Uno de los parámetros más importante del sonido es su frecuencia (f), que se define como el inverso del período, se mide en hertz (Hz) y es la cantidad de vibraciones que se producen en un segundo.
La frecuencia nos indica si un sonido es grave (pocas vibraciones) o agudo (muchas vibraciones). El parámetro psicoacústico ligado a la frecuencia es la altura del sonido. En muchos equipos de audio es posible variar la cantidad de graves y agudos con el control de tono.
Sonido grave
Sonido agudo
Un sonido está formado por la superposición de muchas frecuencias. En términos matemáticos, la señal acústica es una suma de señales senoidales (Fourier) y todo lo que aplica a una señal senoidal también aplica a la señal de audio. Excepto la nota pura que produce un diapasón, o una onda
generada artificialmente, prácticamente todos los sonidos están compuestos por un número infinito de ondas. La de mayor amplitud es la más importante y se denomina frecuencia fundamental. El resto de frecuencias superpuestas son los armónicos, múltiplos de la fundamental, y determinan el timbre del sonido que permite diferenciar, por ejemplo, un violín de un piano tocando la misma nota, o dos cantantes interpretando la misma canción.
onda resultante
fundamental + tres armónicos
periodicidad de una onda de audio
onda de audio real
Por debajo de 20 Hz los humanos no percibimos los sonidos como continuos, y por encima de 20.000 Hz nuestro oído no responde al estímulo. Por analogía con los equipos de sonido, hablamos de una respuesta en frecuencia del ser humano de 20 a 20.000 Hz.
En megafonía lo importante es la inteligibilidad y sabemos que el oído es más sensible a la banda de frecuencias entre 700 y 6.000 Hz. Muchos sistemas de sonorización se centran en esa banda de frecuencias, con altavoces específicos o con filtros que eliminan el resto de frecuencias.
Además del rango audible en frecuencia y en presión sonora, que son datos físicamente medibles, se utiliza otro rango, el de sonoridad (medido en fones). Es una escala psicoacústica, por ser el oído más sensible a determinadas frecuencias y presiones acústicas. Los fones y los dB SPL, por definición, son los mismos a 1 kHz. A partir de ese convenio, las curvas Robinson Dadson (estándar ISO) o curvas isofónicas muestran los niveles de dB SPL necesarios para producir los mismos fones. Por ejemplo, un sonido de 60 dB SPL a 1 kHz produce 60 fones, los mismos que 80 dB SPL a 50 Hz, y los mismos que 50 dB a 3 kHz.
Las gráficas muestran un rango fácilmente audible entre 3 y 4 kHz, mientras que para mantener la misma intensidad a bajas frecuencias debe aumentarse mucho la presión acústica.
Además, la respuesta del oído no es la misma si baja la presión acústica (es decir, si se baja el volumen), es menos lineal. El filtro loudness de los equipos musicales compensa este efecto.
