ANEXO 4 (PROCESADORES DE SE•AL)

ANEXO 4.
PROCESADORES DE SEÑAL
Cuando se quiere sonorizar un área a través de un sistema de refuerzo
sonoro existen algunos dispositivos los cuales utilizamos integrados a
nuestra mesa de mezclas (consola), los cuales nos ayudaran a procesar la
señal de acuerdo a una necesidad específica, estos dispositivos se conocen
como procesadores de audio. Existen distintos tipos de procesadores de
audio, los más utilizados son los procesadores de frecuencias, procesadores
de dinámica y procesadores de tiempo. Todos los procesadores se
encuentran encontrar en los dominios análogos y digitales. Actualmente la
mayoría de estos tipos de procesos se encuentran de forma integrada en una
consola digital, todos ellos integrados en el dominio digital.
Los procesadores de audio análogos, tuvieron su auge antes de que el
dominio digital se empezara a diseñar (antes de la década de los 80’s).
Hasta entonces todo proceso de dinámico, frecuencia o tiempo se hacía a
través de un dispositivo dedicado a realizar dicho proceso, generalmente
este dispositivo se fabricaba a las medidas estándares de un rack y tenia
Knobs (perillas) con las cuales podíamos manipular los parámetros del
mismo.
Entre las ventajas que ofrecen este tipo de procesos es que por su dominio
análogo aportaban cierta etapa de pre amplificación y por ende coloración a
la señal de audio intervenida, haciendo que algunos procesos análogos se
conviertan en un referente para los ingenieros de mezcla y los riders
técnicos.
Una desventaja significativa es que no tenían posibilidad de grabar un
preset (pre seteo) de alguna configuración de los parámetros de dichos
procesos más que anotar con papel y lápiz cada posición del Knob de dicho
parámetro para después poder configurar el proceso como lo habían hecho
antes.
Procesadores de frecuencias.
Los procesadores de frecuencias, como su nombre lo indica, son
procesadores que nos ayudan a modificar la frecuencia de todo tipo de
audio. Los más conocidos son los ecualizadores y los filtros de frecuencias.
Ecualizadores gráficos.
Un ecualizador es un dispositivo que procesa señales de audio. Modifica el
contenido en frecuencias de la señal que procesa. Para ello, cambia las
amplitudes, lo que se traduce en diferentes volúmenes para cada frecuencia.
Con esto se puede variar de forma independiente la intensidad de los tonos
básicos.
Ciertos modelos ecualizadores gráficos actúan sobre la fase de las señales
que procesan, en lugar de actuar sobre la amplitud.
Los ecualizadores profesionales suelen tener, al menos, 10 bandas. Las
normas ISO establecen que las bandas de frecuencia han de ser, al menos,
31, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 y 16 000 Hercios.
El ecualizador paramétrico es un ecualizador que permite el control
individual de tres Parámetros por cada banda: su frecuencia central, su
ganancia, y su ancho de banda. Un ecualizador similar es el
semiparamétrico, que sólo presenta el control individual de dos parámetros
(generalmente frecuencia central y ganancia), mientras que el tercero es
fijo.
Lo ideal en un ecualizador paramétrico es tener cuatro bandas de
frecuencias sobre las que actuar, bajas frecuencias (20 a 250Hz), media
baja (250 a 2.000Hz), media alta (2000 a 4.000Hz) y altas (4.000 a 16.000).
Procesadores de dinámica.
Los tipos de procesadores de dinámica más habituales son:
Compresor / limitador, que atenúa o limita las señales que excedan un nivel
de señal prefijado. Existe también una versión del compresor/limitador
llamado de-esser, que regula el nivel excesivo de siseo en una voz. Un
limitador es sólo una forma de compresor.
Puerta de ruido, que enmudece o atenúa las señales que bajen de un nivel
de señal prefijado. Si permite regular la cantidad de atenuación, entonces se
habla de "expansor hacia abajo" o downward expander.
Existe también el expansor verdadero, aunque en la práctica no se
encuentran comercialmente equipos que realicen esta función, que
consistiría en amplificar las señales que excedan un nivel prefijado y
atenuar las que queden por debajo, aumentando ("expandiendo") de esta
manera la dinámica de una señal.
Los compresores y Gates (compuertas) análogos, son dispositivos que
generalmente son de fabricación de unidad estándar de rack, y su dominio
de funcionamiento es totalmente análogo por lo que cuenta con Knobs
(perillas) para la manipulación de los parámetros. Funciona como cualquier
otro compresor que encontramos en un plug-in o en un compresor digital,
solo que en este se debe tener más claro el funcionamiento del compresor o
gate, y como está afectando y/o modificando a la señal, ya que no nos
proporciona una manera grafica de cómo el compresor o gate está
afectando la señal, y lo tendremos que manipular intuitiva y audiblemente.
