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¡Bienvenidos mis amigos para otra ronda de calibración del sistema! Hasta ahora, en la serie hemos cubierto todo, desde la configuración general hasta la calibración básica, los diseños de los altavoces, la gestión de los graves y el diseño del amplificador. Entonces, ¿qué queda entonces? Nuestros buenos viejos amigos, los convertidores, por supuesto.!
La siguiente parte de la serie está dedicada a analizar qué es exactamente lo que pasa en estos convertidores, por qué tienen tanto impacto en el sonido y, en última instancia, qué debemos buscar en ellos como ingenieros de audio. Y si está preocupado de que este tutorial sea demasiado técnico ya que involucra electrónica, no lo haga. Todo se mantendrá claro, simple, pero aún detallado para que todos puedan seguirlo.!
Así que con eso en mente, prepárate para la conversión!
Si bien los ingenieros hablarán todo el día acerca de cómo suena este altavoz en comparación con ese porque este se transporta, o cómo este amplificador de tubo es más limpio que ese amplificador de estado sólido porque utilizan voltajes más altos, a menudo no escuchan a los ingenieros hablar sobre conversores Términos demasiado técnicos. Siempre oirás: "Bueno, ¡este simplemente sonó mejor!" Y si bien ese es el aspecto más importante, la mayoría de los ingenieros a menudo no pueden explicar por qué suena mejor o por no hablar de lo que ocurre dentro del convertidor..
En su núcleo, un convertidor tomará una señal analógica (voltaje) y generará un número digital proporcional en relación con la magnitud del voltaje de entrada (en nuestro caso, la amplitud de nuestra señal de micrófono). El proceso también puede funcionar a la inversa, en el que tomamos nuestros números digitales y generamos una tensión analógica proporcional; esto a su vez es lo que sale de los convertidores y va al amplificador. Un convertidor que pasa de analógico a digital se conoce como un ADC y un digital a analógico se conoce como DAC, mientras que un convertidor que puede hacer ambas cosas es un AD / DA..
Pero algunos de ustedes se estarán preguntando, ¿cómo sabe la amplitud de mi señal si está cambiando constantemente? La forma en que manejamos la señal de cambio constante es cuantificar la señal analógica en muestras individuales discretas para que podamos generar nuestros números digitales a lo largo del tiempo. El problema con la cuantización es que al convertir nuestra señal analógica continua en muestras discretas generamos errores porque nuestra señal ya no será continua sino en pasos individuales; Esto se conoce como error de cuantización..
Sin embargo, si tomamos muestras lo suficientemente rápido, nuestros pasos estarán tan cerca de la muestra continua original que el error se minimiza hasta el punto de ser insignificante; esto por supuesto se refiere a la frecuencia de muestreo. También tenga en cuenta que para registrar correctamente una onda sinusoidal a una frecuencia determinada, nuestra frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de rápida que la frecuencia dada; de ahí que grabemos a 44.1 kHz para dar un rango de frecuencia de hasta 22.5 kHz.
Si bien la información anterior puede parecer de conocimiento común para algunos lectores, hay otros aspectos del proceso de conversión que no se conocen tan comúnmente y son vitales para comprender la conversión. Tenga en cuenta que esta sección se mantendrá muy simple ya que las matemáticas que pueden surgir son insensibles.!
Lo primero y más importante es que si observa un convertidor, en realidad no lo convertimos directamente en información PCM. En cambio, los mejores chipsets (que afortunadamente son la mayoría de ellos ahora y en días) comienzan con lo que se conoce con la modulación delta-sigma. Esta forma de conversión se pone de manera muy simple (y como una subestimación bruta), adivina cuál será el próximo cambio de amplitud en relación con la entrada anterior y qué tan cerca estaba de su estimación previa. Sin embargo, lo hace tan rápido (en territorio de MHz) y por cantidades tan pequeñas que terminamos con una representación extremadamente precisa de nuestra señal..
Así que, por ejemplo, nuestro aporte fue de 0.5, nuestra estimación fue de 0.6 y con eso se dijo que estábamos bastante cerca. Entonces, lógicamente, vamos a adivinar en algún lugar alrededor de allí para el próximo cambio de amplitud. Sin embargo, nuestro siguiente cambio de amplitud no fue de 0.6 o 0.8, sino de 3.0, ¡y adivinamos 0.7! Entonces, para compensar nuestra próxima suposición será de alrededor de 3.0. Si bien ese error puede parecer alto, recuerde que estamos muestreando la señal muchas veces más rápido, incluso a 192 kHz, por lo que el error es tan rápido que podría ser insignificante..
