INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA CULHUACÁN TESINA: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA PRESENTAN: FLORES SERRANO ARTURO ASESORES: ING. LUIS GERARDO HERNÁNDEZ SUCILLA ING. SERGIO VÁZQUEZ GRANADOS MÉXICO, D.F

2 IPN ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN TESINA QUE GENERA EL TITULO: POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN: DENOMINADO: DEBERÁ DE REALIZAR: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA SEMINARIO TÉCNICAS DE GRABACIÓN Y REPRODUCCIÓN DEL SONIDO VIGENCIA: FNS30697/11/2007 FLORES SERRANO ARTURO INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES TEÓRICOS JUSTIFICACIÓN CAPITULO I CAPITULO II CAPITULO III CAPITULO IV CAPITULO V CAPITULO VI CAPITULO VII CONCEPTOS BÁSICOS ANALÓGICAS Y DIGITALES ATENUADORES ECUALIZADORES VÚMETRO SISTEMA DE MONITOREO ESTUDIO DE MERCADO CONCLUSIÓN ASESORES ING. LUIS GERARDO HERNÁNDEZ SUCILLA. ING. SERGIO VÁZQUEZ GRANADOS. M. EN C. HÉCTOR BECERRIL MENDOZA. JEFE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

3 AGRADECIMIENTOS Antes que nada agradezco a Dios por permitirme vivir este momento de logro alcanzado, pero principalmente a mis padres quienes me han dado toda su confianza y sus experiencias de vida que me han servido de mucho para no caer en errores que podrían haberse cruzado en mi camino. A mis mantos Reyna, Caro y Abraham por ese apoyo, esa protección y guía incondicional que me han brindado toda mi vida, a todos ustedes mil gracias ya que les corresponde un poco de este logro. También a mis amigos y compañeros de escuela que son pocos pero son a los que más quiero y estimo, Itzel Soberanes, Daniel Oscoy, Jorge Cruz por mencionar algunos, gracias por su compañerismo, por su apoyo moral y su lealtad de amigos. A todos los profesores por quienes cruce por sus aulas a lo largo de la carrera y tal vez este agradecimiento sea anónimo para ellos por parte mía, pero no para los más importantes que son los de la especialidad de Acústica, quienes detallaron y dieron forma a ese material en bruto que fuimos nosotros como sus alumnos, gracias por sus conocimientos y en ocasiones por sus consejos. Arturo Flores Serrano AGRADECIMIENTOS HUGO DANIEL Quiero agradecer en primer término a dios, por crear todo mi mundo y a las personas que quiero y me ayudaron en esta meta, a mis abuelos, que dios los tenga con él y siempre me cuiden allá arriba y a mi única abue que me queda Ana María Mendoza, también agradecer a toda mi familia, tíos, primos, sobrinos y los que me falten una disculpa por no mencionarlos, pero en mi mente se los agradezco de todo corazón por el apoyo moral, económico e incondicional en este proyecto llamado vida profesional, a mis amigos que no terminaría de nombrarlos a todos, soy afortunado por tenerlos a todos y a cada uno de ustedes, gracias por los consejos, ayuda y su amistad incondicional, Quisiera agradecer en especial a mis padres por haberme enseñado a ser un hombre de bien, con educación y valores que tan escasos están hoy en día, por nunca dejarme solo en el tiempo en que mas los necesite, brindarme conocimiento, apoyo y ser una guía en este difícil camino de estudiante, todo mi amor y respeto hacia ustedes dos que son una gran parte de mi vida, a mis hermanos, también por la guía y el apoyo de ustedes pude concluir la escuela. Me resta nada mas decir gracias. 2

4 ÍNDICE INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES TEÓRICOS JUSTIFICACIÓN CAPITULO I CONCEPTOS BÁSICOS ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS CARACTERÍSTICAS ANALÓGICAS Y DIGITALES DIAGRAMA A BLOQUES DE LA CONSOLA DE MEZCLA PRINCIPALES COMPONENTES DE UNA CONSOLA MEZCLADORA SECCIÓN DE ENTRADA Conectores de entrada XLR Conectores de entrada Jack Phone Plug Conector de Insert CAPITULO II ANALÓGICAS Y DIGITALES ANALÓGICAS Y DIGITALES SEGÚN SU TECNOLOGÍA SEGÚN SU FUNCIONALIDAD Modulo de Canales de Entrada Módulos de Grupo ANALÓGICAS Desventajas Ventajas DIGITALES Ventajas Desventajas ANALÓGICAS VS DIGITALES CAPITULO III ATENUADORES ATENUADORES DE ACOPLAMIENTO ATENUADORES FIJOS TIPO PI Y T POTENCIÓMETROS CAPITULO IV ECUALIZADORES ECUALIZADORES RESPUESTA DE CONTROL DE TONOS TIPOS DE ECUALIZADORES CARACTERÍSTICAS DE LOS ECUALIZADORES ECUALIZADORES GRÁFICOS ECUALIZADORES PARAMÉTRICOS MÉTODOS DE ECUALIZACIÓN

5 CAPITULO V VÚMETRO VÚMETRO CARACTERÍSTICAS DEL VÚMETRO DETERMINACIÓN DE 0 VU INDICADORES Indicadores Analógicos Indicadores luminosos Indicadores gráficos de barras y puntos PICÓMETRO Representación de un Picómetro CAPITULO VI SISTEMA DE MONITOREO SISTEMAS DE MONITOREO MONITORIZADO ACÚSTICO Y VISUAL DE MEZCLA DE MONITOREO CAPITULO VII ESTUDIO DE MERCADO ESTUDIO DE MERCADO CONCLUSIÓN BIBLIOGRAFÍA

