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El peligro de utilizar un amplificador de menos potencia que el altavoz

En muchas ocasiones he escuchado a personas comentar que han roto sus altavoces “a pesar de utilizar un amplificador de menos potencia que el altavoz”.  En cierta manera, es comprensible que esto genere ciertas dudas si no se tienen claros algunos conceptos: ¿cómo va un altavoz a romperse por un amplificador que genera menos potencia que la que soporta el altavoz?

Pues el gran culpable de este problema es la distorsión. Para entender esto de forma clara, analicemos la naturaleza de la música y parámetros como la amplificación y la distorsión.



La música

Para empezar, podemos afirmar que cuando reproducimos música no tenemos la misma energía en la parte alta que en la parte baja del espectro sonoro.

El oído humano responde mal a la baja frecuencia, y necesitamos mucha más energía para escuchar los graves que los agudos (esto se refleja en las famosas curvas isofónicas de Fletcher y Munson, y en las ponderaciones A, B y C de los sonómetros).

Si analizamos la respuesta en frecuencia de una canción en un analizador RTA, podremos ver que el contenido en alta frecuencia contiene, normalmente, entre 10 y 20dB menos que las frecuencias medias y graves.

Por tanto, incluso si trabajamos con un rango dinámico de 10dB para los picos de señal en la alta frecuencia (un valor bastante habitual, incluso puede ser más alto), el motor de agudos de cualquier caja acústica realmente estará soportando como mucho una décima parte de la potencia que tienen que aguantar las vías de medios y graves.

Esta distribución de la energía en el espectro sonoro es algo que juega a nuestro favor: Una caja acústica de 100W, tendrá un motor de agudos que tenga que trabajar, aproximadamente, con unos 10W. Si el fabricante utiliza un tweeter capaz de aguantar 20W (es habitual sobredimensionar la resistencia de estos componentes), entonces tenemos un factor de seguridad muy grande en la alta frecuencia. Si el componente tiene que trabajar en condiciones normales con 10W y aguanta 20W, en principio no deberíamos tener ningún problema.

Las capacidades de los componentes de una caja acústica están diseñadas según la distribución natural de la energía de la música.

En este gráfico podemos observar la distribución de la energía típica de la música: Una caída de 6dB/octava a partir de aproximadamente 1kHz, llegando a -20dB en 10kHz.

Fuente: http://sound.whsites.net/articles/fadb.htm

La amplificación

Pasamos ahora al tema de la amplificación. Lo primero que deberíamos tener en cuenta es que las especificaciones de la potencia de salida de un amplificador que aparece en sus especificaciones técnicas no es un valor absoluto. Y con esto quiero decir que, en ocasiones, los amplificadores pueden dar más potencia de la que dicen sus especificaciones (eso sí, a costa de generar mucha distorsión armónica).

Normalmente, los fabricantes nos dan el dato de la potencia de salida RMS a un nivel concreto de distorsión THD (normalmente muy bajo). Pero si el usuario del amplificador envía más señal de la cuenta, generando distorsión, la potencia de salida del amplificador puede aumentar por encima de la especificación dada por el fabricante.

Por ejemplo, un amplificador con una potencia de salida de 500w RMS con una distorsión de 0.5%THD podría llegar a generar mediante sobresaturación 1000W de potencia de salida. Y probablemente, mucha de esa potencia extra generada por la distorsión estará en la zona de la alta frecuencia, como veremos a continuación.

Distorsión en alta frecuencia

La potencia extra que se genera al sobrecargar la entrada de un amplificador tiene, por tanto mucha distorsión armónica. Y esos armónicos son los que son realmente peligrosos para nuestros motores de agudos.

Partimos de la base de que la distorsión armónica genera señales que no estaban presentes en la señal original, y son múltiplos superiores a la señal original.

Para situarnos en esto, veamos una captura de pantalla de la distorsión armónica generada por un tono de 1kHZ, tanto en escala logarítmica como en escala lineal:

Distorsión armónica a partir de un tono puro de 1kHz, en escala logarítmica

Distorsión armónica generada a partir de un tono de 1kHz, esta vez representada en escala lineal

Podemos apreciar como la distorsión generada al distorsionar la entrada de la interface con un tono puro genera distorsión armónica en frecuencias superiores al tono original, aumentando de forma significativa el nivel de energía en agudos.

