Alguna vez has sentido que mientras mas canales sumas en una consola de audio peor se oye?
El Contexto…
Desde los tiempos AnaMonoLogoFónicos, en la edad de los tubos y pre-transistores, han habido cosas que separan a los equipos de audio de “niños” y los de “hombre”. Cuando hablo de niños o de hombres debes pensarlo bajo la premisa del dicho popular que dice: La diferencia entre los juguetes de niños y los de hombres es el precio”. Entre las cosas tradicionalmente mas destacadas y apreciadas en una consola de audio que separa unas de otras son el Preamp y los Filtros/Ecualizador (Eq).
Para el beneficio de los que rápido piensan que una consola es un aparato para videojuegos o la parte que separa los dos asientos delanteros en un carro, debemos empezar definiendo un poquito que es una consola de audio. Una consola de audio es un aparato que nos permite manipular y combinar diferentes señales de múltiples fuentes de sonido, obteniendo una o mas señales combinadas en la salida del mismo aparato. La esencia de una consola se compone de preamps que levantan las señales de manera individual a un nivel operacional apropiado, filtros que recortan frecuencias en exceso, ecualizadores que disminuyen o exageran el nivel del audio por frecuencias, y la sumatoria en donde se decide como se combina todo en una sola señal de salida. En el caso de una consola digital debemos incluir convertidores de análogo a digital y viceversa.
Desde siempre hablamos de que el Preamp o Eq tal es mejor que el otro y que el otro es menos bueno que aquel…. etc. etc. Claro, todo expresado en una jerga de letras y números que parecen oraciones de Pitágoras. Pero en el mundo analógico la sumatoria pasaba por desapercibido, por que la misma se nos hace transparente y termina siendo algo en lo que el usuario final ni piensa. El hecho de que uno como usuario no le preste atención a la sumatoria no le resta importancia porque allí es donde se define el headroom y la limpieza de la consola, además de que altera el color del sonido. El color varía en la sumatoria analógica por que en el proceso de sumar se le resta nivel a la señal de audio, por lo cual hay que pasar la señal por un tipo de preamplificador para levantar de vuelta el nivel. Headroom es la cantidad de dBs usables que te quedan entre el nivel ya usado y el punto de distorsión de un aparato.
Las conversaciones del tema de la sumatoria entre usuarios empiezan a surgir y tomar importancia con la llegada del DAW (Digital Audio Workstation) al mercado. Un DAW es el equivalente o un sustituto virtual de una gran parte de los aparatos físicos que se usan en un sistema de sonido para grabación. Dentro de un DAW, tienes todo menos transductores, preamps, convertidores análogo a digital y viceversa, y amplificadores de potencia. UN DAW es comparable a un simulador de vuelo, con la diferencia de que en el DAW al final obtienes el producto deseado. En cambio, con el simulador te quedas en el mismo sitio y no va mas allá de una experiencia.
En la actualidad las conversaciones de sumatoria aun se circunscriben mayormente al ámbito de los DAW en donde; Sumar o no sumar analógicamente es la pregunta, a lo Shakespeare. Aunque el asunto de la sumatoria tomó relevancia con el advenimiento de los DAW, en el mundo de las consolas digitales pasó por desapercibida la importancia de la sumatoria en su llegada al mercado. Hoy en día no muchos usuarios tienen en mente que la sumatoria impacta la calidad del sonido en una consola digital. A diferencia de cuando trabajas con un DAW, en una consola es difícil brincar la sumatoria con un método alterno, razón por la cual no surge en la creatividad como opción viable el hacerlo. Aunque en teoría es viable el usar sumatoria analógica con una consola digital, en la práctica no es rentable ni necesariamente eficiente. La solución? Sumadores digitales de alta resolución y rango dinámico aun cuando la captura del audio se haga en 24 bits. Rango dinámico es la diferencia en dBs entre el nivel mínimo y el máximo en que puede operar un aparato ante de llegar a distorsión.
El meollo…..
Es muy común escuchar técnicos hablar de cómo X consola digital se ahoga cuando se empiezan a sumar mas canales, perdiendo calidad de audio. TIENEN TODA LA RAZÓN. Ese problema también lo encontré, y les quiero compartir las técnicas que utilizo para sobrellevar la situación. Sin adentrarme mucho en lo técnico quiero hablar de las diferencias en las consolas digitales que hacen que unas se ahoguen más y otras menos o casi nada en la sumatoria. A la hora de hablar de sumatoria digital el hecho de que el juguete tenga precio de niño o de hombre no tiene nada que ver. La diferencia esta en la forma en que se hacen los cálculos en el DSP.
