ea_tema3_1_02_2h

43
-1- 3.1. Introducción. 3.2. Equipos de procesado de dinámica. 3.3. Procesado en el dominio del tiempo. 3.4. Procesado en el dominio de la frecuencia. 3.5. Introducción a los procesadores DSP. Procesadores multiefecto. 3.6. Resumen y conclusiones. 3. Equipos de procesado de señal (8 h) 2. Amplificadores (3 h) 1. Introducción a los sistemas de sonido (3 h) 4. La consola multicanal (8 h) 5. Sistemas de grabación y reproducción (4 h) 6. Diseño e instalación de sistemas de sonido (4 h) Unidad 3. Equipos de procesado de señal -2- 3.2. Equipos de procesado de dinámica 3.2.1. Motivación del procesado de dinámica 3.2.2. Procesadores de dinámica 3.2.3. Compresores y limitadores 3.2.3.1. Compresores lineales 3.2.3.2. Compresores de ganancia constante 3.2.3.3. Compresor-limitador 3.2.3.4. Eliminador de siseos (de-esser) 3.2.3.5. Características dinámicas 3.2.4. Expansores 3.2.4.1. Expansores lineales 3.2.4.2. Expansores de ganancia constante 3.2.4.3. Puertas de ruido 3.2.4.4. Características dinámicas 3.2.5.Sistemas compander Índice de contenidos

Upload: celsomeana

Post on 14-Sep-2014

109 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: EA_tema3_1_02_2h

- 1 -

3.1. Introducción.

3.2. Equipos de procesado de dinámica.

3.3. Procesado en el dominio del tiempo.

3.4. Procesado en el dominio de la frecuencia.

3.5. Introducción a los procesadores DSP. Procesadores multiefecto.

3.6. Resumen y conclusiones.

3. Equipos de procesado de señal (8 h)

2. Amplificadores (3 h)

1. Introducción a los sistemasde sonido (3 h)

4. La consola multicanal (8 h)

5. Sistemas de grabación yreproducción (4 h)

6. Diseño e instalación desistemas de sonido (4 h)

Unidad 3. Equipos de procesado de señal

- 2 -

3.2. Equipos de procesado de dinámica

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica3.2.2. Procesadores de dinámica3.2.3. Compresores y limitadores

3.2.3.1. Compresores lineales3.2.3.2. Compresores de ganancia constante3.2.3.3. Compresor-limitador3.2.3.4. Eliminador de siseos (de-esser)3.2.3.5. Características dinámicas

3.2.4. Expansores3.2.4.1. Expansores lineales3.2.4.2. Expansores de ganancia constante3.2.4.3. Puertas de ruido3.2.4.4. Características dinámicas

3.2.5.Sistemas compander

Índice de contenidos

Page 2: EA_tema3_1_02_2h

- 3 -

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

Margen dinámico: diferencia entre el nivel más alto y el más bajo del programa sonoro

Margen de sobrecarga (headroom):diferencia entre el nivel más alto del programa y su nivel nominal

Programa “poco dinámico”

Programa “muy dinámico”

Conceptos previos

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

- 4 -

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

Nivel de presión sonora de fuentes de sonido habituales

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

Margen dinámico músicaDe 120 a 130 dB

Margen dinámico palabraDe 60 a 90 dB

Page 3: EA_tema3_1_02_2h

- 5 -

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

Sistemas de refuerzo sonoro

G

Escenario Audiencia

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

- 6 -

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

Posible alternativa: aumentar la ganancia del sistema (G )

G

Escenario Audiencia

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

Page 4: EA_tema3_1_02_2h

- 7 -

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

GProc.

dinámicaEscenario Audiencia

Solución: procesado de dinámica

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

- 8 -

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

Sistemas de grabación/reproducción

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

Page 5: EA_tema3_1_02_2h

- 9 -

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

Margen dinámico de varios sistemas de audio

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica

- 10 -

Desarrollo del tema

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica 3.2.2. Procesadores de dinámica3.2.3. Compresores y limitadores

3.2.3.1. Compresores lineales3.2.3.2. Compresores de ganancia constante3.2.3.3. Compresor-limitador3.2.3.4. Eliminador de siseos (de-esser)3.2.3.5. Características dinámicas

3.2.4. Expansores3.2.4.1. Expansores lineales3.2.4.2. Expansores de ganancia constante3.2.4.3. Puertas de ruido3.2.4.4. Características dinámicas

