Ecualizadores: Tipos y Características

Redes de Cruce (Crossovers)

Son un conjunto de filtros que permiten la separación del espectro de audio. Los filtros suelen ser de tercer o cuarto orden, y la frecuencia en la que se cruzan las respuestas coincide con las frecuencias de corte de paso alto y paso bajo. El objetivo es conseguir una respuesta acústica total plana. No es un sistema óptimo si la configuración de altavoces cambia, ya que se necesitan filtros distintos para reconfigurar frecuencias de corte y sensibilidades. La solución es utilizar redes de cruce activas (crossovers), separando primero el espectro para cada altavoz, amplificando cada banda por separado y aplicando esta señal independiente a cada altavoz.

Filtro Notch

Es un filtro de banda eliminada, de banda estrecha, que se emplea para la eliminación selectiva de una o varias frecuencias de la señal de audio. El objetivo es lograr una atenuación alta y un ancho de banda lo más estrecho posible. Una posible corrección es detectar la frecuencia fundamental y eliminarla sintonizando el filtro notch.

Controles de Tono (Graves y Agudos)

Permiten un refuerzo y atenuación seleccionable (mediante un potenciómetro) e independiente, en bajas y altas frecuencias. La respuesta de estos sistemas se muestra representando el módulo de la función de transferencia en función de la frecuencia. En bajas frecuencias, se busca un refuerzo para compensar una pobre respuesta de las cajas acústicas, o una atenuación para reducir ruidos y zumbidos. En altas frecuencias, el refuerzo puede compensar una pobre respuesta en frecuencia de los soportes o altavoces, y la atenuación es útil para eliminar ruidos de alta frecuencia. El rango no tratado suele estar entre 400 Hz y 4 kHz.

Control de Medios

La frecuencia de sintonía suele estar alrededor de 1 kHz, con un factor de calidad bajo (Q ≈ 1), y con la misma magnitud de máximo refuerzo y atenuación que los controles de graves y agudos. Un potenciómetro regula la magnitud del realce y atenuación.

Loudness (Control Fisiológico)

Su utilidad radica en simular una audición en directo dentro de una sala de reducidas dimensiones. Los niveles de presión sonora de un concierto son mucho más altos que los de una sala de escucha. Una audición con un nivel de presión más bajo implica una pérdida de sensación sonora en altas y bajas frecuencias. El “loudness” intenta corregir esta disminución, adaptando la sensación (en función de la frecuencia) a lo que sería un directo, independientemente del nivel de escucha.

Ecualizador Paramétrico

Permite regular de forma continua todos los parámetros del filtro (Ganancia (G), Frecuencia (f) y Factor de Calidad (Q)). Los filtros están situados en cascada. Un diagrama de bloques típico incluye un control de nivel de entrada, una etapa de filtrado paso alto y paso bajo, y las etapas de ecualización. Se utiliza cuando la modificación del espectro debe ser enérgica y sobre anchos de banda reducidos. Es imprescindible en una cadena de refuerzo sonoro para eliminar ruidos o efectos indeseables. Los realces/atenuaciones suelen ser del orden de ±12 dB, siendo ±15 dB un valor habitual, y nunca superior a ±18 dB. El ajuste del ancho de banda suele estar entre 1/30 de octava y 2 octavas.

Inconvenientes: Complejidad de manejo y dificultad para conocer la corrección total introducida, ya que los controles son rotativos y los filtros pueden solaparse.

Ecualizador Semiparamétrico

Similar a un paramétrico, pero sin control de Q y sin posibilidad de solapar la sintonía entre etapas. Es potente, pero más sencillo de usar que un paramétrico. Su aplicación ideal es la corrección en la toma de sonido. Las etapas de los extremos del espectro pueden tener una respuesta como la de un control de tonos (“shelving”), y en mesas más sofisticadas se puede elegir entre la respuesta resonante habitual (“peak”) o la “shelving”.

Ecualizador Gráfico

Consiste en un número de filtros resonantes, de sintonía fija, en los que se puede variar individualmente su ganancia (refuerzo o atenuación) mediante un potenciómetro deslizante calibrado en dB. Surgen para “ecualizar un recinto”. La respuesta del conjunto sistema de refuerzo sonoro + recinto no es plana. Un ecualizador gráfico se construye con filtros resonantes en paralelo, cada uno con una frecuencia de sintonía diferente, cubriendo toda la banda de audio. El usuario ajusta la ganancia de cada banda. Normalmente, trabajan en tercios de octava.

Requisitos de los Ecualizadores

1. En los gráficos, los refuerzos y atenuaciones máximas deben ser simétricos. Las tolerancias en refuerzo y atenuación máximas deben ser menores a 0.5 dB.
2. Las tolerancias en las frecuencias de sintonía deben ser mínimas (en los gráficos).
3. Deben presentar una respuesta plana con todos los controles en la posición de 0 dB. Deben poseer un interruptor de “bypass”.
4. Impedancia de entrada alta (>5 kOhm en profesionales) y de salida baja, constantes con la frecuencia.
5. Ancho de banda de trabajo alto (superior a 20 kHz).
6. Baja distorsión y elevada relación señal/ruido.

Operaciones con Retardo y Efectos de Sonido

Problemas de las Unidades de Reverberación (UBR)

Presentan problemas en la respuesta temporal, ya que generan reflexiones. Aunque se intente “engañar” al oído con un tiempo de retardo (‘thao’) bajo, la naturalidad de un espacio real se pierde. Una sala tiene tres grados de libertad, generando innumerables rayos que alcanzan al oyente. Una unidad de reverberación básica tiene un solo grado de libertad y genera reflexiones predecibles. La densidad de ecos en un recinto es alta, mientras que en estos sistemas es baja (1/thao). Según Schroeder, una densidad de reflexiones de 1000 sería óptima.

Unidades de Reverberación de Respuesta Plana (URRP): Evitan los problemas de una respuesta en frecuencia no plana, pero a costa de perjudicar la respuesta temporal.

Vibrato

Es una ligera y periódica variación en la frecuencia de un sonido, similar al movimiento del dedo de un violinista sobre la cuerda. Se consigue mediante una línea de retardo. Las variaciones de frecuencia deben ser pequeñas y lentas (décimas de hercio hasta varios hercios). En unidades comerciales, la máxima variación de frecuencia se denomina “profundidad de modulación” o “depth”, y los retardos son de 1 a 5 ms.

Flanger (Flanging)

Se utiliza principalmente en voz y guitarras. En la voz, da la sensación de que el sonido proviene de un túnel. En una guitarra, se aprecia una modulación en frecuencia particular. Se consigue sumando la señal original con ella misma pasada a través de una línea de retardo variable. Los retardos suelen estar entre 1 y 20 ms, y la frecuencia de modulación entre 0.05 y 1 Hz.

Efectos de Eco (Chorus, Doubling, Slap-back)

Se basan en la mezcla de la señal directa con ella misma retardada y atenuada. Los efectos doubling y chorus intentan “doblar” un instrumento o voz. Se suma la señal directa con ella misma retardada y atenuada, simulando alejamiento y disminución de nivel. Los parámetros dependen del equipo, pero los retardos suelen estar entre 20 y 50 ms para el chorus, y hasta 80 ms para el doubling. Las atenuaciones máximas son inferiores al 70% de la señal directa.