En el audio digital PCM que usamos, hay dos formas de manejar los cómputos, con bits flotantes o con bits a punto fijo. El manejo de bits a punto fijo también se puede hacer a doble precisión. Ese elemento del manejo de los bits es lo que hace la diferencia en que una consola distorsione más fácilmente en la sumatoria que otra. Una consola a 24 a punto fijo tiene 144 dBs de rango dinámico y los mismos 24 bits a punto fijo pero a doble precisión (48-bit) te da un rango dinámico de 288 dB. Una consola a 32 bits a punto fijo tiene 192 dBs de rango dinámico en cambio, 32 bits flotantes te da un rango dinámico aproximado de 1500 dBs.
Esa diferencia en el rango dinámico hace que las consolas con cálculos en bits con puntos fijos distorsionen más fácilmente al aumentar el numero de canales activos por tener una sumatoria con headroom más bajito. Cuando operas un canal con la mayor ganancia posible de un audio convertido a 24 bits con el fader del canal en unity gain, ya estas ocupando hasta 144 dB del headroom existente en la sumatoria. Unity gain es el punto físico del fader en donde el nivel de la entrada y la salida del canal es igual. A esos 144 dBs del canal en unity gain súmale que cada vez que duplicas la cantidad de canales activos añades hasta hasta 3 dBs a la exigencia que le haces a la sumatoria. Y si operas los faders sobre el unity gain mas rápido aun te consumes los 192 dBs de rango dinámico de la M7CL. Resultado….. Distorsión.
Por otra parte y como todo en la vida, ese rango dinámico elevado de las computaciones con puntos flotantes no viene sin un precio, viene acompañado con una contra parte que puede comprometer el audio. La computación flotante hace que surjan imprecisiones en los cálculos que afectan mayormente el sonido de las frecuencias debajo de 100hz entre otras cosas. Por esa razón hay consolas que describimos como agresivas o con fuerza y algunos las preferimos.
Si desea ampliar en el tema te sugiero las siguientes lecturas:
http://www.rane.com/pdf/old/note153.pdf
http://calrec.com/wp-content/themes/calrec/pdf/Myth-of-the-Floating-Point.pdf
La encrucijada…. La practica
En lo personal me gusta más el sonido agresivo y eso influye en mi selección de consola, aunque pierda headroom en el master. Para hacer la cosa más interesante aun agreguemos lo siguiente: cuando eres un ratón de estudio, experimentas mas fácilmente y aprendes que la estructura de ganancia altera el color y la calidad del sonido. Yo tengo la preferencia de operar los preamps (que siempre son analógicos) y la conversión de análogo a digital con el nivel mayor posible sin llegar a distorsión. Pero como hablamos anteriormente es muy fácil consumir el headroom del master y más aun cuando se trabaja la estructura de ganancia de esa manera. Que hacer entonces?
Alternativas aparentes y comunes:
1-Bajar los preamps:
Puedes operar tus ganancias de preamps a niveles muy bajos y evitar distorsión en la sumatoria. Pero si bajas los preamps, pierdes los beneficios de una estructura de ganancia optima al usar menos bit en la conversión de análogo a digital. El nivel bajo en el Preamp cambia el color del mismo, sobretodo si el Preamp genera la tan deseada distorsión armónica y la alteración de trasientes cuando hay transformadores envueltos, algo que típicamente nos gusta.
Por cierto hay consolas que vienen calibradas con los metros e indicadores registrando el 0 dBfs hasta 6 decibeles por debajo de lo que realmente es el punto de distorsión, haciéndote creer que tienen mas headroom en el canal y en la sumatoria. Sin tu saberlo, en ese tipo de consolas engañosas no le sacas el máximo provecho a trabajar la señal caliente si así lo deseas por piensas que estas cerca del punto de distorsión. Tampoco usas la mayor cantidad de bits en la conversión por nivel bajo.
Conclusión: No es opción para mi bajar el nivel del Preamp porque usas una menor cantidad de bits. Usar la mayor cantidad de bits en la conversión de análogo a digital trae mayor calidad de sonido.
2-Bajar el Master fader:
Cuando bajas el master puedes controlar el nivel de salida lo suficiente como para poder operar el fader de lo canales cerca de unity. El problema esta en que aunque veas el metro del nivel de salida marcando bien no resuelve la distorsión. La razón es que el control de master esta después de la sumatoria y la señal ya llega distorsionada al master.
Como evidencia de esto has la siguiente prueba; en una consola M7L, que opera en 32 bits a punto fijo, baja el master fader completamente y luego levanta la mayor cantidad de faders con señales con un nivel alto y vas a observar que el indicador de clip del master va a marcar distorsión de igual manera. El indicador de Clip se va a iluminar como adorno navideño porque registra que la sumatoria esta distorsionada aun cuando el metro esta marcando que no hay audio presente en la salida.
Conclusión: Bajar el master no corrige el problema de la distorsión en la sumatoria porque el master recibe el audio después de que la suma haya sido hecha.
