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Concepto básicos de la grabación digital de sonido

ENTENDIENDO LA RUTA DE LA SEÑAL DE AUDIO

Parte 1: Conceptos básicos.

 

Por Bill Stunt

La grabación digital de sonidoes el estándar para grabación hoy. En pocas palabras, la ruta de la señal es la ruta que toma el audio desde su origen a un medio de grabación o dispositivo de monitoreo. Esa simple descripción oculta un proceso bastante complejoy, a veces, complicado. Incluso en la ruta de señal más simple, por ejemplo, una grabación directa a disco duro, el audio debe pasar a través de al menos un amplificador y un convertidor A/D. El uso de un mezclador o preamplificadores externos agrega complejidad a la ruta.

Para mezclar ese audio con otras pistas se requiere un dispositivo de mezcla complicado o un motor DSP que sume las pistas individuales a través de una matriz de canales, envíos, buses, etc., a una salida maestra. Cada coyuntura a lo largo de esa ruta requiere que el audio pase a través de una serie de circuitos o procesos DSP. Estos deben interactuar entre sí de forma óptima para mantener la integridad del sonido.

 

Un ejemplo

En mi estudio casero, la grabación digital de sonidofluye así:dirijo señales a preamplificadores, luego a una interfaz y DAW, así como a monitores, a veces con compresión externa. ¡Vamos a ver lo que realmente implica esa “configuración simple”!

Micrófonos, DI e instrumentos entran en preamplificadores externos (algunos con EQ y compresión). Las salidas de preamplificador van a mi interfaz de audio, que convierte las señales analógicas a digitales, mientras que divide el audio analógico en un amplificador para monitoreo.

El audio digitalizado va a mi computadora, donde se enruta a través de una estación de trabajo de audio digital(DAW). Esas entradas se procesan a veces mediante plug-ins DSP a medida que se graban.Uso esto para emular el flujo de trabajo analógico y el “sabor”.

Una vez grabado en el disco, el audio se enruta a través de la matriz de mezcla de la DAW. Dentro de esa matriz, puedo crear faders de volumen y paneo, inserciones y envíos, buses, canales FX, canales VCA, múltiples mezclas de monitores y una salida Master. A menudo utilizo una salida analógica DAW para un compresor externo y la devuelvo a través de una entrada de interfaz; a veces, un compresor de hardware puede agregar algo que estoy buscando durante la mezcla.

 

Grabación digital de sonido

El audio mezclado y procesado pasa de la salida maestra de la DAW a la D/A de la interfaz de audio, luego a una salida analógica a un amplificador conectado a los monitores y auriculares de mi estudio.

Como se puede ver, hay muchas coyunturas a lo largo del camino y todas tienen el potencial de tener un efecto positivo o negativo en la calidad del sonido grabado.

 

Como era antes

Los ingenieros de la vieja escuela sabían esto por necesidad; el dominio de todos los elementos de la ruta de la señal era esencial para las grabaciones clarasy limpias. Algunos componentes en la ruta de la señal podrían ser extraños, por no decir nada de las idiosincrasias de la cinta magnética.

Los DAW modernos de hoy hacen un buen trabajo en la gestión de la ruta de la señal de manera transparente. Los DAW y los archivos de audio de 24 bits tienen un mayor margen de maniobra posible de lo que es posible en un sistema analógico. Dicho esto, todavía es muy importante comprender y, a veces, ajustar la ruta de la señal para obtener los mejores resultados. Al incorporar herramientas analógicas en la grabacióny la mezcla digital, algunos expertos de la vieja escuela, al comprender qué sucede con el audio que pasa por varios elementos de tu equipo, teayudarán a integrar esos elementos en su flujo de trabajo de manera efectiva.

 

El camino de menor resistencia

En la grabación digital de sonido, al igual que en la analgógica, cualquier punto en la ruta de la señal donde se puede ajustar o amplificar la señal se considera una etapa de ganancia. Eso significa que los controles de nivel de entrada y salida de algo son etapas de ganancia. De hecho, muchos componentes de audio, reales y virtuales, tienen múltiples etapas de ganancia. Un ecualizador es un ejemplo de ello: ¡no es incorrecto pensar en cada banda como una etapa de ganancia separada!

