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Ajustar la estructura de ganancia en un evento en directo

Hace un tiempo, escribí un artículo hablando de 3 conceptos fundamentales en sonido directo. Uno de esos conceptos era la estructura de ganancia y los correspondientes ajustes de nivel a lo largo de nuestra cadena de audio.

Este ajuste (en demasiadas ocasiones menospreciado) es algo tremendamente útil para poder exprimir al máximo nuestros equipos y por supuesto también para protegerlos. No tendría sentido, por ejemplo, que la señal salga de nuestra mesa de mezclas a buen nivel y sin distorsionar, y que al entrar esa señal a un amplificador tuviésemos distorsión (esto sería un ejemplo de un mal ajuste de estructura de ganancia).

El tener la estructura de ganancia bien ajustada también nos va a ayudar a realizar nuestro trabajo de mezcla, y deberíamos siempre prestarle máxima atención.

En el artículo de hoy hablaremos de cómo realizar un ajuste de estructura de ganancia en una situación de directo. Está directamente inspirado en el artículo original de la web Prosoundtraining “A quick way to set up the gain structure of your system”.

El problema de los medidores

El principal problema que podemos encontrar a la hora de ajustar nuestra estructura de ganancia (esto es, los niveles de nuestra cadena de audio) es que cada elemento de la cadena puede llevar un tipo de medidor distinto.

Podríamos escribir un artículo sobre los medidores de nivel en audio (me lo apunto como una idea para el futuro), pero ahora mismo, sin profundizar mucho en el tema, deberíamos saber que existen diferentes tipos de medidores. Y lo que para mí marca más la diferencia entre ellos son sus tiempos de respuesta, o su balística.

Un Vúmetro, por ejemplo, tiene una balística lenta, pues su intención no es marcar los pícos máximos y mínimos de una señal, sino responder a niveles medios. De esta forma emula en cierta manera a la respuesta del oído humano.

Un medidor True Peak nos marcará los niveles máximos de la señal, aunque sean de muy corta duración

Un Picómetro PPM es algo intermedio: más rápido que el vúmetro pero menos que el true peak.  Aún así existen diferentes tipos de balísticas dentro de los picómetros.

Deberíamos saber siempre qué nos están marcando nuestros medidores: ¿señal de pico? ¿nivel RMS? ¿algo intermedio?

Existen muchas más posibilidades, diferentes escalas, medidores de niveles RMS, diferentes calibrados… lo que puede hacer complicado el ajustar los niveles de los diferentes elementos que forman parte de nuestra cadena de audio. Si cada elemento lleva un medidor distinto, necesitamos buscar la manera de ajustarlos todos de forma coherente y sobre todo rápida.

Sin ir más lejos, las últimas versiones de Pro Tools ofrecen un abanico de medidores bastante amplio, cada uno con características distintas…

medidores en Pro Tools

Algunos de los medidores que deja seleccionar Pro Tools: La misma señal visualizada de formas distintas.

Train Your Ears

Poniendo a prueba los medidores con una señal de test

A la hora de la verdad, puede resultar complicado investigar qué tipo de medidor lleva nuestra mesa de mezcla o nuestros amplificadores. Deberíamos poder encontrar información al respecto en los manuales de los equipos, pero no siempre es así o no siempre tenemos acceso a ellos cuando lo necesitamos.

Un buen método para comprobar si nuestro medidor responde como un vúmetro, un medidor true peak o un PPM es trabajar con una señal de prueba que nos permita, al menos, distinguir entre estos tres supuestos.

Para ello, yo utilizo una señal de test (descargada de prosoundtraining) que contiene ruido rosa, una onda senoidal de 400HZ a un nivel de -20dBFS y un pulso a 0dBFS. El ruido rosa y la senoidal tienen el mismo nivel RMS, pero la senoidal con un factor de cresta de 3dB y el ruido rosa con unos 10dB. Esto hace que el ruido rosa tenga mayor amplitud aunque tenga el mismo nivel RMS que la senoidal.

Podemos verlo más claro si observamos la representación gráfica de la señal:

representación gráfica de la señal de prueba

Primero tenemos el ruido rosa, luego la senoidal y posteriormente aparecen los pulsos.

La idea es la siguiente:

-Si tenemos medidores true peak, marcarán unos 20dB de diferencia entre la senoidal y los pulsos.

