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- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
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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.
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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
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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
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3.2.5. Sistemas compander
3.2.5. Sistemas compander
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3.2.5. Sistemas compander
3.2.5. Sistemas compander
+20
0
-20
-40
-60
-80
-100
-120
dBu
Nivel de ruido en cinta
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3.2.5. Sistemas compander
3.2.5. Sistemas compander
+20
0
-20
-40
-60
-80
-100
-120
dBu
Nivel de ruido en cinta
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3.2.5. Sistemas compander
3.2.5. Sistemas compander
+20
0
-20
-40
-60
-80
-100
-120
dBu
Nivel de ruido en cinta
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Ejemplo práctico de sistema compander
Ve Vs
+
Ruidoblanco
Grabación/Reproducción
Concerto Concerto_noise
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Ejemplo práctico de sistema compander
Compresor2:1 +
Ve Vs
Ruidoblanco
Expansor1:2
Grabación/Reproducción
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Ejemplo práctico de sistema compander
Compresor2:1 +
Ve Vs
Ruidoblanco
Expansor1:2
Grabación/Reproducción
Concerto Concerto_comp
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Ejemplo práctico de sistema compander
Compresor2:1 +
Ve Vs
Ruidoblanco
Expansor1:2
Grabación/Reproducción
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Ejemplo práctico de sistema compander
Compresor2:1 +
Ve Vs
Ruidoblanco
Expansor1:2
Grabación/Reproducción
Concerto_comp_noise
Concerto_comp_noise_exp
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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
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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
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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.
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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