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El rango dinámico del sonido FM es actualmente Preguntas frecuentes sobre el procesamiento dinámico de audio. Propagación dinámica del sonido en un entorno destructible.

Emmanuel Deruty

“¿Por qué la música sonaba peor?” "Los fans se quejan de que Death Magnetic en Guitar Hero suena mejor que en CD." "¡Incluso los fanáticos del heavy metal piensan que la música actual está demasiado alta!" "Dynamic Range Day anuncia un nuevo movimiento anti-ruidoso". "La muerte del Hi-Fi"... Hay un movimiento creciente en la prensa y en Internet contra las "guerras del volumen", una práctica en la que la gente intenta poner el volumen más alto posible en sus pistas para que los oyentes las sientan más calientes. que los lanzamientos de la competencia. Según estos artículos, las prácticas de masterización imprudentes y, más específicamente, el abuso de los limitadores de pared, ponen la música en riesgo. EN producción moderna Carece de detalles y sacrifica la calidad por el nivel. Bob Dylan dijo en una entrevista de 2006 que “escuchas estos álbumes modernos y suenan brutales. Tienen el mismo sonido en todas partes. No hay claridad ni detalle, ni en las voces ni en nada más. Todo es estático".

¿Pero no es el comentario de Dylan un reflejo del antiguo conflicto entre padres e hijos? Esta no sería la primera vez que la vieja guardia desdeña lo que está haciendo la nueva generación. Aunque también es cierto que muchos ingenieros de audio se suman a la sociedad que prefiere la música “más dinámica”. Pero, ¿dicen objetivamente que este tipo de música es mejor o simplemente prefieren un determinado tipo de sonido? Mi investigación intentará responder a estas preguntas. Descubriremos si la música moderna realmente se ha vuelto más ruidosa y si se ha vuelto menos dinámica. También consideraremos la hipótesis de que el volumen puede ser una característica estilística de géneros musicales específicos, más que "malos modales" motivados por despreciables intereses comerciales. Finalmente, echamos un vistazo más de cerca al infame álbum Death Magnetic de Metallica y descubrimos por qué mucha gente piensa que suena mal.

¿La música está realmente más alta ahora?

Sí, esto es cierto y no hay duda al respecto. Tomemos una gran cantidad de canciones pop famosas grabadas entre 1969 y 2010, normalicémoslas para que los picos estén en 0 dBFS y midamos el valor RMS. Ahora ordenemos todos los valores según el año de lanzamiento de cada canción. El primer diagrama (arriba) muestra los resultados del experimento, ¡y son realmente emocionantes! La línea roja muestra los valores RMS promedio de cada año, y los cuadros muestran la distribución: cuanto más oscura es, más canciones tienen el mismo nivel. Ciertamente ha habido un aumento constante en los niveles promedio entre 1982 y 2005, y las grabaciones actuales son aproximadamente 5 dB más altas que en los años 70.

Es cierto que RMS sólo proporciona información sobre el nivel "eléctrico" o "físico" de un archivo de audio, pero no nos dice nada sobre el volumen que realmente percibimos. Para ello, según las directrices reglamentarias EBU 3341, evaluamos la “sonoridad integrada”. Como puede ver en el segundo gráfico, este valor está bastante correlacionado con RMS y los dos gráficos son muy similares entre sí. Por tanto, el segundo conjunto de resultados confirma el primero.

Usemos otros criterios y repitamos el experimento. Por ejemplo, para describir el comportamiento dinámico de la música, a menudo se utiliza un criterio como el factor de cresta. En términos simples, muestra la diferencia entre los niveles pico y RMS a lo largo de una canción. Es un buen marcador para evaluar la cantidad de compresión aplicada a la música: generalmente, cuanto mayor sea la compresión, menor será el factor de cresta. Algunos profesionales consideran que el manejo cuidadoso del factor cresta es la clave para una masterización exitosa. EN en términos generales De nuevo, cuanto más bajo sea el factor de cresta, más fuerte será la música.

El tercer diagrama muestra la evolución del factor de cresta. Basado en las mismas 4.500 canciones, este gráfico promedio desde los años 80 muestra una caída de 3 dB. Esto fortalece nuestra creencia de que el aumento del volumen que claramente comenzó en los años 90 fue generado por la compresión. Es fácil ver que la evolución del factor de cresta se puede dividir en tres etapas. El primero, de 1969 a 1980, muestra un aumento del factor de cresta, probablemente debido a la mejora de los equipos de estudio, una mejora de la relación señal-ruido y, como consecuencia, una ampliación de su rango dinámico. De 1980 a 1990, el factor de cresta se mantuvo bastante estable. Luego, de 1990 a 2010 (la era de la guerra del volumen), el factor de cresta disminuyó drásticamente.

Finalmente, otro criterio útil e informativo es la proporción de muestras que, después de la normalización, se acercan al techo de 0 dBFS. La alta densidad de muestras muy ruidosas sugiere que el master fue recortado o utilizó un limitador digital de pared de ladrillos. El cuarto gráfico rastrea la densidad de muestras máximas en la misma colección de 4500 pistas. Los dos primeros gráficos muestran que la música sube de volumen; el tercero indica que esto probablemente se deba a la compresión del rango dinámico; y éste ilustra que la compresión probablemente estuvo acompañada de una limitación digital.

¿Cuál es el rango dinámico de la música?

Te sorprenderás, pero esta pregunta es bastante difícil de responder. Intuitivamente, sentimos que el rango dinámico es una medida de cuánto varía el nivel en una composición musical. Intentemos materializar estas conjeturas. El primer gráfico compara los valores RMS de dos canciones: "Fuk" de Plastikman y "Smells Like Teen Spirit" de Nirvana. Evidentemente, el nivel en Smells Like Teen Spirit es más fluido que en Fuk. Y esto no es de extrañar, ya que Plastikman es seguidor del minimal techno, mientras que Nirvana se caracteriza por versos suaves y estribillos fuertes.

Sin embargo, el resultado cambia radicalmente si se utiliza para el análisis una ventana de 100 milisegundos, en lugar de 2 segundos. Con una ventana más grande, la música de Plastikman exhibe un nivel RMS más estable, pero como puedes ver en el segundo diagrama, con un tiempo de integración más corto, aparecen variaciones más intensas en la misma. Esto se debe a los tambores ruidosos y secos. Por lo tanto, si queremos medir objetivamente la “fluidez de nivel”, debemos pensar detenidamente qué escala utilizar.

También surge la pregunta de cómo calcular realmente este nivel de movilidad. En otras palabras, cómo obtener un valor digital que sería una medida de "rango dinámico". Obviamente, podríamos medir la amplitud vertical total de la curva RMS en una escala de tiempo determinada sumando la amplitud de cada movimiento vertical. A primera vista, esto ofrece una imagen ideal: mire nuevamente el primer diagrama, en el que la curva azul parece más móvil que la roja y tiene una amplitud vertical general mayor.

Sin embargo, en la práctica, este método no es fiable. Por ejemplo, un pico aislado en medio de una curva RMS plana distorsionará la medición, dando una representación falsa del nivel de movilidad. hay mas método confiable, utilizado por la UER para evaluar el rango de sonoridad. Consiste en calcular la distribución de valores RMS. Esta distribución se muestra en el tercer diagrama. Luego medimos la "extensión" de la distribución usando el truco, similar al método muestra probabilística del arsenal de estadística descriptiva, dejando solo el 5% de los valores más altos y el 10% de los más bajos. Los resultados del análisis en una ventana de dos segundos muestran una distribución más amplia de RMS para Smells Like Teen Spirit.

Ahora cambiemos la escala y midamos la dispersión RMS en una ventana de 0,1 segundos. Los resultados del experimento se muestran en el cuarto gráfico y nuevamente los resultados son exactamente lo contrario: la propagación en Fuk es mucho mayor que en Smells Like Teen Spirit. Ahora llevemos a cabo el mismo experimento con otros tamaños de ventana. Los resultados se presentan en último diagrama. Curiosamente, la variación de nivel en Smells Like Teen Spirit es siempre mayor, salvo ventanas inferiores a 0,18 segundos. Precisamente en esta época los tambores Fuk tienen una influencia decisiva.

Lo que se muestra en el quinto diagrama es un buen candidato para medir el "rango dinámico" de la música. Ahora digamos que en lugar de utilizar valores RMS, estaremos tratando con algún tipo de unidad de medida de sonoridad percibida, como la mencionada en la recomendación ITU BS 1770. Este es el "rango de sonoridad". Los conceptos básicos de cómo la EBU define el “rango de sonoridad” se encuentran en EBU Tech 3342 y los explicamos en el capítulo “Medición del rango de sonoridad mediante la metodología de la EBU”.

Ahora la única pregunta que queda es si debería utilizarse el término "rango dinámico". No existe una definición oficial para ello y el concepto puede confundirse con el rango dinámico de un medio de grabación, que mide la diferencia entre los niveles más pequeños y más grandes que puede manejar. Por tanto, en este artículo no hablaré del “rango dinámico” de la música. En su lugar, utilizaré términos como "variabilidad RMS" o, más ampliamente, "variabilidad dinámica". Reservaremos el término “rango dinámico” para definir la relación señal-ruido del medio de grabación. Utilizaré el término "rango de sonoridad" estrictamente de acuerdo con EBU 3342, y el término "variabilidad de sonoridad" en todos los demás casos que involucren el concepto de sonoridad en lugar de RMS.