-Si tenemos medidores tipo vúmetro, no marcarán diferente nivel entre la senoidal y el ruido rosa, ya que tienen el mismo nivel RMS.

-Si entre el ruido rosa y la senoidal el medidor nos marca una diferencia de unos 6dB, tendremos un medidor PPM.

respuesta de los principales medidores ante la señal de prueba

Así responderán los principales tipos de medidores.

Ajustando la estructura de ganancia

Los medidores de los equipos sirven para indicarnos en qué parte del rango dinámico del equipo estamos trabajando (el nivel nominal es el nivel óptimo recomendado por el fabricante). Al utilizar esta señal de test nos permite calibrar todos los equipos de nuestra cadena de audio, independientemente del tipo de medidor que lleven.

El procedimiento para ajustar la estructura de ganancia en una cadena típica de mesa de mezclas>procesador>amplificador sería el siguiente:

1. Empezamos con todos los equipos apagados a excepción de la mesa de mezclas. Insertamos la señal de prueba en un canal de nuestra mesa de mezclas. Ponemos el fader del canal a 0dB y el master de salida de la mesa también a 0dB. Ajustamos la ganancia de entrada del canal para que el ruido rosa debería marque 0 Vu en un vúmetro, +6dB en un PPM o aproximadamente -14dBFS en un medidor en escala digital (normalmente las luces del medidor serán amarillas en este punto).

De esta forma estamos en un nivel de trabajo óptimo en la mesa de mezclas, con suficiente headroom antes de distorsionar.

2. Encendemos el procesador y ajustamos su ganancia de entrada para que el pulso muestre una lectura real en el medidor de picos. Es decir, cada vez que suena el pulso debería marcar el nivel máximo en el medidor. Si sólo hay un LED para avisar de la saturación, debería iluminarse cada vez que se reproduce el pulso.

3. Ahora bajamos los potenciómetros de ajuste de sensibilidad de entrada del amplificador y lo encendemos. Vamos subiendo poco a poco los potenciómetros hasta que el pulso de la señal de prueba haga que se ilumine la luz de distorsión del medidor del amplificador. Una vez llegado a ese punto, ese será el nivel de salida máximo del amplificador y nuestra estructura de ganancia estaría ajustada.

Quizás no sea un nivel tan alto como esperábamos, pero hay que tener en cuenta que estamos dejando 20 dB de headroom en el amplificador por encima de la tensión RMS generada por el ruido rosa y la senoidal.

Para un evento en directo, 20dB me parece un headroom adecuado, pero es verdad que en ocasiones, dependiendo del equipo de sonido que tengamos, quizás necesitemos apurar un poco más y reducir ese margen. Si necesitamos hacer esto, simplemente subiremos un poco más los controles de ajuste de nivel de entrada del amplificador hasta conseguir el nivel de SPL requerido con la señal de ruido rosa, pero asegurándonos de que no llega a marcar distorsión.

De esta forma tendremos menos headroom antes de la distorsión, pero mayor nivel de presión sonora. Quizás algunos picos de la señal puedan distorsionar en el amplificador, pero si son picos cortos y a un nivel moderado no tienen por qué resultar audibles.

Y esto ha sido todo por hoy. Como siempre, si el artículo os parece interesante os agradecería que se lo hiciéseis llegar a las personas que les pueda interesar. También agradezco mucho todo tipo de comentarios en el blog 🙂

 

3 conceptos fundamentales en sonido directo

Mantener una buena estructura de ganancia, saber diferenciar polaridad de fase y conocer la ley de la inversa del cuadrado es fundamental en sonido directo. Vamos a explicar con un poco más de detalle estos tres conceptos.

1.Estructura de ganancia

Probablemente la estructura de ganancia es una de las cosas más importantes a tener en cuenta en cualquier cadena de audio, y en las sonorizaciones en directo tenemos una cadena de audio que es importante cuidar: Me refiero a la captación del audio, su transmisión hasta la mesa de mezclas, su posterior procesado y su envío a las etapas de potencia o altavoces autoamplificados.



Con estructura de ganancia nos referimos a la forma en que las señales se ajustan de nivel a lo largo de las diferentes partes de la cadena de audio.

Desde el momento en que un sonido es captado por un micrófono, entra en juego la estructura de ganancia y tendremos una relación entre el valor de la energía original y la convertida cuando pasamos la señal por la ganancia del canal.

