ABC sobre ecualizadores y filtros Prof. Mario de Oyarbide
Rioja 1731 -Tel 54-341-426-2666 / 2000 Rosario - Rep. Argentina /
[email protected] / www.cetear.com Ministerio de Educación y Cultura de la Provincia de Santa Fe - Disposiciones Nros. 282/98 - 65/01 ¨ ISBN Nº 950-673-196-9 .
CURSO DE INGENIERIA DE SONIDO TECNICAS ARTE Y SECRETOS DE LA MEZCLA PROFESIONAL - CETEAR EDITORA Prohibida la reproducción total o parcial del contenido de esta obra - Copyright 2001 - Derechos Reservados
deficinión - velocidad - altura
PARAMETROS BASICOS DEL SONIDO. DEFINICIÓN. El sonido es una perturbación que se propaga en el aire. Las moléculas del aire se comprimen y por ser elásticas, al tratar de recuperar su forma original, van empujando las vecinas, creando una onda de propagación. El ejemplo más facil de visualizar es, cuando tiramos una piedra a un estanque de agua quieta. La piedra empuja las moléculas de agua y éstas luego tratan de recuperar su posición original, originando la onda que vemos en la superficie. En el caso del sonido, aunque no lo podemos ver, se generan esferas de aire comprimido y expandido, que se propagan en todas direcciones a velocidad constante. VELOCIDAD DEL SONIDO : El sonido se propaga a una velocidad de 345 m/seg a una temperatura de 23 C . Este valor
disminuye 0.6 m por cada grado que disminuye dicha temperatura por lo que algunos textos dan como valor 340 m/seg a 15 C
ALTURA. Este parámetro es el que produce la sensación grave-agudo y se mide por la cantidad de vibraciones por segundo. Esto es lo que llamamos frecuencia y ésta se mide en unidades llamadas Hertz (Hz.) En los siguientes esquemas podemos ver el oscilograma de una onda en distintas frecuencias.
A medida que el sonido vibra más veces por segundo el mismo se hace mas agudo. Una frecuencia de 440 Hz significa que la vibración es de 440 ciclos en cada segundo. La medida 440 Hz corresponde a la nota musical A4 (La de la 4ta octava) y se toma como referencia para el cálculo de las otras notas. Para calcular la frecuencia de cada nota podemos cambiar de Octava (12 semitonos) simplemente multiplicando o dividiendo por dos. Por el A4 440Hz A3 220 Hz. Para el cálculo de las otras notas multiplicando por la constante 1,0594631 (raiz 12 de 2 ). Por ejemplo A4 = 440 Hz. Para subir un semitono Bb4 = 440 Hz x 1.0594631 = 466 Hz.
El sonido audible para el hombre va de 20 Hz para los sonidos mas graves hasta 20.000 Hz. para los más agudos. w w w . c e t e a r . c o m Página
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volumen - timbre
En la carpeta ej. de audio podemos oir algunos ejemplos de distintas frecuencias. 31 Hz - 62 Hz - 125 hz - 250Hz - 500 Hz - 1KHz - 2KHz 4 Khz - 8KHz - 16 Khz. VOLUMEN. La intensidad o volumen del sonido depende de la magnitud de la perturbación. El ejemplo más cotidiano es el de una ola. Cuanto más alta es mayor su fuerza. En el caso del sonido el parámetro que nos da la intensidad o volumen es llamado amplitud, y su magnitud se expresa en unidades llamadas decibeles (dB) En los siguientes esquemas podemos visualilzar el oscilograma de una onda con distintos valores de amplitud. amplitud amplitud
amplitud
TIMBRE. Este parámetro es al que determina la diferencia entre un tipo de sonido y otro. Esto estará dado visualmente por la forma de onda. En el esquema podemos ver un par de ciclos de la forma de onda de una flauta y un saxo. flauta
flauta
Saxo
Saxo
La forma de onda de un sonido periódico puede descomponerse en la suma de varias ondas senoidales básicas, constituidas por una frecuencia fundamental y la suma de los múltiplos de la misma. Estos son los llamados armónicos. De la w w w . c e t e a r . c o m Página
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formación del timbre
amplitud
misma forma que un color, puede ser formado a partir de la suma de otros tres, la forma de onda es la suma de ondas senoidales de distinta frecuencia y amplitud. Para comprender este concepto vamos a crear un sonido a partir de la suma de una frecuencia y sus armónicos. Si tomamos por ej. Una onda de 220 Hz y le sumamos en forma gradual una de 440 Hz, tendremos un resultado que irá variando de acuerdo a la amplitud de esta última. Cuanto más intenso sea el 2do. armónico (la fundamental se considera 1er armónico) más se oirá, y será también mayor la modificación de la forma de onda original, generando una nueva. En el esquema podemos ver la evolución de la forma de onda en el tiempo y también oir el audio (ej 01)
tiempo
1 seg.