Pero, ¿qué sucede cuando la señal que distorsiona el amplificador no es un tono puro, sino una señal de rango completo (una canción, por ejemplo)?

Vamos a verlo en el analizador:

En azul, la señal de música sin distorsionar. En rosa, la señal distorsionada. Vemos como aumenta la alta frecuencia en la señal distorsionada.

 

En escala lineal podemos apreciar mejor la diferencia: Tenemos unos 16dB de diferencia en la parte alta del espectro.

Como esta distorsión se genera siempre en múltiplos superiores, el motor de agudos de una caja acústica es el que soporta siempre la mayor cantidad de distorsión cuando se produce, aunque la señal en principio no tenga gran contenido de alta frecuencia.

Un contrabajo, por ejemplo, no tiene mucha señal de alta frecuencia. Pero si esa señal del contrabajo distorsiona la entrada del amplificador, generará distorsión armónica de alta frecuencia. Veámoslo en este video:





Ondas, factor cresta, potencia pico y potencia eficaz.

Si visualizamos las ondas generadas mediante un osciloscopio, podemos entender mejor lo que sucede.

Si introducimos en el osciloscopio una onda senoidal de un tono puro,veremos que en la pantalla sus extremos superior e inferior se muestran con los contornos normalmente redondeados (La típica onda senoidal, vamos).

 Pero cuando un amplificador es saturado, los contornos de la onda se recortan, generando una onda cuadrada en la que la potencia RMS se aproxima a la potencia de pico. Y cuando esto sucede, el amplificador puede enviar hasta el doble de su nivel de salida nominal al motor de agudos, que puede no ser capaz de manejar semejante potencia. Esta es la causa más común de fallo en los motores de agudos.

Onda senoidal y onda senoidal recortada. Fuente: http://www.hispamotor.net

Sin embargo, si utilizamos un amplificador de mayor potencia,  podrá generar los niveles de potencia requeridos sin producir ese recorte, permitiendo que el sistema de altavoces reciba la señal amplificada con una distribución normal de los niveles de energía. En estas condiciones, aunque aumente la potencia, el daño al motor de agudos es muy improbable (recordemos que están diseñados con un factor de seguridad importante).

Una cuestión importante para entender esto es el factor cresta. El factor cresta es el cociente entre el valor de pico de la señal y su valor promedio o RMS.

Los fabricantes de amplificadores utilizan normalmente para medir la potencia de sus amplificadores tonos puros o barridos de ondas, y estas señales tienen un factor cresta de 3dB. Eso significa que la potencia de pico del amplificador (la máxima potencia que puede soportar el amplificador sin averiarse durante un periodo de tiempo corto) es el doble que la potencia eficaz (potencia que el amplificador es capaz de desarrollar durante largos periodos de tiempo sobre una determinada carga nominal).

Por tanto, los fabricantes utilizan señales con 3dB de factor cresta para darnos sus especificaciones. Sin embargo, nosotros, en el mundo del sonido directo, normalmente vamos a trabajar con música con un factor cresta de entre 15 y 20 dB.

Si con un tono puro con factor cresta de 3dB el amplificador genera 1000W de potencia eficaz, con una señal con un factor cresta de 20dB el mismo amplificador genera una potencia eficaz de 20W, por lo que queda claro que tiene bastante sentido el sobredimensionar en cierta medida los amplificadores respecto a los altavoces.

Nota: Es importante advertir la diferencia entre música en directo y música grabada y masterizada. La música comercial de hoy en día ha llegado a límites de compresión absurdos, y su factor de cresta puede llegar a estar en algunos casos extremos cerca de los 3dB de la onda senoidal.

Consejos de protección

Llegados a este punto, podemos concluir con algunos consejos para proteger nuestros sistemas:

-Evitar la distorsión a toda costa: Es, sin duda, lo más peligroso para nuestros altavoces. No hay nada como mantener una buena estructura de ganancia y tener nuestros niveles bajo control. Por algo llevan medidores todos los amplificadores serios.

