Flujo de señal de audio

El flujo de señal de audio es la ruta que sigue una señal de audio desde la fuente hasta la salida. ^{[ 1 ]} El concepto de flujo de señal de audio está estrechamente relacionado con el concepto de etapa de ganancia de audio; cada componente en el flujo de señal puede pensarse como una etapa de ganancia .

En los sistemas estéreo domésticos típicos, el flujo de señal suele ser corto y sencillo, con pocos componentes. Sin embargo, en estudios de grabación y salas de conciertos, el flujo de señal puede ser bastante complejo, con un gran número de componentes, cada uno de los cuales puede provocar que la señal no alcance la salida deseada. Conocer cada componente del flujo de señal se vuelve cada vez más difícil e importante a medida que aumenta el tamaño y la complejidad del sistema.

La retroalimentación, también conocida como "retroalimentación aullante", se produce cuando la salida de un dispositivo se conecta accidentalmente a su entrada. Si el dispositivo está amplificando la señal, la salida amplificada se realimentará a la entrada, donde se amplificará de nuevo y se enviará a la salida, donde volverá a la entrada, se amplificará otra vez y se enviará a la salida, y así sucesivamente, indefinidamente. Comprender el flujo de la señal es fundamental para prevenir la retroalimentación.

El siguiente ejemplo mostrará el flujo de señal de un sistema estéreo doméstico típico mientras reproduce un CD de audio.

El primer componente en el flujo de señal es el reproductor de CD , que produce la señal. La salida del reproductor de CD se conecta a una entrada del receptor. En un sistema estéreo doméstico típico, esta conexión será analógica y no balanceada, con un nivel de línea de consumo de -10 dBV, mediante conectores RCA. Al seleccionar la entrada adecuada en el receptor, la señal se dirige internamente a un amplificador que eleva la tensión de la señal desde el nivel de línea hasta la tensión requerida por los altavoces. La salida del amplificador se conecta a los altavoces, que convierten la señal eléctrica en sonido acústico.

La secuencia exacta de elementos en un flujo de señal varía de un sistema a otro. El siguiente ejemplo muestra un flujo de señal típico para grabar a un vocalista en un estudio de grabación.

El primer elemento en el flujo de señal es el vocalista, quien produce la señal. Esta señal se propaga acústicamente hasta el micrófono según la ley del inverso del cuadrado , donde un transductor la convierte en una señal eléctrica. Otros objetos también pueden producir sonido en el entorno acústico, como sistemas de climatización , ventiladores de ordenador, ruido del tráfico, ascensores, tuberías, etc. Estas fuentes de ruido también pueden ser captadas por el micrófono. Por lo tanto, es importante optimizar la relación señal/ruido acústica en el micrófono. Esto se puede lograr reduciendo la amplitud del ruido no deseado (por ejemplo, apagando el sistema de climatización durante la grabación) o aprovechando la ley del inverso del cuadrado; al acercar el micrófono a la fuente de señal y alejarlo de las fuentes de ruido, se incrementa la relación señal/ruido.

Tras pasar por el micrófono, la señal se transmite mediante un cable al preamplificador , que la amplifica hasta alcanzar el nivel de línea . Esto es importante porque se necesita una señal de nivel de línea para alimentar los circuitos de entrada de cualquier otro equipo de procesamiento posterior, que generalmente no podrá aceptar la señal de voltaje extremadamente bajo que produce un micrófono típico.

Para este ejemplo, la señal de salida del preamplificador del micrófono se envía a un ecualizador, donde se puede manipular el timbre del sonido con fines artísticos o técnicos. Algunos ejemplos de fines artísticos incluyen lograr que el cantante suene más brillante, más oscuro, más presente, menos nasal, etc. Algunos ejemplos de fines técnicos incluyen reducir el ruido de baja frecuencia no deseado proveniente de sistemas de climatización, compensar la pérdida de alta frecuencia causada por la distancia al micrófono, etc.

La señal de salida del ecualizador se enviará a continuación a un compresor, que es un dispositivo que manipula el rango dinámico de una señal por razones artísticas o técnicas.

La señal de salida del compresor se envía a un convertidor analógico-digital , que la transforma a formato digital, permitiendo así enviarla a un dispositivo de grabación digital , como un ordenador.

