB, LabVIEW y Python, lo que hace relativamente sencillo encajar las mediciones APx dentro de sistemas de prueba más grandes o herramientas internas de cada empresa.

Este enfoque de plataforma abierta, con GUI potente y API extensible para automatización, es lo que ha consolidado a APx500 como una de las soluciones de medida de audio más avanzadas para quienes necesitan rigor y, al mismo tiempo, practicidad en su día a día.

Interfaz de usuario: Bench Mode, Sequence Mode y paneles clave

APx500 ofrece dos formas principales de trabajar que cubren tanto las pruebas rápidas de laboratorio como las secuencias automatizadas que se utilizan en producción o validación formal: Bench Mode y Sequence Mode. Cada modo de trabajo está pensado para un tipo de tarea distinta, pero comparten la misma filosofía de interfaz clara y orientada a la medición.

En el llamado Bench Mode, el analizador se utiliza como si se tratara de un banco de medida clásico: el usuario configura de forma interactiva el generador de señales, la adquisición y los parámetros de análisis, viendo los resultados en tiempo real. Es ideal para exploraciones iniciales, diagnósticos y ajustes finos, por ejemplo cuando se está depurando la respuesta en frecuencia de un nuevo prototipo de altavoz o revisando la latencia de un firmware recién implementado.

Por otro lado, el Sequence Mode está orientado a la automatización completa del ensayo. El usuario crea una secuencia que contiene rutas de señal, mediciones concretas y los resultados que se van a guardar o evaluar. Esa lista de pasos se ejecuta de forma sistemática cada vez que se lanza el test, lo que garantiza repetibilidad entre equipos, turnos de trabajo y plantas de producción distintas.

La organización de la interfaz facilita este enfoque secuencial mediante varios paneles fundamentales. El primero es el Navigator, que muestra de forma estructurada la secuencia del usuario: las rutas de señal que se van a probar, las mediciones asociadas a cada una y los resultados que se registrarán. Desde aquí se añade, elimina o reordena todo el flujo de medición, casi como si se construyera un guion de prueba.

Otro área clave es el panel de configuración de medición, donde se ajustan el generador y el analizador. Aquí se definen parámetros como el tipo de señal de prueba (seno, ruido, barrido, etc.), el rango de frecuencias, la amplitud, los niveles de entrada, las tasas de muestreo o las opciones avanzadas de adquisición y análisis. Este panel es el que permite al ingeniero afinar el test para cada caso de uso concreto, desde mediciones de distorsión muy exigentes hasta simples verificaciones de continuidad.

Completando la interfaz se encuentra la barra de monitores y medidores, que ofrece una visión rápida del estado del sistema: saber cómo elegir un buen osciloscopio, FFT en tiempo real, medidores, entradas y salidas auxiliares, bits de estado, monitores específicos para HDMI, Bluetooth, PDM y reloj, entre otros. Esta barra es especialmente útil cuando se trabaja con dispositivos complejos (por ejemplo, barras de sonido con múltiples entradas digitales) y se necesita tener claro en todo momento qué está ocurriendo en cada interfaz.

En la parte superior, los menús y barras de herramientas reúnen funciones de archivo, opciones de visualización, selección de mediciones y accesos directos a las tareas más frecuentes. Aquí es donde se ajustan propiedades globales del proyecto, se organizan las ventanas y se accede a la ayuda del sistema, lo que simplifica aún más la curva de aprendizaje para los nuevos usuarios.

Automatización, API y formación: sacando todo el partido a APx

Uno de los grandes valores añadidos de la plataforma es la automatización de extremo a extremo. Las secuencias permiten definir procedimientos muy detallados con instrucciones al operario, comprobaciones automáticas de límites y generación final de informes. Pero, además, mediante la API se pueden lanzar pruebas desde otras aplicaciones, recoger resultados y tomar decisiones a nivel de sistema, por ejemplo, para marcar una unidad en producción como válida o rechazada.

La API de APx está diseñada pensando en la integración con distintos lenguajes y entornos de desarrollo. Las guías y ejemplos proporcionados para Visual Basic .NET, C#, MATLAB, LabVIEW y Python facilitan la tarea tanto a los equipos de software como a los de test y validación, que muchas veces tienen que colaborar estrechamente para que la línea de producción y los bancos de laboratorio se comporten de forma coherente.