Algunos compresores o Gates análogos implementan una barra de Lets que
nos proporcionan una idea de la señal de entrada y de salida o los niveles
de reducción de esta.
Algunos dispositivos traen consigo compresor y gate al mismo tiempo, las
ventajas de estos que debido a su dominio análogo, aportan etapa de pre
amplificación de la señal de audio involucrada, y colorean de alguna
manera dicha señal.
Estas son algunas de las aplicaciones de cualquier Compresor.
Aplicaciones comunes del compresor:
• Dar cuerpo a un bombo o a un tambor pequeño
• Añadir persistencia a sonidos de cuerda de guitarra o sintetizador
• Pulir una actuación vocal
• Hacer sobresalir una señal de una mezcla
• Impedir una sobrecarga del sistema sonoro
• Transferencias de digital a análogo
Y Estas son las aplicaciones comunes de un gate (compuerta).
Aplicaciones comunes de compuertas:
• Gating para sonidos de percusión secos (p.ej. tambor pequeño, bombo)
• Gating para sonidos que tienen una amortiguación más larga (p.ej.
platillo, piano)
• Gating para zumbido o ruido confuso de instrumentos en directo o pistas
grabadas.
• Expansión hacia abajo para reducir el ruido por debajo de sonidos fluidos
(p.ej. voces, instrumentos de madera).
A continuación los parámetros del reconocido compresor análogo DBX
266CL compressor/gate.
Primero que todo este compresor/gate es un compresor en estéreo, por lo
tanto sus canales 1 y 2 tienen los mismos parámetros y Knobs.
Figura 2- Canal 2 (izquierdo) compresor/gate DBX 266XL.
Primero nos fijamos que el compresor tiene unos parámetros para ser
manipulado como compresor y otros para ser manipulado como gate
(compuerta).
Figura 3. Esquema de compresor DBX 266XL.
Este compresor/gate análogo tiene los siguientes parámetros:
En su funcionamiento como compressor
Treshold: Hace referencia al umbral dinámico en donde el compresor
empieza a actuar. Para este caso su rango es de -40 a + 20dBu.
Ratio: hacer referencia a la relación de entrada y salida de señal, si el ratio
es 1:1 quiere decir que por cada decibel que entre sale uno, ósea no se
afecta, pero si es 2:1 quiere decir que por cada 2 decibeles que entre sale 1
decibel, ósea la mitad de señal que esta entrando. Para este compresor
contamos con un rango de ratio de 1:1 a ∞:1, ∞a 1 quiere decir que sin
importar la señal qué entre el siempre va a sacar 1 decibel, este ratio
actuaria como un limitador de señal.
Attack: El Attack o ataque es el parámetro que define el tiempo con que el
compresor entra a comprimir la señal. Es una medida de tiempo por lo
general debería ir desde los milisegundos o micro segundos hasta los
segundos, para este compresor no se especifica en su intervalo, solo el
punto mínimo que es Fast (Rápido) y Slow (lento).
Release: El Release es el parámetro que define el tiempo en el que el
compresor deja de actuar sobre la señal comprimida, podrá decirse que el
Attack es el tiempo con el que entra y el Release es el tiempo con el que
sale el compresor a la señal de audio afectada. También es un parámetro
que se mide desde los milisegundos hasta los segundos, para este caso solo
se especifica en la escala un Relese Fast (rápido) y un Slow (lento).
Output Gain: Este parámetro lo encontramos en algunos compresores
también como make up Gain, se define como la ganancia de salida, y es un
parámetro que nos da la posibilidad de controlar el nivel de la señal ya
comprimida al final del proceso. Para este compresor tenemos un control
de nivel de salida de -20dBu a +20dBu.
OverEasy: este botón cambia el Treshold a un tipo de compresión
patentada por DBX llamada OverEasy, lo que hace es manejar un rango de
Treshold llamado OverEasy y avisar cuando nuestro Treshold está en ese
rango OverEasy para obtener compresiones mas naturales.
Atuo: este botón simplemente aplica un algoritmo para ajustar de manera
automática los parámetros de Attack y release, cuando este botón esta
activo no funcionan los Knobs de attack y release.
Bypass: Este parámetro activa o desactiva el funcionamiento del
compresor, cuando está en baypass on el compresor no actua sobre la señal.