3.2.5.Sistemas compander

3.2. Equipos de procesado de dinámica

Page 6: EA_tema3_1_02_2h

- 11 -

3.2.2. Procesadores de dinámica

Dispositivos de ganancia variable

Caracterización de un procesador de dinámica

Características estáticas (función de transferencia)

Características dinámicas (respuesta ante transitorios)

Tipos de procesadores de dinámica

Compresores

Expansores

Sistemas compander o compansores

VsVCA

Detector

Ve

Vc

VCA: Voltage Controled AmplifierDetector: rectificador + integradorVe: señal a la entradaVs: señal a la salidaVc: señal de control

Diagrama de bloques

3.2.2. Procesadores de dinámica

- 12 -

Desarrollo del tema

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica 3.2.2. Procesadores de dinámica 3.2.3. Compresores y limitadores

3.2.3.1. Compresores lineales3.2.3.2. Compresores de ganancia constante3.2.3.3. Compresor-limitador3.2.3.4. Eliminador de siseos (de-esser)3.2.3.5. Características dinámicas

3.2.4. Expansores3.2.4.1. Expansores lineales3.2.4.2. Expansores de ganancia constante3.2.4.3. Puertas de ruido3.2.4.4. Características dinámicas

3.2.5.Sistemas compander

3.2. Equipos de procesado de dinámica

Page 7: EA_tema3_1_02_2h

- 13 -

3.2.3. Compresores y limitadores

Reducen el rango dinámico de la señal de entrada

Ganancia elevada a niveles bajos

Ganancia reducida (o atenuación) a niveles altos

Dispositivo no lineal

Tipos de compresor

Compresor lineal

Compresor de ganancia constante

Compresor-limitador

Configuración especial

Eliminador de siseos (de-esser)

3.2.3. Compresores y limitadores

- 14 -

3.2.3.1. Compresor lineal

Pr: punto de rotación

Ve<Pr: amplificación

Ve>Pr: atenuación

Rc: relación de compresión (ratio)

100dB 50dB

Problema: elevada ganancia en niveles bajos distorsión de transitorios

3.2.3. Compresores y limitadores

Page 8: EA_tema3_1_02_2h

- 15 -

(G= 40 dB)

(G= 10 dB)

3.2.3.1. Compresor lineal

Distorsión de transitorios

Ve=-20dBu Vs= -10dBu (G=10dB)

Ve=-80dBu Vs= -40dBu (G=40dB)

Retardos en VCA y detector ante ataques de la señal distorsión de transitorios

3.2.3. Compresores y limitadores

- 16 -

Ejemplo

Ejemplo: cálculo de la distorsión de transitorios para una señal que presenta un ataque de -70 a -10 dBu cuando es procesada por un compresor lineal de relación de compresión 2:1 y punto de rotación en -20 dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

Page 9: EA_tema3_1_02_2h

- 17 -

Ejemplo

Punto de rotación en 20dBu y relación de compresión 2:1

3.2.3. Compresores y limitadores

dB

=10dB

Rc = 2:1

- 18 -

Ejemplo

Salida para nivel de entrada de -70 dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

dB

=25dB

-70

-20-25 = -45dBuG1 = -45-(-70) = +25dB

Rc = 2:1

Page 10: EA_tema3_1_02_2h

- 19 -

Ejemplo

Salida para nivel de entrada de -10 dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

dB

=5dB

-10

-20+5 = -15dBu

G2 = -15-(-10) = -5dBRc = 2:1

- 20 -

Ejemplo

Distorsión de transitorios

3.2.3. Compresores y limitadores

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

G1 = 25 G2 = -5

-70

-10

-45

-15

DT=G1-G2 = 25-(-5)=30dB

+15

dBu dBu

G1 = 25 G2 = -5

Entrada Salida

DT=G1-G2 = 25-(-5)=30dB

Page 11: EA_tema3_1_02_2h

- 21 -

Ejemplo

Ejemplo: cálculo de la distorsión de transitorios para una señal que presenta un ataque de -100 a -10 dBu cuando es procesada por un compresor lineal de relación de compresión 2:1 y punto de rotación en -20 dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

