Objetivo de esta Guia
Brindar informacion basica sobre las diferentes arquitecturas de sonido, en particular los sistemas de sonido que utilizan Crossover Activos y sus principales ventajas y desventajas contra los tradicionales Filtros Pasivos..
La guia esta destinada a dar informacion basica, con el objeto de ser entendido por cualquier persona aficionado al sonido, audiophilos, estudiantes, etc. Por tal motivo voy a dar detalles tecnicos ni formulas..etc..etc.. sino mas bien el "Concepto", esto como primer instancia, luego si quieren averiguar mas sobre datos tecnicos y demas lo pueden buscar por la web, hay infinidad de informes, estudios, elaborados por Ingenieros de Sonido, Ingenieros Electronicos y demas por tal motivo mi enfoque esta dedicado al Concepto solamente...los analisis ya estan realizados y probados..no es necesario que yo haga lo mismo...ya esta todo inventado..o no?
Sistemas Crossover Pasivos
La primer etapa corresponde a la fuente de sonido , existe dos grupos:
De Baja Señal:
Microfonos: de guitarra, de bajo, tipo electrec, dinamicos, piezoelectricos, etc.
De Alta Señal:
Salidas de audio de señal de equipos terminados: DVD, Pcs, MP3, Autoestereos, TV, VCR, PS2, WII, Mixers...etc.
La segunda etapa corresponde a la etapa de preamplificacion, que eleva la señal de audio a niveles optimos para ser procesado por el resto de las etapas. Dependiendo del tipo de equipo, existen etapas de ecualizacion, filtros, procesado por conversion de Audio Analogo a Digital (DSP), etc.
La tercer etapa corresponde a la amplificacion de la señal de audio a niveles optimos para lograr mover parlantes y/o Bafles (los Bafles es la caja con un conjunto de parlantes, hay de 2, 3 vias, etc.).
La cuarta etapa corresponde al divisor de frecuencias pasivo o Crossover Pasivo. Esta etapa es necesaria ya que la señal de audio amplificada entrega todo el espectro de audio (graves, medios, agudos, rango de frecuencias de 20 a 20000 Hz) y cada parlante esta preparado para reproducir un cierto rango (reducido) de frecuencias.
Por ejemplo: un tweeter sirve para reproducir sonidos en el rango de 3000 a 25000 Hz (depende el modelo), si recibe frecuencias de 100 Hz no lo puede reproducir por las caracteristicas de como esta construido el cono del tweeter, pero sí va a interferir en el moviento del cono generando distorcion en los agudos..esta es una de las razones por lo que es necesario que cada tipo de parlante solo reciba señal amplificada dentro del rango que el mismo puede manejar.
Basicamente existen los siguientes tipos de parlantes: subwoofers (10 a 90 Hz), Woofers (40 a 2500 Hz), midrange (200 a 5000 Hz), tweeter (2000 a 25000 Hz).
Los parlantes tambien tienen un factor a tener presente, el factor de respuesta de frecuencia. Un parlante que esta diseñado para reproducir frecuencia de 10 a 90 Hz deberia en terminos "ideales" lograr que entregue la misma potencia de sonido en cualquiera de las frecuencias pero esto no es asi, existe una curva de respuesta de frecuencia en funcion de la potencia de salida. Es decir que en las frecuencias de 10Hz (es solo a modo de ejemplo) entrega 10watts pero en 45 Hz entrega 50 watts y luego a los 90 Hz vuelve a caer a 10watts. Esta caida se lo mide en dB.
ok, hasta aca llego con explicaciones para no marear tanto.. lo ideal es que cada parlante entregue el mismo nivel de potencia en todo el rango de frecuencias que maneje...y que el conjunto de parlantes cubra todo el espectro de audio que el humano puede percibir (20 a 20000 Hz). Esto solo se puede lograr con ecualizadores (parametricos, graficos, adaptativos, etc.) y/o filtros (sean pasivos o activos).