-Sobredimensionar (con mesura) nuestros amplificadores: Si vamos a trabajar con señales con dinámica (y por tanto factor cresta más o menos grande) es conveniente que los amplificadores generen más potencia que la que admiten los altavoces. Una proporción óptima (aunque podríamos debatir a cerca de esto) podría ser un amplificador que genere entre un 50% y un 75% más de la potencia eficaz del altavoz.

-Utilizar la limitación: Es interesante tratar de proteger nuestros sistemas para evitar problemas y evitar forzar los altavoces. Para hacer un ajuste adecuado de la limitación, os recomiendo esta hoja de excel de limitación creada por Gerard Mancebo, de VM Acoustical, que ya comentamos hace tiempo en otro artículo.  Con esta herramienta, es muy fácil calcular los parámetros adecuados para nuestro limitador.

Evitar hacer conexiones o desconexiones con el amplificador encendido: Hacer esto puede generar señales de pico momentáneas que pueden dañar las bobinas de los altavoces.

Y esto ha sido todo por hoy. Si os aparecido interesante os agradecería que compartiéseis el artículo o dejaseis algún comentario 🙂

 

10 consejos para sonorizaciones en directo

¡Feliz año a todos!

Hoy inauguro el blog en este 2017, así que me he puesto manos a la obra con mi primer artículo del año para dejaros algunos consejos para sonorizaciones en directo que quizá os puedan ser de utilidad.




1. En sonorizaciones en salas pequeñas,  aplicar un delay al sistema de P.A. para retrasarlo con la línea del backline puede ayudar mucho.

Así conseguimos hacer que sumen esas fuentes coherentes (backline + sistema de P.A.) Si por ejemplo tengo una línea con amplificadores y una batería a 4 metros de la P.A. aplico un retardo de unos 11’76mseg, de tal forma que sume adecuadamente el sonido del escenario con el del sistema principal. En algunos sitios esto funciona muy bien.

2.Durante la prueba, chequear los niveles de monitores al menos en algún momento con el sistema de P.A más bajo de nivel de lo habitual.

Es frecuente que en las pruebas el grupo se escuche bien en parte debido al rebote del sistema de P.A. y que durante el concierto, con la absorción que produce el público, pierdan ese rebote que antes les beneficiaba y dejen de escucharse a niveles adecuados. Por tanto, no está de más durante la prueba de sonido atenuar la P.A. para que escuchen realmente qué es lo que suena por los monitores.

3.Para tener mayor control sobre los efectos puntuales en la voz principal, dobla el canal de voz.

De esta manera, utilizamos un canal de la voz para enviarlo al master y el segundo canal NO lo enviamos al master  y sí a los efectos puntuales. Así, por ejemplo, podemos controlar de forma muy sencilla efectos como delays puntuales haciendo los envíos postfader en el canal doblado: No tenemos más que subir el fader para que el efecto empiece a sonar.

Doblar la voz y utilizar un canal sólo para algunos envíos de efectos permite mayor control.

Doblar la voz y utilizar un canal sólo para algunos envíos de efectos permite mayor control.

4. Analizar cómo suena el espacio donde nos encontramos.

Y no me refiero a utilizar Smaart, sino el mejor analizador que todos llevamos siempre encima: nuestros oídos. Ponemos una canción bien grabada, mezclada y con buen factor cresta y nos damos una vuelta por la sala, para oir cómo se escucha y hacernos una idea de la acústica del espacio y sus posibles problemas. De esta manera también comprobaremos si en el control de sonido nuestra escucha es semejante a la de la mayoría del público, para así poder tomar decisiones de mezcla adecuadas.

5. Si utilizas outfills, prueba a cruzar L y R.

En algunos espacios grandes, es necesario reforzar el sistema principal de P.A. con unos outfills, por ejemplo para cubrir al público de las gradas. En estos casos, si en el outfill más próximo al lado izquierdo de la P.A. enviamos el canal derecho (R) y en otro outfill enviamos el canal izquierdo, conseguimos cierta sensación de imagen estéreo al sumarse con lo que sale por la P.A.

Cruzar los envíos al outfill en ocasiones puede ser interesante...

