Compuertas y expansores

Transcripción

1 160 Acúsica y Sisemas de Sonido 14. Capíulo 14 Compueras y expansores Inroducción En un sisema de audio de buena calidad, el ruido propio de los componenes elecrónicos es casi siempre inaudible. Pero en las omas con micrófono, el ruido inerno del micrófono y el ruido acúsico converido en señal elécrica son, normalmene, muy superiores al ruido del reso de los oros componenes (consolas, procesadores, amplificadores, ec.). Aún en salas de grabación muy silenciosas, el ruido de los músicos moviéndose, dando vuela las páginas de una pariura, o simplemene respirando, puede volverse claramene audible en la oma durane los momenos de silencio. Ese problema se resuelve por medio de un procesador dinámico denominado compuera Compueras La compuera es un procesador dinámico que en ciera forma realiza la función inversa de los compresores. Opera en la forma de un inerrupor de señal que coneca la enrada solamene si es suficienemene ala como para que sea aribuible a la señal. En cambio, cuando la enrada es demasiado pequeña se inerprea como ruido y por lo ano se desconeca. El resulado equivale a un mejoramieno de la relación señal/ruido, ya que mienras hay señal, ésa enmascara al ruido haciéndolo virualmene inaudible, y cuando no hay señal el ruido es eliminado. En la Figura 14.1 se ilusra la operación de la compuera. Exise un umbral, por lo general ajusable, por debajo del cual la compuera se y por encima del cual se. El umbral debería ajusarse apenas por encima del ruido de fondo, de manera de no recorar señales de pequeño nivel. Según puede observarse, mienras la compuera se impidiendo el paso del ruido del micrófono, queda el ruido residual del reso de los componenes elecrónicos, que como ya se ha remarcado, en general es prácicamene inaudible. Ese esquema concepual de funcionamieno no puede aplicarse direcamene en la prácica por varias razones. En primer lugar, un core an abrupo de la señal como el que iene lugar cuando la compuera se casi invariablemene provoca un click audible, y lo mismo sucede cuando se. En segundo lugar, para señales muy peque-

2 Compueras y expansores 161 ñas, con niveles cercanos al del ruido de fondo, podría suceder una inesabilidad de la compuera, al abrirse y cerrarse a repeición a causa del efeco combinado de la señal y el ruido (Figura 14.2). En ercer lugar, se coraría abrupamene no sólo la señal sino ambién la úlima pare de la reverberación anerior, creando un efeco aninaural. Por Enrada ruido acúsico Compuera Salida ruido elécrico (c) Figura Operación concepual de una compuera. Evolución del nivel de una señal de enrada. En el ruido acúsico se ha incluido ambién el del micrófono. Acción de la compuera. (c) Salida. El ruido elécrico involucra el de odos los resanes componenes (procesadores, efecos, consola, ec.), incluida la propia compuera. esas razones se agregan dos elemenos nuevos a la compuera. El primero es una hiséresis, es decir un umbral para el cierre de la compuera y oro diferene (mayor) para su aperura (Figura 14.3). El segundo, una envolvene, es decir un cierre y aperura graduales (Figura 14.4) Hiséresis La hiséresis consise en la exisencia de dos umbrales diferenes. El umbral de cierre sólo esá operaivo mienras la compuera esé abiera. Cuando la enrada dismi-

3 162 Acúsica y Sisemas de Sonido nuye hasa hacerse menor que dicho umbral de cierre, la compuera se cerrará y enonces pasará a esar operaivo el umbral de aperura. En consecuencia, una vez cerrada la compuera, las pequeñas flucuaciones alrededor del umbral de cierre no endrán ningún efeco, ya que es necesario superar el nuevo umbral (el de aperura) para reabrir la compuera. La diferencia enre ambos umbrales se denomina venana de hiséresis, y debe seleccionarse algo mayor que las flucuaciones de nivel debidas al ruido. De ese modo, el ruido no será, por sí solo, capaz de provocar conmuaciones de la compuera. Enrada Compuera Figura Evolución del nivel de una señal de enrada. La suma de una señal pequeña y el ruido produce flucuaciones cerca del umbral. La compuera se y repeiivamene. Enrada 2 1 Compuera Figura Compuera con hiséresis: umbrales diferenes para cerrar y para volver a abrir la compuera. Evolución del nivel de una señal de enrada. Acción de la compuera.