Los filtros pasivos: se componen de bobinas y capacitores, en algunos casos de resistencias.. Las dimensiones son muy grandes, ocupan mucho espacio..En particular las bobinas que filtran los graves estan configurados para generar un determinado nivel de rechazo de frecuencias no deseadas (para los filtros pasabajos se pretende rechazar frecuencias del rango medio y agudos) este nivel se expresa en dB, si el nivel de rechazo es de 12dB las bobinas seran de una dimension menor que una bobina que se pretenda rechazar a 24dB (o bien -24dB con respecto a la señal de entrada)...En la practica las bobinas se fabrican para rechazar 6dB o 12 dB pero no mas por que las dimensiones serian gigantescas. Las principales desventajas de los filtros pasivos:
Ocupan demasiado espacio, son pesados.
El nivel de rechazo no supera los 12dB, por lo general son de 6dB
Se genera perdida de potencia de sonido (alrededor del 20%)
La calidad de los capacitores disponibles en Argentina no son optimos, no hay abastecimiento de capacitores de alta calidad (polipropileno, etc.) motivo por el cual se optan por los clasicos electroliticos o de poliester. Esta reduccion de calidad se nota particularmente en los agudos.
Principal ventaja:
Se requiere solo 2 cables desde el amplificador al bafle para realizar la conexion, ya que la division desde el filtro hacia los parlantes esta realizado internamente (el filtro esta ubicado dentro del bafle).
Sistemas Crossover Pasivos
Las primeras dos etapas son iguales a las mencionadas anteriormente, la diferencia en este tipo de sistema es que la etapa de division de rangos de frecuencias se hace antes de amplificar la señal a niveles de potencia. Esto se puede lograr con filtros activos con configuraciones especiales ya que las señales son bajas, existen varios tipos de filtros destinados a este proposito: filtros de funcion eliptica, tipo Bandaxdall, tipo Linkwitz-riley, etc..
Este filtro se encarga de separar en varios grupos con rangos de frecuencias determinados, por ejemplo si se quiere hacer un sistema de 3 vias, el filtro debe entregar 3 salidas cada uno con rangos adecuados segun el tipo de parlante que se pretenda usar.. Cada una de estas salidas debe ser amplificada en forma independiente por una etapa de potencia.
Si por ejemplo en un sistema con Crossover pasivo se usa una potencia total de 100 watts, en el sistema activo se deberia distribuir la potencia para cada rango de salida (Ej: graves 50 watts, medios: 30 watts, agudos: 20 watts..). De modo que el costo en la etapa de la fuente de alimentacion es la misma, pero en la etapa de amplificacion existen algunos componentes adicionales para lograr crear 3 etapas de potencia... cual es el beneficio??
Entre las principales ventajas de los sistemas Crossover Activos:
No existe perdida de potencia de sonido.
Se puede filtrar los rangos de frecuencias con mayor precision, mayor selectividad
Las etapas de potencia tienen manejo directo del parlante, el factor de amortiguacion aumenta (esto quiere decir que la etapa de potencia tiene mayor control en los movimientos del cono aumentando la claridad de sonido o bien reduciendo la distorcion por intermodulacion).
Los filtros se pueden convertir en variables, logrando modificar la respuesta de frecuencias. Esto permite versatilidad en el uso del equipo con cualquier tipo de parlantes, en algunos casos se puede crear una etapa digital para realizar el control.
Los niveles de sonido de cada parlante son estables, en los Crossovers Pasivos a veces al aumentar la potencia se reducen los graves y aumentan los agudos. Cada etapa es independiente. La calidad de sonido final es notable.
Mixing/Mezcla de canciones usando las 3 dimensiones delsonido. Desde ahora les advierto que no será fácil.
Pero antes hay que explicar cuales son:
Las Dimensiones del sonido:
1ra. – Horizontal: Representa la distribución panorámica de los elementos en la pista musical.
2da. – Vertical: Presenta los Niveles (Volúmen), la Compresión y Ecualización de los elementos.
3ra. – Profundidad: Representa los niveles de Reverberación y Retardos (Delay o Echo) que se aplican a algunos elementos.
l dominio de la primera dimensión esta muy subvalorado, muchos piensan que es sencillo porque solo se trata sobre la distribución de derecha a izquierda. Si no se cumple con la tarea correcta se tendrá problemas para obtener una mezcla limpia. De aquí que esto es la base para una buena mezcla.