El proceso de manejode la ganancia, conocido como puesta en escena de la ganancia, es una habilidad de ingeniería fundamental. Para comprender bien la acumulación de ganancia, deberá rodear la cabeza con unas pocas mediciones de sonido fundamentales: relación señal / ruido y rango dinámico. Estos dos a menudo se confunden, pero entender la diferencia es importante. El margen estáasociado con el rango dinámico, y usted también necesita entender eso.

 

Signal-to-noise ratio

La relación señal/ruido es la relación, expresada en decibelios (dB), del piso de ruido de cualquier dispositivo a su nivel máximo de audio antes de que se establezca la distorsión. El noise floores el nivel de ruido autogenerado creado por el circuito… de manera simplista, el sonido de los electrones rebotando alrededor.

El rango dinámico es el rango de amplitud, también expresado en dB, entre la señal más alta que puede manejar un equipo antes de que se distorsione y el nivel en el que los sonidos más silenciosos desaparecen en el piso de ruido. La señal insuficiente expone el ruido inherente en un circuito o proceso. Demasiada señal puede llevar a clipping, distorsión y demasiado poco espacio para headroom enla ruta de la señal.

 

Headroom

Headroom simplemente se refiere a la capacidad de un dispositivo para manejar picos por encima de su nivel operativo normal, a menudo denominado nivel nominal, el nivel en el que un dispositivo o circuito está diseñado para funcionar mientras deja el headroom para picos de audio sin distorsión. Los diseñadores tienen como objetivo unos 20 a 25 dB de espacio por encima de este nivel nominal. Si no se mantienen cerca de los niveles nominales a lo largo de la ruta de la señal, el rango dinámico se reduce, lo que puede resultar en un ruido adicional o distorsión.

 

Manejo de ganancia básica (gain staging)

Dicho claramente, la acumulación de ganancia se refiere a asegurarse de que estássuministrando un nivel adecuado de señal de un componente a otro a lo largo de toda la cadena de grabación. Es absolutamente vital para grabacionesbuenas.

Es deseable tener etapas de ganancia coincidentes a lo largo de la ruta de una señal. Al coincidir, me refiero a que el nivel que ingresa a un dispositivo o proceso debe ser muy cercano o idéntico al nivel que sale (ganancia unitaria). Lograr la ganancia unitaria dentro de un dispositivo o un proceso con etapas de ganancia es bueno. Cuando la ganancia de unidad se mantiene a lo largo de toda la ruta de la señal, es algo muy bueno.

En general, no es una buena técnica aumentar la señal hacia arriba en una etapa mientras se vuelve hacia abajo en la siguiente etapa. Como se mencionó anteriormente, una ganancia de entrada muy baja reduce el rango dinámico y hace que el ruido sea más evidente, y agrega demasiada distorsión o incluso clipping. Estos problemas se exacerban y amplifican (literalmente) en sentido descendente, cuando los componentes posteriores tienen que tratar de compensar una deficiencia en algún punto anterior de la cadena.

 

Grabando en la computadora

Trabajaren la computadora o“dentro de la caja” tampoco teprotege de la acumulación incorrecta de ganancias, este principio se aplica a los circuitos virtuales dentro de tu DAW. Cada entrada virtual, canal del mezclador, envío, bus y plug-in contiene múltiples etapas de ganancia, y los desequilibrios entre ellas pueden dañar tu sonido tanto como los que se encuentran entre las piezas de hardware físico.

 

Manejandoel nivel como un profesional

Incluso en esta era de grabación digital de sonido, muchos de los sonidos que entran en tu DAW comienzan como analógicos, capturados por un micrófono o enrutados a través de un DI a un preamplificador. Obviamente, los instrumentos virtuales y laos samples y loopsse crean o importan dentro de la propia DAW.Como veremos, estos tienen sus propios desafíos. Pero primero, echemos un vistazo a la captura de audio de la fuente.