Podemos ver que tenemos unos indicadores de lets “Gain Reduction” los
cuales nos indican cuanta cantidad de señal estamos reduciendo.
En su funcionamiento como gate:
Treshold: Es el umbral que va a decidir cuando el gate se activa.
Ratio: La relación con la que el gate va a actuar.
Ecualizador.
Un ecualizador es un aparato que nos permite cambiar el volumen de unas
frecuencias sin necesidad de alterar el de otras frecuencias, es decir,
podemos conseguir más graves sin subir también los agudos, o podemos
subir unos y bajar otros. Veremos sus parámetros y los diferentes tipos de
ecualizador que existen, tanto por su utilización como por su diseño y
electrónica.
Ecualizador Paramétrico Analógo.
Figura 4. Ecualizador Análogo Peavey
Hoy en día se han acostumbrado a ecualizar en los programas de edición y
mezcla de sonido, usando plug-ins que muchas veces nos dicen que
emulan antiguos aparatos analógicos. Si ahora los emulan ¿será porque
sonaban mejor? Vamos a ver cómo son éstos ecualizadores analógicos:
primero debemos saber que si nos fijamos en la electrónica, existen dos
formas muy distintas de hacer un ecualizador, y por tanto dos tipos de
ecualizador con diferencias importantes:
El ecualizador pasivo es el de invención más antigua, se construye usando
resistencias, condensadores y bobinas, y tiene la particularidad de no
necesitar alimentación eléctrica ya que no consume energía. Su sonido es el
más apreciado por los profesionales ya que permite utilizar unos trucos que
producen unas ecualizaciones muy musicales, imposibles de emular con
otros ecualizadores o plug-ins. Los problemas que tienen se centran
también en su construcción y diseño: al usar bobinas hacen necesaria la
construcción y reglaje manual, aparato por aparato, lo que encarece
muchísimo el producto final. También funcionan de una forma especial: el
circuito atenúa la señal de entrada un número arbitrario de decibelios (por
ejemplo -18 dB), de modo que si ecualizamos los graves con +10 dB de
ganancia tendremos que a la salida los graves solo habrán bajado -8 dB (18 + 10 = -8). Y si ecualizamos los agudos con -4 dB, tendremos que a la
salida los agudos presentarán una atenuación de – 22 dB. En el ecualizador
que estamos usando como ejemplo encontraríamos un amplificador de
ganancia fija en la salida para aumentar en 18 dB el nivel después de la
ecualización. Como sólo usamos un amplificador (que sí necesita
alimentación) en la salida, y el circuito de ecualización suele ser bastante
sencillo y con pocos componentes, estaremos introduciendo muy poco
ruido y distorsión en la señal. Suelen ser aparatos muy caros, por lo que se
encuentran en los estudios más exclusivos, y también en los estudios de
masterización, donde la calidad siempre es lo primero.
El truco que mencionaba antes es un poco extraño: usando dos bandas de
ecualización en frecuencias muy próximas, se da ganancia positiva en una
banda, y negativa en la otra. Esto produce una ecualización totalmente
exclusiva de estos aparatos, que produce una curva de ecualización muy
especial y musical.
El ecualizador activo es el más común, principalmente porque es el más
barato de construir y mantener y con un buen diseño electrónico puede
sonar muy bien. En su construcción se utilizan condensadores, resistencias
y multitud de amplificadores (normalmente operacionales) por lo que
necesita una alimentación eléctrica constante para funcionar. Éstos dos
factores (el uso de tantos amplificadores y su alimentación) puede producir
ruido y distorsión en la salida del aparato, por eso es necesario un diseño
muy cuidadoso de las fuentes de alimentación y de los circuitos de
amplificación. Al contrario que con los ecualizadores pasivos el nivel de la
señal se mantiene a lo largo del circuito. Prácticamente todos los
ecualizadores analógicos del mercado actual son activos, para tener una
idea de su calidad nos podemos guiar por el precio, aunque siempre existen
excepciones.
Los ecualizadores Paramétricos controlan los tres parámetros
fundamentales: ancho de banda, frecuencia central de actuación (Q) y
amplitud de la señal. Aunque hasta el momento los ecualizadores más
difundidos son los gráficos cada día irrumpen con más fuerza los
Paramétricos en el terreno profesional.
Los ecualizadores Paramétricos están considerados como de los más
potentes del mercado por su posibilidad de variación sobre todos los
parámetros del filtro. Se utilizan básicamente para corregir problemas
puntuales, localizando la frecuencia central en aquellos lugares exactos de
la curva de respuesta en los que haya irregularidades. Una vez posicionados
ajustaremos el ancho de banda para que sea el más parecido posible al de la
irregularidad (cresta o valle) y se utilizará el control de ganancia de manera
inversa a la acción de la curva.