Cada equipo que forma nuestra cadena de audio deberá trabajar con unos niveles adecuados. Si ajustas los niveles “a ojo”, o si te gusta trabajar cerca del marcador rojo de los medidores para apretar al máximo tu equipo, normalmente tendrás problemas en cualquier evento de sonido directo.

Todo esto está muy relacionado con el artículo que escribí hace unos meses de “Niveles de audio en digital“.

estructura de ganancia

 

2.Polaridad y Fase.

Polaridad y fase son dos conceptos relacionados pero distintos, que muchas veces son confundidos erróneamente. El problema, posiblemente, viene porque muchos fabricantes de mesas han llamado a una de las funciones de sus aparatos “Inversor de fase”, cuando realmente se referían a “inversión de polaridad”.

Si hablamos de inversión de polaridad, estamos hablando de intercambiar el positivo por el negativo, como puede hacerse normalmente en terminales de altavoces, señales de micrófono o señales eléctricas dentro de una mesa de mezclas.

Polaridad invertida

Dos ondas iguales con la polaridad invertida entre sí.

 

Cuando hablamos de fase, concretamente de fase relativa, estamos hablando de diferencias de tiempo entre dos señales expresadas en grados en función de la frecuencia.

Cuando aplicamos la conocida función de inversión de polaridad de un canal de la mesa, lo que estamos haciendo es cambiando el positivo y el negativo de la señal (claro, la polaridad). Sin embargo, esa función no está afectando en absoluto al tiempo de la señal.

Simplemente, si medimos la fase relativa de la señal, lo que veremos es que la medición se ha desplazado 180º. Si una señal tenía un retardo de 1ms en 1khz, aunque apretemos el botón de inversión de polaridad, no cambiaremos su relación de tiempo y por tanto de fase.

medicion fase

Típica medición de fase relativa (arriba) y magnitud (abajo)

 

 

 3.Ley de la inversa del cuadrado

Este es un concepto fundamental en cuanto a acústica del sonido se refiere. En términos básicos, el concepto es el siguiente: Cada vez que duplicamos la distancia a la fuente sonora (en campo libre, es decir, sin reflexiones) la potencia acústica se reduce en 6 dB.

Esto es importante para calcular cosas como la cobertura, la cantidad y el tipo de altavoces necesarios en una sonorización profesional.

 Fuente: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/acoustic/imgaco/isqb.gif

Fuente: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/acoustic/imgaco/isqb.gif

 

Hay un caso particular que son las llamadas fuentes sonoras lineales. Este tipo de fuentes sonoras emiten ondas cilíndricas en lugar de esféricas, y por tanto el nivel de presión sonora, al distribuirse en menor superficie, decrece 3dB cada vez que se dobla la distancia.

ondas_cilindricas

Fuente: https://books.google.es/books?id=GoWIWin-YosC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

 

Existe el mito de que los sistemas Line Array emiten ondas cilíndricas en lugar de esféricas, y por tanto, cada vez que doblamos la distancia su nivel de presión sonora se atenúa 3 dB en lugar de los 6dB habituales de las ondas esféricas. Esto realmente no es así. Las ondas esféricas se propagan en 3 dimensiones. Y las teóricas ondas cilíndricas se propagan en sólo dos dimensiones. Por tanto, su dispersión sólo ocurriría en el plano horizontal o en el plano vertical, pero no en ambos.

Hoy por hoy no existe ningún tipo de altavoz que genere una dispersión horizontal o vertical de 0º. Por tanto, no podemos afirmar que existan ondas cilíndricas en ningún sistema de sonido profesional.

Si medís cualquier caja de un sistema Line Array profesional veréis que cada vez que doblamos la distancia obtenemos una atenuación de 6dB.

Otra cosa es que al agruparlas, según la orientación de los diferentes tiros, podamos obtener menos de 6 dB de atenuación al doblar la distancia a un altavoz, pero claro, no estamos doblando la distancia a todos los altavoces. En este caso entran en juego las diferencias de fase, ya que la distancia a cada una de las cajas del array varía según la posición. En ningún caso se debe a las llamadas ondas cilíndricas, aunque a ciertas distancias (muy cerca del equipo) el comportamiento del sistema sea similar a esas teóricas ondas cilíndricas.