Primera Dimensión:
La parte confusa de entender qué es el Stereo hace que mucha gente grabe en Stereo y no en Mono. Cuando un Stereo es 2 Mono pero por un parlante distinto.
Se debe comenzar con un esquema o diagrama planificando la ubicación de los elementos individualmente. Lo más importante de esto es pensar en 3 dimensiones.
Existen consideraciones importantes las cuales enumeraremos a continuación:
1. Ver un goniómetro (analizador de distribución panorámica) – PAZ POSITION
2. Ver si en la correlación existe conflicto, esto se puede eliminar simplemente limitando el instrumento en un 79% L y 79% R
3. La voz principal va delante y al centro
4. En los coros las voces graves (bajos) al centro y los agudos (altos) hacia afuera
(L o R)
5. La regla cuatro es aplicable a los instrumentos con muchas voces (Cuerdas)
El arte del Panning o Panorámica consiste en un conocimiento total del rango de frecuencias de cada instrumento, saber que si una guitarra abarca desde 80Hz a 700Hz mas o menos, no podemos darle panorámica al mismo lado, porque se taparía una a la otra. Este efecto se llama Enmascaramiento. Resultando que una de las dos no se apreciaría, entonces la solución es darle lados contrarios, una a la derecha y la otra a la izquierda, si es posible con el mismo porciento de distribución.
Ojo: Nunca se hace panorámica al 100% a menos que sean elementos muy únicos que no tendrían conflicto con otros.
Bien, el Primer paso es hacer un diagrama con los elementos que se van a mezclar para tener una idea donde colocar a nivel de Panorámica y de Volúmen.
Pero antes Bajemos todos los volúmenes al infinito (-∞) para que ningún canal o elemento tenga una ganancia específica. Vamos a tomar como ejemplo una canción con elementos comunes:
Y Con estos elementos vamos a hacer una distribución grafica para su futura panorámica. Este dibujo simula al oyente frente a un salón donde los instrumentos están colocados sonando en un volumen diferente y una posición física diferente también.
Todo lo que no sea BAJO, KICK, SNARE o VOZ SOLISTA se saca del centro.
PASO 1:
Nuestro diagrama se vera más o menos así:
Lo que sigue es colocar los elementos de la base, Kick y Snare se quedan al centro, sin panear y el volumen central que serían -6, y el bajo todavía no toca. Porque primero se trabaja con la percusión. Llevando el orden de arriba, asimismo se organizan los elementos dentro de programa que estemos usando.
Se verá así:
Luego el HI HAT se coloca 30% a la derecha (R30), porque es el punto de vista del oyente y no del músico. Y se le pone -6.5 de Volumen porque está más atrás de la base.
Los Toms se distribuyen a la izquierda, digamos que el HI TOM L15 y -7dB, MID TOM L18 y -7.5dB, y el LOW TOM o FLOORTOM L20 -8dB.
Los OH o Platillos se colocan en distribución equitativa de ambos lados, y se ponen en SOLO con el PAZ Position o el PAZ Analyzer abierto, para evitar Antifases; Para los que no saben lo que es una Antifase, se trata de ondas en posición y volumen muy parecidos o exactamente iguales, pero a la inversa uno del otro, resultando que se cancelan en el aire, es como decir -5+5 = 0, el sonido se pierde porque en el aire las particulas se compensan con sus mismos valores al contrario resultando que aun estando sonando desde la PC o el tocador de CD en el aire no se eliminan unas a otras.
Entonces, para evitar esto se usa el PAZ Position para mantener el equilibrio. Los OH van iguales, pero un a L y otro a R, nunca al 100%.
Igual equilibraremos Piano y Teclado, Guitarra1 y Guitarra2, Coro1 y Coro2, a lados opuestos con distribucion equitativa, como partes de una ecuacion. Si no se hace asi habra desbalance, resultando que el Izquierdo (L) o el Derecho (R) suene mas fuerte que el otro, algo que no es nada agradable.
Al final tendriamos algo asi:
Cada elemento es un cuerpo fisico, que no puede ocupar el espacio de otro, asi mismo lo colocamos de forma equilibrada en una posicion diferente.