6 INTRODUCCIÓN Las Consolas de mezclas de audio o mezcladora de audio o como las conocemos comúnmente consolas de audio, es un dispositivo electrónico al cual se conectan diversos elementos emisores de audio, tales como: micrófonos, entradas de línea, efectos (FX), sintetizadores, reproductores de CD, reproductores de cintas, DAT (Digital Audio Tape o Cinta de Audio Digital), etc. Una vez que las señales sonoras entran en la consola de audio estas pueden ser procesadas y tratadas de diversos modos para dar como resultado de salida una mezcla de audio, mono, multicanal o estéreo. El procesado habitual de las consolas de mezclas incluye la variación del nivel sonoro de cada entrada, ecualización, efectos de envío, efectos de inserción, panorámica (para los canales mono) y balance (para los canales estéreo). Otras consolas de mezclas permiten la combinación de varios canales en grupos de mezcla (conocidos como grupos) para ser tratados como un conjunto. Estas consolas se utilizan en diferentes medios, desde estudios de grabación musical, radiofónicos, televisivos o de montaje cinematográfico, como herramienta imprescindible en la producción y emisión de audio. También son la herramienta primordial para los DJ s y otros músicos de directo. Se da el nombre de consolas, o más propiamente de consolas mezcladoras a un conjunto de amplificadores y una o varias redes de mezcla. En la actualidad pueden distinguirse diferentes configuraciones de consolas, pero podemos clasificarlas, de acuerdo con su salida, en los siguientes tipos: Monoaurales Fig.1 Diagrama a bloques de una consola Monoaural 5

7 Estereofónicas Fig.2 Diagrama a bloques de una consola Estereofónica Digitales Fig.3 Diagrama a bloques de una consola Digital 6

8 ANTECEDENTES TEÓRICOS Cada parte o elemento electrónico que conforma cada una de las distintas consolas de audio han ido evolucionando para bien de la tecnología, desde el tríodo cuando fue inventado en 1906 por Lee De Forest como principio fundamental ya que las señales de radiotelégrafo en aquel entonces fueron convertidas al rango de audio por medio de inyectar una señal de onda continua en la antena usando una frecuencia ligeramente diferente de la señal a ser recibida. Las no linealidades eléctricas en el tríodo, no sólo permitieron la amplificación, también proveyeron la posibilidad de mezcla de señales diferentes; hasta la actualidad donde podemos encontrar consolas altamente manipulables a nuestras necesidades gracias a la digitalización. En 1950 Bill Putnam, un muy hábil ingeniero electrónico, funda en Chicago la compañía Universal Audio, mediante la cual crea junto a Paul McManus la primera consola modular en 1959, basada en el amplificador operacional UA-610; y que se usó en sesiones de grabación de importantes artistas como Duke Ellington, Count Basie, Nat King Cole, Frank Sinatra y Sarah Vaughan en los estudios Universal Recording. Es muy difícil hallar la patente de lo que sería la primera consola de audio; no obstante se puede rastrear como su antecedente más antiguo, las consolas que ingenieros de la AT&T instalaron para nivelar y combinar las señales de los micrófonos de la nueva estación radial de la AT&T, la estación WEAF con sede en Nueva York en Tres años más tarde, ingenieros de la BBC construyeron sus propios mezcladores para sus estudios ubicados primero en los cuarteles centrales en el Savoy Hill y desde 1932 en la Broadcasting House en Portland Place, Londres. También podremos encontrar a lo largo del trabajo, funciones principales y una generalización de compontes que podemos encontrar en la mayoría de consolas de audio para su manipulación. Durante los años 79 y 80, Neve, en colaboración con la BBC diseñó todas las estructuras básicas de los sistemas de ecualización y filtrado así como de la aplicación de controles asignables que permitiesen al operador su aplicación de una forma sencilla y comprensible, tanto en las grabaciones profesionales como en las emisiones radiofónicas o de televisión. Unos años después se presentaba el sueño de la ingeniería hecho realidad: una consola de mezclas completamente digital. 7

9 Sin embargo no todo fueron ventajas. Al digitalizar las señales se crearon nuevos y complejos problemas, como la pérdida de bits ó el efecto clip ping. Pese a la fuerte investigación al respecto realizada por Sony-MCI, las primeras consolas digitales aparecidas en el mercado fueron diseñadas por la firma Yamaha. Ésta compañía prefirió centrar su búsqueda en el desarrollo de equipos de pequeño tamaño y bajo coste como base inicial de producción, aunque sus consolas no reuniesen la cantidad de prestaciones y los niveles de calidad de otras. Así, las dos primeras consolas que vieron la luz fueron la DMP 7 y la DMP 11 que se presentan a continuación. Fig.4 Consola Digital DMP 7 de YAMAHA Fig.5 Consola Digital DMP 11 YAMAHA 8

10 JUSTIFICACIÓN La finalidad de este trabajo es brindar al ingeniero en acústica una amplia perspectiva de las consolas, así como exponer el funcionamiento y aspectos fundamentales de las consolas analógicas y digitales de audio. En consolas analógicas se puede disponer de un gran número de opciones y configuraciones, dependiendo de las necesidades y aplicaciones en las que será utilizada. Puede tratarse de una configuración sencilla en la que se utilicen pocos micrófonos como es el caso de la amplificación de la voz en sistemas de conferencia o salas de lectura, o de una configuración en la cual sea necesario disponer de una cantidad considerable de micrófonos y canales para controlarlos, como es el caso de la sonorización en vivo de un grupo musical en el cual se necesitarán más micrófonos para poder reforzar los diferentes instrumentos utilizados, y por tanto disponer como se mencionó anteriormente, de un mayor número de canales. En consolas digitales podemos encontrar en el mercado un sin número de marcas y modelos, las cuales ofrecen un mayor número de prestaciones que las anteriores, como son sus pequeñas dimensiones, un mayor número de canales en menos espacio, así como funciones de gran utilidad para la sonorización en vivo o el registro sonoro de señales en estudio. Funciones para la sonorización en vivo suelen ser la capacidad de asignación de buses, matrices de mezcla, mayores prestaciones en el manejo de subgrupos, efectos disponibles por canal, capacidad de almacenar escenarios o configuraciones, así como la posibilidad de almacenamiento o registro de las señales utilizadas. También es posible conectar varias consolas en cascada y comunicarse con una PC por medio de puertos USB o firewire. Todo esto hace que la elección de una consola sea una decisión complicada si no se cuenta con el conocimiento necesario para hacerlo. Esta decisión deberá tomar en cuenta el aspecto técnico pero además el económico, siendo la elección un equilibrio de funcionalidad y precio, es decir debemos comprar el equipo que satisfaga las necesidades de acuerdo al uso que se le dará, y no un equipo con funciones que jamás utilizaremos. 9