Mi nombre es Louis Philippe Dion, soy diseñador de sonido para Rainbow Six: Siege y llevo siete años trabajando en Ubisoft. Antes estaba haciendo diseño de sonido en Príncipe de Persia y Splinter Cell. También trabajé como gerente de producto para el motor de sonido propio de Ubisoft.

Antes de incorporarme a la industria del juego, trabajé como ingeniero de sonido en el set de varias series de televisión y películas. En mi tiempo libre, he tocado música desde que tengo uso de razón, y desarrollé un amor por los sintetizadores, las guitarras y, de hecho, cualquier cosa que pueda producir sonido.

Como tenía un gran interés en los aspectos técnicos del audio, me incorporé con entusiasmo a la industria de los juegos. Sentí que, en comparación con la televisión y el cine, los juegos ofrecían un mayor margen para la innovación y los avances tecnológicos. Apenas hemos arañado la superficie del potencial del audio interactivo, la mezcla en tiempo real y nuevos algoritmos de posicionamiento, y estoy emocionado de ver lo que nos depara el futuro.

Propagación dinámica del sonido en un entorno destructible.

Hay tres físicas básicas asociadas con la propagación del sonido: reflexión (cuando el sonido rebota en las superficies), absorción (cuando el sonido atraviesa una superficie pero carece de algunas frecuencias) y difracción (cuando el sonido se curva alrededor de los objetos). Su oído nota estos fenómenos todos los días. EN vida real Hay muchos otros factores responsables de la posición esperada de la fuente de sonido, pero me centraré específicamente en la física de la propagación del sonido y cómo la simulamos.

La principal innovación en Siege fue el uso generoso de la difracción; para esto utilizamos el término "obstrucción". Al colocar estratégicamente “nodos de propagación” en el mapa, podríamos calcular el camino más simple del sonido desde la fuente hasta el oyente. La simplicidad del camino depende de varios factores, a saber, la longitud del camino, el tamaño total de las esquinas alrededor y las penalizaciones por el grado de destrucción en ciertos nodos.

Por ejemplo, si la pared no está dañada, el algoritmo no tiene en cuenta el nodo que se encuentra dentro de ella (penalización infinita). Pero si hay un agujero en él, el nodo estará disponible para seleccionar la ruta de propagación. Luego, prácticamente desplazamos la fuente del sonido de acuerdo con la dirección de dichas trayectorias, lo que en última instancia actúa como un análogo de la difracción.

También utilizamos varias estrategias para simular la absorción, llamándola "oclusión". Dependiendo de la fuente, reproducimos una versión silenciada previamente preparada del sonido (por ejemplo, pasos en el último piso) o reproducimos el sonido directamente desde la fuente con filtrado de frecuencia en tiempo real. La segunda opción aumenta la carga de la CPU, por lo que está reservada principalmente para los sonidos de las armas. En la vida real, es posible escuchar la versión absorbida y desviada de un sonido al mismo tiempo, y también las combinamos, dando más información oh ubicación real fuente.

Finalmente, para la reflexión (en nuestra terminología "reverberación") utilizamos una reverberación de impulso. Se trata de una reverberación especial que "escanea" las propiedades acústicas de una habitación real y luego reproduce en ella los sonidos de nuestro juego. En mi opinión, este método está a años luz de las reverberaciones paramétricas tradicionales, al menos a efectos de simulación. Lo único negativo es que debido a la carga de la CPU no podemos usarlo en grandes cantidades casos. Para solucionar esta limitación, "vinculamos" la reverberación a un arma y la reproducimos en la dirección de esa arma, brindando al jugador información más precisa sobre la ubicación del enemigo.

¿Para qué es todo esto?

El entorno destructible fue un gran desafío durante el desarrollo del sistema de propagación del sonido. Una cosa es conducir el sonido por el camino más corto, pero otra muy distinta es cuando el nivel cambia durante el juego, algo que nunca hemos hecho antes. Fue un desafío mantener una alta calidad de audio y al mismo tiempo mantener el rendimiento. Colocamos varios nodos en un entorno destructible y permanecieron cerrados hasta que el objeto fue dañado. Experimentamos una y otra vez con diferentes cantidades posibles caminos de distribución hasta que encontramos el punto medio entre precisión y velocidad.

Curiosamente, los modificadores de la propagación del sonido no sólo funcionan en una dirección: los nodos pueden abrirse y cerrarse. Al levantar barricadas y reforzar las paredes, los jugadores también cambian la ruta del sonido. Estas barreras no necesariamente tienen que cubrir completamente el conjunto; dependiendo de las propiedades del material (madera, vidrio, hormigón, etc.), el sonido aún puede atravesarlo, pero con una cierta penalización. Por ejemplo, se han construido barricadas de madera y metal. diferentes configuraciones silenciar el sonido.

Con el nivel de destructibilidad de Siege, sería un desastre si dependiéramos únicamente de la oclusión sin usar obstrucción. La oclusión en este caso sería un “wallhack” demasiado poderoso. Jugando como defensa, uno podría simplemente destruir tantos muros como sea posible y escuchar exactamente hacia dónde se dirigen los atacantes; no tendrían ninguna posibilidad. Intentamos mantener el sonido lo más preciso posible, pero la simulación de "física real" también aporta al juego capa adicional adivina la ubicación del enemigo, lo que iguala a ambos bandos. Por supuesto, en algunas situaciones este momento puede resultar muy perturbador, pero también lo es la vida real.

Mapa de Hereford

Audibilidad de las acciones del jugador.

El silencio y la inacción son principios clave del juego, e incluso con un cronómetro de tres minutos, los jugadores prefieren escuchar a sus oponentes. De hecho, incluso cuando comenzamos el desarrollo, pensamos que el entorno del juego sonaría bastante poco interesante. Esperar tranquilamente en el dormitorio de una casa suburbana no es una batalla en el fragor de la batalla o una batalla espacial, ¿verdad?

En ese momento, no todos los sonidos se habían agregado al juego y el sistema para distribuirlos se encontraba solo en las primeras etapas de desarrollo. Pero cuando todas las piezas del rompecabezas empezaron a encajar lentamente, nos dimos cuenta de que podíamos lograr algo más serio que una “tensión falsa”. La amenaza que escuchas es real y viene hacia ti. Al abandonar la música ambiental pesada, pudimos aumentar la ansiedad de la atmósfera y crear espacio para brindarles a los jugadores información más precisa sobre el enemigo.

Diagrama de propagación del sonido en el mapa de Hereford.

Prestamos especial atención a los sonidos del movimiento, permitiéndote simplemente escuchar para comprender la ubicación del enemigo; a partir de señales sonoras es muy posible determinar el peso, el blindaje y la velocidad del operativo. Barricadas, aparatos y otros dispositivos también están equipados con sonidos específicos.

Los sonidos que hace el personaje del juego se amplifican por dos razones importantes: en primer lugar, el jugador entiende que está haciendo mucho ruido y que esto puede delatarlo; en segundo lugar, deja claro que debes reducir la velocidad si quieres escuchar. Ésta es la base del diseño de sonido en Siege: moviéndote más lento y escuchando tu entorno, podrás recopilar más información y jugar mejor.

Primer plano de los nodos de propagación

Resultados

Al empezar a trabajar en el proyecto, nuestro objetivo era crear una atmósfera inquietante. En algún momento agregamos música y efectos para esto, pero, como ya dije, mejor idea fue el uso de los propios jugadores como fuentes de sonido. Así que eliminamos todos los sonidos “falsos” y nos centramos en lo que realmente importa.

Hoy, después de un tiempo considerable, todo esto parece obvio, pero veo que los juegos raros rechazan la clásica tensión artificial de la atmósfera. En mi opinión, eliminar los efectos le dio a Siege un sonido distintivo que no solo es agradable al oído, sino que también tiene un impacto significativo en el juego.

¿Qué es el rango dinámico?

El rango dinámico se puede definir como la distancia entre los niveles de señal más bajos y más altos posibles. Por ejemplo, si las instrucciones del procesador indican que el nivel máximo de señal de entrada antes de la distorsión es +24 dB y el ruido mínimo de salida es -92 dB, entonces el rango dinámico total del procesador es 24 + 92 = 116 dB.

El rango dinámico promedio de una orquesta oscila entre -50 dB y +10 dB. Lo que suma 60 dB. Aunque pueda pensar que el rango dinámico de 60 dB es pequeño, después cálculos simples, ¡resulta que +10 dB es 1000 veces más fuerte que -50 dB!

El rango dinámico en la música rock es mucho menor, normalmente de -10 dB a +10 dB, o 20 dB en total. Por lo tanto mezclando diferentes señales En la música rock, ponerlo en una sola mezcla es una tarea bastante aburrida.

¿Por qué necesitamos compresión?