Al grabar instrumentos y voces, la adaptación de las mejores prácticas de los ingenieros de grabación analógica de la vieja escuela sigue siendo el estándar de oro. Al comparar las nuevas interfaces con las consolas clásicas, no hay diferencias lo suficientemente grandes en cuanto a ruido y espacio para la cabeza como para requerir un pensamiento completamente nuevo. Se aplican las mismas técnicas, sin importar lo que estés usando. Querrásgrabar con una señal razonablemente robusta a la vez que mantiene una cantidad decente de espacio para el headroom: nuevamente, conuna configuración cercana al nivel nominal del dispositivo de entrada, para obtener el mejor S/N y el rango dinámico.

 

En un mezclador analgóico

Si está realizando una grabación a través de un mezclador, es mejor configurar el fader de entrada a ganancia unitaria; Casi siempre habrá algún tipo de marcador visual que lo indique. El nivel de entrada debe ajustarse en la etapa del preamplificador utilizando el potenciómetro de ganancia en la parte superior del strip. Esto proporciona la máxima flexibilidad para realizar cambios pequeños pero críticos con el fader en la mezcla, mientras se mantiene en o cerca de la ganancia unitaria.

Si estásutilizando una interfaz de sonido con una entrada de micrófono o un preamplificador independiente, es posible que no tengasuna indicación de dónde está la ganancia de unidad. Sin embargo, puedessolucionarlo utilizando la medición incorporada de la unidad y los indicadores de picos. Mi práctica es aumentar la ganancia de entrada hasta que la luz pico destelle durante las partes más altas de la señal. Luego apago la entrada hasta que los indicadores de pico dejen de parpadear. Esto debería asegurar un nivel adecuado y mantener una buena cantidad de espacio para los picos.

 

Escuchando

También uso mis oídos, a veces algunos picos no son algo malo. Muchos preamplificadores, presionados un poco en la etapa de entrada, distorsionan de una manera muy musical y agradable. Este recurso ha sido explotado desde los iniciosdel Rock. Como con la mayoría de las cosas, un poco de eso puede funciona muy bien, así que ten cuidado.

Si el dispositivo que estásutilizando para capturar sonidoesun preamplificador o interfazquetieneun control de nivel de salida, puedesusarlo para proporcionar el nivel correcto en la siguiente etapa. Cuando está habilitado para grabar, el medidor de entrada en tu canal o grabadora DAW debería darte una indicación de qué nivel estásaliendo del preamplificador o interfaz. Ajustael nivel de salida del preamplificador/interfaz para obtener el nivel de entrada apropiado para la grabadora o DAW. Incluso si estássobrepasando un poco el preamplificador, para lograr un efecto, puedescontrolar el rango dinámico perdido para el resto de la ruta de la señal asegurándose de quela siguiente etapa de ganancia obtengaun nivel de entrada apropiado.

 

Regla general

Como regla general, es mejor evitar los pads en la cadena de grabación. A veces son inevitables, pero tenen cuenta que un pad toma ganancia desde la parte superior del rango dinámico. El piso de ruido sigue siendo el mismo, por lo que se reduce S/N. Si es posible, usaré un filtro para eliminar las frecuencias innecesarias en un esfuerzo por reducir la ganancia general.

En los días de la cinta analógica, otro factor importante para manejarla ganancia era asegurarse de que un buen nivel se imprimiera en la cinta. La cinta como medio es relativamente ruidosa; niveles de entrada más altos ocultanese ruido. La cinta también reacciona de manera diferente según lo difícil que sea, y los ingenieros inteligentes saben cómo aprovecharla para esculpir el sonido de sus grabaciones.

 

Diferenencias de la grabación digital de sonido

El medio digital es mucho más neutral, pero, a diferencia de la cinta, no hay ganancia sónica que se pueda obtener mediante la saturación: los altos niveles de entrada no producen una saturación o distorsión sutil, solo un duro clippingdigital. Por otro lado, muy poca señal, en el ámbito digital, tiene el potencial de ser anémica y ruidosa debido a la reducción de la resolución.

Este último no es un problema tan importante como lo fue en los primeros días del audio digital. Los dispositivos anteriores alcanzaron un máximo de 16 bits y también sufrieron una distorsión deficiente o inexistente en el proceso de conversión. Las velocidades de bits más altas y los mejores convertidores y motores de mezcla basados en matemáticas de punto flotante han mejorado enormemente las cosas en el frente digital. Dicho esto, creo que todavía tiene sentido práctico seguir con la fórmula de la vieja escuela para establecer niveles de entrada.