- 22 -

Ejemplo

Obtención de los niveles de salida y las ganancias aplicadas por el compresor

3.2.3. Compresores y limitadores

dB

-100

-60 G1 = -60-(-100) = +40dBRc = 2:1= 40dB

dB

=5dB

-10

-20+5 = -15dBuG2 = -15-(-10) = -5dB

Page 12: EA_tema3_1_02_2h

- 23 -

Ejemplo

Distorsión de transitorios

La distorsión de transitorios es 15dB mayor que en el caso anterior

3.2.3. Compresores y limitadores

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-15

DT=G1-G2 = 40-(-5)=45dB

+30dBu

G1 = 40 G2 = -5

Salida

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-45

-15

DT=G1-G2 = 25-(-5)=30dB

+15

dBu

G1 = 25 G2 = -5

Salida

Ejemplo anterior

- 24 -

Ejemplo

Modulación del ruido mezclado con la señal. La relación SNR se mantiene, pero la modulación del ruido puede ser desagradable

3.2.3. Compresores y limitadores

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

G1 = 25 G2 = -5

-70

-10

-45

-15

dBu dBu

G1 = 25 G2 = -5

Entrada Salida

Nivel de ruido -80 dBu

Page 13: EA_tema3_1_02_2h

- 25 -

3.2.3.2. Compresor de ganancia constante

Pr: punto de rotación

Rc: relación de compresión

Pu: umbral de compresión (threshold)

Ve>Pu: compresión lineal

Ve<Pu: ganancia constante

Se reduce la ganancia aplicada en niveles bajos menor distorsión de transitorios

Se reduce la compresión del rango dinámico

100dB 70dB (reducción de 30 dB)

3.2.3. Compresores y limitadores

- 26 -

3.2.3.2. Compresor de ganancia constante (bilineal)

Pr: punto de rotación

Rc: relación de compresión

Pu: punto umbral

Ve>Pr: ganancia unidad

Pr>Ve>Pu: compresión lineal

Ve<Pu: ganancia constante

Se evita la distorsión en los niveles altos de la señal

Se reduce la compresión del rango dinámico

100dB 80dB (reducción de 20dB)

Aplicación típica: sistemas reductores de ruido

3.2.3. Compresores y limitadores

Page 14: EA_tema3_1_02_2h

- 27 -

3.2.3.3. Compresor-limitador

Pu: umbral de compresión

Ve>Pu: compresión lineal

Ve<Pu: ganancia unidad

Rc: relación de compresión

valor típico en limitación: 10:1 – 20:1

Rc= :1 limitador puro

Aplicación típica: protección contra saturación de etapas posteriores

3.2.3. Compresores y limitadores

Rc= :1

- 28 -

3.2.3.4. Eliminador de siseos (de-esser)

Configuración especial de compresor-limitador para la reducción de la sibilancia

Pu: umbral de compresión

Rc: relación de compresión

Se atenúa fuertemente la señal por encima del umbral de compresión

El compresor solamente actúa en la banda de frecuencias de la sibilancia o siseo (6-10KHz)

Sólo se debe utilizar en programas vocales

VCA

Detector

VeVs

6 – 10 KHz

6 – 10 KHz

+Compresor

3.2.3. Compresores y limitadores

Page 15: EA_tema3_1_02_2h

- 29 -

Ejemplo

Ejemplo: cálculo de la distorsión de transitorios para una señal que presenta un ataque de -100 a -10 dBu cuando es procesada por un compresor de ganancia constante con relación de compresión 2:1, punto de rotación en -20 dBu y punto umbral en -60 dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

- 30 -

Ejemplo

Relación de compresión 2:1, punto de rotación en 20dBu y punto umbral en -60dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

dB

=20dB

Rc = 2:1G = -40-(-60) =+20dB

G=20dB

PrPu

Page 16: EA_tema3_1_02_2h

- 31 -

Ejemplo

Obtención de los niveles de salida y las ganancias aplicadas por el compresor

3.2.3. Compresores y limitadores

dB

-100

-80 G1 = +20dB

Rc = 2:1

dB

=5dB

-10

-20+5 = -15dBuG2 = -15-(-10) = -5dB

G=20dB

- 32 -

Ejemplo

Comparación entre compresor lineal y compresor de ganancia constante

3.2.3. Compresores y limitadores

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-15

DT=G1-G2 = 20-(-5)=25dB

+10

dBu

G1 = 20 G2 = -5

Salida

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-15

DT=G1-G2 = 40-(-5)=45dB

+30dBu

G1 = 40 G2 = -5

Salida

MD = 45dBMD = 65dB

Compresor lineal Compresor de ganancia constante

Page 17: EA_tema3_1_02_2h

- 33 -

Ejemplo

Ejemplo: cálculo de la distorsión de transitorios para una señal que presenta un ataque de -100 a -10 dBu cuando es procesada por un compresor bilinealconstante con relación de compresión 2:1, punto de rotación en -20 dBu y punto umbral en -60 dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

