Instituto de Sonido ORION Apunte: OSCILOSCOPIOS y PHASESCOPES Autor: Pablo Rabinovich El osciloscopio es una herramienta de medición ampliamente utilizada en requerimientos de electrónica para la calibración y determinación de señales. Asimismo, el osciloscopio puede ser de utilidad en aplicaciones de audio, cuando se trata de la observación de señales, tanto simples como complejas. Sin embargo, cuando se emplean osciloscopios en tareas vinculadas al audio, la pantalla del osciloscopio puede variar en cuanto a sus parámetros. Aquí veremos una típica presentación en software para el análisis de señales de audio (Fig.1). Fig.1 Como vemos, en el ejemplo de la Fig.1 aparecen dos controles rotativos. El control que se ubica a la izquierda (Amplitude) ajusta la imagen de amplitud de la onda dentro del cuadrante. Convengamos que un osciloscopio es simplemente una herramienta de medición, por lo tanto no debemos interpretarlo como a un procesador. Esto significa que la inserción del osciloscopio en un canal de audio no modifica en absoluto a la señal. Visto de esta manera, podríamos tomar al parámetro Amplitude simplemente como si fuera una lupa. El oreo control, Frecuency, ajusta la línea temporal, permitiendo calibrar la vista a una determinada frecuencia. 1
PHASESCOPE: Existe ora forma de observación más vinculada específicamente a aplicaciones de audio, cuando las mismas se presentan en estéreo. El Phasescope. Esta herramienta nos permite, mediante la comparación de los canales izquierdo (L) y derecho (R), poder seguir la trayectoria de una señal dentro del panorama estéreo. Otra función es la de poder visualizar si una señal es mono o estéreo, y, en este último caso, determinar la apertura estéreo. Fig.2 En la Fig.2 vemos que la pantalla del osciloscopio presenta una cruz formada por una línea vertical y otra horizontal, superpuesta por una X a 45º. La línea vertical de la cruz representa el centro del panorama, respecto del balance de la señal, por lo tanto su denominación suele ser la letra C (por center) ó M (por mid). A su vez, las líneas superiores de la X representan a los extremos izquierdo y derecho, denominándose L (left en inglés izquierda- ) y R (right en inglés derecha- ), respectivamente. Por último, en algunos casos, la pantalla viene acompañada de un control que permite ajustar la amplitud del trazo, y otro control para determinar el sector del espectro que se analizará, o el tope de la frecuencia analizada. Por lo general, el phasescope tiene más utilidad si se lo inserta en el canal master, ya que esto nos permite, desde un análisis general de la señal, hasta mediante el empleo del botón solo- la vista de un solo canal (siempre que este sea estéreo), o un determinado grupo de canales. Recordemos que el phasescope no modifica la señal, motivo por el cual puede estar activado como inserción del master en cualquier momento. Cuando la señal que analizamos es mono, veremos en la pantalla una línea. Si la línea es vertical, significa que la señal está paneada al centro, por lo que se superpondrá con el eje C. A medida que desplazamos del centro la señal, mediante el control de panorama, hacia la izquierda, veremos como en la pantalla la línea va girando en el mismo sentido, con punto de apoyo en el centro de la cruz. Si llevamos el paneo 2
totalmente a la izquierda, entonces veremos que la línea se superpone en el eje izquierdo de la X, o sea, en L. Lo mismo ocurriría si fuéramos hacia la derecha (Fig.3). Fig.3 Señal mono paneada 50% derecha En un ejemplo de laboratorio, si estuviéramos trabajando con dos senoidales idénticas, una paneada a la izquierda, y otra a la derecha, ambas con el mismo nivel, y comenzando a desarrollarse cada una en el mismo momento, al no aparecer diferencia alguna entre L y R, veríamos en la pantalla del osciloscopio, tal lo indicado más arriba, una línea recta ubicada en C. Ahora bien, si demoramos la señal izquierda, respecto de la derecha, aún en la menor diferencia temporal, notaremos que comienza a haber una cierta diferencia entre ambos canales, determinada por la relación de fase. (Fig.4) Fig.4 3