Después de generar esta conversión increíblemente rápida, necesitamos crear un flujo de datos PCM que nuestras computadoras puedan entender más fácilmente, ya que hacer el procesamiento con un flujo sigma delta directo es muy difícil y la mayoría del software y hardware no lo manejarán. Esto se hace a través de un filtro de decimación que convierte nuestra señal en 44.1 kHz, 96 kHz, etc..
También tenga en cuenta que también debemos emplear una gran cantidad de filtrado para minimizar y los errores que ocurren antes de la conversión y después de la eliminación. Lo primero y más importante para digitalizar con precisión una señal sin inducir alias es colocar un filtro anti-alias antes del delta-sigma; más comúnmente este es un filtro de paso bajo con un punto de corte muy alto y empinado. Además, un filtro de paso alto se coloca idealmente después del filtro de diezmado, ya que el filtro de diezmado puede inducir un desplazamiento de CC que debe corregirse.
Si tuviera que abrir la mayoría de los convertidores, vería que todos están ejecutando los mismos chips de conversión de algunas compañías selectas (generalmente Cirrus Logic, Asahi Kasei y Texas Instruments (que adquirieron Burr Brown). ¿Los convertidores pueden sonar con una claridad tan diferente? Por lo general, todo se reduce a la inquietud..
La fluctuación de fase es la tendencia de un convertidor a desviarse de su señal periódica, o más simplemente, es un error en el dominio del tiempo. Para que podamos muestrear con precisión nuestra señal entrante a lo largo del tiempo, debemos asegurarnos de que un segundo es siempre un segundo, o más específicamente, una muestra es siempre la longitud de una muestra. Para mantener las cosas organizadas y reguladas, necesitamos un reloj que ayude a garantizar la precisión..
Sin embargo, este reloj puede desviarse en el tiempo extra y, cuando lo hace, se introducen errores de fluctuación en nuestra señal cuando comenzamos a muestrear la parte incorrecta de la señal en ese momento dado. Para regular el reloj, se utiliza un cristal o un PLL (bucle de fase bloqueada) para garantizar la estabilidad y minimizar la vibración. Cuanto más jitter esté presente en el reloj, más probabilidades tendremos de inducir problemas de amplitud y comenzar a reducir efectivamente la profundidad de bits de nuestra señal y al mismo tiempo ocasionar cambios de fase muy sutiles, lo que crea una imagen estéreo más borrosa..
Por lo general, no notaremos este cambio de fase hasta que comparemos un convertidor con un convertidor mejor y, de repente, se vuelve obvio (o, en algunos casos, ¡todavía no es tan obvio!). Este cambio alrededor del reloj también es el principal contendiente de por qué algunos convertidores tienen una mejor imagen estéreo y perciben la profundidad, ya que han minimizado gravemente la vibración. Por supuesto, otras partes de la cadena de señales juegan en esto también, pero tener un reloj estable para minimizar el jitter es clave.
Si todo esto parece un poco confuso, piensa en un jitter como este. Si intenta tomar una fotografía con una cámara en la mano, debe intentar realmente asegurarse de que su mano esté inmóvil o de que salga borrosa. Sin embargo, con el tiempo su mano puede cansarse y comenzar a tener más movimiento borroso. Claro que una imagen de vez en cuando será agradable y clara, pero la porción más grande de tus imágenes se volverá más borrosa.
Sin embargo, si utilizara un trípode desde el principio, casi garantizaría imágenes más claras desde el principio. Para el audio, nuestro convertidor es la cámara, la vibración es el desenfoque de movimiento y el trípode es el reloj ideal. Simple no?
Entonces, si el reloj es tan importante para nosotros, ¿podemos comprar un reloj ultra preciso para controlar nuestros convertidores? ¡Sí tu puedes! ¿Pero debería usted? Eso depende.
Existen muchos tipos de temporización en el reino del audio, pero lo más probable es que todos hayamos visto una entrada de reloj de palabra BNC en la parte posterior de las interfaces y los convertidores. Estos se utilizan para unir dos piezas de engranaje y hacer que funcionen en sincronía, siendo uno maestro y otro esclavo..
Por supuesto, puede encadenarlos en conjunto, pero comienza a perder fidelidad cuando hace esto. En su lugar, podemos usar un reloj externo completo con múltiples salidas para sincronizar todo nuestro equipo digital. Por lo general, los verá en casas de correos con equipos de producción de video y varios mezcladores digitales, etc. que todos necesitan operar en la misma escala de tiempo. En este caso, el reloj externo es sorprendente, ya que mantendrá todo sincronizado y estable; dulce!