Para tener acceso a una buena ecualización son necesarios, al menos, cuatro
filtros en paralelo, cada uno correspondiente a las cuatro bandas en que
dividimos el espectro (agudos, medios, bajos y muy bajos).
Cabe resaltar que este tipo de ecualizadores viene siempre integrado en las
consolas análogas, y hace parte de los pocos procesos que una mesa de
mezclas análoga (consola) nos pueden brindar.
Figura 5. Ecualizador Análogo Paramétrico Activo marca Alesis.
Ecualizador Gráfico Análogo.
Figura 6. Ecualizadores Gráficos de 33 bandas.
El ecualizador grafico recibe su nombre de la inteligente disposición de sus
potenciómetros deslizantes, colocados de tal manera que permiten
visualizar la compensación realizada. Algunos de ellos disponen de un led
de color en cada potenciómetro deslizante, lo cual permite una rápida
visión de la misma.
Este es, sin duda, el tipo de ecualizador de mayor difusión. Puede presentar
diversos aspectos y pueden encontrarse desde ecualizadores con cinco
controles hasta con 33 o más. El más típico es el ecualizador de octava en
el que encontramos 10 puntos de control. Recordemos que el ancho de
banda audible recorre 10 octavas: 30, 60, 125, 250, 500Hz, 1, 2, 4, 8 y
16KHz, y estas son las frecuencias de actuación del ecualizador. En general
los ecualizadores gráficos permiten reforzar o atenuar la señal en unos 6 a
15dB, siempre sobre la misma frecuencia de trabajo.
Habitualmente los ecualizadores profesionales suelen disponer de un
selector de BY-PASS o puenteado de la señal. Si esta está activa tenemos a
la salida del ecualizador del proceso de la señal, lo cual puede servir para
poder comparar la señal no ecualizada con la señal ecualizada. También es
usual disponer de dos secciones de filtrado independientes para los canales
izquierdo y derecho del sistema. Sus acciones serán totalmente
independientes.
Los Procesadores de efectos, son los elementos del sistema que nos van a
permitir modificar las características de nuestra señal de audio de una
manera asombrosa. Su función, como su nombre indica, es procesar la
señal que reciben y devolverla al sistema una vez procesada. Esta acción,
este proceso, será muy distinto según el efecto que se le aplique a la señal.
Podemos encontrar los procesadores de efectos de manera individual, es
decir, un efecto único en el sistema, en modelos preparados para
incorporarse a un equipo de audio, o en los llamados pedales cuyo uso es
habitual para músicos en directo. También existen los multiefectos que
contienen un elevado número de efectos diferentes preprogramados
dispuestos para ser utilizados. El control de los pedales lo suele ejercer
cada músico porque afectan a los músicos individualmente, mientras que
los multiefectos los manejan de manera habitual los técnicos e ingenieros
ya que se aplican a todas las entradas o a muchas de ellas a la vez.
Clasificación.
Podemos agrupar los efectos en distintos tipos según a qué tipo de
parámetros del sonido original afecte la acción que realicen sobre la señal
recibida.
Efectos de tiempo.
Efectos de modulación.
Efectos de tonalidad.
Efectos de tiempo.
Distinguimos los efectos de reverberación y los efectos de eco. El eco
permitirá distinguir entre la onda original y la repetida, mientras que la
reverberación no. Esta le da un cierto cuerpo a la señal. Si las reflexiones
llegan retrasadas en más de 50 milisegundos (la milésima parte de un
segundo) respecto al sonido original, se interpretan como un eco por parte
de nuestro cerebro. En caso contrario son una reverberación.
Tengamos presente que en la construcción de los estudios de radio y TV se
emplean materiales absorbentes para conseguir que su acústica sea lo más
muerta posible. La reverberación o el eco que precise la señal se añadirá de
forma artificial.
Efectos de modulación.
Son los que afectan a la modulación en frecuencia de las señales. La
modulación está basada en la sensación que recibe nuestro cerebro por
diferencias de volumen, afinación y procedencia de la música que ejecuten
los diferentes intérpretes. Obtenemos una sensación de profundidad
musical. Las señales son repetidas con un determinado tiempo de retardo y
sometidas a una ligera variación de frecuencia en estas repeticiones. Según
la frecuencia de modulación (MODULATION FREQUENCY), será
diferente la modulación y, por tanto, la velocidad a la cual el efecto varía.
