La respuesta en frecuencia describe cómo un sistema responde a señales de entrada de diferentes frecuencias. Se mide el espectro de la fuerza de entrada y la vibración de salida, usualmente usando un analizador de frecuencia. La respuesta ideal es plana, pero los equipos reales varían en dB entre frecuencias bajas y altas, afectando la calidad del sonido.

1. Republica bolivariana de Venezuela
Ministerio del poder popular para la educación universitaria
I.U.P: Santiago Mariño ampliación Maracaibo
Materia teoría de control 3er corte
Respuesta en Frecuencia.
Realizado por:
Raúl Medina CI: 20277194

2. Introducción
La respuesta de frecuencia es una característica de un sistema que tiene una
respuesta medida que es el resultado de una entrada conocida aplicada. En el
caso de una estructura mecánica, la respuesta de frecuencia es el espectro de
la vibración de la estructura, dividido entre el espectro de la fuerza de entrada
al sistema. Para medir la respuesta de frecuencia de un sistema mecánico, hay
que medir los espectros de la fuerza de entrada del sistema y de la respuesta
de vibración. Esto se hace mas fácilmente con un analizador trf. Las
mediciones de respuesta de frecuencia se usan mucho en el análisis modal de
sistemas mecánicos.

3. Desarrollo
Los amplificadores reales presentan una dependencia de la ganancia ganancia
con la frecuencia frecuencia de la señal de excitación excitación, lo que implica
la necesidad de utilizar modelos que reflejen dicha dependencia. • El análisis
algebraico de un circuito para determinar su respuesta respuesta en frecuencia
frecuencia se puede simplificar simplificar en gran medida utilizando la
transformada de Laplace. • Una vez obtenida la función de transferencia en el
dominio s, se sustituye s por jω (lo que corresponde a un régimen sinusoidal
permanente) para determinar la función de 5 sinusoidal permanente) para
determinar la función de transferencia para frecuencias físicas.
La respuesta en frecuencia de cualquier sistema debería ser plana, lo que
significa que el sistema trata igual a todo el sonido entrante, con lo que nos lo
devuelve igual.
No obstante, en la práctica, la respuesta en graves y agudos, normalmente no
es la misma. Hecho que se nota más en unos equipos que en otros. (En
los altavoces, por ejemplo, esta diferencia entre la respuesta a graves o agudos
es muy acusada, pudiendo estar por encima de los 10 dB de más o de menos,
entre una y otra).
Un equipo con una respuesta inapropiada afectará al sonido final:
 Si un equipo enfatiza los agudos, el sonido resultante será "vibrante y
chillón", mientras que si, por el contrario, pierde agudos, todo lo que
reproduzca tendrá un "matiz oscuro".
 Si un equipo enfatiza los graves, el sonido resultante resulta "atronador",
mientras que si, por el contrario, pierde graves, todo lo que reproduzca
tendrá un "matiz metálico".
 Si se acentúan las frecuencias medias se produce un sonido "nasal".

4. En la mayoría de equipos, en las especificaciones técnicas, además de indicar
cuál es la respuesta en frecuencia típica, se indica también la variación en dB
entre una y otra.
Para ello, lo habitual es elegir -como nivel de referencia para indicar la
respuesta en frecuencia- 1 kHz y a esta frecuencia se le da el valor de 0 dB.
Luego, los fabricantes analizan todo el margen de frecuencias y establecen la
diferencia en dBs entre la frecuencia más baja y la más alta.
Para el estudio de la respuesta dinámica de los sistemas ante una excitación
externa se ha empleado, hasta ahora, dos métodos. El primero se realizaba en
el dominio del tiempo a través de la convolución entre la señal de entrada y la
respuesta impulsional del equipo. Mientras el segundo método se basa en las
transformadas de Laplace y se trabaja en el dominio complejo. En los tres
siguientes capítulos se van a tratar una nueva técnica de análisis del
comportamiento dinámico: la respuesta en frecuencia. Cuando a un sistema se
le somete a una excitación de tipo senoidal en la entrada y se observa la señal
de salida en el régimen permanente, las relaciones que se establecen entre
estas dos señales son conocidas como la respuesta en frecuencia de ese
equipo. En los métodos de respuesta en frecuencia, la frecuencia de la señal
de entrada es la variable independiente, haciéndose recorrer la frecuencia en
un determinado rango o espectro frecuencial. Esta técnica presenta grandes
ventajas. En primer lugar, la descripción del método muestra lo asequible en el
terreno experimental. Resulta relativamente fácil someter un sistema ante una
entrada de tipo senoidal y registrar su salida con una multitud de instrumentos
existentes hoy en día. Así, en general, este procedimiento se aplica para la
identificación de la función de transferencia de los sistemas complejos. En
segundo lugar y tal cual se va a exponer en el próximo capítulo, con esta teoría
es posible cuantificar la estabilidad de una estructura de realimentación
negativa. Hasta ahora, sólo es posible indicar si el sistema es estable o no.
Respuesta en frecuencia en sistemas LTI Se conoce por respuesta en
frecuencia, a la respuesta de un sistema, en régimen permanente, cuando se
utiliza como señal de entrada una excitación senoidal de amplitud constante y
de frecuencia variable desde cero hasta infinito. Tal cual se va a demostrar.