3 seg.
5 seg.
7 seg.
amplitud
tiempo 1 seg.
3 seg.
5 seg.
7 seg. tiempo
amplitud
Si ahora a esta última le sumamos un nuevo armónico de 660Hz (3er. armónico 220Hz x 3) y vamos aumentando la amplitud, tambien oiremos cada vez más el nuevo, y también será mayor el cambio en el dibujo de la onda. Audio ej02.
1 seg.
3 seg.
5 seg.
7 seg. tiempo
amplitud
Finalizando agregaremos ahora el 6to armónico de 1320Hz. (6to. armónico 220Hz x 6 Siguiendo el mismo procedimiento , aumentando gradualmente su amplitud. Audio Ej03
1 seg.
3 seg.
5 seg.
7 seg. tiempo w w w . c e t e a r . c o m Página
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ecualizadores y filtros
1er. Armónico
2do. Armónico
3er. Armónico
6to. Armónico
amplitud
Podemos representar este ultimo sonido que hemos construido por sus componentes armónicos de la siguiente forma.
220
440
660
1320
frecuencia
En esta simple muestra compuesta por cuatro armónicos, una variación que se produzca en la amplitud de cualquiera de ellos incidirá en forma de onda resultante, cambiando, sutil o radicalmente el sonido tratado. ECUALIZADORES Y FILTROS.
amplitud
Los ecualizadores y filtros son dispositivos mediante el cual podemos modificar la amplitud en más o en menos de un grupo de armónicos que forman parte de un sonido dado. Para poder visualizar la forma en que trabaja, imaginemos un sonido constituido por una frecuencia de 100Hz con una gran cantidad de armónicos de igual amplitud. Imaginemos que este esquema representa el sonido original que queremos ecualizar.
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
amplitud
Si nuestro dispositivo tuviese con un control en la frecuencia de 2KHz y enfatizamos la misma se produciría lo que vemos en el esquema siguiente:
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
w w w . c e t e a r . c o m Página
06
ecualizadores - parámetros
amplitud
Si en cambio recortamos la misma tendríamos :
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
ECUALIZADORES - PARAMETROS.
amplitud
Control de ganancia : Este control nos permitirá determinar la cantidad de decibeles en más o en menos que queremos modificar. En el primer esquema podemos ver en el rectángulo sombreado la cantidad de eq. aplicada en cada caso, siendo mayor en el segundo. Ganancia
200
500
1K
2K
amplitud
100
5K
10K
12K
10K
12K
Ganancia
100
200
500
1K
2K
5K
amplitud
Control de Frecuencia : Nos permite elegir la frecuencia sobre la cual queremos trabajar.
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
Ancho de banda : Permite determinar cuantas frecuencias vecinas a la elegida, serán modificadas por el eq. Generalmente se expresa mediante un número llamado Q el cual se
obtiene de dividir la frecuencia central por el ancho de banda. Asi por ejemplo si la frecuencia central es 1000Hz y el ancho de banda de 2 octavas (500Hz a 2000hz) Q será igual a 1000Hz/ w w w . c e t e a r . c o m Página
07
ecualizadores - tipos
amplitud
2000Hz-500Hz o sea 1000/1500 = 0,66.
Ancho de banda
200
500
1K
2K
amplitud
100
5K
10K
12K
10K
12K
Ancho de banda
100
200
500
1K
2K
5K
ECUALIZADORES - TIPOS Gráficos : Son aquellos con frecuencias fijas, siendo el más simple el típico control de tonos grave agudo. Tenemos también los de uso más común como el de 10 octavas y más profesionales como el de tercio de octavas de 30 bandas. En las figuras podemos ver un eq. de 3 bandas (low, mid, hi), 10 y 30 bandas.