Esta capacidad de automatización no solo ahorra tiempo, sino que, bien usada, reduce drásticamente la variabilidad entre mediciones. Las mismas secuencias y scripts se pueden ejecutar en diferentes sedes, con distintos operadores y en múltiples turnos, con la seguridad de que se siguen exactamente los mismos pasos, límites y criterios de aceptación.

Para ayudar tanto a usuarios nuevos como a ingenieros experimentados, Audio Precision ofrece la serie de vídeos formativos “Audio Test Sessions with APx”. A diferencia de los clásicos “Quick Tip”, estos contenidos son tutoriales más profundos sobre temas específicos de medición de audio y aplicaciones variadas, desde la puesta en marcha inicial de APx hasta trucos menos conocidos que pueden marcar la diferencia en la práctica diaria.

En la sesión inaugural, por ejemplo, el ingeniero Eric Schultheis realiza una introducción muy completa al software APx500, explicando de forma práctica las diferencias entre Bench Mode y Sequence Mode y recorriendo las funciones más útiles de la interfaz. A lo largo del vídeo va desgranando atajos, consejos y pequeños detalles de configuración que facilitan mucho el trabajo cotidiano en laboratorio y producción.

Además, en esta primera sesión se repasan las configuraciones básicas de rutas de señal, incorporación de mediciones y resultados, ejecución de secuencias y generación de informes. También se muestra cómo trabajar con el conjunto de pruebas conocido como “Big Six”, un grupo de seis mediciones fundamentales que viene incluido por defecto en los proyectos APx y que cubre las necesidades más habituales de caracterización de dispositivos de audio.

Este enfoque formativo permite que tanto el técnico que acaba de llegar al departamento como el ingeniero con años de experiencia puedan ponerse al día rápidamente sobre las mejores prácticas con APx, identificando funciones menos evidentes de la interfaz y sacando mayor partido a las herramientas avanzadas de análisis.

Aplicaciones: barras de sonido, altavoces, móviles y manos libres

Los analizadores de la familia APx se han ganado un hueco preferente en sectores donde los productos combinan electrónica, altavoces y procesado digital de señal. Es el caso de las barras de sonido, altavoces de audio profesional, smartphones y dispositivos manos libres, entre otros muchos. En todos estos casos, la latencia, la respuesta en frecuencia y la calidad de voz son parámetros críticos que hay que controlar con lupa.

En la fase de diseño, los ingenieros utilizan APx para caracterizar a fondo el comportamiento electroacústico de los transductores y las cajas acústicas, ajustando filtros, DSP y arquitectura general del sistema. Una vez que el producto se acerca a la fase de industrialización, las mismas herramientas se reutilizan para validar prototipos de pre-producción y definir los planes de prueba que se aplicarán más tarde en fábrica.

Ya en la línea de montaje, muchos fabricantes se apoyan en AP por la fiabilidad del hardware y la facilidad de uso del software. En un contexto donde el tiempo de ciclo de cada prueba cuenta, disponer de secuencias rápidas, claras para el operario y con límites bien definidos es fundamental. Los analizadores APx permiten realizar en unos pocos segundos verificaciones muy completas, tanto a nivel eléctrico como acústico.

Las opciones de software orientadas a pruebas electroacústicas forman, en conjunto, una solución integral de principio a fin. Es posible medir la respuesta en frecuencia, la distorsión, la impedancia, la sensibilidad, la detección de ruidos parásitos (Rub & Buzz) y muchos otros parámetros en un único entorno coherente. Los proyectos y resultados se comparten con facilidad entre equipos de diseño y producción, lo que ayuda a mantener criterios de calidad uniformes.

Esta capacidad de compartir mediciones, informes y automatización entre todos los miembros de la familia de analizadores APx permite que empresas con plantas en continentes diferentes puedan controlar que se aplican los mismos estándares y, si aparece un problema en campo, rastrear el origen comparando datos históricos de laboratorio y producción.

Opciones de software para I+D: APX-SW-SPK-RD

Para los equipos de investigación y desarrollo que necesitan profundizar al máximo en el comportamiento de sus altavoces y sistemas electroacústicos, AP ofrece la opción de software APX-SW-SPK-RD. Esta licencia amplía las capacidades de los analizadores APx con un conjunto muy completo de mediciones y resultados específicamente pensados para la fase de diseño.

