Optimización de Audio: Ecualización, Amplificación y Procesamiento de Señal
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Conceptos Fundamentales en la Ingeniería de Sonido
Control de Tono y Ecualización
Los circuitos de control de tono se basan en un ecualizador shelving, que es un tipo de filtro que proporciona ganancia o atenuación constante en una banda de frecuencias por encima y por debajo de dos frecuencias determinadas.
El oído humano no tiene la misma sensibilidad para todo el rango audible, ya que es menos sensible a las altas y bajas frecuencias en relación con las frecuencias medias.
El control de audibilidad (loudness) es un filtro de corrección fisiológica que compensa la respuesta en frecuencia del oído humano para mantener un nivel de sonoridad uniforme en toda la banda de frecuencias.
Control de Volumen y Balance
El control de volumen modifica la cantidad de señal que se transfiere a la etapa de potencia, de manera que se regula el nivel de señal que se amplifica en esta.
El control de balance modifica la cantidad de señal que se aplica a cada altavoz, con el objetivo de compensar posibles diferencias en la distancia de estos con el oyente.
Amplificación de Potencia
La señal de salida del preamplificador debe alcanzar el nivel adecuado para que el amplificador de potencia pueda desarrollar toda su potencia nominal.
El amplificador de potencia es la etapa final de un equipo amplificador de audio. Se encarga fundamentalmente de proporcionar una señal de nivel suficiente para excitar a los altavoces.
Por lo general, los amplificadores de potencia también incluyen protecciones contra sobrecorrientes.
El acoplamiento del amplificador con los altavoces se realiza en tensión, por lo que su impedancia de salida es muy baja.
Clases de Amplificadores
Las clases de amplificador son: A, B, AB y D.
En los amplificadores de clase A, las etapas de potencia consumen corrientes altas y continuas de la fuente de alimentación, aunque no exista señal de sonido.
Los amplificadores de clase AB presentan las ventajas de los amplificadores de clase A y B: combinan un bajo consumo con una baja distorsión.
Los amplificadores de clase D se basan en la modulación digital del sonido para utilizar técnicas de conmutación en su etapa de salida.
Existen otros tipos de amplificadores de audio, como los de clase G y clase H.
Ecualizadores y Filtros
Tipos de Ecualizadores
Un ecualizador es un circuito o dispositivo que aumenta o reduce la ganancia de manera selectiva en tres o más bandas.
El ancho de banda de un filtro es el margen de frecuencias que deja pasar. Queda limitado por las frecuencias en las cuales la señal de salida se atenúa 3 dB.
Un ecualizador paramétrico permite modificar, además de la ganancia del filtro, su frecuencia central y su factor de calidad.
Los ecualizadores semiparamétricos pueden ajustar la frecuencia central y la ganancia del filtro, pero no su factor de calidad.
Los filtros ranura (notch) se utilizan para eliminar las frecuencias parásitas.
Ecualización y Análisis de Espectro
El micrófono del analizador de espectro debe ser de tipo omnidireccional para que, de esta manera, integre el sonido directo y el reflejado por las diferentes superficies del recinto.
La ecualización se lleva a cabo ajustando los controles del ecualizador, de manera que la lectura del analizador de espectros sea uniforme para todas las bandas.
Procesadores de Dinámica y Mezcladores
Tipos de Procesadores de Dinámica
Los tipos de procesadores de dinámica más utilizados son el compresor, el limitador, la puerta de ruido y el expansor.
El compresor atenúa las señales de entrada que exceden de un nivel de señal prefijado (umbral). Las señales de nivel de entrada inferior al configurado no se modifican.
Un limitador es un compresor cuyo nivel de salida máximo está fijado en un punto, por encima del cual la salida es independiente del nivel de entrada y esta permanece constante.
Mezcladores y Ecualización de Recintos
Un mezclador o mesa de mezclas es un equipo formado por un conjunto de canales amplificadores, donde se trata la señal procedente de diferentes fuentes de sonido, de manera que se pueden agrupar a voluntad del usuario.
La ecualización de un recinto es un proceso de calibración del que depende que la respuesta obtenida en la sonorización del mismo sea espectralmente plana.
Un procesador de dinámica es un dispositivo electrónico que modifica, a voluntad del usuario, el margen dinámico de una señal.