Si alguna vez viste la ficha técnica de un amplificador y te topaste con una línea que dice “THD: 0.008%” y no tenías idea de si eso era bueno, malo o irrelevante, no eres el único. El THD es probablemente la especificación más citada —y más malentendida— en toda la ingeniería de audio. Vamos a desarmarla por completo: qué es, de dónde salió, por qué la industria se obsesionó con ella durante medio siglo, y por qué un número bajísimo en el papel no siempre significa mejor sonido.
¿Qué es el THD?
Imagina un sistema de audio perfecto: metes una señal y sale exactamente la misma señal, solo que más fuerte. Ese sistema no existe. Todo componente por el que pasa el audio —bocinas, transistores, hasta las válvulas de vacío— tiene algún grado de comportamiento no lineal. Cuando eso pasa, la forma de la onda se deforma ligeramente al salir.
Aquí es donde entra las matemáticas de Fourier: cualquier onda deformada se puede descomponer en una suma de ondas senoidales puras. Si metes un tono puro de 1 kHz a un amplificador y el circuito no es perfectamente lineal, a la salida no solo vas a tener 1 kHz: también vas a encontrar energía en 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz… Estas frecuencias adicionales, que son múltiplos enteros exactos de la fundamental, se llaman armónicos.
El THD cuantifica cuánta de esa “contaminación” armónica hay, comparada con la señal original:THD=V1V22+V32+V42+⋯+Vn2×100%
Donde V1 es el voltaje de la frecuencia fundamental y V2,V3… son los voltajes de cada armónico. En la práctica, los analizadores de laboratorio suelen medir hasta el quinto o séptimo armónico, porque los de orden más alto casi siempre se hunden en el ruido del propio equipo.
THD vs. THD+N: la confusión que aparece en cada ficha técnica
Aquí es donde la mayoría se pierde. THD y THD+N (Total Harmonic Distortion plus Noise) no son lo mismo, y las marcas los usan casi indistintamente para verse mejor en el papel.
- THD puro mide solo los armónicos predecibles generados por la no linealidad del circuito.
- THD+N suma todo lo que no es la frecuencia fundamental: los armónicos, más el ruido térmico de los componentes, zumbido de la red eléctrica (ese clásico ronroneo de 60 Hz), y diafonía entre canales.
Como el THD+N es más representativo del desempeño real de un equipo, en fichas de gama alta suele expresarse en su forma inversa logarítmica: el SINAD (Signal-to-Noise and Distortion Ratio), en decibeles.
| THD+N | SINAD equivalente | Qué significa en la práctica |
|---|---|---|
| 1.000% | 40 dB | Al borde del clipping severo |
| 0.100% | 60 dB | Límite de audibilidad para música compleja |
| 0.010% | 80 dB | Típico de receptores AV y amplificadores estéreo comerciales |
| 0.001% | 100 dB | Grado audiófilo, inaudible bajo cualquier prueba |
| 0.0001% | 120 dB | Estado del arte en DACs modernos |
Por qué no todos los armónicos “duelen” igual
Aquí está el detalle que el THD, como número único, esconde por completo: no todos los armónicos suenan igual de mal.
Los armónicos pares (segundo, cuarto, sexto) los genera una asimetría en el circuito, donde la mitad positiva de la onda se amplifica un poco distinto a la negativa. El segundo armónico cae exactamente una octava arriba de la nota original; el cuarto, dos octavas arriba. Como los instrumentos acústicos —un chelo, una guitarra— ya son naturalmente ricos en armónicos pares, el cerebro los procesa como algo consonante. Por eso a la distorsión par se le describe como “cálida” o que le da “cuerpo” al sonido.
Los armónicos impares (tercero, quinto, séptimo) aparecen cuando hay recorte simétrico de ambas crestas de la onda —el clásico clipping de un amplificador de estado sólido llevado al límite. El tercer armónico todavía tiene cierta relación musical, pero el quinto y el séptimo introducen tonos que no pertenecen a la escala de la fundamental. El oído los procesa como disonancia, y mínimas trazas se perciben como sonido “metálico” o fatigante después de un rato de escucha.
Esto ya te adelanta el problema central de usar el THD como número único: un 0.5% de THD puede sonar prácticamente inaudible si es puro segundo armónico, o francamente molesto si es puro séptimo armónico. El THD no distingue.
¿Cuánto THD es realmente audible?
Bajo condiciones extremadamente controladas —salas anecoicas, tonos de prueba puros— oyentes muy entrenados (“golden ears”) pueden empezar a detectar artefactos alrededor de 0.1%. Pero con música real, que ya trae su propia complejidad armónica, el umbral sube: niveles de THD por debajo de 0.1% a 0.3% son, para la gran mayoría de oyentes, completamente inaudibles.