3-Operar con los faders muy por debajo de unity gain:
El termino unity gain se refiere a ese punto físico en donde colocas el fader en donde no hay ganancia ni atenuación de nivel. Si operas tus preamps calientes (alto nivel) y tu master se encuentra en unity y solo subes los fader de los canales lo necesario es segurísimo que no vas a distorsionar la sumatoria y menos la salida del master, El problema que vas a encontrar es que los faders van a quedar en unas posiciones físicas en donde cualquier movimiento que hagas es muy drástico. Los faders en las consolas son logarítmicos y su forma de reaccionar es que mientras más cerca estés del nivel máximo, mayor distancia en el movimiento físico del fader hay que recorrer para mover x cantidad de dBs. En cambio, las posiciones del fader mas cercanas a los niveles bajos o negativo infinito, donde no pasa audio, tienen unas respuestas audibles abruptas a movimientos físicos leves.
Conclusión: Operar los faders muy por debajo de unity gain trae imprecisión en los movimientos, lo que no es deseable.
Alternativas Reales para evitar distorsión en la sumatoria:
De las alternativas mencionadas anteriormente, la que está mas cerca de resolver el problema de distorsión por congestionamiento en el master es la ultima, tener los faders a niveles bajitos. Al analizarlo mas profundamente se puede concluir en que si se atenúa en algún punto después de la conversión digital y el fader evitas la distorsión en la sumatoria.
Existen varios puntos en la cadena de audio en donde puedes lograr esa atenuación y obtener todos los beneficios de una estructura de ganancia analógica adecuada. De les siguientes opciones solo debes usar de ellas al mismo tiempo.
1-Trim Digital.
El trim digital es un control de nivel digital que es de las primeras etapas que toca la señal una vez es digitalizada. El mismo lo encuentras en muchas consolas pero lamentablemente no en todas. Con el trim puedes atenuar todos las entradas dejando mas headroom para la sumatoria y a su vez headroom para cuando ecualices, añadiendo cantidades drásticas en el canal. Te sugiero que si tomas la opción de atenuar en el trim, que uses un mínimo de atenuación de 6 dBs a todos los canales menos los retornos de efectos. Aun así no es garantía de que en algún momento puedas necesitar incrementar la atenuación en todos los canales individualmente lo cual es tedioso.
Debes tener precaución porque el hecho de atenuar el trim puede ser confuso para monitorear o decidir al nivel del Preamp, sobre todo, si en la consola no tienes forma de escoger el poder alimentar el metro de nivel o indicadores de distorsión desde el Preamp analógico directamente o en la entrada del convertidor de análogo a digital antes del Trim.
Recientemente me encontraba en un evento y uno de los compañeros con el que compartíamos consola me dice que el canal del snare estaba dañado, que sonaba horrible. Cuando me coloco los audífonos lo que sonaba era pura distorsión. De repente observo que el metro marcaba normal pero me percato que el preamp en su escena esta ajustado unos 20 dBs o mas por encima a lo que yo había hecho en mi escena bajo las mismas condiciones. Eso me pareció muy raro porque en mi escena ya el nivel estaba entrando a la frontera del clip. De repente veo que en la escena del compañero el trim tenia una atenuación de unos 24 dBs aproximadamente. Siendo una consola tan configurable como la que teníamos debo asumir que el metro no leía el nivel desde el preamp analógico, de lo contrario hubiese sido fácil percatase de la distorsión en la sección analógica.
Conclusión: Si vas a atenuar el trim en la entrada de todos lo canales asegúrate poder monitorear o tener lectura de niveles o clip antes de dicho trim registrando así el preamp y el convertidor.
2- Proceso del canal.
Aunque parece obvio, se nos escapa a veces que en varias de las consolas, los procesadores del canal también tienen atenuadores. Atenuar en alguno de los procesos del canal, ya sea en el ecualizador o el compresor te puede ayudar a evitar distorsión en la sumatoria. Tiene los mismos inconvenientes que hacerlo en el trim digital pero con la ventaja de que no te engaña en el metro de nivel del preamp.
Hacerlo en el nivel de entrada del Eq (ecualizador) es posible siempre y cuando el eq tenga dicho control. En los Eq digitales el nivel de entrada es un control lógico porque el Eq en si mismo altera niveles y lo puedes distorsionar. Si le atenúas la entrada del eq vas a tener mayor headroom tanto en la sumatoria como en el mismo eq, lo cual es muy bueno por que te puedes despreocupar de estar pendiente en si el eq distorsiona o no. También te recomiendo un mínimo de atenuación de 6 dBs a todos los canales menos los retornos de efectos
En el caso del compresor es igual pero muchos de los compresores son diseñados con el control de salida para compensar el nivel no te permiten atenuar, solo añadir ganancia. En otras palabras, no en todos los compresores se puede hacer el trim que buscamos.