Digamos que estás mezclando un disco de rock que tiene un rango dinámico promedio de 20 dB. Y deseas agregar voces sin comprimir a la mezcla. El rango dinámico promedio de las voces es de aproximadamente 40 dB. ¿Qué significa esto para la mezcla? Las partes vocales que sean demasiado bajas simplemente no se escucharán, y las partes vocales que sean demasiado fuertes sobresaldrán del panorama general. En esta situación, se necesita un compresor para reducir (comprimir) el rango dinámico de la voz dentro de los 10 dB.

En este caso, las voces estarán a aproximadamente +5 dB. Rango: de 0 dB a +10 dB. Las frases tranquilas ahora serán más altas que el nivel de señal más bajo de la mezcla y las frases fuertes no sobresaldrán. Resulta que las voces ocupan su lugar en la mezcla.

El mismo principio funciona para cualquier instrumento de la mezcla. Cada instrumento tiene su lugar en la mezcla, y buen compresor ayuda al ingeniero de sonido a mezclarlos correctamente.

¿Es necesario un compresor para todo?

Generalmente, en respuesta a esta pregunta, escuchas: "¡Por supuesto que no! Las pistas sobrecomprimidas suenan terribles". Esta afirmación es cierta solo en un caso: si escucha claramente cómo funciona el compresor en la grabación. Un compresor costoso y de alta calidad, cuando está configurado correctamente, suena imperceptiblemente sobrecomprimido, esto es una consecuencia de errores en el procesamiento de instrumentos específicos. ¡A menos, por supuesto, que esto se haya hecho deliberadamente para obtener un efecto especial!

¿Por qué crees que todas las mesas de mezclas caras tienen su propio compresor en cada canal? La respuesta es simple: la mayoría de los instrumentos necesitan compresión, aunque sea sutil. Esto les ayuda a ser escuchados en la mezcla.

¿Por qué necesitamos puertas acústicas?

Veamos un ejemplo con voces. Digamos que establece su rango en 20 dB. Los problemas comienzan cuando el compresor amplifica las señales más silenciosas de una pista vocal. De fondo aparecen todo tipo de ruidos no deseados, fragmentos de la banda sonora que llegan al micrófono desde los auriculares, etc. Puede intentar simplemente bajar el volumen durante las pausas, pero esto suele terminar en un completo fracaso. Mucho mejor manera- utilizar puerta de ruido. Podemos establecer el umbral de la puerta de ruido, por ejemplo, en -10 dB, que en nuestro caso corresponde al límite inferior del rango dinámico de las voces. De esta manera, la puerta borrará automáticamente todas las señales no deseadas entre frases a cero.

Si alguna vez ha intentado mezclar una grabación en vivo, sabrá los problemas que hay con la batería, es decir, con el hardware que ingresa a los micrófonos montados en los timbales. Tan pronto como agregas agudos en el ecualizador para hacer que los timbales sean más brillantes, los platillos comienzan a subir. Y esto se escucha especialmente a través de los altavoces de alta frecuencia de los monitores. Si utilizamos puertas en los micrófonos que graban timbales, para que el hardware ya no suene a través de ellas durante las pausas, limpiaremos mucho la mezcla general y la haremos mucho más inteligible.

Tipos de procesamiento dinámico

El procesamiento dinámico es el proceso de cambiar el rango dinámico de una señal para mejorar las capacidades del equipo a través del cual se graba o reproduce la señal. En otras palabras, tenemos la oportunidad de grabar o reproducir la señal grabada sin distorsión y/o ruido, simplificando así la tarea de mezcla.

Compresor y limitador

Contundente, claramente audible y con buena presencia: todas estas son descripciones de señales de audio obtenidas procesándolas con compresores y limitadores.

La compresión y la limitación son formas de controlar el rango dinámico (volumen) de una señal. Las señales de audio tienen una gama bastante amplia de niveles de volumen. Una señal máxima puede provocar una sobrecarga en el circuito de grabación, lo que a su vez provocará distorsión de la señal.

Un compresor/limitador es un tipo de amplificador en el que el nivel de volumen depende del nivel de la señal de audio que pasa a través de él. Al seleccionar cierto valor compresor/limitador, la señal se atenuará automáticamente por encima nivel dado o nivel umbral.

En esencia, la compresión es el proceso de debilitamiento. señal de entrada en una proporción dada. Se utiliza para reducir el rango dinámico de la voz o instrumento musical, le permite grabar sin distorsión. También se utiliza al crear una mezcla, reduciendo la diferencia de frecuencias de cada pista.

Digamos que el vocalista se mueve constantemente frente al micrófono y la señal de salida fluctúa hacia arriba y hacia abajo, lo que suena extraño. En este caso, un compresor solucionará el problema reduciendo el volumen de las frases individuales para que el resultado sea una voz suave.

El grado de atenuación de la señal depende de la relación de compresión y el nivel de umbral. Una relación de 2:1 o menos se considera compresión débil, donde la señal de salida por encima del nivel de umbral se reduce a la mitad. Las relaciones superiores a 10:1 pueden denominarse límites fuertes.

Cuanto más bajo es el nivel de umbral, mayor parte de la señal se comprime (con un cierto nivel señal de entrada). Es importante saber cuándo detenerse, ya que demasiada compresión acaba con la dinámica de la grabación (y algunos ingenieros de sonido la eliminan específicamente como efecto).

La limitación es un tipo de procesamiento de señales que suprime los aumentos repentinos de volumen (saltos de amplitud).

El compresor/limitador se utiliza para muchas tareas de procesamiento de audio, como por ejemplo:

Sonido de bombo batería Puede perderse entre las guitarras eléctricas. Y no importa qué tan fuerte sea la pista, el bombo suena sucio. La compresión enderezará el sonido del bombo contra las guitarras.

La gama de voces en la grabación es bastante amplia. Los picos de sonoridad pueden sobresalir mucho del sonido general. Puede haber muchos picos de este tipo y todos son diferentes, por lo que es casi imposible ecualizarlos con un mezclador. El compresor/limitador controla automáticamente el volumen sin distorsionar las sutilezas de las voces.

El solo de guitarra queda ahogado por el ritmo. No subas el fader al máximo, la compresión pondrá a la guitarra solista en su lugar en la mezcla.

El bajo es difícil de grabar. Se consigue un sonido suave con buen ataque mediante una compresión adecuada. Y no es necesario cortar los graves de la mezcla: el compresor/limitador permitirá que los graves aparezcan en cualquier frecuencia.

expansor

Hay dos tipos principales de expansión: dinámica y descendente. La expansión expande el rango dinámico de una señal cuando está por encima de un valor umbral. La expansión dinámica es esencialmente compresión a la inversa. La expansión dinámica se utiliza en televisión y radio para deshacer la compresión inmediatamente antes de que se transmita la señal de audio. La compresión seguida de la expansión se llama compresión. en este momento La expansión hacia abajo se utiliza con mayor frecuencia. A diferencia de la compresión, que reduce la señal por encima de un umbral, la expansión reduce la señal por debajo del umbral de expansión. El grado de reducción está determinado por la relación de expansión. Por ejemplo, una relación 2:1 reduce la señal a la mitad (lo que significa que si la señal está 5 dB por debajo del umbral, el expansor la reducirá a 10 dB, la expansión, que suele utilizarse para reducir el ruido, es una puerta de ruido muy potente y sencilla). La principal diferencia entre un expansor y una puerta de ruido es que la expansión depende de hasta qué punto la señal ha llegado "por debajo del umbral", mientras que con una puerta de ruido esto no importa.

Reducción de ruido

La reducción de ruido es el proceso de eliminar el ruido no deseado de una grabación limitando la señal por debajo de un umbral específico. Como se escribió anteriormente, el funcionamiento de la puerta de ruido no depende del nivel de la señal por debajo del umbral. La salida del dispositivo está abierta mientras la señal esté por encima del umbral.

La duración de la apertura de salida está determinada por la velocidad de ataque. La duración del funcionamiento del dispositivo cuando la señal está por debajo del umbral se denomina tiempo de espera. La velocidad a la que se cierra la salida está determinada por el tiempo de retorno. El nivel de supresión de señales no deseadas en la posición cerrada está determinado por el rango.

Breve glosario de términos

Está científicamente comprobado que si quieres aprender un tema rápidamente, primero debes entender los conceptos básicos. El mismo principio se aplica a la grabación de sonido y trabajo adicional con sonido. La mayoría de las instrucciones y libros de texto asumen conocimientos básicos, sin los cuales es difícil leerlos. Espero que la siguiente sección te ayude a poner tu cabeza en orden y finalmente comprender los conceptos básicos.

Compresores

Ataque.

El ataque determina la velocidad a la que el compresor actúa sobre la señal de entrada. El ataque largo (control en el sentido de las agujas del reloj hasta el final) primero permite que la señal (también conocido como transitorio inicial) pase sin procesar a través del compresor, mientras que el ataque corto (en el sentido contrario a las agujas del reloj hasta el final) procesa inmediatamente la señal de acuerdo con la relación de compresión y el umbral establecido. nivel.

Auto.

El compresor funciona en modo de ataque y retorno automático. En este caso, los reguladores no afectan el proceso, pero se utilizan los valores de los parámetros programados.

Cadena lateral del compresor.