Una razón importante es el enmascaramiento auditivo: el cerebro descarta procesar sonidos de baja intensidad que están cerca en frecuencia de una señal de alta energía. Un amplificador puede generar un pico de distorsión notable, pero si coincide con un acorde de guitarra potente en esa misma zona del espectro, simplemente no lo vas a escuchar. Esta tolerancia es todavía más marcada en graves profundos (por debajo de 100 Hz), donde el oído es naturalmente menos sensible.
El mito histórico: la guerra de las especificaciones
Para entender por qué el THD se volvió una obsesión comercial, hay que ir a los años 70.
En esa década, el mercado de equipos estéreo explotó, y sin regulación, los fabricantes inventaban especificaciones para vender: amplificadores anunciados con “200 watts de música” que en realidad apenas sostenían 20 watts continuos antes de saturar o quemarse. En 1974, la Comisión Federal de Comercio de EE.UU. (FTC) intervino con la llamada “Amplifier Rule”: obligó a declarar la potencia como un promedio continuo (RMS) sobre carga de 8 ohmios, precondicionando el amplificador a un tercio de su potencia nominal durante una hora antes de medir (exigencia que después se relajó a un octavo de potencia, porque freía los amplificadores en la prueba). El mandato de que el equipo no excediera 1% de THD+N en cualquier frecuencia del rango completo de 20 Hz a 20 kHz se fue endureciendo en revisiones posteriores, sobre todo en 2000 y en la actualización de 2024 —pero el espíritu de forzar cifras honestas nació ahí, en 1974.
Con esa presión, y ya sin poder inflar la potencia, los fabricantes japoneses (Pioneer, Sansui, Yamaha) se lanzaron a una carrera distinta: aplastar el THD hasta cifras ridículas. Un 0.1% de THD en 1970 se volvió 0.005% para mediados de la década, y para los 80 no era raro ver amplificadores comerciales presumiendo 0.0003%.
¿Cómo lo lograban? Con retroalimentación negativa global: tomar la señal de salida, invertirla, y reinyectarla a la entrada para cancelar matemáticamente las imperfecciones del circuito. Funciona de maravilla con tonos de prueba senoidales lentos y estáticos —justo lo que mide el THD tradicional. El problema es que la música real no es eso.
En 1970, el ingeniero finlandés Matti Otala documentó el fenómeno que explica por qué: la Distorsión de Intermodulación Transitoria (TIM). Los transistores de la época tenían un slew rate limitado —la velocidad máxima a la que pueden responder a un cambio brusco de voltaje. Cuando una señal de retroalimentación negativa masiva tiene que viajar del final al principio del circuito para corregir el error, necesita microsegundos. Si en ese lapso llega un transitorio muy rápido —el golpe de una tarola, un platillo— la etapa de entrada se satura antes de que la corrección alcance a llegar, generando ráfagas de distorsión que un medidor de THD tradicional, pensado para señales estables, simplemente no detecta. El oído sí. Vale aclarar que el peso real del TIM en el sonido percibido sigue siendo tema de debate entre ingenieros de audio hasta hoy: algunos sostienen que se solapa en gran medida con THD medido a alta frecuencia y que no es un mecanismo tan distinto como se pensó en su momento.
El caso que lo prueba: válvulas contra transistores
La discrepancia entre “THD bajo en papel” y “buen sonido en la práctica” tiene un ejemplo clásico y muy bien documentado: la eterna comparación entre amplificadores a válvulas y de transistores.
En 1973, el ingeniero Russell O. Hamm publicó en el Journal of the Audio Engineering Society un estudio que cambió la conversación. Hasta entonces, todas las mediciones asumían operación lineal del amplificador, y bajo esa premisa, no había diferencia audible entre tubos y transistores. Pero Hamm señaló algo que se estaba ignorando: la música real trae picos transitorios que pueden sobrecargar momentáneamente al amplificador entre 10 y 30 dB por encima de su potencia nominal —y ahí, en la sobrecarga, aparecía una diferencia enorme. Las válvulas saturaban de forma asimétrica, generando armónicos pares similares a los de un instrumento tocado con fuerza. Los transistores con mucha retroalimentación se mantenían limpios hasta el límite exacto, donde recortaban de golpe (hard clipping), saturando el espectro de armónicos impares agresivos.
Casi tres décadas después, en 2001, la tesis de maestría de Daniel Cheever (Universidad de New Hampshire) reforzó la idea comparando un amplificador Hafler DH-500 de transistores (potente, con THD medible casi despreciable) contra un modesto amplificador de válvula tipo 45 de solo unos watts. El de válvula, a pesar de tener peor THD en el papel, replicaba de forma mucho más cercana el propio perfil de distorsión interno del oído humano.