Nota: Está demás decir que dos elementos con frecuencias parecidas no van del mismo lado, porque uno tapa al otro. También que cuando se está paneando dos elementos se ponen en SOLO para que los demas no interfieran en el Analizador. Dos elementos de frecuencias diferentes pueden estar en el mismo espacio, porque uno está por encima del otro en posición aunque compartan espacio de Panorámica.
La dinámica es la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico (Acústico para nosotros) en relación a las causas que provocan los cambios de estado físico (Volúmen) y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.
El objetivo de usar compresores en la mezcla es dinamizar el volumen de una señal. A traves de ellos podemos controlar los picos de una señal, y hasta de hecho lograr aumentar el volumen central de la misma sin que se pase de los limites permitidos en el audio digital.
En otras palabras busca reducir el intervalo dinámico dentro de la señal. La diferencia entra altos y bajos de volumen en una señal.
Modelos hay muchos, unos mas complicados que otros, pero mientras mas controles tenga mejor será el uso porque nos dá mas opciones cuando los estamos usando. Deben usarse siempre como Inserto, no como envío, ya que buscan controla el volumen de dicho canal y el audio debe pasar directamente por el compresor antes de salir. Se debe usar la Ecualización antes de usar al Compresión.
Algunos modelos:
Lo mejor es usar un modelo que mejor conozcamos, o si quieren explorar otros nuevos adelante, el trabajo creativo no tiene límites. Los controles centrales son los siguientes:
Threshold (Umbral) : Se mide en dB (decibeles) y es el nivel usado como limite para que el compresor no le permita subir mas.
Attack Time (Tiempo de Ataque) : Se mide en milisegundos (ms) y es el tiempo que tarda en comprimir una vez que la señal sube tocando el Threshold (Umbal). Si el umbral fuera -8 entonces una vez que la señal lance un pico que sea mayor, digamos -7dB entonces el Attack Time debe transcurrir antes de que la señal sea comprimida. Release Time (Tiempo de liberación) : Una vez que los picos ya no tocan el umbral, es decir, que la señal de audio ya no sube hasta los dB marcados en Threshold este parámetro marca cuanto tiempo pasa para que se detenga la compresion y deje libre la onda.
Makeup o Gain (Ganancia) : Este parámetro logra el efecto deseado, compensa lo que se redujo con el umbral, dando mas ganancia a la señal sin pasarse de sus limites.
Ratio (Relación o Proporción) : Es la cantidad de compressión que se dara a la señal de acuerdo al tipo de señal que se está procesando. Mientras mas complejidad armónica mas alto sera el ratio.[/b]
Knee (Rodilla o rótula) : [/b]Algunos compresores tienen esta opción para definir la transición entre el estado procesaro y el estado sin procesar. Sus valores suelen ser Soft y Hard. Soft (Suave) para una transición mas relajada y Hard (duro) para una trancisión mas brusca.
Reduction : Nos indica cuantos decibeles estamos comprimiendo de acuerdo al volumen de la señal y el umbral establecido.
Un Limiter o Limitador es un compresor con el Ratio infinito, es decir que no permite ganancia sobre 0 en ningún momento.
O J O: Algo muy importante es que la Reducción en un compresor nunca debe pasar de -6 dB para que no se escuche sobrecomprimido.
Algunos Standares de Compresión serían los siguientes:
VOCES:
La relación (Ratio) de compresión será de entre 3:1 y 6:1 aproximadamente, según la aplicación. El tiempo de ataque deberá ser rápido (1-10ms), y el de relajación (Release) de alrededor de 0.4 segundos (400ms).
La reducción de nivel deberá ser de entre 5 y 7 dB en los pasajes más altos, PERO lo ideal es que en el marcador de reducción nunca pase de -6dB, para que no se oiga Sobrecomprimido.
Para voces con un sonido más de rock podemos utilizar ajustes más bruscos, con relaciones hasta 10:1, compresión de rótula dura (hard knee) y unos valores de atenuación (disminució) en el medidor de hasta 15 dB.