Entonces, ¿por qué no lo queremos? Porque no importa lo bueno que sea el reloj externo, no es interno!
Los relojes internos que son incluso moderadamente buenos son mucho mejores que un reloj externo porque es difícil que una pieza de engranaje se sincronice con el reloj externo. Claro que podemos hacerlo, pero no sonará tan bueno como el interno a menos que el interno esté muy mal diseñado. Entonces, a menos que necesite conectar dos o más dispositivos, manténgase alejado de los relojes externos!
Como con la mayoría de las cosas relacionadas con el audio, la posibilidad de comparar dos o más unidades una al lado de la otra es siempre la mejor opción. Al final del día, sus oídos y lo que escuchan son los criterios más importantes para seleccionar un convertidor independiente. Sin embargo, la mayoría de nosotros no nos daremos el lujo de poder hacer estas comparaciones en persona. Entonces, ¿qué debemos buscar en un convertidor??
Tener la mayor profundidad de bits posible es primordial en un convertidor. Realmente no debería tener nada por debajo de los 24 bits, ya que con los convertidores de 24 bits podemos reducir el nivel de ruido a un nivel extremadamente bajo que no debería suponer ningún problema para nosotros durante la mezcla. Sin embargo, tenga esto en cuenta, el límite teórico de relación señal-ruido (SNR) para convertidores de 24 bits es de -144 dB, sin embargo, los mejores chips en realidad solo pueden alcanzar -120 dB. Ahora ves por qué la profundidad de bits es tan importante?
Otra característica muy útil para encontrar un convertidor es el uso de PLL de varias etapas y la configuración de ruido. Si bien el uso de un PLL de una sola etapa es muy útil, estamos limitados a ciertos anchos de banda de reducción de jitter dependiendo del diseño del PLL. Al incorporar PLL de varias etapas, podemos reducir la fluctuación de fase en diferentes anchos de banda y garantizar una conversión más clara. Además, otra técnica utilizada por unos pocos convertidores de gama alta es el uso de la conformación de ruido. Esencialmente, el ruido de fluctuación de fase se modula a una frecuencia mucho mayor que el espectro audible y luego se filtra fácilmente con un filtro de paso bajo básico.
Mientras discutimos por qué es bueno y malo tener un reloj externo, tener la opción siempre es bueno, por si acaso. Sin embargo, si realmente no cree que no necesitará un externo, no se preocupe por eso. Sin embargo, si está configurando una casa de correos o tal vez una plataforma en vivo con mucha conectividad digital (que se está volviendo bastante común hoy en día), asegúrese de contar con una entrada de reloj externa.
La determinación de los tipos de entradas y salidas que necesita puede ayudarlo a reducir su enfoque cuando trata de elegir un convertidor. Si necesita una conexión directa a su computadora, obviamente necesitará USB, Firewire o Thunderbolt. Sin embargo, si tiene una tarjeta PCI-e interna, puede ver AES, ADAT, etc. como opciones adicionales..
Para aquellos de ustedes que usan una consola digital como la serie Presonus Live o la serie Tascam DM, potencialmente podrían usar las entradas digitales como AES, ADAT, etc. para ir directamente desde la placa al convertidor sin tener que pasar de digital a Analógico a digital de nuevo para volver a analógico. Las conversiones sin sentido siempre deben evitarse!
Debido a que la conversión es posiblemente el punto más débil en nuestra cadena de señal; También es el más difícil de escuchar cómo afecta a la señal resultante. Cuando digitalizamos una fotografía con un escáner, técnicamente estamos perdiendo calidad, pero con un buen escáner esta degradación debería ser imperceptible..
La conversión de audio es esencialmente la misma idea, pero usamos nuestros oídos y no nuestros ojos. Además, si tuviéramos que imprimir nuestro escaneo y luego escanearlo nuevamente y repetir este proceso una y otra vez, comenzaríamos a ver la degradación más claramente con cada reexamen. Con el audio, cuanto más convertimos la señal a digital de analógica y viceversa, más ruido y jitter añadimos a nuestra señal, comenzamos a nublar nuestra imagen estéreo y reducimos el rango dinámico.
Así que asegúrese de obtener los mejores convertidores que pueda y asegúrese de minimizar la cantidad de conversiones.!
Hasta la proxima vez!
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