4 Compueras y expansores Envolvene La envolvene conrola la rapidez de la aperura y cierre de la compuera, proporcionando un cierre y aperura graduales. Se deja de lado la idea de corar y resiuir la señal abrupamene y en su lugar se la cora reduciendo la ganancia de 1 a 0 durane un lapso de iempo denominado iempo de relevo, y se la resiuye aumenando la ganancia de 0 a 1 durane un iempo de aaque (ver Figura 14.4). Esas operaciones se realizan con una configuración similar a la de un compresor, ilusrada en el diagrama de bloques correspondiene (capíulo 13), con la única diferencia de que en aquel caso la envolvene represenaba el grado de compresión, y en ese caso represena la ganancia. Enrada 2 1 Ganancia 1 T R T A Figura Compuera con hiséresis y iempos de aaque y relevo. Evolución de una señal de enrada. Ganancia de la compuera Expansores Por úlimo, exise una variane más en lo que respeca a compueras, y es la posibilidad de que la ganancia cuando la compuera se no sea 0 sino un valor mayor, ano más cercano a 1 cuano más cerca esé la señal del umbral. En ese caso la compuera se denomina expansor, ya que conviere el rango dinámico de la pare de la señal que esá por debajo del umbral en un rango dinámico mayor según una relación de expansión deerminada. Por ejemplo, si fijamos la relación de expansión en 1:3, y el umbral en 50 dbv, una señal de enrada que baje hasa 56 dbv habrá bajado 6 db, por lo cual después del expansor la salida deberá bajar 6 3 = 18 db, y endrá enonces un nivel = 68 dbv. La operación es, por lo ano, inversa a la del compresor. En la Figura 14.5 se muesra la familia de curvas para diversas relaciones de expansión. La compuera pura se obiene para la relación 1:.

5 164 Acúsica y Sisemas de Sonido Salida compuera 1:1 1:2 1:4 1: Enrada Figura Efeco de las diversas relaciones de expansión sobre la operación de un expansor. Los expansores pueden uilizarse no sólo como compueras, sino ambién para resiuir el rango dinámico de señales que han sido comprimidas, por ejemplo señales de una radio FM, o de un cassee. Sin embargo, es necesario adverir que es difícil, si no imposible, lograr una compensación oal de una compresión realizada con un compresor, salvo si ex profeso se comprime uilizando un umbral muy bajo y poseriormene se expande con un umbral muy alo, y en ambos casos con relaciones complemenarias (por ejemplo una compresión de 2:1 y una expansión de 1:2. Esos procedimienos aseguran que se comprima y expanda oda la señal y no sólo pares de ella. Una aplicación de los pares compresor-expansor complemenarios es la reducción del ruido en las grabaciones en cina magnéica. Tano las compueras como los expansores proveen en general acceso a la cadena laeral (side-chain), lo cual permie conrolar la operación con una señal diferene de aquella a procesar. Así, puede habiliarse una señal recién cuando aparece ora, lo cual en cieros casos es úil para mejorar el sincronismo enre dos insrumenos. También es posible uilizar la cadena laeral simplemene para inercalar un filro o un ecualizador y así habiliar la aperura de la compuera sólo cuando esán presenes cieras frecuencias. Muchos equipos vienen con filros incorporados, con llaves para inercalarlos en la cadena laeral. Finalmene, algunos equipos incorporan simuláneamene un compresor-limiador y una compuera (con sus filros), lo cual brinda mayor versailidad, ya que en un solo procesador dinámico se incluyen las funciones básicas de compresión y expansión. Las especificaciones de las compueras y expansores merecen los mismos comenarios hechos oporunamene para los compresores y limiadores. En general la disorsión aumena cuando la señal esá siendo expandida, y por ello deberían especificarse cuidadosamene las condiciones en que se ha realizado la medición.