El siguiente ejemplo muestra el flujo de señal de un vocalista que actúa en una iglesia.

El flujo de señal comienza como en el ejemplo anterior: cantante, micrófono, preamplificador de micrófono, ecualizador y compresor. En este ejemplo, la señal fluye hacia una mesa de mezclas, que permite enrutarla a varias salidas. La mesa de mezclas incluye un bus de mezcla principal, que enviaremos al sistema de sonido principal; un bus de mezcla de monitores, que utilizaremos para crear una mezcla de monitores para el cantante; y un bus de mezcla auxiliar, que utilizaremos para crear una segunda mezcla que se enviará al vestíbulo y a la guardería.

En este ejemplo, analizaremos el flujo de señal de un hipotético concierto de rock. En este caso, el concierto no solo cuenta con público en vivo, sino que también se transmite en directo por televisión y se graba, vendiéndose copias al público inmediatamente después de finalizar. Por lo tanto, la señal de cada micrófono se envía a cinco lugares: el sistema de sonido principal, el sistema de monitorización intraauricular para los artistas, el sistema de transmisión, el sistema de grabación y, finalmente, al vestíbulo, los baños y las zonas entre bastidores para que el público pueda escuchar la actuación desde fuera del escenario.

El sistema de sonido de la sala se controlará desde la posición de "Front of House", también llamada "Mezcla". Esta posición suele estar ubicada detrás del público.

El sistema de monitores intrauditivos será controlado por un ingeniero de mezcla de monitores ubicado en el lateral del escenario. Es fundamental que este ingeniero pueda comunicarse con los artistas, por lo que su proximidad a ellos es esencial. A esta posición se la suele denominar "zona de monitores".

La mezcla de sonido para la retransmisión se controlará desde una unidad móvil ubicada en el estacionamiento detrás del lugar del espectáculo.

El sistema de grabación estará ubicado en otro camión, situado junto al camión de transmisión.

En este ejemplo, la mezcla de sonido del vestíbulo, los baños y la zona entre bastidores será controlada por un asistente del director de escena desde la zona entre bastidores.

Para facilitar esta división en 5 vías, se utilizará un divisor de micrófono . Este divisor cumple varias funciones: divide la señal en 5 vías, proporciona alimentación fantasma para micrófonos de condensador y cajas DI activas, y aísla las 5 salidas, evitando bucles de tierra. Evitar los bucles de tierra es fundamental, ya que su gravedad suele aumentar con la distancia. En una red extensa de sistemas de sonido interconectados, como la de este ejemplo, los bucles de tierra podrían volverse peligrosamente graves. Por lo tanto, el aislamiento para prevenirlos es de vital importancia.

Comencemos por rastrear la ruta de la señal desde el divisor hasta el público. La señal sale del divisor, generalmente a través de un cable multiconductor de audio , y viaja hasta la posición de control de sonido. Allí, la señal, aún a nivel de micrófono, entra en un preamplificador de micrófono, que eleva el voltaje de la señal al nivel de línea. En este ejemplo, el preamplificador de micrófono está integrado en una mesa de mezclas. Es común que una mesa de mezclas incluya un control de nivel de línea después del preamplificador. Esto permite ajustar la amplitud de la señal, ahora a nivel de línea. Esto puede hacerse por razones artísticas o técnicas. Una aplicación típica del control de nivel de línea es atenuar señales que fueron amplificadas intencionalmente en exceso por el preamplificador de micrófono. La sobreamplificación de la señal puede causar distorsión en el preamplificador, lo que en ciertas circunstancias puede producir un sonido deseado.

Tras el ajuste de línea, la señal se procesa mediante el ecualizador, el filtro, el compresor, el limitador, el de-esser, el retardo, la reverberación y cualquier otra función de procesamiento de señal disponible en la mesa de mezclas que el ingeniero de mezcla decida utilizar. La señal procesada se envía al bus de mezcla, donde se combina con todas las demás señales provenientes del escenario. El balance de las señales se controla mediante faders.

La mezcla se envía a una de las salidas de la mesa de mezclas y de ahí a un controlador de altavoces. Este dispositivo procesa la señal para optimizarla para el sistema de sonido instalado en el recinto. A continuación, la señal pasa a un rack de amplificadores y, finalmente, a los altavoces.