- 34 -

Ejemplo

Relación de compresión 2:1, punto de rotación en 20dBu y punto umbral en -60dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

dB

=20dB

Rc = 2:1G = -40-(-60) =+20dB

G=20dB

PrPu

Page 18: EA_tema3_1_02_2h

- 35 -

Ejemplo

Obtención de los niveles de salida y las ganancias aplicadas por el compresor

3.2.3. Compresores y limitadores

dB

-100

-80 G1 = +20dB

Rc = 2:1

dB

-10

G2 = 0dB

G=20dB

-10

- 36 -

Ejemplo

Comparación entre compresor de ganancia constante y el compresor bilineal

3.2.3. Compresores y limitadores

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-10

DT=G1-G2 = 20-0=20dB+10

dBu

G1 = 20 G2 = 0

Salida

MD = 70dB

Compresor de ganancia constante Compresor bilineal

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-15

DT=G1-G2 = 20-(-5)=25dB

+10

dBu

G1 = 20 G2 = -5

Salida

MD = 65dB

Page 19: EA_tema3_1_02_2h

- 37 -

Ejemplo

Ejemplo: cálculo de la distorsión de transitorios para una señal que presenta un ataque de -100 a -10 dBu cuando es procesada por un compresor limitador de relación de compresión 2:1 y punto umbral en -40 dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

- 38 -

Ejemplo

Relación de compresión 2:1, punto de rotación en 20dBu y punto umbral en -60dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

dB

= 10dBRc = 4:1

Page 20: EA_tema3_1_02_2h

- 39 -

Ejemplo

Obtención de los niveles de salida y las ganancias aplicadas por el compresor

3.2.3. Compresores y limitadores

-100

-100 G1 = 0dB

dB

-10

G2 = -32.5-(-10) = -22.5-32.5Rc = 4:1

= 7.5dB

- 40 -

Ejemplo

Distorsión de transitorios

3.2.3. Compresores y limitadores

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-32.5

DT=G1-G2 = 22.5-0=22.5dB

-10

dBu

G1 = 20 G2 = 0

Salida

Compresor limitador

Page 21: EA_tema3_1_02_2h

- 41 -

3.2.3.5. Características dinámicas

Determinan la respuesta ante transitorios

Tiempo de ataque, Ta (attack time)

tiempo de respuesta ante los ataques de la señal

tiempos de ataque típicos: 100 s – 100ms

Tiempo de recuperación, Tr (release time):

tiempo de respuesta ante caídas de la señal

tiempos de recuperación típicos: 20ms – 3s

3.2.3. Compresores y limitadores

- 42 -

3.2.3.5. Características dinámicas

Tiempo de ataque largo

se enfatiza el ataque de la señal y la distorsión de transitorios

aumento de la sibilancia en programas vocales

Tiempo de ataque corto:

se suaviza el ataque de la señal

pérdida de articulación de consonantes (efecto contrario al siseo)

introducción de ruidos de alta frecuencia (clicks)

Efecto del tiempo de ataque

3.2.3. Compresores y limitadores

Page 22: EA_tema3_1_02_2h

- 43 -

3.2.3.5. Características dinámicas

Efecto del tiempo de ataque

3.2.3. Compresores y limitadores

guitarra_slowattack.WAV

guitarra_nocomp.WAV

guitarra_fastattack.WAV

Comp_voz.wav

- 44 -

3.2.3.5. Características dinámicas

Tiempo de recuperación largo

se enfatiza la caída de la señal (efecto de “extrangulamiento”)

se pueden perder tramos de bajo nivel

Tiempo de recuperación corto

se suavizan las caídas de la señal

ruido de respiración (breathing) por amplificación del ruido de fondo

Efecto del tiempo de recuperación

3.2.3. Compresores y limitadores

guitarra_shortrelease.wav

guitarra_longrelease.wav

Page 23: EA_tema3_1_02_2h

- 45 -

3.2.3.5. Características dinámicas

Ruido de respiración (breathing)

Amplificación del ruido de fondo al final de cada palabra

Tiempo de recuperación corto aumento rápido de la ganancia al final de las palabras