Uno de los pilares de esta opción es la caracterización completa de los parámetros de Thiele-Small, esenciales para el diseño de recintos acústicos y sistemas de altavoces optimizados. APx permite obtener estos parámetros de forma precisa y repetible, integrando la medición en el resto del flujo de pruebas del proyecto sin necesidad de recurrir a software externo.

Además, APX-SW-SPK-RD incluye la capacidad de realizar mediciones de respuesta acústica cuasi anecoica con ventana temporal. Mediante un tiempo de análisis limitado se eliminan, o al menos se reducen mucho, las reflexiones de la sala, lo que permite aproximar el comportamiento del altavoz como si estuviera en una cámara anecoica, algo muy útil cuando no se dispone de ese tipo de instalación especializada.

El paquete también ofrece herramientas avanzadas de análisis de impedancia, tanto en magnitud como en fase, que resultan clave para detectar problemas de diseño o fabricación en transductores y filtros pasivos. Desde picos de resonancia inesperados hasta variaciones de impedancia por cambios de lote, este tipo de mediciones ayuda a mantener el control sobre la consistencia del producto.

A todo ello se suman las mediciones típicas de prueba de producción de altavoces, de forma que el equipo de I+D puede desarrollar y verificar en laboratorio exactamente las mismas pruebas que se ejecutarán después en fábrica. Esto reduce sorpresas al escalar la fabricación y permite ajustar límites y criterios de aprobación con datos reales desde el inicio.

Opciones para producción: APX-SW-SPK-PT y test de alta velocidad

En el entorno de fabricación, donde el tiempo y la repetibilidad mandan, entra en juego la opción de software APX-SW-SPK-PT. Esta licencia está pensada para la prueba de producción de dispositivos electroacústicos a alta velocidad, permitiendo ejecutar en apenas un segundo un barrido con todas las mediciones clave para la mayoría de altavoces.

Gracias a esta opción, es posible conseguir en un solo test parámetros esenciales de altavoz como la detección de Rub & Buzz, los valores esenciales de Thiele-Small, así como la magnitud y la fase de la impedancia. Todo ello se integra en secuencias automatizadas con límites claros, de modo que cada unidad que pasa por la línea queda clasificada al instante como válida o rechazada.

La detección de Rub & Buzz resulta crucial para identificar defectos mecánicos en el transductor, como roces de bobina, descentrados o problemas de ensamblaje, que pueden provocar ruidos no lineales muy molestos aunque el resto de parámetros parezca correcto. APx automatiza esta detección, reduciendo tanto la dependencia de la escucha subjetiva como la probabilidad de que se escape un defecto al mercado.

Otro aspecto diferencial de APX-SW-SPK-PT es la inclusión de una medición de ruido modulado patentada, diseñada para descubrir fugas de aire en el recinto acústico. Este tipo de defecto puede resultar difícil de localizar con simples barridos de frecuencia, pero el ruido modulado lo pone de manifiesto de forma más fiable, ayudando a asegurar la integridad mecánica de cada unidad.

Combinando estas capacidades con la automatización de secuencias, los fabricantes pueden realizar un control de calidad extremadamente completo en tiempos muy ajustados, algo imprescindible cuando se producen grandes volúmenes de altavoces, barras de sonido o productos similares.

Micrófonos de medición y accesorios para pruebas acústicas

Para que las mediciones de latencia, frecuencia y otros parámetros sean realmente fiables, no basta con un buen analizador: hacen falta micrófonos y accesorios de prueba de calidad. Audio Precision complementa los analizadores APx con una familia de micrófonos de medición de alta precisión y distintos accesorios para pruebas acústicas, diseñados para integrarse perfectamente en el flujo de trabajo APx.

Entre estos accesorios destaca la interfaz de prueba de transductores APx1701, que facilita enormemente la conexión y el manejo de altavoces y otros dispositivos electroacústicos durante las pruebas. Esta interfaz está optimizada para el uso con APx, lo que simplifica cableados, niveles y condiciones de carga, reduciendo el margen de error del operario.

La disponibilidad de micrófonos de medición calibrados y accesorios específicos hace posible que tanto en un laboratorio de I+D como en una línea de producción ruidosa se puedan obtener datos consistentes, comparables y útiles para la toma de decisiones. A fin de cuentas, el mejor analizador del mundo no sirve de mucho si el sensor que capta el sonido no está a la altura.