11 CAPITULO I CONCEPTOS BÁSICOS 10

12 ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS CARACTERÍSTICAS ANALÓGICAS Y DIGITALES En la actualidad pueden distinguirse diferentes configuraciones de consolas, pero podemos clasificarlas, de acuerdo con su salida, en los siguientes tipos: monoaurales, estereofónicas, dos canales y canales múltiples. También podemos establecer diferencias tomando en cuenta el número y tipo de recursos incorporados dentro de la misma unidad, y así tenemos consolas con módulos de una o varias entradas, con circuitos de ecualización y con salidas auxiliares. La configuración más simple, está formada por una serie de potenciómetros que reciben la señal y una red de mezcla, generalmente resistiva, como se muestra en la Fig.1.1. Y que tan solo puede reducir los valores de las señales recibidas y entregar una señal única. El balance entre las señales de entrad, únicamente se puede logar atenuando las más altas. Esta configuración por ser pasiva, introduce una pérdida de señal que depende del número de entradas que se tengan. Lógicamente, esta limitación se puede remediar si se incorporan circuitos activos en cada una de las entradas y en la salida. Fig.1.1 Configuración Simple Si se quieren manejar señales de diferente intensidad, deben incorporarse circuitos activos que hagan las señales del mismo orden de magnitud antes de entrar a los diferentes potenciómetros. La configuración básica será como se muestra en la Fig

13 Fig.1.2 Configuración Básica Con la incorporación de un conmutador de dos vías, la señal de cada uno de los amplificadores puede enviarse a diferentes canales de salida, así como los correspondientes sistemas de vigilancia (monitoreo). Tendremos entonces una consola de dos canales como la mostrada en la Fig.1.3. Fig.1.3 Consola de dos canales El número de salidas puede aumentarse, incrementando al mismo tiempo el sistema de monitoreo visual, sin embargo, no es practico incrementar el monitoreo auditivo en la misma proporción ya que no es fácil disponer de un numero demasiado grande de altavoces en el mismo recinto. En la mayoría de los casos, se ah limitado a 2 el número de altavoces independientemente del número de salidas que se disponga. Las consolas más grandes disponen de 32 salidas y 32 medidores visuales, pero solamente 2 altavoces. En aplicaciones especiales, como Dolby estéreo o televisión de alta definición, se aumenta el número de altavoces. 12

14 Para el sistema de monitoreo auditivo, se incorpora una red de mezcla adicional en la que cada canal de entrada alimenta a uno, otro a ambos sistemas de monitoreo, llamado paneo, pudiendo además variar la intensidad de la señal entregada a cada uno de ellos para situarlos dentro del campo estereofónico o de la configuración que se utilice, Fig.1.4. Fig.1.4 Configuración del Paneo Una consola estereofónica diferente de las anteriores en el hecho de que cada uno de los canales de entrada maneja simultáneamente dos informaciones, incrementando o reduciendo al mismo tiempo ambas señales como se muestra en la Fig.1.5. Estas consolas están proyectadas para utilizarse en cabinas maestras (master) de trasmisión estereofónica (actualmente solo en radiodifusión de FM, pero próximamente también en televisión y en AM), con el propósito de respetar la distribución espacial de las diferentes señales. Fig.1.5 Configuración de canales estéreo Por lo que respecta a las facilidades dentro de cada uno de los módulos de entradasalida, las diferencias fundamentales se encuentran en el circuito de entrada de la señal y así encontramos módulos de entrada para señales de nivel de micrófono (-60 dbm), para nivel de línea, (0 dbm), o para ambos con un circuito de conmutación e inclusive para más de dos señales de entrada, con posibilidades de mezclarse entre sí. 13

15 La conmutación de las diferentes señales de entrada puede hacerse con interruptores mecánicos, o como se hace en las consolas más sofisticadas, con conmutadores de estado sólido a base de FET s. Existen también consolas con circuitos de entrada modulares, lo que permite el intercambio de una configuración a otra, para aplicaciones especificas. La mayoría de las consolas modernas disponen de algún tipo de compensación en frecuencia el cual generalmente se encuentra después del control del nivel como se muestra en la Fig.1.6. Fig.1.6 Configuración de un canal con una compensación Estos compensadores, llamados ecualizadores, se presentan también en varias configuraciones, siendo los más simples aquellos que solo afectan la parte alta del espectro acústico (8 000 Hz), más elaborados, controlan altas y bajas frecuencias, en 3 o más bandas de ecualización, en algunos casos sus límites se entrelazan para cubrir toda la banda de audio. También se utilizan ecualizadores para métricos (controlan frecuencia, ancho de banda y nivel de compensación), o gráficos (La posición de los controles representan la curva de ecualización). Las consolas más modernas permiten también el intercambio de los módulos e ecualización. En algunas consolas, las más completas, se dispone de una o más salidas auxiliares dentro de cada modulo, que se utilizan para alimentar circuitos de audífonos, monitoreo auxiliar, cámaras de reverberación o circuitos de retardo y cualquier otro dispositivo que produzca efectos especiales dentro de la grabación. El empleo de potenciómetros de estado sólido controlados por voltaje, al aplicarlo a los circuitos de control de nivel o de respuesta en frecuencia, permite controlar externamente este funcionamiento y si los voltajes de control se graban previamente, se dispone de consolas automatizadas que permitan reproducir exactamente los cambios introducidos en las diferentes señales logrando así un alto grado de calidad. En casi todos los casos, la relación señal a ruido alcanza valores sumamente elevados (mayores a 100 db) así como porcentajes de distorsión armónica sumamente reducidos. 14

16 Debemos recordar que el sonido actual dista mucho de ser una reproducción fiel de lo que sucedió en el estudio y por lo tanto, podemos afirmar que la alta fidelidad está ampliamente rebasada. El sonido actual, depende de los recursos de la consola de mezcla y de habilidad es imaginación del que la maneja. El diseño de las consolas de mezcla actuales es bastante complicado, debido a la multiplicidad de dispositivos asociados con la red de mezcla. Si se recuerdan los tiempos en los que se usaban reóstatos en paralelo, como controles de mezcla para la grabación de sonido en radio y cine, se pueden considerar las modernas consolas como un perfeccionamiento basado en los principios básicos que se aplican entonces. Gracias a la miniaturización, muchos componentes se incluyen ahora en la red mezcladora, en lugar de situarlos en una posición alejada. El diseño de circuitos impresos enchufables facilita la sustitución en caso de avería. 15