Amplificación del ruido de fondo hasta niveles audibles

3.2.3. Compresores y limitadores

breathing.wav

- 46 -

3.2.3.5. Características dinámicas

Otras funcionalidadades

Función link (programas estéreo)

Control de ganancia de salida (makeup gain, output)

Etapa de filtrado paramétrico previo

Función soft-knee

Función key input o side chain input

VCA

Detector

Vei

+

Vsi

VCA

Mono

Ved Vs

d

VCA

Detector

Vei Vs

i

VCAVe

d Vsd

master

slave

3.2.3. Compresores y limitadores

Page 24: EA_tema3_1_02_2h

- 47 -

3.2.3.5. Características dinámicas

Compresión de señales vocalesCompresión de instrumentosIncremento del nivel medio (volumen aparente)Compresión-limitación para evitar la saturación de etapas posterioresControl automático de volumen (función keyinput)

Ejemplos de aplicación de los compresores

3.2.3. Compresores y limitadores

- 48 -

3.2.3.5. Características dinámicas

Equipos comerciales

dbx 266XL• Compresor-limitador de 2 canales• Funcionalidades:

• umbral de compresión y relación de compresión• tiempos de ataque y recuperación• función link• función soft-knee• puerta de ruido

BEHRINGER MDX4400• Compresor-limitador de 4 canales• Funcionalidades:

• umbral de compresión y relación de compresión• función link• función soft-knee

api 2500• Compresor-limitador de 2 canales• Funcionalidades:

• umbral de compresión y relación de compresión• tiempos de ataque y recuperación• función link

3.2.3. Compresores y limitadores

Page 25: EA_tema3_1_02_2h

- 49 -

Desarrollo del tema

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica 3.2.2. Procesadores de dinámica 3.2.3. Compresores y limitadores

3.2.3.1. Compresores lineales3.2.3.2. Compresores de ganancia constante3.2.3.3. Compresor-limitador3.2.3.4. Eliminador de siseos (de-esser)3.2.3.5. Características dinámicas

3.2.4. Expansores3.2.4.1. Expansores lineales3.2.4.2. Expansores de ganancia constante3.2.4.3. Puertas de ruido3.2.4.4. Características dinámicas

3.2.5.Sistemas compander

3.2. Equipos de procesado de dinámica

- 50 -

3.2.4. Expansores

Equipos de procesado de dinámica complementarios a los compresores

Incrementan el rango dinámico de la señal de entrada

Atenuación (o ganancia reducida) a niveles bajos

Ganancia elevada a niveles altos

Dispositivo no lineal

Tipos de expansor

Expansor lineal

Expansor de ganancia constante

Configuración especial

Puerta de ruido (“noise gate”)

3.2.4. Expansores

Page 26: EA_tema3_1_02_2h

- 51 -

3.2.4.1. Expansor lineal

Pr: punto de rotación

Ve<Pr: atenuación

Ve>Pr: amplificación

Re: relación de expansión

Incremento del margen dinámico según la relación de expansión

50dB 100dB

Problema: elevada atenuación en niveles bajos se atenúan los ataques de la señal

3.2.4. Expansores

- 52 -

3.2.4.2. Expansor de ganancia constante

Pr: punto de rotación

Re: relación de expansión

Pu: umbral de expansión

Ve>Pu: expansión lineal

Ve<Pu: ganancia constante

Se reduce la atenuación a niveles bajos nose atenúan los ataques de la señal

Se reduce la expansión del rango dinámico

50dB 80dB (30dB de expansión)

3.2.4. Expansores

Page 27: EA_tema3_1_02_2h

- 53 -

3.2.4.2. Expansor de ganancia constante (bilineal)

Pr: punto de rotación

Re: relación de expansión

Pu: punto umbral

Ve>Pr: ganancia unidad

Pr>Ve>Pu: expansión lineal

Ve<Pu: ganancia constante

Se evita el procesado de los niveles altos de la señal

Se reduce la expansión del rango dinámico

50dB 70dB (20dB de incremento)

Aplicación típica: sistemas reductores de ruido

3.2.4. Expansores

- 54 -

Ejemplo

Ejemplo: Se desea recuperar una señal que ha sido procesada con un compresor lineal de relación de compresión 2:1 y punto de rotación en -20dBu. Se diseñará el procesador de dinámica necesario y se obtendrá la señal original. La forma de onda de la señal comprimida es la que se muestra