Cuando un THD bajo no significa nada bueno
El ejemplo más contundente de que el número por sí solo no basta viene del ingeniero Alex Voishvillo (JBL/Harman). En pruebas a ciegas presentadas ante la AES, los oyentes calificaron como tolerable una pista con un masivo 22.6% de THD proveniente de recorte suave y asimétrico en pasajes de alto volumen. En contraste, una muestra con apenas 2.8% de THD, generada por distorsión de cruce (crossover distortion, típica de amplificadores Clase B), resultó insoportable. La distorsión de cruce ocurre justo cuando la señal cruza por cero —los pasajes más silenciosos—, así que no tiene energía fundamental cercana que la enmascare: se escucha como una granulidad constante incluso a bajo volumen.
Este es exactamente el tipo de problema que McIntosh atacó con su circuito patentado Power Guard (patente US 4,048,573, de 1977). En vez de perseguir cifras microscópicas de THD, el circuito compara en tiempo real —reaccionando en 1/1000 de segundo mediante optoacopladores— la forma de onda de entrada contra la de salida. Si detecta que el amplificador está a punto de entrar en clipping duro (que puede disparar el THD hasta 40%), reduce automáticamente la ganancia de entrada para evitarlo, protegiendo tanto el sonido como las bocinas. Es un enfoque de protección real contra el problema que de verdad importa, en vez de una cifra de laboratorio.
THD en la cadena real: dónde se origina el problema de verdad
Si comparas el THD típico de cada eslabón de la cadena de audio, el contraste es brutal:
- DACs modernos: chips como el ESS Sabre operan con niveles de microvoltaje tan controlados que sus no linealidades son casi inexistentes. Cifras de 0.001% a 0.00006% son comunes hoy.
- Amplificadores: un integrado de entrada ronda 0.05%–0.1% THD+N; diseños avanzados bajan a 0.005%–0.001%.
- Bocinas: aquí está el verdadero cuello de botella. Son sistemas electromecánicos —la bobina se mueve fuera de la zona lineal del imán, la suspensión se tensa de forma no lineal, el calor comprime la conductividad. En rango medio, a niveles moderados, una buena bocina ronda 0.5%–1% de THD. En graves profundos, donde la excursión física es enorme, es normal y hasta esperado ver 5%–10% de THD.
Discutir si un DAC de 0.0003% suena distinto a uno de 0.0001% pierde todo sentido cuando esa señal va a terminar moviendo un cono de cartón e imán que, por pura física, va a introducir una distorsión miles de veces mayor que cualquier imperfección electrónica previa.
Ejemplos actuales: cómo se ve esto hoy
La tecnología moderna ha llevado el THD a terrenos que hace 40 años eran ciencia ficción. El SMSL DL200, un DAC/amplificador de audífonos con chip ESS ES9039Q2M e interfaz XMOS XU316, especifica un THD+N de 0.00006% (-123 dB). En ese nivel, cualquier degradación audible ya no es culpa de la fuente digital, sino del amplificador o la bocina.
En el terreno de los amplificadores Clase D —que durante años sufrieron variaciones de THD según la impedancia de la bocina conectada— el chip TI TPA3255 con tecnología PFFB (Post-Filter Feedback) resolvió buena parte del problema al mover el lazo de retroalimentación después del filtro de salida. El Fosi Audio V3 Mono, basado en ese chip, especifica THD+N de 0.006%, SINAD de 101 dB y SNR de 123 dB, entregando hasta 240 W en 4 ohmios —cifras que hace unas décadas habrían costado una fortuna en equipos de gama alta.
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Para llevar: la regla práctica
El THD sigue siendo una herramienta útil para detectar problemas reales de diseño —un amplificador barato con THD alto probablemente tiene otros defectos también. Pero como criterio único de compra, es insuficiente:
- No distingue entre armónicos pares (cálidos) e impares (ásperos).
- No captura distorsión transitoria (TIM) ni distorsión de cruce, que pueden sonar peor con cifras mucho más bajas.
- Ignora por completo dónde ocurre la distorsión real en tu sistema: casi siempre en la bocina, no en la electrónica.
Si estás comparando equipo, un THD por debajo de 0.1%–0.3% en el amplificador ya es, para efectos prácticos, inaudible. A partir de ahí, la diferencia entre 0.01% y 0.001% no te va a decir nada sobre cómo va a sonar tu sistema — eso lo define, sobre todo, la bocina que elijas.
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