GUITARRA ACUSTICA:
El tiempo de ataque estará en la gama de 5-40 ms, y unos 0.5 s de relajación. Los tiempos más lentos de ataque permiten que no se atenúe el ataque percusivo de la cuerda al ser punzada. Las relaciones estarán entre 5-10:1, con una reducción de nivel de 5-10 dB. PERO lo ideal es que en el marcador de reducción nunca pase de -6dB, para que no se oiga Sobrecomprimido.
GUITARRA ELECTRICA:
En general el sonido de guitarra eléctrica no necesita mucha compresión en aplicaciones de refuerzo de sonido, puesto que el sostenido es necesario en el sonido y por ello lo proporciona ya el amplificador de guitarra y/o un pedal de compresión.
Si fuera necesario, el tiempo de ataque estará en la gama de 2-5 ms (algo más lento si se quiere preservar cierto énfasis), y unos 0.5 s de relajación. Las relaciones estarán entre 6-10:1, con una reducción de nivel de 8-15 dB y una compresión de rótula dura.
Para los sonidos de tipo funky, la compresión será mayor, utilizando un umbral muy bajo y relaciones de alrededor de 6:1 con rótula blanda.
PERO lo ideal es que en el marcador de reducción nunca pase de -6dB, para que no se oiga Sobrecomprimido.
KICK Y SNARE:
En general a la batería se le aplica bastante compresión, particularmente si la técnica del baterista no es muy consistente.
Las relaciones andarán por 4:1, y los ataques oscilarán entre 1 y 10 ms, más cerca de este último si queremos enfatizar el ataque, particularmente útil para añadir presencia y grosor al bombo.
El umbral lo ajustaremos de forma que el medidor de atenuación registre un poco de compresión en los golpes más flojos y más (hasta 15 dB) en los más fuertes. Rótula dura.
En general los sonidos de batería pregrabados, ya sean de una caja de ritmos o bien generados por un módulo de sonidos de batería disparado por una batería acústica o electrónica, necesitarán menos compresión que los sonidos de una batería acústica real recogida por micrófonos.
PERO lo ideal es que en el marcador de reducción nunca pase de -6dB, para que no se oiga Sobrecomprimido.
BAJO:
El bajo suele ser una piedra angular de la música rock y pop, así que es importante que su nivel no varíe demasiado.
El ataque oscilará entre 2 y 10 ms (los tiempos más lentos acentuarán el slap), con unos 0,5 s de relajación. De 4 a 10:1 de compresión con rótula dura, registrando 5-15 dB de atenuación
PERO lo ideal es que en el marcador de reducción nunca pase de -6dB, para que no se oiga Sobrecomprimido.
BRASS (METALES):
De 1 a 5 ms de ataque y alrededor de 250 ms de relajación. Relación de compresión (rótula dura) de 6 a 15:1 y atenuación de 7 a 15 dB.
PERO lo ideal es que en el marcador de reducción nunca pase de -6dB, para que no se oiga Sobrecomprimido.
SINTETIZADORES/TECLADOS/PADS:
En general estos sonidos no tienen mucha dinámica, así que no es necesaria mucha compresión. Una relación de 4:1 puede ser suficiente para provocar compresión sólo en los pasajes o sonidos con más volumen.
PERO lo ideal es que en el marcador de reducción nunca pase de -6dB, para que no se oiga Sobrecomprimido.
INSTRUMENTOS EN GENERAL:
Usaremos los tiempos automáticos, o, en su defecto, tiempos rápidos de ataque y alrededor de 0.5 segundos de relajación. Una relación de 5:1 (rótula blanda) y una compresión de alrededor de 10 dB.
PERO lo ideal es que en el marcador de reducción nunca pase de -6dB, para que no se oiga Sobrecomprimido.
MEZCLAS COMPLETAS:
Habitualmente se puede utilizar cierta compresión para generar cierto "bombeo" y aumentar la sensación de energía de la señal, haciéndola más excitante. Lo ideal para esto es un compresor Multibanda. Si no lo tenemos, utilizaremos un ataque rápido (alrededor de 5 ms) y una relajación lo más rápida posible sin que el "bombeo" se haga excesivo.
PERO lo ideal es que en el marcador de reducción nunca pase de -6dB, para que no se oiga Sobrecomprimido.