El único detalle con esta practica en el Eq o Compresor es que pierdes el poder comparar el sonido cuando el procesador este activo o no. Comparar con bypass es una muy buena practica de realmente saber si suena mejor lo qué haces o no, pero para que sea efectiva debe mantenerse parejo el nivel audible percibido cuando comparas. Si el nivel no esta parejo tu cerebro te engaña fácilmente ya que uno tiende a inconscientemente pensar que lo que tiene mayor nivel suena mejor.
Conclusión: Puedes utilizar el control de nivel de algún procesamiento del canal como atenuador para evitar que se distorsione la sumatoria si es necesario, pero no podrás hacer comparaciones en bypass.
3-VCA o DCA
El uso del VCA en una consola Digital es heredado de las consolas análogas. VCA significa Voltage Controlled Amplifier y te permite subir o bajar el nivel de una señal haciendo referencia a una señal diferente a la que al VCA controla. Antes de que existiesen los faders motorizados se usaba el VCA como una manera remota de controlar el nivel en una consola para propósitos de automatización. En una consola con VCA el audio no pasa por el fader. Lo que controla ese fader es un voltaje que le indica al VCA el nivel de salida ya sea atenuando o aumentando la señal de entrada. DCA es una variación del término de la misma funcionalidad en una consola digital pero adaptada a que es un medio digital.
Tanto en consolas las análogas como las digitales una de las funciones más comunes del VCA es controlar los faders en grupos manteniendo la relación exacta entre los fader individuales que componen el grupo por qué físicamente no se mueven. Como el VCA te permite subir el nivel remotamente manteniendo el fader físico del canal en el mismo lugar físico, lo utilizo como control de nivel general pre-sumatoria de canales. La forma de evitar distorsión en la sumatoria usando un VCA es asignando a un mismo grupo VCA todos los fader que suman al master y que no son retornos de un efecto post-fader. De esa manera, mantengo mi master y mis canales con posiciones físicas en la marca de unity o lo más cerca posible de unity. La importancia de estar físicamente cerca de la posición de unity en el fader es que en esa área es en donde más precisión y sutileza obtienes de los movimientos en el fader. Mientras más canales sumes más bajo debes operar el VCA general asignado para que la sumatoria no distorsione.
En términos prácticos, mi forma de verlo es que mi control maestro de nivel de la mezcla es el VCA, y el Master en donde aterriza todo como el control de nivel para las bocinas. El usar el VCA te permite ajustar el nivel que llega a la sumatoria en un solo control haciendo fácil el proceso de controlar alguna distorsión en la sumatoria que surge en el camino. Otra ventaja del VCA es que puedes asignar un mismo canal a varios grupos VCA manteniendo la funcionalidad para lo que usualmente se ocupan el resto de los VCA. Cuando tienes el VCA master también puedes insertar procesadores como un compresor en el master regular de audio sin que distorsione por que la señal ya llega atenuada. Por cierto, el compresor del master yo lo prefiero en pre- fader para que ningún ajuste en el nivel hecho en el master fader me altere la cantidad de compresión aplicada a la señal.
Conclusión: En mi experiencia la mejor y más práctica cura para un master distorsionado es un grupo VCA que cubra todos los canales usados y no el master fader.
Resumen…….. para evitar distorsión en la sumatoria
A diferencia de lo que ocurre con los equipos analógicos, en el mundo digital, la brecha en calidad sonora entre un equipo de “hombre” y uno de “niño” no es tan grande. En el caso de las consolas digitales, una de las cosas que marca una diferencia en el resultado sonoro en una consola es la sumatoria. Dependiendo del tipo de cálculos hechos para la sumatoria, vas a tener un margen mas alto de sumar canales antes de llegar al punto de distorsión. En cambio, una consola con un headroom bajito no implica calidad de audio inferior, por el contrario, el headroom bajito se debe a que los cálculos hechos a punto fijo son mas precisos y se reflejan en un sonido mas robusto. Aun así, hay formas de manejar la distorsión en la sumatoria manteniendo una estructura de ganancia adecuada.
Como con muchas cosas en la vida, siempre hay una opción o solución, es cuestión de tomarse el tiempo de encontrar la que mejor te sirve. Espero que lo aquí planteado te sirva para encontrar la opción que mejor se acomode a tu estilo de trabajo en relación al equipo que operas. Pero si me preguntas a mi y si lo tienes a tu disposición, un VCA es el mejor punto para controlar el volumen de entrada a la sumatoria para no llegar al punto distorsión.
Yamil Martínez
Recording Engineer & Producer
Copyright: 15 de abril de 2017
Imagen: Diagrama de una Yamaha M7CL propiedad de Yamaha Corporation
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