La entrada del canal lateral interrumpe la señal que utiliza el compresor para determinar el nivel de compresión deseado. Cuando el canal lateral está desactivado, la señal de entrada va directamente al circuito del compresor principal. Cuando está encendido, no se envía ninguna señal al circuito principal. Ahora puede procesar la señal de control con un ecualizador, por ejemplo, utilizando de-essing (corrección de frecuencia de voz). Después del procesamiento, la señal de control se envía de regreso al compresor a través de la salida del canal. Un uso típico de un canal lateral es utilizar un compresor para silenciar la música de fondo durante la actuación de un maestro de ceremonias o para reducir el volumen de la guitarra rítmica de fondo de las voces. Ahora la voz se distingue fácilmente. En este caso, la pista de voz va al canal lateral, mientras que la música de fondo va al circuito del compresor principal. El compresor ahora reduce el nivel de la música de fondo (un proceso llamado agacharse) cuando el vocalista comienza a cantar o hablar.

Compresión dura y suave (rodilla dura/blanda)

Con una compresión fuerte, la atenuación de la señal se produce lo más rápido posible cuando se excede el valor umbral. Con suave, la señal se atenúa más suavemente después de haber superado un umbral preestablecido, lo que da como resultado un sonido más natural para la música.

Limitadores.

Un limitador es un compresor que evita que la señal aumente por encima de un nivel umbral. Por ejemplo, si el umbral se establece en 0 dB, el parámetro "Ratio" se gira completamente en el sentido de las agujas del reloj, el compresor comenzará a funcionar en modo limitador a 0 dB y la señal de salida nunca excederá este valor.

Ganancia compensadora (Makeup Gain).

En compresión, la compresión de una señal generalmente afecta nivel general volumen. El control de ganancia le permite restaurar el nivel perdido durante la compresión.

Relación.

La relación es la relación entre las señales de salida y entrada, este parámetro establece la tasa de compresión. Por ejemplo, al establecer la relación en 2:1, cualquier señal por encima del umbral se comprimirá en una relación de 2:1. Por cada decibelio en la entrada del compresor, hay 0,5 dB en la salida, creando así una compresión que comprime la señal a la mitad. A medida que aumenta la relación, el compresor entra gradualmente en modo limitador.

Tiempo de liberación.

El tiempo de liberación es el tiempo que transcurre entre el momento en que el nivel de la señal de entrada cae por debajo del umbral y el momento en que el nivel de compresión vuelve a cero (el compresor deja de atenuar la señal). Un retorno breve crea un sonido “cortado” desigual, especialmente en un bajo. Un retorno largo “aprieta” demasiado el sonido, aplanándolo. Hay un uso para cualquier valor de tiempo de devolución: elija de oído.

Límite.

El nivel de compresión umbral (umbral de compresión) determina el valor por encima del cual la señal comienza a atenuarse. Normalmente, girar el control de umbral hacia la izquierda aumenta la señal que se está comprimiendo (en una proporción superior a 1:1).

Expansores

Expansión hacia abajo.

La expansión descendente se utiliza con mayor frecuencia en grabaciones profesionales. La señal se atenúa por debajo del valor umbral. Este manera estándar supresión de ruido.

Relación.

La relación de expansión determina el nivel al que se atenúa la señal cuando cae por debajo del umbral. Por ejemplo, con una relación de expansión de 2:1, cada decibelio por debajo del umbral se atenúa a la mitad. En una proporción de 4:1 y superior, el expansor funciona casi como una puerta de ruido, sólo que sin la posibilidad de ajustar el tiempo de ataque, el retardo y el retorno.

Puertas de ruido

Ataque.

El parámetro "tiempo de ataque" establece el valor al que se abre la puerta. Un ataque rápido es adecuado para instrumentos de percusión, mientras que las voces y el bajo requieren una apertura suave. Aplicarles un ataque demasiado rápido provocará una notable "sedosidad" al mezclar. Un sonido de clic al abrirse es inherente a cualquier puerta, pero cuando se configura correctamente no es audible.

Espera el tiempo.

El tiempo de espera es un período de tiempo fijo durante el cual la puerta está abierta cuando el nivel de la señal está por debajo del umbral. El valor de este parámetro influye al activar, por ejemplo, una caja - después de golpearlo, cierto tiempo, tras lo cual la puerta se cierra bruscamente.

Rango.

El rango de puerta es la cantidad de atenuación de la señal cuando la puerta está cerrada. Por lo tanto, cuando este parámetro se establece en 0 dB, no hay atenuación de señal alguna. Un valor de -60 dB significa que cuando la puerta está cerrada, la señal se atenuará (compuerta) en 60 dB, etc.

Tiempo de liberación.

El tiempo de reinicio de la puerta determina la velocidad a la que la puerta pasa de abierta a completamente cerrada. El tiempo de liberación generalmente se ajusta para preservar la caída natural del instrumento o del sonido vocal. Una velocidad de retorno alta elimina el ruido, pero puede provocar tartamudeo en los tambores, lo que se elimina con una velocidad de retorno baja. Ajuste esta configuración con cuidado para obtener el efecto más natural.

Nivel umbral.

El nivel de umbral de la puerta establece el valor en el que se abre la puerta. El principio es simple: cualquier señal por encima del umbral pasa intacta y la señal por debajo se atenúa en una cantidad que depende de la configuración del rango. Si gira la perilla completamente hacia la izquierda, la puerta se desactivará (es decir, siempre estará abierta) y cualquier señal pasará sin atenuación.

A continuación se muestran los ajustes preestablecidos de compresión utilizados en PreSonus BlueMax. Estos ajustes preestablecidos - configuración estándar, una especie de punto de partida para trabajar con el sonido.

Voz

Voces cálidas.Estos son ajustes para una compresión ligera con una relación baja y un rango extendido, principalmente para canciones líricas en actuación en vivo. Las voces están "en el lugar correcto".

Estridente.Opciones para voces fuertes. Compresión bastante dura para vocalistas que no prestan atención a la distancia al micrófono. La voz destaca fuertemente de la mezcla, creando un efecto de presencia.

Transparencias izquierda/derecha (estéreo). Los parámetros "ratio" y "threshold" aquí son bajos, lo que proporciona un amplio rango en el que caben incluso los platillos. Graves profundos, el sonido general es vivo con baja reverberación. Sonido más contundente, menos efecto espacial.

Guitarra acústica.El ajuste preestablecido enfatiza el ataque de una guitarra acústica y proporciona un sonido suave que permite que la guitarra siga siendo audible.

Instrumentos de teclado

Piano.Un preajuste especial para nivelar todo el rango del piano, desde el sonido más bajo hasta la quinta octava. Se oyen claramente las partes de ambas manos.

Orquesta.Los ajustes son adecuados tanto para cuerdas como para otros “conjuntos” de sintetizadores orquestales. El rango dinámico general se reduce para facilitar su incorporación a la mezcla.

Circuito.Los ajustes amplían el rango de la mezcla principal.

Límite	Relación	Ataque	Liberar
-13,4dB	1.2:1	0,002 ms	182 ms

La presión sonora máxima creada por la fuente de sonido es 2 Pa, la mínima es 0,02 Pa. Determinar el rango dinámico de la fuente de sonido y nivel permitido ruido en la habitación si el nivel de ruido es 20 dB menor que el nivel de la señal

N máx- N mín= 20 Lg = 20 Lg = 40dB

20 LG = 20 dB

p= = Pensilvania

Respuesta: Dc= 40 dB, P= Pensilvania

)Enumerar el equipamiento principal de los estudios de radiodifusión sonora.

Un estudio es una sala tratada acústicamente diseñada para la producción de diversos programas de radiodifusión. Los estudios de radiodifusión sonora se dividen en estudios grandes, medianos y pequeños de conciertos (musicales), de oratoria, literarios y dramáticos. Todo estudio debe tener un rendimiento acústico óptimo. Las paredes, el suelo y el techo del estudio están cubiertos con materiales fonoabsorbentes 1. Absorbedor poroso - absorbente de alta frecuencia 2. Absorbedor resonante - absorbente de baja frecuencia 3. Estructuras perforadas - cambiando el paso, el diámetro y el espesor de la perforación. , distancia, puede cambiar la respuesta de frecuencia del coeficiente de absorción dentro de un amplio rango. Los estudios están equipados con micrófonos, consolas de locución y altavoces de control. En los estudios están equipadas salas de control, que juntas forman un bloque de estudio de hardware. Si el estudio se utiliza para grabación y transmisión de sonido, entonces está equipado con dos salas de control de estudio: grabación y transmisión. Se instalan una consola de ingeniero, dispositivos de grabación y un altavoz de control. La sala de control de transmisión está formada por una consola de ingeniero de sonido, así como dispositivos de conmutación y señalización sobre la preparación de la ruta de transmisión posterior para el inicio de la transmisión.

) Describirán el principio y el funcionamiento de un micrófono utilizado en los estudios para grabar discursos.