17 DIAGRAMA A BLOQUES DE LA CONSOLA DE MEZCLA Fig.1.7 Diagrama a Bloques 16

18 PRINCIPALES COMPONENTES DE UNA CONSOLA MEZCLADORA Las redes de mezcla se componen de un grupo de controles variables, resistencias exteriores, un subcontrol y un control maestro y bobinas separadores o bobinas hibridas. En las redes de mezcla diseñadas específicamente para regrabación cinematográfica, la red incluirá también atenuadores de baja y alta frecuencia. Los requerimientos mínimos de una consola podrían consistir en los siguientes componentes: 4 circuitos de entrada. 4 atenuadores fijos para evitar sobre cargas de los preamplificadores de micrófono durante la grabación de programas de alto nivel. 4 controles de mezcla, rectilíneos o rotarios. 1 control maestro. 1 ecualizador de programa (variable) o 1 ecualizador grafico, o 1 amplificador compresor, o 1 vúmetro y atenuador. Fig.1.8 Red de mezcla de bajo nivel Fig.1.9 Red de mezcla de alto nivel SECCIÓN DE ENTRADA Esta sección se encuentra formada por canales individuales, ya sean monoaurales o estéreo numerados de forma progresiva, y en donde es posible accesar cualquier tipo de señal por medio de sus respectivos conectores: Conectores de entrada XLR Son conectores balanceados capaces de recibir señales de bajo nivel que proceden regularmente de salidas de micrófono y cables de Snake. Estos conectores envían directamente su señal al preamplificador del canal utilizado para así convertir la señal en nivel de voltaje apropiado. 17

19 El conector XLR, utilizado por micrófonos, y componentes electrónicos, fue desarrollado por la compañía ITT/Canon por lo cual se conoce como Canon a nivel popular). El conector XLR puede manejar indistintamente señal de nivel alto o bajo. A diferencia del conector RCA, y del conector TRS (plug de 1/4"), este conector tiene un seguro cuya función es evitar que se desconecte accidentalmente. Existen dos versiones. Una versión que se utiliza para enviar señal (out), llamada macho (en ingles male), y una versión que se utiliza para recibir señal (in), llamada hembra (en ingles female). Ambas versiones pueden adquirirse para terminación de cable, o para chasis. Este conector está formado por dos partes casquillo (de metal), y clavija (cuyos conductores de metal se encuentran montados en un pequeño cilindro de PVC). El casquillo sirve como soporte, y la clavija sirve de contacto. El número de conductores puede ser variado (2, 3, 4, 5, etc.). El equipo utilizado en sonorización utiliza tres conductores. Los conductores se identifican en el conector como #1, #2, y #3. El conector XLR maneja señal balanceada (+, -, y tierra). Existen dos configuraciones diferentes: Punta # 1 (tierra) Punta # 2 (positivo) Punta # 3 (negativo) A la configuración anterior se le conoce como pin2 (debido a que la señal positiva es conducida por la punta #2). El estándar pin2 es utilizado por un gran número de fabricantes de equipo de audio. Punta # 1 (tierra) Punta # 2 (negativo) Punta # 3 (positivo) A la configuración anterior se le conoce como pin3 (debido a que la señal positiva es conducida por la punta #3). El estándar pin3 también es utilizado por un gran número de fabricantes de equipo de audio. Por esta razón es obligatorio consultar las especificaciones del fabricante para determinar el estándar adoptado. Fig.1.10 XLR Balanceado 18

20 La compañía Neutrik produce un conector especial desarrollado por ellos, que tiene la característica de poder recibir indistintamente al conector telefónico de 1/4" (T/S o T/R/S), o al conector XLR macho. Este conector se denomina combo. Conectores de entrada Jack Phone Plug Los conectores Phone Plug de 1/4", se llaman así porque su clavija tiene 1/4" de diámetro, y fueron desarrollados por los Laboratorios Telefónicos Bell para ser utilizados en los conmutadores de las centrales telefónicas. Este conector es utilizado por componentes electrónicos, cajas acústicas, e instrumentos musicales. Puede manejar indistintamente señal de nivel alto o bajo. Existen dos versiones. Una versión de 2 conductores, y una versión de 3 conductores. Este conector está formado por 2 partes. Casquillo (de metal, PVC, o baquelita), y clavija (de metal). El casquillo sirve como soporte, y la clavija sirve de contacto. En la versión de dos conductores, la clavija tiene dos componentes, que son: Tip (punta, que conduce la señal +) Slave (varilla, que se conecta a tierra) A esta versión se le llama T/S (tip/sleeve) se conoce como Plug mono. La versión de tres conductores está formada por tres componentes, que son: Fig1.11 Conector Plug Mono Tip (punta, puede conducir +, o -) Ring (anillo, conduce la polaridad contraria al tip) Slave (varilla, que se conecta a tierra) A esta versión se le llama T/R/S (tip/ring/sleeve). Se le conoce popularmente como plug estéreo, o plug balanceado. Cuando la señal positiva (+), es conducida por el tip, se especifica tip (+). Cuando la señal negativa (-), es conducida por el tip, se especifica tip (-). La mayoría de los componentes electrónicos utilizan tip (+). A la contraparte de estos conectores se le denomina jack. 19