Este parámetro a veces se encuentra como LFO (oscilador de baja
frecuencia).
La intensidad del efecto se regula con la profundidad de modulación
(MODULATION DEPTH). La amplitud de modulación (AM) determina
en que proporción variará la amplitud. También se controla el feedback, en
cuanto a duración y nivel. Los valores que adquieran todos estos
parámetros harán que el efecto conseguido sea muy diferente.
Los efectos más comunes de modulación son:
• Flanger: Es un efecto que se aplica sobre todo a guitarras eléctricas. Se
obtiene variando lentamente y de manera periódica los retardos entre la
señal directa y la retrasada. Esta variación ha de ser acorde al tempo de la
música, y se tiene que elegir de esta manera para apreciar el efecto en toda
su belleza.
• Chorus: Se aplica fundamentalmente a cuerdas y teclados. Se consigue
variando el retardo entre dos señales idénticas. Este es muy pequeño y da
un efecto de coro para la señal. Actúa además sobre el panorama estéreo de
la señal. La modulación es muy pequeña también, con lo que se consigue
un efecto muy dulce. En definitiva, engrandece el sonido.
• Phaser (O Phasing): Es una versión suave del efecto del flanger. Se
consigue produciendo una ligera variación de fase entre el sonido directo y
el retrasado. Esta variación se ajusta con el LFO. Así obtendremos
variaciones de amplitud de la señal.
Efectos de tonalidad.
Provocan cambios de afinación sobre la señal recibida. Los más habituales
disminuyen la señal recibida en una o dos octavas abajo. Son los
octavadores (OCTAVER). Se usan con bajos y guitarras eléctricas.
En los multiefectos se les llama programas de PITCH CHANGE, y
permiten un ajuste muy fino de la tonalidad. Se emplean para corregir
afinaciones.
Este tipo de efectos permite en algunos casos actuar sobre feedback,
retardo y otros parámetros, consiguiendo distintas repeticiones a diferentes
tonalidades.
Todos estos efectos los encontramos en dispositivos análogos generalmente
del tamaño convencional de Rack, y según el tipo de efectos tendrán más o
menos parámetros, también existen dispositivos que incluyen varios efectos
en uno, estos dispositivos también se conocen como cámara de efectos.
En el mercado encontramos otro tipo de procesos análogos que también se
pueden llegar a incluir en una cadena de procesos. Algunos de estos
elementos los relacionamos a continuación.
Armonizador o Excitador de Armónicos: Este proceso es usado en
estudios de grabación y en Sistemas de refuerzo sonoro y sonido en directo,
consiste en un dispositivo que se encarga de hallar las frecuencias
fundamentales y armónicas de una señal de entrada y excitarlas para lograr
una mejor coloración de la señal.
Figura7. Excitador de Armónicos BBE
Sumador: Este dispositivo se encarga de recibir varias señales de audio y
sumarlas a una sola señal, es lo que también hace una mesa de mezclas,
solo que los sumadores son muy transparentes al realizar su proceso, no
colorean ni transforman la señales solo se encargan de sumarlas, la
aplicación mas clara en sonido en vivo es cuando queremos usar varias
consolas pero tenemos que integrarlas todas a un máster para pasar nuestra
señal a la etapa de potencia, existen ingenieros que mezclan los pitos con
ciertas consolas por su coloración, y las voces y percusiones con otras
consolas, entonces usan un sumador al final de la cadena para lograr el
máster de todas sus mezclas y consolas.
Figura 8. Sumador TLA.
Patch Bay: conocido comúnmente como patchera o bahía de patcheo, este
dispositivo se encarga de hacer puente para tener el control de conexión de
los diferentes procesos que podremos tener en un rack, entre las ventajas
del uso de este tipo de Patch se encuentra que no se maltratan las entradas y
salidas de los dispositivos, y se agiliza el proceso de inter conexión de los
mismos.
Figura 9. Patch Bay.
El funcionamiento de este tipo de Patch es sencillo en la parte de adelante
se encuentran los jacks, donde se llevan a cabo las diferentes conexiones de
los puentes, generalmente la fila de arriba corresponde a las entradas y la
de abajo a las salidas, se necesitan unos cables que acoplen o encajen en los
jacks los cuales sirven como puentes de señal, y se configuran al antojo del
usuario, en la parte de atrás del Patch de conectan de manera permanente
las entradas y salidas de los diferentes dispositivos (procesos) a integrar en
el Patch.
Se encuentran en varios tipos conectores, plug, Cannon, etc.
Figura 10. Patch Bay 2