Micrófono: podemos decir lo principal. dispositivo de sonido. Se dedica a convertir las vibraciones del sonido en electricidad, más precisamente en fluctuaciones de corriente. Los micrófonos constan básicamente de un sistema mecánico-eléctrico y una parte acústico-mecánica. El sistema de conversión en micrófonos ha evolucionado a lo largo de los años y ha identificado varios tipos de micrófonos: · Condensador · Dinámico;

micrófono de condensador

Figura 1. Micrófono de condensador

De manera más científica, los micrófonos electrostáticos, a su vez, se dividen en micrófonos de tubo de condensador y micrófonos de transistores de condensador (según el tipo de amplificador utilizado). Los micrófonos de transistores se dividen en micrófonos electretos (a menudo funcionan con baterías) y micrófonos de condensador normales (a menudo funcionan con alimentación fantasma). Estrictamente hablando, un micrófono electret también puede ser un micrófono de tubo, y el autor llevó a cabo experimentos similares personalmente (y no sin éxito), pero debido al hecho de que en su mayor parte las cápsulas electret tienen peores características que las cápsulas de condensador clásicas, industriales Lo más probable es que no exista la producción de micrófonos de tubo de electreto.

A diferencia de los micrófonos dinámicos, los micrófonos de condensador están diseñados según el principio de un condensador. La cápsula de un micrófono de condensador no produce electricidad, por mucho que parloteemos. Pero cambia su capacidad, ya que cuando oscila bajo la influencia del sonido, la membrana, que es una de las placas, vibra en relación con un electrodo estacionario y bien pulido. Llegar señal electrica, hay que aplicar un voltaje polarizador (20...120V) a la cápsula y encenderla de la forma más sencilla. circuito electrico(circuito): condensador + resistencia + fuente de energía, y luego ya podemos amplificar la señal recibida, quitándola de la misma resistencia en el circuito al que está conectada la cápsula del condensador.

La peculiaridad es que la entrada habitual del mando a distancia no es adecuada para amplificar esta señal, y en cada micrófono de condensador hay una etapa de adaptación especial en un transistor de efecto de campo o tubo vacío, después de lo cual la señal ya "fuerte" se puede enviar a consola de mezclas u otros dispositivos. Aunque la señal de un micrófono de condensador generalmente tiene un nivel más alto que la de un micrófono dinámico, todavía está destinada a micrófonos y no a micrófonos. entradas de línea dispositivos El peso de la placa-diafragma oscilante (membrana) en un micrófono de condensador es significativamente menor que el peso del diafragma con la bobina de un micrófono dinámico, por lo tanto, debido a la menor inercia, un micrófono de condensador proporciona una mayor precisión y alta. -Imagen de sonido de calidad en comparación con un micrófono dinámico, tienen una mayor rango de frecuencia Cabe señalar que la amplitud de los cambios en la señal eléctrica tomada del sistema de condensadores, a diferencia del sistema electrodinámico, no es directamente proporcional a la fuerza del sonido que actúa sobre el diafragma, sino que tiene una dependencia cuadrática. Y sólo gracias a las matemáticas, por así decirlo, la teoría de las pequeñas señales, los ingenieros suponen que con amplitudes de cambios de capacitancia tan pequeñas, como en un micrófono de condensador, se puede despreciar la no linealidad de la transformación. Y la práctica demuestra que esto funciona. Las cápsulas de los micrófonos electretos, a diferencia de las cápsulas de los micrófonos de condensador clásicos, no requieren voltaje de polarización, ya que contienen material permanentemente polarizado (electret) ubicado en la placa o en el propio diafragma. Sin embargo, debido a las características tecnológicas, es muy difícil crear una cápsula electret de alta calidad, y especialmente de gran tamaño. Por lo tanto, los micrófonos electret se han generalizado en electrodomésticos(dictáfonos, teléfonos móviles y teléfonos domésticos modernos) y sistemas para microfonía de instrumentos y actores en escena.
A diferencia de los micrófonos dinámicos, todos los micrófonos de condensador requieren energía de un amplificador y los micrófonos no electréticos también requieren un voltaje polarizador. Los micrófonos de condensador se alimentan de baterías, de una unidad de fuente de alimentación (PSU) independiente o de alimentación fantasma a través de un cable de señal. La alimentación fantasma comenzó a utilizarse tan pronto como la electrónica y la tecnología de circuitos avanzaron hacia los transistores de efecto de campo. La lámpara, sin la cual antes no podía existir un micrófono de condensador, fue reemplazada por un transistor de efecto de campo que no requiere ni un voltaje de ánodo alto ni un suministro de filamento de alta corriente. El consumo de corriente del amplificador de transistores de efecto de campo es tan pequeño que la potencia se puede transmitir sin problemas a través de los mismos cables que la señal. En este caso, solo es necesario cumplir una condición: debe haber dos hilos en el cable, sin contar el blindaje. Hay dos formas de suministrar energía: o la energía pasa a través de un (segundo) cable separado, o la señal de energía pasa simultáneamente a través de dos cables, pero con diferentes signos polaridad. El segundo método se ha arraigado por ser más universal, permitiendo, en primer lugar, conectar micrófonos dinámicos con los mismos cables y, en segundo lugar, aumentar la inmunidad al ruido de la línea (cable). Este sistema se llama línea simétrica (equilibrada). En él, la señal de sonido se transmite en antifase, siendo separada en la salida y añadida en la entrada mediante transformadores o amplificadores especiales. La alimentación del amplificador de micrófono de condensador se transmite a través de ambos cables del mismo signo (+48V), y para evitar que entre en la señal útil, se filtra con uniones especiales, utilizando el mismo transformador o condensadores de aislamiento. Además, la presencia de cables de alimentación fantasma no interfiere en absoluto con los micrófonos dinámicos (a menos, por supuesto, que sean simétricos profesionalmente y estén cableados correctamente), por el contrario, la presencia voltaje CC aumenta aún más la inmunidad al ruido de una línea balanceada, "rechazando" las interferencias por debajo de +48 V. Cabe señalar que un micrófono de condensador de tubo no puede funcionar con alimentación fantasma, ya que la lámpara ubicada dentro del micrófono y que amplifica la señal requiere sus propios voltajes y corrientes. (al menos energía de filamento y ánodo), que no se puede sintetizar (succionar) a partir de energía fantasma estándar de baja corriente. La alimentación fantasma puede soportar una carga de 10...20 mA, mientras que la corriente del filamento de la lámpara es de hasta 500 mA. ¡Los micrófonos de tubo no están hechos para producir un sonido graso o, como dicen, "similar a un tubo", como a veces se puede encontrar! en fuentes. Es solo que la historia de los micrófonos de condensador en general comenzó con un micrófono de tubo. Esto sucedió porque los transistores características adecuadas Simplemente no se inventó en ese momento. Cuando aparecieron los transistores, su implementación comenzó demasiado rápido y no siempre de manera reflexiva, por lo que la mayoría de los micrófonos de transistores de los años 70 y 80, especialmente los domésticos, resultaron ser de calidad mediocre, por lo que los ojos de los ingenieros de sonido se volvieron nuevamente. a micrófonos de tubo ( La misma situación sucedió con los equipos de refuerzo de sonido: amplificadores de potencia).

Por ello, la situación en el mercado de los micrófonos sigue siendo controvertida. Hay varios modelos con excelentes cápsulas, cuyo sonido es suprimido por internos amplificadores de transistores, y hay una serie de micrófonos de válvulas antiguos, cuyas cápsulas ya dejan mucho que desear, pero por alguna razón todavía hay muchos cazadores de ellos. Tal vez si la historia comenzara de inmediato con la tecnología de transistores, la palabra sería. he estado en ello. Otra cosa es que la mera existencia de un tubo amplificador electrónico hace innecesaria la investigación y mejora adicionales de los circuitos de transistores de los micrófonos. De hecho, la etapa de amplificación en un tubo de vacío tiene una serie de ventajas objetivas: en primer lugar, es una gran ganancia en una sola etapa (es decir, la señal se convierte solo una vez, a diferencia de una etapa de transistor con la misma ganancia o, además, un microcircuito). En segundo lugar, se debe al enorme rango dinámico del recorrido eléctrico, debido a la alta tensión de alimentación de la etapa de la lámpara. Y todo el mundo sabe que un gran rango dinámico (es decir, un margen de sobrecarga) es, ante todo, transparencia del sonido. En tercer lugar, este es el principio mismo de conversión de señal en el vacío, y no en una oblea semiconductora (incluso esta misma frase ya suena misteriosa y seductora), tal vez sea esto lo que preserva o incluso agrega algo de magia a la señal en la salida del micrófono. ...