21 Fig.1.12 Conector Plug Estéreo Conector de Insert. Funciona como un conector de envió y regreso al mismo tiempo y que como su nombre dice, permite insertar dispositivos de procesamiento externo para tratar la señal de entrada de cada canal. El conector utilizado para esta función es un jack TRS cuya configuración depende del diseño de cada consola en particular. Un tipo de conexión utilizado por mezcladoras se denomina insert. La conexión insert le permite a un canal de entrada, desviar su señal de audio para que esta pueda ser procesada por un componente externo a la mezcladora. Si por ejemplo se desea utilizar un compresor en un canal, se utiliza la conexión insert para que la señal del canal salga de la mezcladora, y se dirija al compresor, y después de ser procesada regrese a la mezcladora. La conexión insert está formada por: 1 cable de 2conductores, y tierra 1 conector phone plug TIRIS 2 conectores phone plug T IS La tierra está conectada al sleeve de los tres conectores. El tip del plug TIRIS se conecta al tip de un plug TIS. El ring del plug TIRIS se conecta al tip del otro plug TIS. Debido a sus características, este tipo de conexión es desbalanceada. Algunas mezcladoras de diseño avanzado permiten utilizar la conexión insert en canales de entrada, en subgrupos, en la salida maestra, y en salidas auxiliares. Fig1.13 Cable de Insercion Y 20

22 CAPITULO II ANALÓGICAS Y DIGITALES 21

23 ANALÓGICAS Y DIGITALES Clasificar las consolas con un único criterio, no sería lógico. En el mercado existen multitud de tipos de consolas con infinidad de características, todas ellas clasificables. En esta parte se ha consideraremos la clasificación de las consolas por dos criterios básicos: Según su tecnología. Según su función/utilización SEGÚN SU TECNOLOGÍA. Así pues una clasificación según la tecnología de la misma podría ser: Analógicas, donde todas las entradas y salidas de la señal son analógicas así como el tratamiento interno de las mismas. Digitales, donde las entradas y salidas pueden ser analógicas o digitales, pero el tratamiento interno de la señales se hace en el dominio digital. Y en un caso extraordinario las Virtuales: es un caso particular de consolas digitales en las que la consola propiamente dicha no es más que un ordenador dedicado (sólo realiza esa función y utiliza un disco duro especializado) o no, según para que la deseemos, y un software. SEGÚN SU FUNCIONALIDAD. Módulo de Canales de Entrada La consola de mezclas debe adaptarse para permitir la conexión de distintos dispositivos de entrada y de de salida. Así, en sus entradas puede recibir: micrófonos de distintos tipos (dinámicos, condensador), equipos electrónicos, salidas del multipista, etc. En la salida puede volcar a: grabador master, grabador multipista, equipos auxiliares (procesadores externos), amplificadores. Impedancia de entrada balanceada 1000 y 2000 Ohmios salida de auriculares 100 ohmios Es por este motivo que la consola debe dar diferentes y adecuados márgenes de impedancia de entrada y salida en sus conectores. También deberá permitir un ajuste de niveles respecto a los elementos externos, ya sea amplificando o atenuando las entradas o regulando los niveles de salida. Las señales de entrada pueden tener diferentes impedancias a las cuales se tiene que ajustar y diferentes niveles que tendrá que igualar para poder trabajar con todos igual en el interior de la consola. En las salidas, debe poder ajustar el nivel para que sea el óptimo para el siguiente aparato al que retorne la señal y con una impedancia de salida óptima. La parte más crítica de estas adaptaciones suele aparecer en los módulos o canales de entrada, encargados de realizar la toma de micrófonos y equipos electrónicos así como de las salidas del multipista. La Fig.2.1 muestra un diagrama de bloques de un canal de entrada y el recorrido que realiza la señal. 22

24 Fig.2.1 Diagrama de bloques de un canal de entrada. La consola de mezclas se divide en diferentes módulos: módulo de canales de entrada, módulo de auxiliares, A continuación se describen cada uno de ellos. En el MÓDULO DE CANALES DE ENTRADA y por cada uno de los canales se pueden encontrar las siguientes partes numeradas según el diagrama de bloques superior. 1. Entradas El módulo de entrada comienza por una entrada para micrófono y otra para línea. Estas entradas pueden ser balanceadas o no balanceadas (simétricas o asimétricas). En las consolas de mezcla multicanal de calidad todas las entradas son simétricas. La entrada de micrófono (entrada MIC) también recibe el nombre de entrada de bajo nivel porque recibe señales débiles (unidades de centésima de voltio). La entrada de línea (LINE) recibe el nombre de entrada de alto nivel (unidades de décima de voltio). 2. Phantom Power (+48 volts) Este interruptor es utilizado para enviar +48 volts de corriente directa a los micrófonos de condensador, polarizando sus placas y alimentando su preamplificador. El voltaje es enviado a través de las terminales 2 y 3 del conector XLR de entrada del canal. 3. Inversor de Polaridad Este interruptor invierte la polaridad de los Pin 2 y 3 del conector XLR de entrada, es decir invierte la polaridad de la señal 180. Se trata de un cambiador de hilos, que permite poner en fase la fuente de señal conectada a este canal con el resto de las fuentes Fig.2.2 Canal de consola 23

25 4. Ganancia (Gain) También es conocido como "Trim level". Este potenciómetro en realidad es una resistencia variable que ajusta directamente el rango de ganancia de operación establecido en el preamplificador es decir que el control de ganancia determina que tan sensible puede ser la entrada del canal con respecto a la señal introducida, permitiendo aumentar o disminuir el paso de esta señal. Este nivel suele estar entre los 4dBm y los -10dBm. En general: N dbm = 10 log (W/Wref) Siendo W la potencia y Wref la potencia de referencia = 1mW. Ambas potencias medidas sobre 600 ohmios. Así 0 dbm, se corresponde a 1mW ó 0,775 volts; sobre 600Ω. La estructura del amplificador de ganancia es, por lo general, la de un previo de ganancia fija (por ejemplo 50 db) seguido de un amplificador de ganancia variable que no realza, sólo atenúa para realizar el ajuste final del nivel. 5. Atenuador (Pad) Si se conecta un micrófono de condensador a la entrada de micrófono, dado que la sensibilidad de estos micrófonos es mayor que la de los dinámicos, puede suceder que aunque la ganancia de micrófono esté a 0dB, los 50 db del amplificador de ganancia (que son fijos), sean suficientes para saturar el resto del canal. Para evitar esta situación, en la entrada de micrófono y delante del amplificador de ganancia se sitúa un atenuador "Pad". Este interruptor de atenuación es una resistencia fija con un valor de reducción preestablecido, normalmente de -20 a -30 db. Para obtener la sensibilidad de entrada precisa del canal de entrada en ocasiones será necesario utilizar el interruptor de atenuación en conjunto con el control de ganancia. 6. Inserción Existen dispositivos de procesado que no pueden ser integrados en la consola multicanal, ya sea por su tamaño o por su utilización sólo en ocasiones. El caso más común es el de los procesadores, ya sean de tiempo (efectos de reverberación y otros), de frecuencia (ecualizadores y filtros) o de dinámica (compresores, expansores, puertas de ruido). Así, se debe poder tomar señal en cualquier punto de la consola para enviarla (send) al equipo auxiliar y luego recogerla procesada (return) en cualquier otro punto. 24