Si la señal que analizamos es estéreo, ya no veremos en la pantalla una línea, sino diferentes formas ovoideas. Estas formas representan la diferencia temporal, o de fase, entre L y R, aumentando al ancho de la figura a medida que crece la diferencia de fase, y llegando a un círculo exacto cuando la diferencia se establece en los 90º. (Fig.6) Fig.6 Representación a 90º Cuando la diferencia es mayor a 90º, el ovoide se torna horizontal Fig.7 Diferencia mayor a 90º 4
Por último, cuando la diferencia es de 180º, el gráfico del scope presentará una línea horizontal. Esto significa, entre otras cosas, que la incompatibilidad con sistemas monoaurales es absoluta, produciéndose, en este caso, la cancelación de fase, o anulación de la señal (Fig.8) Fig.8 Diferencia de 180º En el mundo de las ondas reales que se presentan en la naturaleza (sumas y sumas de senoidales cuyas amplitudes individuales varían en el tiempo), salvo en el caso de señales monoaurales, lo cierto es que no veremos en la pantalla formas con absoluta definición geométrica, sino figuras cuyas tendencias tendrán una relación con las ovoides y circulares que se han visto más arriba, tal como puede apreciarse en la Fig.9 Fig.9 Tendencia al ovoide vertical De este modo podremos observar, por ejemplo, si nuestra mezcla está centrada, o si tiende a irse hacia uno de los extremos del panorama estéreo, a la vez que podemos interpretar el ensanchamiento de la imagen estéreo. Un detalle a tener en cuenta es que la lectura de un Phasescope requiere de cierta práctica en su lectura e interpretación, siendo que no debemos detenernos en valores puntuales, sino más bien, observar y evaluar la tendencia de la figura. Esto equivale a decir que si la figura presenta una tendencia hacia el ovoide horizontal, pero en determinadas partes, y por pequeñas fracciones de tiempo, la figura se ensancha hasta pasar los 90º, no hemos de preocuparnos por la fase, ya que esto es absolutamente normal en muchísimos pasajes musicales. 5
CORRELATORES DE FASE: Otro elemento de medición que suele acompañar al phasescope, o bien presentarse como herramienta individual, es el correlator de fase. Básicamente, se trata de una aguja, muchas veces presentada en forma similar a un típico vúmetro, cuya función es medir la diferencia de fase entre canales izquierdo y derecho. Así, los valores se establecen entre límites que van de 0º a 180º. En la mayoría de los casos el indicador posee tres valores de referencia, mostrados como: indicador 0º 90º 180º +1 0-1 En la Fig.10 podemos observar diferesntes tipos de correlatores de fase. Fig.10 En la práctica, la inserción de un correlator de fase en el master puede reemplazar, o ser una alternativa al phesescope basado en ejes. Nuevamente, debemos observar más la tendencia, que los valores instantáneos. Existen correlatores que permiten al usuario definir la balística, aunque no son los de uso más común. Algo que debemos tomar en cuenta en todos los casos referidos a herramientas de análisis y comparación de fase es que las mismas se basan en dos funciones: A) Diferencia temporal o de fase B) Amplitud 6
Esto significa que en determinadas circunstancias el análisis podrá dar una lectura, a fines prácticos, incorrecta. Por ejemplo, de haber un problema de fase en el sector de los tonos medios, pero al llevar los tonos graves mucha mayor amplitud, la aguja puede no presentar la situación como problemática, ya que la porción del espectro que se encuentra en conflicto presenta una relación de amplitud mayor a 10dB frente a la porción que se halla correctamente alineada. Tal el caso, si tenemos la sospecha de alguna anomalía, debemos interponer entre la señal y el analizador, un filtro pasabanda de alta Q, y efectuar un barrido, a modo de poder localizar la zona en cuestión. Una vez localizado el sector, podemos solucionar el problema mediante el empleo de Isotope Ozone, aplicando delay en la zona afectada. Pablo Rabinovich 7