¡Pero! Todo esto no hace que la señal sea más gruesa y ciertamente no tiene nada que ver con la compresión de la señal (a menos que estemos hablando de grabar algún monstruo de ópera que pueda crear tal presión sonora que la señal en un amplificador de micrófono de válvulas se acerque al nivel máximo). Por lo tanto, no espere milagros de los micrófonos de válvulas; no harán el trabajo del ingeniero de sonido de incluir al vocalista en la banda sonora por usted. Los micrófonos de válvulas son simplemente más honestos y animados que sus homólogos de transistores. Y un punto más a la hora de elegir micrófonos de válvulas es la calidad de las cápsulas. En cuanto al tamaño de la lámpara y al calor que genera, estas deficiencias se han superado desde hace mucho tiempo con el desarrollo de lámparas en miniatura y nuvistors (minilámparas de metal y cerámica).

micrófono dinámico

Figura 2. Micrófono dinámico

Un micrófono dinámico (más correctamente, un micrófono electrodinámico) a su vez puede ser de carrete a carrete o de cinta (hablaremos de los micrófonos de cinta por separado. Se puede pensar en el mecanismo de acción de un micrófono dinámico de carrete a carrete). como lo inverso del mecanismo de acción de un hablante. Aquí el diafragma está conectado a una bobina de alambre delgado colocado en un campo magnético creado por un imán permanente. Un micrófono dinámico es un minigenerador de electricidad, casi similar al generador de un automóvil, solo que la bobina no gira, sino que se mueve de un lado a otro (como en la dinámica de un sistema acústico) bajo la influencia del sonido. Y se genera una señal eléctrica en ambos extremos (terminales) de la bobina. No es grande (5...15 mV), pero es suficiente para luego amplificarlo y distinguirlo del ruido del amplificador. El diseño bastante simple de un micrófono dinámico lo hace relativamente económico, duradero y menos exigente en cuanto a condiciones. ambiente. Algunos micrófonos dinámicos (especialmente los más antiguos, cuando la tecnología era imperfecta) utilizan dos cápsulas para ampliar el rango de frecuencia: una de baja frecuencia y otra de alta frecuencia, similar a los sistemas de altavoces de dos vías. Estos micrófonos, al igual que los micrófonos de dos vías, tienen sistemas de altavoces, un filtro cruzado que combina las señales de ambas cápsulas en una sola señal.

micrófono de cinta

Figura 3. Micrófono de cinta

A pesar de que los micrófonos de cinta están estructuralmente relacionados con los micrófonos dinámicos, aún los dividiremos en un grupo separado, ya que su sonido se acerca más al de los micrófonos de condensador. Esto sucede porque la propia cinta, que es un conversor de sonido a señal, como en el caso de un micrófono de condensador, es muy ligera y tiene poca inercia. Además, no está tenso, como la membrana de un micrófono de condensador, sino que cuelga con bastante libertad, por lo que la propia resonancia de la cinta se desplaza a frecuencias infrabajas y no colorea el sonido ni desde abajo, como en los micrófonos dinámicos, ni desde arriba, como micrófonos de condensador, la cinta de aluminio, al estar en un campo magnético y repitiendo vibraciones del aire, genera una señal eléctrica que se alimenta al devanado primario del transformador para su adaptación. baja resistencia cintas con impedancia de entrada amplificador
Fragilidad en la fabricación y operación y señal débil- las principales desventajas de los micrófonos de cinta. Sólo se puede superar el último de ellos: la tecnología de los transistores de bajo ruido ha avanzado mucho y ahora es posible alejarse un poco del nivel de ruido, aunque el micrófono sigue siendo un transistor. Es muy caro producir micrófonos de cinta a válvulas que cumplan con los estándares modernos, razón por la cual estos micrófonos son prohibitivamente caros para el estudio promedio.

)Determine el rango dinámico D y la frecuencia de muestreo de la señal de audio transmitida en forma digital, así como la velocidad de bits digital en la salida del ADC. En N=8, Fmax=3,4 kHz, n=2.

Solución:=6*N+2=6*8+2=50 dB= (2.1/2.4)*Fmax=2.2*3.4= 7.48 kHz=Fg*(N+n) = 7.48*(2+8)=74.8 kbit/s

Respuesta: D=50dB; Fg=7,48 kHz; Q=74,8 kbit/s

) Dé un diagrama de bloques de un ADC para convertir una señal de audio a una forma discreta. Explique el propósito de un generador de ruido blanco (WNG).

Dispositivo antielástico ADC

producción de filtros y

almacenamiento

Figura 4. diagrama de bloques CAD

Generador de ruido blanco

El método más sencillo para producir ruido blanco es utilizar elementos electrónicos ruidosos (tubos, transistores, varios diodos) con mayor voltaje de ruido.

Figura 5. GBSH

La fuente de ruido es un diodo semiconductor: diodo Zener VD1 tipo KS168, que funciona en modo de avalancha a una corriente muy baja. La corriente a través del diodo Zener VD1 es sólo de unos 100 μA. El ruido, como señal útil, se elimina del cátodo del diodo zener VD1 y, a través del condensador C1, se suministra a la entrada inversora. amplificador operacional DA1 tipo KR140UD1208. La entrada no inversora de este amplificador recibe un voltaje de polarización igual a la mitad del voltaje de suministro del divisor de voltaje hecho entre las resistencias R2 y R3. El modo de funcionamiento del microcircuito está determinado por la resistencia R5 y la ganancia está determinada por la resistencia R4. Desde la carga del amplificador, resistencia variable R6, el voltaje de ruido amplificado se suministra a un amplificador de potencia fabricado en un chip DA2 del tipo K174XA10. Desde la salida del amplificador, la señal de ruido se envía a través del condensador C4 a un altavoz de banda ancha de pequeño tamaño B1. El nivel de ruido está regulado por la resistencia R6. El diodo Zener VD1 genera ruido en un amplio rango de frecuencia, desde unos pocos hercios hasta decenas de megahercios. Sin embargo, en la práctica está limitado por la respuesta de frecuencia del amplificador y el altavoz. El diodo Zener VD1 se selecciona según el nivel máximo de ruido. En lugar de un amplificador en el DA2, puede utilizar cualquier frecuencia ultrasónica con el rango más amplio posible de frecuencias operativas.

)Dibuje un diagrama de bloques del excitador “Sincronizador” y explique su funcionamiento.

Figura 6. Diagrama de bloques del excitador “Sincronizador”

El excitador "Sincronizador" se caracteriza por la estabilidad de alta frecuencia del oscilador de referencia. Su inestabilidad diaria no excede =.El excitador está diseñado para excitar simultáneamente dos transmisores de transmisión que operan en las bandas LW y MV. Desde la salida del oscilador de referencia, el voltaje de frecuencia f = 5 MHz se envía al almacén de frecuencias MF, en el cual, al convertir la frecuencia de referencia mediante divisores y multiplicadores, se forman 16 frecuencias con un valor nominal de 66,6; 99; 95; 100; 135; 180; 200; 225;380; 450; 900; 1000; 1180; 1315; 1530; kHz.

)Enumere las características de la organización de la transmisión de radio en el rango de ondas de kilómetros y hectómetros, así como las ventajas y desventajas en comparación con la transmisión de radio en el rango de ondas decámétricas.

En las bandas DV, MV y HF, los dispositivos transmisores funcionan con la amplitud de los módulos. ¿El ancho de banda de frecuencia requerido del canal de radio? fn es igual al doble del valor de la frecuencia superior Fv del espectro de la señal moduladora fn = 2Fv. Según un acuerdo internacional, en las bandas DV, CD y HF, el ancho de banda asignado para organizar un canal de radio es de 9 kHz. Los valores de las frecuencias portadoras de los transmisores que operan en los rangos LW y SW se establecen como múltiplos de 9. Las frecuencias portadoras siguen un intervalo de 9 kHz de la siguiente manera: rango LW -155 (primer canal, 164 (segundo)…281 (15º), en el rango CB - 531 (1 canal) .... 1602 (120º), por lo tanto, en el rango DV hay 15, y en el rango CB se asignan 120 canales de radiodifusión con. Frecuencias portadoras de 1485, 1584 y 1602 kHz para transmisores con potencia radiada de hasta 1 kW (canales de baja potencia). Los valores de las frecuencias portadoras de los transmisores que operan en el rango de HF son múltiplos de 5. Si HF RVS sirve uno. área geográfica, entonces en? fп = 9 kHz se supone que la separación entre portadoras RVS es de 10 kHz. Cuando se da servicio a diferentes zonas geográficas (las zonas no se superponen), se permite una separación de 5 kHz. En el rango de HF, aproximadamente 400 canales de radio. se pueden organizar debido al número limitado de asignados. canales de frecuencia En las bandas DV y MV, la red de transmisión se puede organizar utilizando estaciones que funcionen en la misma longitud de onda y transmitan diferentes programas(rango de frecuencia combinado), o con la ayuda de estaciones de radiodifusión que operan en la misma longitud de onda y transmiten un programa (transmisión síncrona). En el rango DV se utiliza una onda terrestre, capaz de rodear la Tierra y con poca atenuación al propagarse. encima largas distancias. El radio del área de servicio RVS alcanza los 800...1000 km con una potencia de transmisión de 1000 kHz. La intensidad del campo creado por la onda terrestre no depende de la hora del día, por lo que la recepción de RVS que operan en el rango DV es altamente estable. La banda DV se utiliza en la radiodifusión para dar servicio a grandes áreas. Las ondas medias se propagan por ondas terrestres y celestes. La calidad de la recepción y el número de emisoras recibidas en la banda CB dependen de la hora del día. Durante el día, hay una recepción estable de ondas terrestres emitidas por estaciones cercanas y las potentes SW son absorbidas con mayor fuerza por la superficie de la Tierra, por lo que el área de servicio del RVS durante el día es menor que en el rango y cantidades de DV. a 300...500 kilómetros. Por la noche, la atenuación de las ondas espaciales disminuye drásticamente y es posible recibir RVS ubicados lejos del lugar de recepción. Pero a esta hora del día se observa desvanecimiento de campo debido a la interferencia en el lugar de recepción de ondas terrestres y celestes de amplitud y fase irregulares que varían entre sí, asociado a un cambio en la concentración de electrones de la capa E de la ionosfera, desde donde se reflejan los CB. El desvanecimiento es especialmente pronunciado en estaciones receptoras cuyas frecuencias portadoras se encuentran más cerca del límite de onda corta del rango CB. Ventajas de la radiodifusión en el rango CB: 1. Gran área de servicio cuando no hay interferencia de ondas espaciales de estaciones distantes que interfieren. 2. Los receptores DV y CB en los años soviéticos eran baratos y económicos. Las cordilleras LW y NE se caracterizan por fuertes condiciones atmosféricas y interferencia industrial. Debido a que en estos rangos no es posible obtener antenas altamente direccionales, se utilizan transmisores de alta potencia (hasta 1000 kW) para obtener suficiente inmunidad al ruido en el lugar de recepción. La HF puede propagarse por ondas terrestres y aéreas. Cuando se utiliza onda terrestre, debido a la fuerte absorción en el suelo, la recepción sólo es posible en un rango de varias decenas de kilómetros. Las ondas espaciales, cuando se reflejan en las capas ionizantes de la atmósfera, experimentan una absorción significativa. Esto hace que HF sea más conveniente que SV y DV cuando se transmiten mensajes a largas distancias. Utilizando una onda espacial en el rango de HF se puede transmitir un mensaje a lo largo de varios miles de kilómetros. Durante el día es posible recibir estaciones en el rango (10...25 m) (ondas diurnas), durante la noche (35...100 m) (ondas nocturnas). La principal desventaja de utilizar HF para la radiodifusión es un desvanecimiento grande y selectivo en frecuencia, lo que dificulta la organización de una recepción confiable. El desvanecimiento en HF se produce debido a la interferencia formada por dos o más ruidos espaciales, como resultado, el nivel de la señal cambia cientos de veces (desvanecimiento general), y el desvanecimiento también ocurre en ciertas partes del espectro de la señal de radio, incluida la portadora (desvanecimiento selectivo en frecuencia). desvanecimiento). Esto causa frecuencia y distorsión no lineal.