3.2.3. Compresores y limitadores

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-15

dBu Salida del compresor

Page 28: EA_tema3_1_02_2h

- 55 -

= 40dB

dB

Ejemplo

El procesador requerido es el complementario del compresor con el que se ha tratado la señal original expansor lineal con relación de expansión 1:2 y punto de rotación en -20dBu

3.2.3. Compresores y limitadores

Re =1:

2

- 56 -

= 80dB

dB

Re =1:

2

Ejemplo

Obtención de los niveles de salida y las ganancias aplicadas por el compresor

3.2.3. Compresores y limitadores

-60

G1 = -100-(-60) = -40dB

= 10dB

-20+10 = -10dBuG2 = -10-(-15) = 5dB

-100

-15

dB

Page 29: EA_tema3_1_02_2h

- 57 -

Ejemplo

Salida del expansor

3.2.3. Compresores y limitadores

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

-15

dBu

G1 = -40 G2 = 5

Entrada

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

DT=G1-G2 = -40-5 = -45dB-55

dBu

G1 = -40 G2 = 5

Salida

-10

- 58 -

3.2.4.3. Puertas de ruido (noise gates)

Configuración especial de expansor para la eliminación de señales no deseadas (ruido)

Pu: nivel umbral

Ve>Pu: ganancia unidad (puerta “abierta”)

Ve<Pu: fuerte expansión (puerta “cerrada”)

Re: relación de expansión

se deben evitar Re excesivas

Puerta de ruido

3.2.4. Expansores

Page 30: EA_tema3_1_02_2h

- 59 -

3.2.4.4. Características dinámicas

Determinan la respuesta del expansor ante transitorios

Tiempo de ataque, Ta (attack time)

Tiempo de recuperación, Tr (release time):

3.2.4. Expansores

- 60 -

3.2.4.4. Características dinámicas

Tiempo de ataque largo

se suaviza el ataque de la señal

pérdida de articulación de consonantes

Tiempo de ataque corto

se mantiene el ataque de la señal

sonido más impulsivo

Efecto del tiempo de ataque

3.2.4. Expansores

Page 31: EA_tema3_1_02_2h

- 61 -

3.2.4.4. Características dinámicas

Tiempo de recuperación largo

se prolonga la caída de la señal

Tiempo de recuperación corto

se mantienen las caídas de la señal

sonido más impulsivo

Efecto del tiempo de recuperación

3.2.4. Expansores

- 62 -

3.2.4.4. Características dinámicas

Reductores de ruido complementarios

Mejora de la calidad de grabaciones en cinta magnética, disco de vinilo o recepción de radio

Reducción de ruido en grabaciones antiguas, con excesivo ruido de fondo y diafonía

Puertas de ruido

Eliminación de ruido cuando el programa principal no está presente

Separación entre diferentes instrumentos en las tomas de sonido en directo

Incremento de la ganancia acústica disponible en sistemas de refuerzo sonoro

Ejemplos de aplicación de los expansores

3.2.4. Expansores

platillo_noexpanded.wav platillo_expanded.wav guitarra_nogated.wav guitarra_gated.wav

Page 32: EA_tema3_1_02_2h

- 63 -

3.2.4.4. Características dinámicas

Equipos comercialesAPHEX 622• Expansor-puerta de ruido de 2 canales• Funcionalidades:

• umbral de expansión y relación de expansión• tiempos de ataque y recuperación• tiempo mínimo de apertura (función hold)• función link• filtro paramétrico de entrada• función key input

APHEX 105• Puerta de ruido de 4 canales• Funcionalidades:

• umbral de expansión• tiempos de ataque y recuperación• tiempo mínimo de apertura (función hold)• función link

BEHRINGER XR4400• Expansor-puerta de ruido de 4 canales• Funcionalidades:

• umbral de expansión y relación de expansión• tiempos de ataque y recuperación• tiempo mínimo de apertura (función hold)• filtro paramétrico de entrada

3.2.4. Expansores

- 64 -

Desarrollo del tema

3.2.1. Motivación del procesado de dinámica 3.2.2. Procesadores de dinámica 3.2.3. Compresores y limitadores

3.2.3.1. Compresores lineales3.2.3.2. Compresores de ganancia constante3.2.3.3. Compresor-limitador3.2.3.4. Eliminador de siseos (de-esser)3.2.3.5. Características dinámicas

3.2.4. Expansores 3.2.4.1. Expansores lineales3.2.4.2. Expansores de ganancia constante3.2.4.3. Puertas de ruido3.2.4.4. Características dinámicas

3.2.5.Sistemas compander

3.2. Equipos de procesado de dinámica

Page 33: EA_tema3_1_02_2h

- 65 -

3.2.5. Sistemas compander

Los sistemas compander constituyen el núcleo de procesado básico en los sistemas de reducción de ruido

El principio de funcionamiento de estos sistemas se basa en el procesado de dinámica de la señal y el efecto enmascaramiento

3.2.5. Sistemas compander

Efecto enmascaramiento: la presencia de un sonido modifica el umbral de audición de forma proporcional al nivel de dicho sonido. Se trata de un efecto selectivo en frecuencia. Cualquier otro sonido por debajo del nuevo umbral es virtualmente inaudible.