26 Para poder realizar estos envíos y retornos de señal, suelen existir en los canales de entrada y de grupo dos conectores jack hembra. El primero de ellos (send), para enviar señal de la consola a un equipo auxiliar a través de un cable con un conector jack macho. El conector del envío, no corta la progresión de la señal, por lo que esta sigue avanzando por el canal. El segundo conector (return) devuelve la señal procesada al canal. En este último caso sí se corta la progresión de la señal que entrase al canal anteriormente y la única que progresa es la que se recibe del equipo auxiliar. De esta forma el equipo auxiliar queda insertado en el canal. En muchos casos se desea que en la mezcla aparezcan la señal directa y la procesada (por ejemplo la señal directa y las señales reverberantes), por este motivo el envío (send) no corta la progresión de la señal original hacia la mezcla. Así se puede devolver el retorno procesado a otro canal y así tener ambas señales en la consola para mezclarlas. Fig.2.3 Conexiones de canales 11 y 12, modelo Behringer MX9000. La figura superior muestra las conexiones de los canales 11 y 12, donde se aprecian (de arriba a abajo) el jack hembra de la entrada de línea (line-in), el XLR hembra de la entrada de micro (mic-in) y los dos jack hembra correspondientes a la inserción (insert-out e insert-in). El nivel de envío puede regularse con el mando de amplificador de micro o de línea de la entrada, pero afecta a todo el recorrido, por eso los procesadores tienen un mando de ganancia-atenuación de entrada (input gain). El nivel de retorno de la señal procesada se regula con el fader de canal. De este modo se puede llegar ocupar dos canales de entrada de la consola para introducir un procesamiento. 7. Procesamiento En los canales de entrada de las consolas de mezclas se suele realizar un procesamiento interno. Los más comunes son ecualización y filtrado. El módulo de ecualización suele estar compuesto por grupos de tres a cinco filtros semi-paramétricos y por filtros paso bajo y paso alto para las bandas superior e inferior. 25

27 Los filtros suelen ser de dos tipos. Paso alto con una frecuencia fija (alrededor de 70Hz) o variable (de 25 a 250Hz) que elimina ruidos mecánicos, vibraciones, de red... Paso bajo con una frecuencia fija (alrededor de 15kHz) o variable (de 3 a 15kHz) que eliminan ruidos de alta frecuencia (como soplido de cinta). Filtro Paso Alto (HPF). Su función es eliminar bajas frecuencias inútiles para la señal de audio que ingresemos al canal también es conocido como "Low Cut". Generalmente se activa por medio de un interruptor que es acompañado de un selector de frecuencia que permite establecer en qué punto comenzara a actuar el filtro. Encendido de Ecualización EQ in/out. Este interruptor activa y desactiva la sección de ecualización. Es importante vigilar su posición, ya que cualquier ajuste de las bandas será ignorado si el interruptor se encuentra desactivado. Los ecualizadores suelen ser de tres a cinco bandas cubriendo todo el espectro de audio. Suelen ser de 2º orden y sus Q oscilan entre 1 y 2 8. Indicador de Saturación (Peak Led) Debido a los delicados ajustes que se realizan en el control de ganancia, las consolas mezcladoras cuentan con un indicador de saturación o sobrecarga. Este Led de color rojo indica cuando la señal de entrada se encuentra demasiado alta en nivel una vez que ha pasado por el preamplificador. 9. Fader La señal que llega hasta este punto del canal debe llegar controlada en lo posible etapas precedentes, fundamentalmente por el amplificador de ganancia y por lo tanto no sería necesaria más amplificación. Con el fin de no saturar etapas posteriores se incluye un atenuador denominado Fader (del inglés) para limitar la señal que se escapa al control del amplificador de ganancia. El fader es un atenuador activo que sirve para regular el nivel de salida y dar aislamiento. Los faders son resistencias variables que determinan el nivel de operación del canal de entrada, posicionando y relacionando nuestra señal con el resto de nuestra mezcla. El fader puede ser posicionado tanto en posiciones de aumento como de atenuación, su escala está dada en db. Pre-Fader. Este modo de operación indica que la señal de audio ruteada por el control auxiliar será desviada antes del fader del canal ofreciendo al operador la posibilidad de manejar el nivel de la señal enviada por el auxiliar de forma independiente a la posición del fader. Es utilizada normalmente para el manejo de monitores de escenario. Post-Fader. Este modo de operación indica que la señal de audio ruteada por el control auxiliar será desviada, después del fader del canal por lo que el nivel de la señal enviada por el auxiliar es dependiente y afectado por la posición del fader. Es utilizada normalmente en procesadores de efectos. 26

28 10. Control Panorámico (Pan Pot.) Este potenciómetro está formado por dos resistencias variables inversamente proporcionales conectadas a dos líneas independientes de audio (left y right). Mientras que una resistencia disminuye su atenuación, la otra aumenta. El control panorámico es utilizado para localizar señales en estéreo, en una imagen de 180 entre izquierda y derecha. Otra función de este potenciómetro es la asignación de los canales de entrada hacia los grupos de salida. Fig.2.4 Reparto de niveles en función del control panorámico. Como se puede ver en la Fig.2.4, cuando el control panorámico está en el centro, ambos canales sufren una atenuación de 3dB. Estas curvas están calculadas para que la suma de la energía de los dos canales se mantenga constante y así como su sonoridad. 11. Asignación de Buses. Módulo de buses auxiliares. Con los puntos de inserción comentados anteriormente se puede procesar la señal que viaja por el canal de entrada. En muchas ocasiones puede interesar procesar una mezcla arbitraria de señales devolviéndolas una vez procesadas a cualquier punto de la consola. Esta mayor flexibilidad se consigue utilizando buses auxiliares. Las consolas incorporan un número par de estos buses. Los canales de entrada aportan a estos buses las señales pertinentes para ser enviadas a los equipos de procesamiento. Una vez procesadas retornan de nuevo a la consola y se asignan a los buses correspondientes, generalmente a los maestros L y R o a los de grupo. Las tomas de señal (en los canales de entrada) se realizan antes o después del fader de canal. Si el envío al bus es pre-fader, la cantidad de señal enviada al bus auxiliar será independiente de la posición del fader. Si el envío es post-fader, la señal que llega al bus auxiliar será proporcional a la posición del fader de canal, con lo que si el fader está en la posición de máxima atenuación, no llegará señal al bus auxiliar. 27