)Elaborar un diagrama de bloques de un nodo de transmisión por cable con suministro de energía descentralizado a la red fotovoltaica. Explique el principio de funcionamiento del circuito y el propósito de los elementos individuales del circuito.

Figura 7. Diagrama de bloques de un nodo de transmisión cableado con fuente de alimentación descentralizada

Al CSPV llegan programas de radiodifusión sonora procedentes de fuentes programáticas. Después de la preamplificación cables de conexión para las líneas GTS se distribuyen al OUS. A través de las mismas líneas de conexión con CSPV se realiza mando a distancia y monitorear el funcionamiento de los equipos OUS. En la OUS se lleva a cabo la amplificación principal de las señales de transmisión de audio y su distribución a través del MF en el TP. Para aumentar la confiabilidad, los TP se conectan a través de MF de respaldo con un OUS vecino. Si el equipo, por ejemplo el OUS-2, se daña, el TP-2 recibirá energía del OUS-1. Cuando no es económicamente viable construir un MF de respaldo debido a su gran longitud, el TP se combina con un amplificador de audiofrecuencia de respaldo. Estas estaciones se denominan estaciones de bloque BS. BS se enciende solo cuando el MF principal está dañado. La conmutación de MF, el control sobre el funcionamiento de los equipos TP y BS no se realiza a través de líneas de conexión con el CSPV.

) Explique el propósito y principio del control automático de la señal en la entrada del amplificador UPV-5 cuando el amplificador está sobreexcitado desde el lado de entrada. Dibuje gráficas de la dependencia de la amplitud de la señal en la salida del amplificador de la amplitud de la señal de entrada.

En las redes fotovoltaicas es posible que se produzcan cortocircuitos en una o varias líneas de distribución. La sobrecarga resultante del amplificador en ausencia de una protección adecuada puede provocar la destrucción de las lámparas de la etapa final. Los amplificadores potentes deben protegerse contra (sobretensiones): exceder el valor nominal de la tensión de entrada, lo que también puede provocar la destrucción del dispositivo amplificador. Por lo tanto, para proteger los amplificadores de sobrecargas y sobretensiones, se utilizan reguladores automáticos de nivel de señal para programas de transmisión de audio. La constancia del voltaje de salida cuando cambia la carga está garantizada por un profundo negativo comentario(OOS), que cubre la etapa final y todo el amplificador en su conjunto, lo que también ayuda a reducir las distorsiones lineales y no lineales, aumenta la estabilidad y la rentabilidad del dispositivo de amplificación. amplificadores potentes está determinado principalmente por el modo de funcionamiento de la etapa de salida. Para aumentar la eficiencia de los amplificadores de válvulas, sus etapas de salida funcionan en modo de corte de corriente del ánodo y con corrientes de red. Para reducir las distorsiones no lineales, la etapa preterminal se ensambla de acuerdo con un circuito seguidor de cátodo con una baja resistencia de salida para aumentar la eficiencia de los amplificadores fotovoltaicos con una potencia de salida de 5; Se utilizan 15 y 30 kW. reguladores electrónicos Polarización de rejilla de las lámparas de la etapa de salida. El voltaje de polarización de la red cambia automáticamente según el nivel de la señal. Cuando no hay voltaje de señal o es bajo, el voltaje de compensación es el más alto. En este caso, la corriente anódica de las lámparas de la etapa de salida y su consumo de energía son mínimos. A medida que aumenta el nivel de la señal, la tensión de polarización disminuye y la corriente del ánodo aumenta. Para proteger los amplificadores fotovoltaicos de la sobretensión de entrada, se utilizan principalmente limitadores potenciométricos. valores máximos nivel, en diodos semiconductores y transistores útiles Cuando la resistencia de carga disminuye (sobrecarga), la corriente de salida del amplificador aumenta. Para protegerse contra sobrecargas, los amplificadores utilizan autorreguladores que reducen el voltaje de entrada. En los amplificadores UPV-1.25 y UPV-5 (Fig. 12.13), los circuitos de protección son los mismos. El amplificador limitador consta de un amplificador U y un limitador potenciométrico de niveles máximos, fabricado sobre resistencias Ru R2, Rз, Rt y diodos de silicio VDX y VD2. Cuando los diodos están apagados, su resistencia R es alta. En este caso, el coeficiente de transmisión del limitador K es máximo y está determinado por las relaciones de las resistencias de las resistencias Ri... R4. Para Ri - R2 = R y Rз = = R4 = r0 Kmax - Gi/(R + r0). Dependiendo de la corriente que fluye a través de los diodos en dirección directa, su resistencia cambia. Dado que los diodos VD y VD2 están conectados en paralelo con las resistencias R3 y R4, a medida que disminuye la resistencia de los diodos, el coeficiente de transmisión del limitador disminuye, lo que provoca un cambio en la resistencia de los diodos (voltaje de control) y, como. Como resultado, se suministra un cambio en el coeficiente de transmisión a los diodos desde la salida de la UPT. La característica de amplitud del UPT es casi lineal, por lo que el coeficiente de transmisión del limitador depende de los voltajes i y £ y2, tomado de las salidas de los rectificadores ensamblados sobre diodos VD3... VDb.Voltaje £ yi y £ y2 son mutuamente independientes: £ y, es función de la sobretensión, y £ y2 - función de sobrecarga del amplificador. Los potenciómetros ajustan los voltajes de retardo E3sch y Ezd2; cuando se exceden, comienza el control automático del coeficiente de transmisión del limitador potenciométrico. La señal al rectificador B se suministra desde la salida Y, que tiene una característica de amplitud bastante lineal y una baja resistencia de salida. El voltaje suministrado al rectificador B2 se elimina de la resistencia r conectada en serie con la carga. La caída de voltaje por g es proporcional a la corriente de salida. Cuando se sobrecarga, la ganancia del limitador se controla mediante voltaje. £ y2, en caso de sobretensión - tensiones £ y1 y £ y2. La eficiencia del regulador automático es bastante alta: cuando la carga se reduce a la mitad en comparación con el valor nominal, la corriente de salida aumenta solo en un 1 ... 2%. Un aumento en el nivel de entrada en comparación con el nominal en 12 dB. (sobretensión) provoca un aumento del nivel de salida de no más de, entre otros, 0,2 dB.

Figura 8. Fragmento del circuito del amplificador UPV-5 terminado.

En voltaje normal Red de alimentación trifásica ("Fase" - "Cero" = 220 voltios) la tensión entre fases es de 380 voltios. Cuando el voltaje es demasiado alto ("Fase" - "Cero" = 250...270 V.) de la red entre las fases ya hay aproximadamente 420...440 voltios. Si trazamos la conexión de los transformadores incandescentes 5TP1 y 5TP2 según el diagrama, vemos que el pin 4 de 5TP1 está conectado a la fase “B” a través de los contactos del relé 5P3 y bloqueando, el pin 4 de 5TP2 está conectado a la fase “A” , y los pines 1 de ambos transformadores están conectados al terminal 4 de la placa de entrada de energía 5GR1 “caja” (“0”). Por tanto, la tensión en los devanados primarios de estos transformadores es demasiado alta. Pero si desconecta los terminales 1 de los transformadores 5TP1 y 5TP2 (dejando el puente 1-1) de la carcasa ("0"), como se muestra en el diagrama adjunto (puntos "X" e "Y"), entonces en este caso los transformadores están conectados entre las fases "A" y "B" secuencialmente. Considerando la identidad de los transformadores, el resultado es 420:2=210 voltios en los devanados primarios (440:2=220 voltios), y 16-17 voltios en los devanados secundarios, lo que corresponde a requisitos técnicos funcionamiento del modo incandescente. La práctica ha demostrado que incluso con un voltaje de filamento de las lámparas GM-100 = 16 voltios, la calidad de la señal de salida no se deteriora y la vida útil de las lámparas aumenta significativamente.