Herramientas gráficas avanzadas: cascada (CSD) y polares

Para comprender de verdad cómo responde un sistema electroacústico, a menudo no basta con una gráfica estática de respuesta en frecuencia. Por eso, AP complementa las mediciones básicas con herramientas visuales avanzadas como las gráficas en cascada (CSD) y los diagramas polares, que ayudan a visualizar la evolución de la respuesta en el dominio temporal y espacial.

La utilidad APx Waterfall Plot permite crear gráficos tridimensionales que muestran múltiples curvas de datos, representando cambios a lo largo del tiempo o de la frecuencia. Se pueden generar vistas de espectro clásico o de decaimiento espectral acumulativo (CSD), ajustando parámetros como la longitud FFT, el número de cortes y las muestras por desplazamiento. Este tipo de representación es especialmente útil para analizar resonancias y modos propios que afectan al sonido percibido.

Por su parte, la utilidad APx Polar Plot muestra la respuesta de altavoces y micrófonos en función del ángulo dentro de un plano determinado. Es compatible con diversas marcas de plataformas giratorias, lo que permite realizar trazados de círculo completo, semicírculo, cuarto de círculo o configuraciones personalizadas, según las necesidades del ensayo y el espacio disponible en el laboratorio.

Estas herramientas, en conjunto, ofrecen una visión mucho más rica del comportamiento electroacústico que un simple par de gráficos magnitud-frecuencia. Permiten ver cómo se comporta el sistema a diferentes ángulos, cómo evolucionan determinadas resonancias con el tiempo y qué impacto pueden tener en la experiencia de escucha real.

Es importante tener en cuenta que tanto APx Waterfall (CSD) como APx Polar Plot están disponibles para su descarga gratuita desde el sitio web de Audio Precision para usuarios registrados, pero requieren que la opción de software SPK-RD esté instalada en el analizador APx con el que se vayan a utilizar. Esta licencia es la que habilita las funciones avanzadas necesarias para sacar partido a estas utilidades.

Pruebas de audio perceptual: PESQ y POLQA

Más allá de la respuesta en frecuencia o de la distorsión armónica total, en muchas aplicaciones modernas interesa medir cómo percibe el usuario la calidad de la voz transmitida. Aquí es donde entran en juego las métricas PESQ y POLQA, que AP integra dentro de su plataforma para evaluar de forma objetiva la calidad en sistemas de comunicación de voz.

Las mediciones PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality) y POLQA (Perceptual Objective Listening Quality Analysis) están pensadas para probar la calidad de voz en teléfonos móviles, redes VoIP y dispositivos manos libres. Estos algoritmos comparan una señal de referencia con la señal degradada por el sistema bajo prueba y devuelven una puntuación MOS (Mean Opinion Score) que correlaciona muy bien con la opinión humana media en estudios de escucha.

Integrar PESQ y POLQA dentro de APx permite a los ingenieros de audio y telecomunicaciones evaluar el impacto de códecs, redes, algoritmos de cancelación de eco y demás procesado sobre la calidad percibida, sin necesidad de montar paneles de oyentes cada vez que se realiza un cambio. De este modo se agilizan las iteraciones de diseño y se puede comparar, de forma objetiva, la mejora o empeoramiento de una versión a otra.

Estas pruebas perceptuales resultan especialmente relevantes cuando se afinan productos como manos libres para automoción, altavoces inteligentes o sistemas de conferencia, donde la inteligibilidad y la comodidad de escucha importan tanto o más que la pura fidelidad. Tener integradas estas métricas en el mismo entorno APx donde se miden niveles, latencia y respuesta en frecuencia ayuda a tener una visión completa del comportamiento del sistema.

Con todas estas piezas —mediciones electroacústicas avanzadas, pruebas rápidas de producción, utilidades gráficas, automatización vía API y métricas perceptuales—, la familia APx y el software APx500 se consolidan como una plataforma muy completa para diseñar, validar y fabricar productos de audio. Tanto si se trata de medir latencia y frecuencia en un prototipo de barra de sonido como de controlar la calidad de miles de altavoces al día, el ecosistema que propone Audio Precision cubre la cadena de valor de principio a fin con rigor técnico y herramientas pensadas para el trabajo real.