Cruzar los envíos al outfill en ocasiones puede ser interesante…

6. Aprovecha al máximo tu analizador FFT.

Es habitual contar en directo con analizadores FFT como Smaart. Esto nos permite utilizarlos como sencillos RTA, pero generalmente es mucho más interesante utilizar la función de transferencia para poder tener mucha más información, como es el tiempo y la coherencia. Una configuración habitual en directo puede ser tener al menos tres señales en nuestro analizador: la salida de la mesa, la salida del procesador y al menos 1 micrófono de medición. De esta manera, podemos monitorizar la señal en el origen (la mesa), la ecualización o filtros aplicados (el procesador) y su llegada al público a través del micrófono.

7. Chequeo auditivo de líneas.

Antes de que lleguen los artistas me gusta tener chequeadas todas las líneas. Absolutamente todas. Por tanto, compruebo que todos los micrófonos se escuchan correctamente y chequeo las líneas que no tienen micrófono (como por ejemplo, las que van conectadas a cajas de inyección, o las que están preparadas para conectar a micrófonos que traerán los artistas más tarde) con un micrófono de condensador, para verificar que no hay ruidos ni problemas de ningún tipo.

8.Los cables en Y son un salvavidas.

Siempre llevo bífidos de XLR, normalmente de 2 XLR hembra a un macho. Pueden salvarnos de muchas situaciones. Un truco, por ejemplo, cuando el técnico de monitores no nos ha abierto el canal de talkback es conectar uno de estos bífidos en el canal de la voz principal y en la conexión hembra libre pinchar nuestro micrófono de talkback. ¡Nos escucharán todos!

9.La batería… ¿con puertas de ruido o sin puertas?

Seguro que os ha pasado que en ocasiones sonorizamos bandas con mucha dinámica y no puerteamos la batería, aunque en las partes fuertes nos encantaría que estuviese puerteada… Un truco sencillo si contamos con una mesa digital con suficientes canales es doblar los canales de la batería, y en uno de estos grupos ponemos puertas y en el otro no. Asignamos cada grupo de canales a un DCA y así, encendiendo un DCA u otro, pasamos rápidamente de una batería puerteada a una sin puertear.

10.Escucha tu micrófono de medición antes de confiar en él.

Muchos micrófonos de medición baratos distorsionan con niveles de presión sonora elevados. Antes de fiarte de lo que te muestra tu analizador, escucha la señal que sale del micrófono para confirmar que es válida.

No todo lo que muestra el analizador se corresponde con lo que escuchamos...

No todo lo que muestra el analizador se corresponde con lo que escuchamos… En esta imagen vemos la distorsión armónica generada al distorsionar la entrada de la interface de audio con un tono puro.

 

Y hasta aquí el artículo de hoy. Por supuesto que me encantaría que comentáseis el artículo, e incluso que publicáseis algunos de vuestros trucos en sonorizaciones en directo, así que ya sabéis, ¡a comentar!

10 consejos para hacer mezclas de monitores in-ear

Hace poco un lector del blog me escribió pidiéndome algunos consejos para hacer mezclas de monitores in-ears, esto es, los auriculares que muchos artistas utilizan para escucharse en el escenario.

Es un tema interesante, porque el sistema cada vez está más extendido, así que allá van algunos consejos que creo que pueden ayudar a conseguir mejores mezclas en monitores in-ear.



1. Ten todo preparado antes de la llegada de los músicos.

No es conveniente darle a nadie un in-ear sin chequear. Nos ahorraremos muchos problemas si comprobamos auriculares, pilas, envíos y frecuencias antes de que lleguen los artistas.
Preparando todo

2. Si el artista no se mueve, intenta evitar los sistemas inalámbricos.

Muchas veces damos por hecho que un monitoraje in-ear lleva implícito que sea también inalámbrico, pero esto no es así.  Si el músico o el artista no se mueve de su posición durante la actuación (por ejemplo, un batería), es preferible evitar los sistemas inalámbricos para tener mejor calidad de audio, y evitarnos todo el procesado que realiza un sistema inalámbrico para transmitir la señal.
inalambrico o cable

3. Monitoriza la mezcla con unos in-ear iguales.

Para poder hacer una mezcla de in-ears, necesitamos escuchar lo mismo que escucha el artista. Por tanto, la situación ideal es tener unos in-ears en la mesa de monitores del mismo modelo para poder escuchar nuestra mezcla en las mismas condiciones.in-ear

4. Los efectos te ayudan.

El uso de pequeños efectos en sistemas in-ear (reverbs, sobre todo), ayudan mucho a definir la mezcla y hacerla más natural en los auriculares. No conviene pasarse para no ensuciar la mezcla en exceso, pero un poco de reverb suele venir bien. Si además aplicas un filtro paso alto en el retorno de esa reverb, evitarás suciedad en la zona de graves de tu mezcla.