29 Si se envía a una unidad de reverberación una señal pre-fader, como dicha señal sigue progresando por el canal, la posición en "profundidad" de la fuente de sonido podrá regularse con el fader de canal, ya que se estará variando la relación Señal directa / Señal Reverberación. Si el envío se hubiese realizado post-fader este fenómeno no se hubiese podido conseguir. Una vez realizadas las mezclas auxiliares sobre sus buses, deben enviarse al equipo externo para su procesamiento. Para hacer esto se ha de adaptar su nivel de salida al equipo en cuestión. Por este motivo existe un control del nivel de envío auxiliar, llamado aux-send; habrá un control por bus auxiliar. Igualmente se regula el nivel de retorno de la señal de estos equipos auxiliares (procesadores externos); el control se llama aux-return y habrá uno por bus auxiliar. Cada señal de bus auxiliar retornada, Se canaliza a grupos o master (L y R) mediante la acción de panorámicos y conmutadores de pares. También se puede ecualizar o filtrar un retorno de auxiliar, insertándolo en una entrada de un canal de entrada. Fig.2.5 Módulo de auxiliares de la consola Mackie El en la Fig.2.5, se ven los seis controles que regulan el nivel de envío en rojo (AUX SENDS), y los seis que controlan el nivel de entrada en blanco (AUX RETURNS). A la derecha de estos están los conmutadores de pares que asignan a los deferentes buses de grupo o master los retornos (botones en blanco). A la derecha de cada control está el pulsador SOLO para monitorizado acústico. Los buses auxiliares no deben concebirse únicamente como una prestación únicamente para el envío de mezclas a equipos externos, pues dada su constitución pueden considerarse como entradas auxiliares (distintas de las de canal), pudiendo tener multitud de usos. Módulos de Grupos Esta es una de las partes fundamentales de la consola de mezcla, pues gracias a ellos (a los grupos) la consola adquiere su máxima maniobrabilidad. También son llamados Subgrupos o Submasters, están diseñados para reunir varias señales de entrada provenientes de canales en controladores que permitirán mediante faders su manejo, pudiendo así controlar la reunión de varias señales con un solo o un par de faders. 28

30 Una vez reunida y con su ajuste de nivel, la señal puede ser enviada fuera de la consola por medio del conector de salida del mismo grupo o ruteo hacia las salidas maestras y matrices de la consola. Un módulo de GRUPO está constituido de la siguiente manera: La primera etapa suele ser un amplificador seguidor de tensión (amplificador de ganancia unidad, que ni realza ni atenúa la señal) cuyo objetivo es dar un fuerte aislamiento al bus respecto de las etapas siguientes. A continuación se encuentran las salidas de buses de Foldback (FDB) y Auxiliar, estas salidas naturalmente irán a los buses correspondientes. Seguidamente aparece el fader de grupo (similar al de los canales de entrada). A la salida del fader aparecen dos puntos de inserción consistentes en una salida para sacar la señal hacia el grabador (TAPE REC) y una entrada para recibir las señales procedentes de la lectura del multipista (TAPE PLAY). Este punto de inserción suele ir controlado por un conmutador denominado monitor de cinta (TAPE-MON). La inclusión de este conmutador (doble) deriva del hecho de que este módulo debe dar continuidad a cualquier señal de entrada que se pretenda sacar por las salidas maestras L y R independientemente de las dos funciones encomendadas, REC y PLAY. En conmutador en la posición REC, permite realizar esta función y además da continuidad al módulo. El conmutador en la posición TAPE PLAY aísla e independiza esa entrada de la acción del fader y envía las señales a la formación de los buses L y R. Fig.2.6 Módulo de grupos de la consola 24 4 de Mackie. La Fig.2.6 corresponde a una consola con cuatro buses de grupo. El módulo de grupos cuenta con un fader por grupo, un conmutador para asignarlo al bus master L R y un control panorámico. Al corresponder a una consola "pequeña", los grupos no incluyen envíos a buses auxiliares. 29

31 Cada grupo incluye un vúmetro que facilita el monitorizado visual tanto en grabación como en reproducción. Modulo Maestro de Envíos Auxiliares A los envíos auxiliares individuales existentes en cada canal les corresponde un control maestro que regula el nivel de salida de la señal para dirigirla hacia el conector de salida. Retornos Auxiliares Una vez que la señal deseada es dirigida por medio de los envíos auxiliares hacia su destino, existe la posibilidad de que esta retorne a la consola mezcladora para que una vez tratada sea re-mezclada con la señal original a los niveles apropiados. Envíos Auxiliares La sección de salidas o envíos auxiliares se, encuentra conformada por controles numerados que rutean la señal de entrada del canal hacia dispositivos externos como monitores de escenario, grabadores, procesadores de efectos, etc. Estos envíos funcionan a partir de dos modos de operación: PRE-Fader y Post- Fader High Shelf Es un filtro de ecualización para el rango de frecuencias altas de tipo shelving, normalmente está conformado por uno o dos controles. El primero de ellos es un control de ganancia capaz de manipular incrementos o atenuaciones de hasta 15 db, y en donde la posición cero indica la ausencia de cambio. El segundo control es un selector de la frecuencia donde se comenzara a realizar el ajuste, en la ausencia de este control existirá la indicación de la frecuencia en la que fue prefijado el filtro. High Mid Es un filtro de ecualización para el rango de frecuencias medias-altas de tipo peaking en versión paramétrica está conformado por tres controles. Un control de ganancia capaz de manipular incrementos o atenuaciones de hasta 15 db, y en donde la posición cero indica la ausencia de cambio. El segundo control es un selector de la frecuencia donde se realizara el ajuste. El tercer y último control es el selector de ancho de banda, el cual ajustara el rango de frecuencias sobre las que actuara el filtro. 30