Efectoenmascaramientopara un tono de 500Hz. Cualquier sonido por debajo de la curva (b) queda enmascarado por este tono.

- 66 -

3.2.5. Sistemas compander

Los sistemas de reducción de ruido basados en procesado de dinámica son fundamentales en los sistemas de grabación analógica en cinta magnética profesionales

Principio de funcionamiento

Se eleva el nivel de señal en los pasajes de bajo volumen (donde la señal tiene un nivel menor) antes de su grabación en cinta. El objetivo consiste en mejorar la relación SNR en estos pasajes “críticos”

En aquellos pasajes donde el volumen es mayor deben quedar inalterados, para evitar distorsión por distorsión durante el proceso de grabación.

En estos pasajes de mayor volumen el ruido no constituye un problema, ya que el nivel del programa es suficiente para enmascararlo

Por tanto es necesario un sistema con elevada ganancia en los niveles bajos y poca (o ninguna) ganancia en los altos compresor

En reproducción es necesario recuperar los niveles originales (atenuar el nivel de los pasajes de nivel bajo para compensar la ganancia aplicada por el compresor) expansor complementario al compresor

3.2.5. Sistemas compander

Page 34: EA_tema3_1_02_2h

- 67 -

3.2.5. Sistemas compander

En grabación

Compresión de la señal antes de su registro en cinta

El compresor no actúa sobre el ruido

En reproducción

Expansión de la señal reproducida

El expansor también actúa sobre el ruido, reduciendo su nivel cuando el nivel de la señal es bajo

3.2.5. Sistemas compander

Funcionamiento

- 68 -

3.2.5. Sistemas compander

3.2.5. Sistemas compander

Page 35: EA_tema3_1_02_2h

- 69 -

3.2.5. Sistemas compander

3.2.5. Sistemas compander

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

dBu

Nivel de ruido en cinta

- 70 -

3.2.5. Sistemas compander

3.2.5. Sistemas compander

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

dBu

Nivel de ruido en cinta

Page 36: EA_tema3_1_02_2h

- 71 -

3.2.5. Sistemas compander

3.2.5. Sistemas compander

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

dBu

Nivel de ruido en cinta

- 72 -

3.2.5. Sistemas compander

Ejemplo: Reductor de ruido profesional de dbx

Sistema dbx:Compresor 2:1 + expansor 1:2

Ejemplo de aplicación:Rango dinámico programa: 120 dBMargen din. soporte magnético: 60dB

3.2.5. Sistemas compander

Page 37: EA_tema3_1_02_2h

- 73 -

Errores en sistemas compander

Error de engancheEl proceso de grabación/reproducción no se produce a ganancia unidadLos niveles a la salida no son los adecuados, lo cual puede dar lugar a ruido y/o distorsión en el reproductorSolución: tono de referencia a 1 KHz para ajuste de magnetófonos

3.2.5. Sistemas compander

+20

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

- 74 -

Errores en sistemas compander

Modulación del ruidoEl ruido a la salida del expansor (reproductor) está modulado en función de la señal de entrada

3.2.5. Sistemas compander

Nivel de ruido en cinta

Nivel de ruido en cinta

Señal

Ruido

Page 38: EA_tema3_1_02_2h

- 75 -

Errores en sistemas compander

Modulación del ruidoEn principio la modulación del ruido no debería de ser un problema (en el fondo es lo que se persigue con el sistema compander)Se convierte en un problema cuando la señal que se desea registrar no cubre con niveles semejantes todo el espectro audible (señal concentrada en banda/s) debido a la selectividad en frecuencia del efecto enmascaramiento