Utiliza reverb en in-ears

5. Ante todo, mucha calma.

Ya lo decía Siniestro Total, y en este caso debemos cumplir la consigna al cien por cien. Cuando estemos haciendo envíos a sistemas de monitores in-ear debemos ir despacio y comprobando lo que está sucediendo. Una subida repentina de señal puede ser molesta para el artista.

despacio

6. Comprueba la zona de cobertura con sistemas inalámbricos.

Si utilizamos in-ears inalámbricos debemos comprobar que el sistema tiene cobertura en todos los lugares por los que se pueda mover ese in-ear. No es raro encontrarnos con zonas de sombra en el escenario (llamamos así a las zonas donde se pierde la cobertura de radiofrecuencia), así que debemos asegurarnos de que no hay ningún lugar problemático donde se pierda la señal.

cobertura rf

7. Seguridad.

Normalmente, cualquier sistema de monitores in-ear profesional incluye un limitador para proteger los oídos del artista ante cualquier sobrecarga de señal. No obstante, nunca está de más incluir un limitador en la mesa de mezclas, en los envíos del in-ear, para que en el caso de que haya cualquier incidencia y el volumen se descontrole actúe el limitador y no deje pasar la señal del nivel de seguridad que hayamos fijado.

limitador

8. Los monitores in ear, mejor en estéreo.

La diferencia entre un sistema in-ear en mono o en estéreo es muy grande. Siempre va a sonar mejor un sistema estéreo, nos permite hacer panoramizaciones, tener los efectos en estéreo, y en definitiva conseguir mayor amplitud en la mezcla. Si podemos elegir, los in-ears siempre en estéreo.

monitores in-ear stereo

9. Prepara un micrófono para comunicación interna.

Los monitores in-ear aíslan mucho del ruido exterior. Si todos los músicos utilizan in-ears, la posibilidad de hablar cómodamente entre ellos se reduce bastante. Es habitual situar un micrófono en el escenario sólo para que el director musical envíe órdenes a los demás. Ese micro sólo se escucha en los in-ears (tanto en los de los artistas como en el del técnico de monitores).

microfono

10. El ambiente del público.

Si los músicos se sienten demasiado aislados del público se pueden añadir un par de micrófonos de ambiente que sólo se enviarán a los monitores in-ear entre canción y canción, para que desde el escenario puedan escuchar al público.

publico

Si te ha parecido interesante el artículo sobre monitores in-ear, agradecería que comentáseis o lo compartáis en redes sociales, gracias! 😉

La foto de Sting que encabeza el artículo es de paveita.

 

10 consejos para obtener mejores mezclas de monitores

Las mezclas de monitores son una parte fundamental de cualquier sonorización en directo. Aquí os dejo algunos consejos que quizás os sirvan para sacar más partido a vuestras mezclas de monitores.



  1. Pon especial cuidado en la orientación de tus monitores. Los monitores tipo cuña normalmente no están diseñados para estar en los pies del músico. Fíjate dónde está situado el motor de agudos y hacia adonde apunta, así como su ángulo de cobertura. Lo ideal es que apunte a la cabeza de la persona que tiene que escuchar ese monitor. Además, comprueba que no haya obstáculos entre el monitor y el músico (atriles y cosas así pueden atenuar mucho las frecuencias más altas).
    monitor_pies
  2. Escucha los monitores antes de empezar. Resulta conveniente chequear los monitores con una música que conozcamos y tener una referencia de cómo suenan en el espacio donde nos encontremos. También podemos analizar su respuesta en frecuencia con ruido rosa para detectar posibles zonas frecuenciales problemáticas y corregir con ecualización la respuesta del monitor.
  3. ¿Qué está pasando con los graves? Los sistemas de P.A. potentes suelen ir acompañados de un refuerzo importante de subgraves. Si no hemos hecho ningún arreglo de subgraves para limpiar el escenario de estas frecuencias, es probable que nuestros artistas no necesiten que los monitores reproduzcan demasiada información en la zona baja del espectro, ya que tendrán suficiente con lo que la P.A. tira hacia el escenario. Quizás podamos poner filtros paso altos (HPF) hasta 100Hz aproximadamente, y al haber menos cantidad de bajas frecuencias la mezcla se escuchará mejor.