32 Low Mid Es un filtro de ecualización para el rango de frecuencias medias-bajas de tipo peaking en versión paramétrica, está conformado por tres controles. Un control de ganancia capaz de manipular incrementos o atenuaciones de hasta 15 db, y en donde la posición cero indica la ausencia de cambio. El segundo control es un selector de la frecuencia donde se realizara el ajuste. El tercer y último control es el selector de ancho de banda, el cual ajusta el rango de frecuencias sobre las que actuará el filtro. Low Shelf Es un filtro de ecualización para el rango de frecuencias bajas de tipo shelving, normalmente está conformado por uno o dos controles. El primero de ellos es un control de ganancia capaz de manipular incrementos o atenuaciones de hasta 15 db, y en donde la posición cero indica la ausencia de cambio. El segundo control es un selector de la frecuencia donde se comenzará a realizar el ajuste, en la ausencia de este control existirá la indicación de la frecuencia en la que fue prefijado el filtro. Preamplificador Interno Los preamplificadores son los primeros circuitos electrónicos que procesan y aumentan la señal de los dispositivos conectados al canal de entrada. Las señales de muy bajo nivel son convertidas a nivel de línea, mientras que con las señales de nivel de línea el preamplificador funciona mas como un convertidor de impedancia. Ground / Lift La función del interruptor Lift es eliminar el Pin 1 de la entrada XLR, el cual transporta la señal de tierra. El interruptor ground/lift se utiliza para eliminar zumbidos ocasionados por ciclos de tierra. Se recomienda colocarlo en la posición ground, y a menos que exista un zumbido, debe colocarse en la posición Lift. Selector de Micrófono o Línea Selecciona el tipo de conector de entrada. Su función es preajustar el nivel del preamplificador de acuerdo a la señal de entrada recibida, ya sea nivel bajo o nivel de línea. Sección de Ecualización Los ecualizadores instalados en las consolas mezcladoras poseen normalmente tres tipos de filtros: High Pass, Shelving y Peaking; estos últimos en versiones paramétricas y semiparamétricas. 31

33 Interruptor de Silenciamiento (Mute) Su función es interrumpir o activar el acceso de la señal de entrada tanto al canal como a sus funciones. Grupos de Silenciamiento (Group Mutes) Esta sección está formada por varios conmutadores que permiten la activación y desactivación de canales a control remoto. Safe Por medio de este interruptor se previene de cualquier activación de silenciamiento accidental, al activar esta función el canal se mantendrá siempre activado. Cue & Solo Cada canal de entrada de una consola mezcladora cuenta con un interruptor llamado Cue, el cual permite monitorear el estado de la señal tanto auditiva como visualmente. Estos interruptores normalmente operan en dos modos: PFL y AFL. El modo PFL (PRE Fader Listen) permite monitorear el estado de la señal antes de su llegada al fader, es decir, la posición en la que se encuentre el fader no afectará el estado de monitoreo de la señal. Mediante este método, la señal puede ser monitoreada, de manera aislada en la salida de monitoreo o audífonos, sin afectar esto la señal manejada en las salidas principales de la consola. El modo PFL se encuentra más relacionado con el concepto "Cue" El modo de operación AFL (After Fader Listen) se encuentra más relacionado con el concepto "Solo".En este modo es posible monitorear el estado de la señal después de su llegada al fader, es decir, la posición en la que se encuentre el fader si afectara el estado de monitoreo de la señal. Mediante este método, la señal puede ser monitoreada de manera aislada y sin que salga por ninguna salida de la consola a excepción de la salida de monitoreo o audífonos. Aunque en algunas consolas existe una variación a este modo llamado "Solo In Place ", el cual al ser accionado activa de manera inmediata la función de silenciamiento (Mute) en el resto de los canales, monitoreado la señal elegida tanto de manera aislada en la salida de monitoreo o audífonos, así como en las salidas principales de la consola. Interruptor Estéreo L/R Mediante este interruptor es posible asignar la señal de entrada del canal hacia las salidas maestras de la consola. 32

34 Sección de Salida Esta sección se encuentra formada por los Auxiliares (descritos anteriormente), Grupos, Amplificadores Controlados por Voltaje, Matrices y Salidas Maestras. Controladores VCA. (Voltaje Control Amplifier) Los VCA (Amplificadores Controlados por Voltaje) son módulos capaces de aumentar o atenuar por medio de un control de voltaje directo (DC) la cantidad de voltaje que los canales de entrada pueden manejar, al contrario que los grupos de audio, los VCA no manejan audio. Su misión es controlar por medio de un fader el nivel de todos los canales de entrada que le sean asignados, modificando cualquier función de la consola que tenga operación postfader del canal de entrada, logrando así facilitar y mantener la integridad de la mezcla. La estructura de ganancia de los sistemas VCA está calculada para que cuando los módulos se encuentren en la posición nominal no afecten ningún canal de entrada asignado, hay que recordar que si algún canal se encuentra asignado a VCA's su voltaje estará sujeto a la posición de este ultimo. Al asignar un canal de entrada a VCA también debe ser asignado a alguna salida de la consola (grupos, master, etc.), ya que asignar únicamente a VCA no permitirá la salida de la señal. Salida Maestra Esta es la sección en donde la mayoría de las decisiones tomadas en el resto de la consola se verán reflejadas, ya que esta salida es la que alimentara de señal al sistema principal. Normalmente puede ser controlada por uno o dos faders que permiten la regulación de la señal manejada. Matrices (Matrix) Esta sección está encargada de proveer nuevas mezclas (submezclas) a partir de las ya realizadas en secciones como los grupos o la salida principal para después ser enviadas a otro destino (Subsistemas, radiodifusoras, televisoras, grabadoras). Sección de Comunicaciones Esta sección actúa en conjunto con la sección maestra, en esta se encuentran funciones como: Oscilador, talkback, tipo y nivel de "solo", nivel de audífonos, etc. 33