Paramétricos: Son aquellos que permiten elegir una frecuencia para luego ser w w w . c e t e a r . c o m Página
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filtros - LPF
ecualizada. En elgunos casos también es posible elegir el ancho de banda.
Semiparamétricos: Iguales que los paramétricos pero la posibilidad de elección de frecuencias es en un rango determinado. FILTROS Estos dispositivos son similares a los ecualizadores y trabajan sobre una porción del espectro armónico. Filtro LPF (Low Pass Filter) El dispositivo trabaja sobre una frecuencia de corte (cut-off frequency ), dejando pasar todo el espectro que se halla debajo de la frecuencia de corte, eliminando el registro agudo por encima de ella. En algunos casos es posible encontrar un parámetro llamado pendiente de corte, el cual establece la cantidad de db de recorte por octava. (Por ej LP12, LP24 los números expresan la cantidad de dB de recorte por octava.) En las siguientes figuras podemos ver un LPF con pendiente más suave en el primer caso y mas abrupta en el segundo. Según el dispositivo suele abreviarse como LPF o
.
amplitud
simplemente LP.
cut-off freq. 5KHz
200
500
1K
2K
5K
amplitud
100
10K
12K
cut-off freq. 5KHz
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
También es habitual un parámetro llamado resonancia, el cual acentúa las w w w . c e t e a r . c o m Página
09
filtros - HPF - BP - BN
amplitud
frecuencias que están cerca del cut-off, produciendo un típico sonido sibilante.
Resonancia cut-off freq.
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
amplitud
Filtro HPF (High Pass Filter) El dispositivo, al igual que el anterior, trabaja sobre una frecuencia de corte (cut-off frequency ), dejando pasar todo el espectro que se halla por encima de la frecuencia de corte elegida, eliminando el registro grave por debajo de ella. Según el dispositivo suele abreviarse como HPF o simplemente HP.
cut-off freq. 500Hz
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
amplitud
Filtro de Paso de Banda (Band Pass Filter). Este tipo de filtro establece dos frecuencias de corte, y funciona como un filtro simultáneo LPF y HPF. En el ejemplo de la figura solo se oirán los armónicos comprendidos entre 500 Hz. Y 2KHz.
cut-off freq. 500Hz
100
200
500
1K
2K
cut-off freq. 2KHz
5K
10K
12K
Filtro de Recorte de Banda (Band Notch Filter). Este tipo de filtro establece dos frecuencias de corte, y elimina una banda w w w . c e t e a r . c o m Página
10
filtros - LSF - HSF
amplitud
comprendida entre dos frecuencias. Esto es especialmente útil si queremos eliminar algún ruido indeseable del cual conocemos su frecuencia. cut-off freq. 2,3KHz cut-off freq. 2,1KHz
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
amplitud
Filtro atenuador o enfatizador de graves. (Low Shelf Filter). Este tipo de filtro establece una frecuencia a partir de la cual se enfatizan o recortan todas aquellas que se encuentran debajo de la misma, en la misma magnitud, de la ganancia asignada.
Atenuación 100Hz
amplitud
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
500
1K
2K
5K
10K
12K
Enfasis 100Hz
100
200
amplitud
Filtro atenuador o enfatizador de agudos. (High Shelf Filter). Este tipo de filtro establece una frecuencia a partir de la cual se enfatizan o recortan todas aquellas que se encuentran por encima de la misma, en la misma magnitud, de la ganancia asignada.
Atenuación 11Khz
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
amplitud
Énfasis 11Khz
100
200
500
1K
2K
5K
10K
12K
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reseña
Esta es una reseña de los filtros más comunes utilizados en la práctica profesional. La comprensión conceptual del comportamiento de los mismos, permitirá al estudiante, desenvolverse con cualquier dispositivo mecánico o virtual. La aplicación de estas herramientas en el tratamiento del audio nos dará la posibilidad de manipular el timbre, teniendo como objetivo, el logro de un resultado artístico profesional.
Mario José de Oyarbide Director de Proyecto
Derechos Reservados - 2005
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