    arreglo_subs

    En este caso hemos hecho un arreglo de subgraves para limpiar de graves el escenario

  4. Filtra y puertea todo lo necesario. Aplica filtros paso alto a todos los canales que lo necesiten para eliminar frecuencias innecesarias. Aplica puertas de ruido (o expansores, si una puerta te parece algo excesivo) en los canales que consideres necesario limpiar (percusiones, sobre todo). Todo la información no necesaria que dejes de enviar a tu mezcla de monitores aportará limpieza y claridad.
  5. Chequea siempre que los envíos están correctamente asignados. Siempre puede haber despistes y cables cruzados. Es fundamental chequear que todo está en orden y en perfecto funcionamiento antes de comenzar. Si trabajamos con mesas digitales revisa también la configuración de las salidas, sobre todo que no haya ningún delay insertado en ninguno de nuestros envíos.
  6. Ten en cuenta el patrón de captación de los micrófonos a la hora de posicionar los monitores. Para evitar realimentaciones, lo ideal es que nuestros monitores apunten a la zona de menor captación de los micrófonos que estén próximos.

    posicion de micros respecto a monitores

    En este ejemplo vemos cómo orienta el monitor a la zona de menor captación del micrófono, según cual sea el patrón polar del micro.

  7. Si trabajas con in-ears, inserta un limitador en el envío. No queremos dejar sordo a ningún artista. Conviene tener una precaución extrema con los sistemas in-ear, ya que si enviamos demasiada señal a alguien le podemos causar problemas. Es muy recomendable situar un limitador en el master de nuestro envío para tener un filtro de seguridad en el caso de que suceda algo imprevisto.
  8. Cuidado con los compresores. Puede que nos parezca una buena idea aplicar compresiones a nuestros envíos de monitores, pero muchas veces esto puede darnos más problemas que beneficios. Recuerda que al aplicar un compresor estamos reduciendo el rango dinámico y subiendo el ruido de fondo, y por tanto estamos reduciendo el nivel de ganancia que tenemos antes de llegar a la realimentación. Además, normalmente a los músicos les gusta controlar a ellos mismos su dinámica. Si se la alteramos en exceso, pueden no estar cómodos.
  9. Si puedes elegir, trabaja en estereo. Tanto si trabajas con monitores tipo cuña como si estás utilizando in ears, si tienes la posibilidad de elegir, te aconsejo que trabajes en estereo. Gastas el doble de auxiliares (y de monitores si hablamos de cuñas) pero será mucho más sencillo conseguir una mezcla clara y definida, jugando con el panorama. En el caso de que optes por trabajar con envíos estéreo, configuralos de esa manera en tu mesa. Lo normal al configurar buses estéreo es que uno de ellos regule la cantidad de envío y el otro regule el panorama.

    Monitores en estereo

    Si os fijáis en la imagen de este concierto, vemos cuñas en estéreo para los músicos.

  10. Date una vuelta por el escenario y escucha. Aunque cuando trabajamos como técnicos de monitores lo habitual es tener una o dos cuñas para monitorizar lo que estamos haciendo, resulta conveniente escuchar lo que oyen los músicos por sus monitores en sus posiciones. Es decir, cómo suenan los monitores con todo el ruido que tienen alrededor. No va a ser lo mismo lo que escuchamos nosotros en un lado del escenario que lo que escucha por ejemplo un guitarrista que tiene su amplificador detrás y tiene la batería a un metro de distancia. Date una vuelta por el escenario durante la prueba y escucha cómo se oye todo en las diferentes posiciones.

Si te ha parecido interesante el artículo, te agradecería que lo compartieses en las redes sociales o que dejases un comentario. Me ayuda a difundir la web, y a seguir sacando tiempo para escribir más artículos en el futuro.

La foto que encabeza el artículo es del control de monitores de un festival que hice el año pasado con Audiopro Mudéjar, empresa muy recomendable, por cierto.