 

Arreglándoloen la mezcla

Los mezcladores analógicos están diseñados para que las salidas de varias etapas (preamplificadores, ecualizadores, compresores, inserciones, etc.) coincidan con la entrada de lo que sigue en la ruta de la señal si se mantiene la ganancia unitaria. Los motores de mezcla digital también están diseñados de esa manera, pero en el mundo digital es sorprendentemente fácil alejarse de la ganancia unitaria.

Como se mencionó anteriormente, el audio digital moderno tiene enormes cantidades de espacio para headroom.¡Es fácil tener una señal muy caliente en una o más pistas de tu mezcla sin escuchar ninguna distorsión en los canales individuales! Los culpables comunes incluyen sintetizadores o instrumentos virtuales ejecutados a una velocidad MIDI completa, loopscon niveles pre-normalizados y una técnica de grabación simplemente mala.

 

En contexto

Estas señales calientes pueden sonar bien por sí mismas, pero una vez colocadas en una mezcla y enrutadas a través de plug-ins, etc., pueden comenzar a causar estragos sónicos. Esto puede revelarse de maneras sutiles.Es posible que no lo escuchescomo distorsión o ruido necesariamente, pero definitivamente degradará la calidad de tus grabaciones mientras las compensascon una mala técnica.

Al compensar una señal demasiado caliente al bajar un atenuador de mezclador virtual, se degrada la ruta de la señal, ya que no está reclamando ningún espacio libre. Bajar el fader tampoco reduce la señal que entra en los plug-insque inserta en ese canal. Muchos plug-insno manejan niveles altos con elegancia.Curiosamente, eso me parece más evidente en los plug-insque emulan equipos analógicos.

 

Soluciones

Una solución mucho mejor es atenuar el sonido más cerca de la fuente. Para el audio demasiado caliente, voy a la vista de forma de onda en mi DAW y ajusto el volumen allí. Algunos DAW permiten hacer esto visualmente, otros por medio de un diálogo. Los instrumentos virtuales están mejor controlados por nivel dentro del propio VI (cada softsynth tiene un botón de salida maestro).

También es fácil aumentar la ganancia sin saberlo cuando se usan plug-ins. Los ecualizadores con una o más bandas configuradas para incrementos significativos, y los compresores con demasiada gananciamakeup, son los culpables particulares. Estas señales sobreprocesadas pueden pasar fácilmente al siguiente paso en la ruta de la señal.

Afortunadamente, la mayoría de los plug-ins tienen controles de nivel de entrada y salida. Si se necesitan grandes refuerzos de EQ, bajael nivel de salida para compensar. Los compresores pueden ser sigilosos: muchos desarrolladores agregan un par de dB de ganancia makeupa sus presets. Unose deja seducir por el sonido más alto, pero al mezclar, puedesterminar tratando de compensar el volumen adicional bajando el deslizador del canal. La mejor opción es bajar la salida del compresor o cancelar tu ganancia de recuperación.

 

Otro problema

Otro problema común de gain staging (analógica o digital) es la sobrecarga de la sección maestra. A menudo, la solución es poner un limitador al final de la cadena para evitar el clipping, pero el daño ya está hecho en ese punto. Una mejor opción de sonido es construir tu mezcla con los niveles adecuados y obtener una puesta en escena en todo momento. También es una buena práctica agrupar pistas o asignarlas a buses o VCA. Controlar el nivel de esas submezclas es una técnica eficiente y de buen sonido para administrar la ganancia en la salida maestra.

 

Conclusión

Lo que le he dado aquí es una buena introducción y un punto de partida para manejarlas ganancias y obtener las mejores grabaciones posibles. Ningún artículogeneral puede cubrir cada ruta de señal, pero estos conceptos básicos casi siempre se mantendrán como verdaderos.

En la Parte 2, hablaré sobre cómo administrar tu ruta de señal de una manera que imita lo que hacen los principales ingenieros y productores. A menudo incorporan un flujo de trabajo que reúne dispositivos de grabación analógicos y digitalesy técnicas de todas las épocas para producir grabaciones que sean verdaderamente modernas y atemporales. Hasta entonces.

 

Jan 4, 2019 @ 10:00 pm

Audio Digital