5. La respuesta de un sistema LTI ante este tipo de excitación, es otra senoidal de
la misma frecuencia que la entrada, pero que difiere en amplitud y fase (ver
figura 11.1). Las dos ventajas principales que presentan este método son: la
facilidad experimental de realización y que la FDT en el dominio frecuencia se
obtiene reemplazando la s del dominio complejo de las Transformadas de
Laplace por jω. La nueva función, G (jω), es una función de variable compleja,
cuya representación en módulo y argumento expresará, la amplificación o
atenuación del equipo y el desfase introducido a una determinada frecuencia.
Diagramas de Bode Como se acaba de observar, la respuesta en frecuencia
transcurre en el dominio complejo. Por esta razón, se puede hacer una
presentación visual de la respuesta en dos curvas: módulo y argumento. La
primera indica la amplificación o atenuación del sistema en el espectro de la
frecuencia. Mientras el argumento refleja cuánto adelanta o retrasa la señal de
salida respecto a la entrada. A esta representación gráfica se la llama el
diagrama de Bode. Una de las dos curvas es el módulo respecto a la
frecuencia. A esta representación se le llamará el diagrama de amplitud.
Términos invariantes en frecuencia Corresponde a elementos que no
almacenan energía que carece de inercia, sólo la transforman de un tipo a otro
o la amplifican o la atenúan. Por ejemplo, un amplificador operacional ideal con
estructura de realimentación negativa. Tanto en su configuración de inversor
como de no inversor, la señal de salida es amplificada o atenuada según el
valor de la resistencia R1 y R2.
La respuesta de frecuencia es una característica de un sistema que tiene una
respuesta medida que es el resultado de una entrada conocida aplicada. En el
caso de una estructura mecánica,la respuesta de frecuencia es el espectrode la
vibración de la estructura, dividido entre el espectro de la fuerza de entrada al
sistema. Para medir la respuesta de frecuencia de un sistema mecánico, hay
que medir los espectros de la fuerza de entrada al sistema y de la respuesta de
vibración .Esto se hace más fácilmente con un analizadorTRF.Las mediciones

6. de respuesta de frecuencia se usan mucho en el análisis modal de sistemas
mecánicos.
La función de respuesta de frecuencia es una cantidad tridimensional que
consiste en amplitud vs fase vs frecuencia. Por eso una gráfica verdadera de
ella necesita tres dimensiones, lo que es difícil de representar en papel. Una
manera de realizar esto es la llamada gráfica de Bode, que consiste en dos
curvas, una de amplitud vs frecuencia, y una de fase vs frecuencia. Otra
manera de ver la función es de resolver la porción de fase en dos componentes
ortogonales, una parte en fase (llamada la parte real) y una parte 90 grados.
Respuesta en Frecuencia en audio
En audio, para que sea un equipo de calidad debe cubrir al menos el margen
de las audiofrecuencias (20-20.000 Hz).
Por el mismo motivo, cuanto mayor sea la respuesta en frecuencia de un
equipo, más calidad tendrá el sonido final. Así, a los nuevos formatos de audio
digital que sobrepasan sobradamente este margen (SACD, 20-100 KHz y DVD-
Audio, 20-80 kHz) se los cataloga como formatos HI-FI (High Fidelity) "Alta
Fidelidad".
La respuesta en frecuencia de cualquier sistema debería ser plana, lo que
significa que el sistema trata igual a todo el sonido entrante, con lo que nos lo
devuelve igual.
No obstante, en la práctica, la respuesta en graves y agudos, normalmente no
es la misma. Hecho que se nota más en unos equipos que en otros. (En los
altavoces, por ejemplo, esta diferencia entre la respuesta a graves o agudos es
muy acusada, pudiendo estar por encima de los 10 dB de más o de menos,
entre una y otra).
Un equipo con una respuesta inapropiada afectará al sonido final:
 Si un equipo enfatiza los agudos, el sonido resultante será "vibrante y
chillón", mientras que si, por el contrario, pierde agudos, todo lo que
reproduzca tendrá un "matiz oscuro".

7.  Si un equipo enfatiza los graves, el sonido resultante resulta "atronador",
mientras que si, por el contrario, pierde graves, todo lo que reproduzca
tendrá un "matiz metálico".
 Si se acentúan las frecuencias medias se produce un sonido "nasal".
En la mayoría de equipos, en las especificaciones técnicas, además de indicar
cuál es la respuesta en frecuencia típica, se indica también la variación en dB
entre una y otra.
Para ello, lo habitual es elegir -como nivel de referencia para indicar la
respuesta en frecuencia- 1 kHz y a esta frecuencia se le da el valor de 0 dB.
Luego, los fabricantes analizan todo el margen de frecuencias y establecen la
diferencia en dBs entre la frecuencia más baja y la más alta.
Con esto, en las especificaciones técnicas nos dicen, por ejemplo, tal lector de
CD tiene una respuesta en frecuencia de 20-20 kHz (+/-5 dB).
Salvo en los transductores (micrófonos, altavoces, etc), este margen, para
asegurarnos “calidad”, debe ser:
 Inferior a +/- 1 dB, si hablamos de formatos digitales.
 Inferior a +/- 3 dB si son equipos analógicos.
 Como mucho +/- 6 dB, si son micros o altavoces. En la práctica, los
muchos transductores: altavoces y micrófonos (salvo los más
“profesionales”) llegan a una variación de +/- 10.
Una mala respuesta en frecuencia no es lo peor que puede suceder, lo peor,
es una respuesta desigual. Es decir, como a ciertas frecuencias sube, en
otras baja, por lo que el sonido resultante sale distorsionado. Es deseable una
respuesta plana en la banda de trabajo.

8. Anexos

9. Conclusiones
En la mayoría de equipos, en las especificaciones técnicas, además de indicar
cuál es la respuesta en frecuencia típica, se indica también la variación en dB
entre una y otra.
Para ello, lo habitual es elegir -como nivel de referencia para indicar la
respuesta en frecuencia- 1 kHz y a esta frecuencia se le da el valor de 0 dB.
Luego, los fabricantes analizan todo el margen de frecuencias y establecen la
diferencia en dBs entre la frecuencia más baja y la más alta.