Una señal limitada en banda no puede enmascarar el ruido de banda ancha

3.2.5. Sistemas compander

- 76 -

Errores en sistemas compander

Modulación del ruidoUna señal de baja frecuencia (bajo, bombo de batería, etc.) no puede enmascarar el ruido de alta frecuencia de la cinta (tape hiss)El hiss es percibido por el oyente modulado por la señal de baja frecuenciaEl oído humano es más sensible a los cambios de nivel que a los niveles absolutos, por lo que en este caso el efecto del reductor de ruido es más desagradable que su ausenciaSolución: sistemas multibanda (reductores de ruido profesionales)

3.2.5. Sistemas compander

Page 39: EA_tema3_1_02_2h

- 77 -

Simulación de grabación/reproducción en cinta magnética sin reducción de ruido

Simulación de grabación/reproducción en cinta magnética con reducción de ruido

Ejemplo práctico de sistema compander

Compresor2:1 +

Ve Vs

Ruidoblanco

Expansor1:2

Grabación/Reproducción

Ve Vs

+

Ruidoblanco

Grabación/Reproducción

Simulación de un reductor de ruido complementario

- 78 -

Ejemplo práctico de sistema compander

Ve Vs

+

Ruidoblanco

Grabación/Reproducción

Concerto Concerto_noise

Page 40: EA_tema3_1_02_2h

- 79 -

Ejemplo práctico de sistema compander

Compresor2:1 +

Ve Vs

Ruidoblanco

Expansor1:2

Grabación/Reproducción

- 80 -

Ejemplo práctico de sistema compander

Compresor2:1 +

Ve Vs

Ruidoblanco

Expansor1:2

Grabación/Reproducción

Concerto Concerto_comp

Page 41: EA_tema3_1_02_2h

- 81 -

Ejemplo práctico de sistema compander

Compresor2:1 +

Ve Vs

Ruidoblanco

Expansor1:2

Grabación/Reproducción

- 82 -

Ejemplo práctico de sistema compander

Compresor2:1 +

Ve Vs

Ruidoblanco

Expansor1:2

Grabación/Reproducción

Concerto_comp_noise

Concerto_comp_noise_exp

Page 42: EA_tema3_1_02_2h

- 83 -

Ejemplo práctico de sistema compander

Compresor2:1 +

Ve Vs

Ruidoblanco

Expansor1:2

Grabación/Reproducción

Ve Vs

+

Ruidoblanco

Grabación/Reproducción

Concerto_comp_noise_exp

Concerto_noiseConcerto

- 84 -

Resumen

Importancia del procesado en dinámica de la señal de audio

Compresores: comprimen el rango dinámico

Sistemas de-esser: configuración especial de compresor para reducir la sibilancia

Comportamiento dinámico de los compresores: tiempo de ataque y recuperación

Ta y Tr largos: se acentúan ataques y caídas

Ta y Tr cortos: se suavizan ataques y caídas

Expansores: expanden el rando dinámico

Puertas de ruido: configuración especial de expansor para eliminar señales no deseadas

Tiempos de ataque y recuperación

Ta y Tr largos: se suavizan ataques y caídas

Ta y Tr cortos: se acentúan ataques y caídas

Sistemas compander (compresor-expansor)

Sistemas de reducción de ruido complementarios

Page 43: EA_tema3_1_02_2h

- 85 -

Bibliografía

Lecturas recomendadas

[Recuero93] Manuel Recuero López, Manuel Vaquero Fernández, Antonio J. Rodríguez Rodríguez, Constantino Gil González, Francisco Tabernero Gil, Técnicas de grabación sonora, Instituto Oficial de RadioTelevisión Española, Madrid, 1993. Capítulo 6.

[Alten02] Stanley R. Alten, Audio in media, Wadsworth Publishing Co, 2002. Capítulo 9.

[Eargle96] John M. Eargle, Handbook of recording engineering, InternationalThomson Publishing, 1996. Capítulos 21 a 24.

[Huber01] David M. Huber, Robert E. Runstein, Modern recording techniques,Focal Press, 2001. Capítulo 12.

[Davis90] Gary Davis, Ralph Jones, Sound reinforcement handbook, HalLeonard Corporation, 1990. Capítulo 14.

- 86 -

Bibliografía

Recursos en internet

http://www.dolby.comhttp://www.dbxpro.comhttp://www.prorec.com/prorec/articles.nfshttp://www.harmony-central.com/Effectshttp://www.tcelectronic.comhttp://www.aphex.comhttp://www.behringer.comhttp://www.yamaha.comhttp://transaudiogroup.comhttp://www.enhanceaudio.com/tutorial