Dependencia gráfica de la amplitud (o valor efectivo) del voltaje de salida del amplificador a partir de la amplitud (o valor efectivo) de su voltaje de entrada a una determinada frecuencia de señal constante se llama característica de amplitud. La característica de amplitud de un amplificador real no pasa por el origen de coordenadas: en el. En ausencia de voltaje de entrada, el voltaje de salida no es cero. La magnitud de este voltaje en amplificadores reales está determinada por el nivel de ruido e interferencia del propio amplificador3. Los principales componentes del ruido del amplificador son: ruido de los elementos amplificadores, ruido térmico varios circuitos amplificador; ruido del efecto del micrófono causado por el impacto de golpes mecánicos y vibraciones en los componentes y partes del amplificador, fondo causado por la influencia de la ondulación del voltaje de suministro en los circuitos del amplificador, interferencia determinada por la influencia de fuentes de señal extrañas y fuentes de interferencia en los circuitos amplificadores, etc.

Figura 9. Respuesta del amplificador

Lista de fuentes utilizadas

generador de ruido transmisión de sonido

1) Vykhodets A.V., Kovalenko V.I., Kokhno M.T. Radiodifusión sonora y televisiva.-M.: Radio y Comunicaciones, 1987.

)Kohno M.T. Radiodifusión sonora y televisiva - Minsk: Ecoperspectiva 2000.

)Baranovsky B.K., Bulgak B.V. Tecnología de radiodifusión por cable y refuerzo de sonido - M.: Radio y Comunicaciones, 1985.

)Sidorov I.N., Dimitrov A.A. Micrófonos y teléfonos.-M.: Radio y comunicación, 1993

) http://nix-studio-edition.ru/hard-and-soft/hard/1165-microtip.html

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¿Qué es el rango dinámico?

El rango dinámico promedio de una orquesta oscila entre -50 dB y +10 dB. Lo que suma 60 dB. Aunque podría pensar que 60 dB de rango dinámico es bajo, después de hacer algunos cálculos simples, ¡resulta que +10 dB es 1000 veces más fuerte que -50 dB!

El rango dinámico en la música rock es mucho menor, normalmente de -10 dB a +10 dB, o 20 dB en total. Por lo tanto, mezclar diferentes señales de la música rock en una sola mezcla es una tarea bastante tediosa.

¿Por qué necesitamos compresión?

El mismo principio funciona para cualquier instrumento de la mezcla. Cada instrumento tiene su lugar en la mezcla y un buen compresor ayuda al ingeniero a mezclarlos adecuadamente.

¿Es necesario un compresor para todo?

¿Por qué necesitamos puertas acústicas?

Veamos un ejemplo con voces. Digamos que establece su rango en 20 dB. Los problemas comienzan cuando el compresor amplifica las señales más silenciosas de una pista vocal. De fondo aparecen todo tipo de ruidos no deseados, fragmentos de la banda sonora que llegan al micrófono desde los auriculares, etc. Puede intentar simplemente bajar el volumen durante las pausas, pero esto suele terminar en un completo fracaso. Una forma mucho mejor es utilizar una puerta de ruido. Podemos establecer el umbral de la puerta de ruido, por ejemplo, en -10 dB, que en nuestro caso corresponde al límite inferior del rango dinámico de las voces. De esta manera, la puerta borrará automáticamente todas las señales no deseadas entre frases a cero.

Tipos de procesamiento dinámico

Compresor y limitador

Contundente, claramente audible y con buena presencia: todas estas son descripciones de señales de audio obtenidas procesándolas con compresores y limitadores.

Un compresor/limitador es un tipo de amplificador en el que el nivel de volumen depende del nivel de la señal de audio que pasa a través de él. Al seleccionar un valor de compresor/limitador específico, la señal se atenuará automáticamente por encima del nivel o nivel de umbral especificado.

Básicamente, la compresión es el proceso de atenuar la señal de entrada en una proporción específica. Se utiliza para reducir el rango dinámico de una voz o instrumento musical, permitiendo una grabación sin distorsiones. También se utiliza al crear una mezcla, reduciendo la diferencia de frecuencias de cada pista.

Cuanto más bajo sea el nivel de umbral, más se comprimirá la señal (a un determinado nivel de señal de entrada). Es importante saber cuándo detenerse, ya que demasiada compresión acaba con la dinámica de la grabación (y algunos ingenieros de sonido la eliminan específicamente como efecto).

La limitación es un tipo de procesamiento de señales que suprime los aumentos repentinos de volumen (saltos de amplitud).

El compresor/limitador se utiliza para muchas tareas de procesamiento de audio, como por ejemplo:

El sonido del bombo de una batería puede perderse entre las guitarras eléctricas. Y no importa qué tan fuerte sea la pista, el bombo suena sucio. La compresión enderezará el sonido del bombo contra las guitarras.

El solo de guitarra queda ahogado por el ritmo. No subas el fader al máximo, la compresión pondrá a la guitarra solista en su lugar en la mezcla.

expansor

Hay dos tipos principales de expansión: dinámica y descendente. La expansión expande el rango dinámico de una señal cuando está por encima de un valor umbral. La expansión dinámica es esencialmente compresión a la inversa. La expansión dinámica se utiliza en televisión y radio para deshacer la compresión inmediatamente antes de que se transmita la señal de audio. La compresión seguida de expansión se denomina compresión. Actualmente, la expansión hacia abajo se utiliza con mayor frecuencia. A diferencia de la compresión, que reduce la señal por encima de un umbral, la expansión reduce la señal por debajo del umbral de expansión. El grado de reducción está determinado por la relación de expansión. Por ejemplo, una relación 2:1 reduce la señal a la mitad (lo que significa que si la señal está 5 dB por debajo del umbral, el expansor la reducirá a 10 dB, la expansión, que suele utilizarse para reducir el ruido, es una puerta de ruido muy potente y sencilla). La principal diferencia entre un expansor y una puerta de ruido es que la expansión depende de hasta qué punto la señal ha llegado "por debajo del umbral", mientras que con una puerta de ruido esto no importa.

Reducción de ruido

Breve glosario de términos

Está científicamente comprobado que si quieres aprender un tema rápidamente, primero debes entender los conceptos básicos. El mismo principio se aplica a la grabación de sonido y al trabajo posterior con sonido. La mayoría de las instrucciones y libros de texto asumen conocimientos básicos, sin los cuales es difícil leerlos. Espero que la siguiente sección te ayude a poner tu cabeza en orden y finalmente comprender los conceptos básicos.

Compresores

Ataque.

Auto.

El compresor funciona en modo de ataque y retorno automático. En este caso, los reguladores no afectan el proceso, pero se utilizan los valores de los parámetros programados.

Cadena lateral del compresor.

Compresión dura y suave (rodilla dura/blanda)

Limitadores.

Ganancia compensadora (Makeup Gain).

Con la compresión, la compresión de una señal suele afectar el nivel de volumen general. El control de ganancia le permite restaurar el nivel perdido durante la compresión.

Relación.

Tiempo de liberación.

Límite.

Expansores

Expansión hacia abajo.

La expansión descendente se utiliza con mayor frecuencia en grabaciones profesionales. La señal se atenúa por debajo del valor umbral. Este es un método estándar de reducción de ruido.

Relación.

Puertas de ruido

Ataque.

Espera el tiempo.

El tiempo de espera es un período de tiempo fijo durante el cual la puerta está abierta cuando el nivel de la señal está por debajo del umbral. El valor de este parámetro juega un papel al activar, por ejemplo, una caja: después de golpearlo, pasa un cierto tiempo, después del cual la puerta se cierra abruptamente.

Rango.

Tiempo de liberación.

Nivel umbral.

A continuación se muestran los ajustes preestablecidos de compresión utilizados en PreSonus BlueMax. Estos ajustes preestablecidos son configuraciones estándar, una especie de punto de partida para trabajar con sonido.

Voz

Voces cálidas.Estos son ajustes para una compresión ligera con una relación baja y un rango extendido, principalmente para canciones líricas interpretadas en vivo. Las voces están "en el lugar correcto".

Guitarra acústica.El ajuste preestablecido enfatiza el ataque de una guitarra acústica y proporciona un sonido suave que permite que la guitarra siga siendo audible.

Instrumentos de teclado

Piano.Un preajuste especial para nivelar todo el rango del piano, desde el sonido más bajo hasta la quinta octava. Se oyen claramente las partes de ambas manos.

Circuito.Los ajustes amplían el rango de la mezcla principal.