Fundamentos de Sistemas de Sonido, Ecualización y Procesamiento de Audio

Ecualización y Filtrado de Audio

La ecualización es el proceso de modificación de la respuesta en frecuencia de una señal acústica o eléctrica.

Tipos de Filtros

Un filtro discrimina señales en función de su frecuencia (F), permitiendo el paso de un margen determinado de frecuencias y bloqueando el paso de otras.

• A. Filtro paso bajo (Low-Pass): Permite el paso de frecuencias por debajo de una frecuencia crítica o de corte, definida como el punto en el que el nivel de la señal de salida disminuye en 3 dB respecto al de entrada.
• B. Filtro paso alto (High-Pass): Permite el paso de frecuencias por encima de la frecuencia de corte crítica, atenuando las frecuencias inferiores.
• C. Filtro paso banda (Band-Pass): Cuenta con dos frecuencias de corte (superior e inferior) que definen el margen o ancho de banda permitido.
• D. Filtro supresor de banda (Notch o Band-Reject): Atenúa selectivamente un rango específico de frecuencias intermedias, permitiendo el paso del resto.

Parámetros de los filtros:

• Orden del filtro: Determina la atenuación que sufre la señal fuera de la zona útil, cuantificando la pendiente de la curva de respuesta (p. ej., 6 dB/octava por cada orden).
• Factor de calidad (Q): Define la anchura de la campana que describe la curva de selectividad del filtro.
• Función del ecualizador: Compensar las diferencias de sonoridad acústica propias de una sala o recinto a lo largo de toda la banda audible.

Clasificación de Ecualizadores

• Gráfico: Divide la banda audible en secciones fijas (comúnmente por octavas o fracciones de octava). Las frecuencias centrales y la selectividad son fijas.
• Paramétrico: El usuario puede modificar de forma continua e independiente todos los parámetros del filtro: frecuencia central, ganancia y factor de calidad (Q).

2.3 Amplificación y Control de Señal

La etapa de amplificación procesa la señal de audio mediante diversos módulos y controles funcionales:

• A. Selector de entrada: Conmuta entre las diversas fuentes de audio conectadas.
• B. Preamplificador: Eleva el nivel de las señales débiles optimizando y aumentando la relación señal/ruido (SNR).
• Control de tono: Modifica la respuesta en frecuencia del amplificador mediante ajustes de graves, medios y agudos.
• Loudness: Circuito que compensa las no linealidades de la audición humana descritas por las curvas isofónicas, logrando percibir el mismo grado de equilibrio tonal y calidad a bajas potencias de salida.
• Balance: Regula y ajusta la distribución relativa del volumen entre canales estéreo (izquierdo y derecho).

2.4 Transductores Acústicos: Altavoces

Un altavoz es un transductor electroacústico que convierte señales eléctricas en variaciones de presión sonora.

Tecnologías de Altavoces

• De bobina móvil (electrodinámicos): Compuestos por un imán fijo y una bobina móvil solidaria a una membrana o cono móvil.
• Electroestáticos: Constan de dos placas paralelas (una fija y una móvil vibrante). Al conectarse al amplificador, el condensador se carga y descarga cíclicamente formando un campo eléctrico que mueve la membrana.
• Piezoeléctricos: Aplican la tensión eléctrica sobre un cristal de cuarzo u otro material piezoeléctrico, generando ondas mecánicas que transmiten el sonido.

Vías según el Rango de Frecuencias

• Subwoofer: Especializado en la reproducción de subgraves de frecuencias extremadamente bajas.
• Woofer: Transductor de graves capaz de soportar potencias eléctricas elevadas y grandes excursiones.
• Squawker: Transductor diseñado para la banda central de frecuencias (medios), con una membrana de menor tamaño que la del woofer.
• Tweeter: Altavoz ligero optimizado para la reproducción de frecuencias altas y agudos.

2.5 Procesamiento y Efectos Digitales

• Frecuencia de muestreo: Tasa o velocidad a la que se capturan las muestras discretas de sonido por unidad de tiempo.
• Longitud de palabra: Cantidad de bits obtenidos por cada muestra en la salida del convertidor analógico a digital (A/D), determinando la resolución y rango dinámico teórico.
• Sobremuestreo (Oversampling): Técnica empleada para conseguir mayor resolución, reducir el ruido de cuantificación en banda útil y facilitar el filtrado antialiasing.

2.6 Puerta de Ruido (Noise Gate)

La puerta de ruido es un procesador dinámico de señal diseñado para atenuar o eliminar automáticamente la señal sonora durante las pausas o silencios, suprimiendo el ruido de fondo residual.

2.7 Procesadores de Dinámica: Compresión y Expansión

• Margen dinámico (Rango dinámico): Diferencia de amplitud existente entre el sonido más débil perceptible y el más fuerte antes de la distorsión.
• Procesador de dinámica: Dispositivo que procesa señales de audio analógicas o digitales modificando su rango dinámico según la relación establecida.
• Procesado de codo y pendiente: En la curva de transferencia, define el comportamiento y la pendiente (ratio) aplicada a partir del umbral preestablecido (threshold), pudiendo ser de codo suave (soft knee) o duro (hard knee).

2.9 Híbrido Telefónico

Dispositivo que permite recibir llamadas de líneas telefónicas exteriores y enviarlas a la mesa de mezclas, separando eficazmente la señal entrante del retorno de audio para evitar realimentaciones.

2.10 Mesa de Mezclas

Consola encargada de procesar, combinar y distribuir múltiples señales de audio.

• A. Procesamiento individual: Ajustes directos aplicados en el canal de entrada (ganancia, inversión de fase, inserciones, etc.).
• B. Procesamiento por grupos: Agrupación intermedia de múltiples canales para su control conjunto antes de enviarlos a la salida general.
• C. Procesamiento conjunto (Sección Máster): Gestión de la señal unitaria del programa principal, direccionándola a través de los faders maestros hacia las salidas principales del equipo.

Funciones de Monitoreo y Control

• PFL (Pre-Fade Listen): Escucha previa que permite monitorizar la señal de una fuente de forma independiente y antes de su paso por el fader.
• AFL (After-Fade Listen): Monitorización de la señal tomada después de pasar por el control de nivel (fader) y procesado del canal.
• Señalización Tally: Sistema que, al activarse un micrófono o canal, conmuta una señal de control para encender indicadores visuales de «en el aire» (On Air).
• Línea de Talkback: Canal de órdenes con micrófono dedicado que se activa al pulsar un botón para permitir la comunicación interna entre el equipo técnico y de locución.
• RIAA: Recording Industry Association of America, asociación que normalizó la curva de ecualización para la grabación y reproducción de vinilos, además de certificar las ventas discográficas en Estados Unidos.