Todo equipo electrónico que ocupamos en nuestros conciertos y/o grabaciones puede o no añadir cierta coloración por los elementos que lo integran. Esto puede ser deseado o en cierto momento algo negativo para el propósito de nuestra producción y cabe mencionar que es un factor audible pero muy sutil en la mayoría de las ocasiones.

En este artículo veremos cómo medir de una manera objetiva y clara la coloración de un preamplificador, teniendo como objetivo principal identificar claramente su cantidad de THD% (coloración) y determinar qué tan audible es. Trabajaremos con un preamp Tube Tech MP 1A, como con el que contamos en los estudios de SAE Institute y lo analizaremos de una manera similar, como lo hacemos en la clase de Amplificadores de la carrera de Ingeniería de Audio en dicha institución educativa.

El procedimiento del análisis

Total Harmonic Distortion es la cantidad de energía de los armónicos que añade el dispositivo en función de la señal que pasa por el mismo. Una forma muy fácil de determinar la THD% es mandar un tono puro (el cual no contiene armónicos), a través del equipo, para que a la salida se puedan identificar los armónicos añadidos en un FFT (en este caso, Smaart 6), como se muestra en el siguiente diagrama:

Nota: Es muy importante cerciorarnos de que todo el sistema con el que estamos midiendo, desde la fuente hasta el FFT, no tenga ruido ni otros armónicos. Por otra parte, debemos asegurarnos que están bien acopladas las impedancias a la entrada y salida del preamp, todo esto para que la medición sea fehaciente.

Resulta interesante comprender que esos armónicos son propios del Tube Tech y aún más, revisando su relación de frecuencia y amplitud.

Relación de los armónicos en frecuencia

relacion-de-los-armonicos

En cuanto a su frecuencia, tenemos un armónico par y uno impar, que desde el punto de vista musical, uno es una octava arriba y el otro una quinta, como se muestra a continuación:

Por lo anterior nos damos cuenta que es algo ameno al oído porque musicalmente tienen relación y es por eso que buscamos en ciertas ocasiones este fenómeno.

Ahora, si comparamos la relación de amplitudes, es grande la diferencia, lo cual hace sutil la distorsión. En la siguiente tabla recopilamos los datos.

Armónico Amplitud

Fundamental -4.7 dBFS

1er Armónico -71.5 dBFS

2do Armónico -80.3 dBFS

Existe una diferencia considerable entre la fundamental y el primer armónico de 66.8 dB y con el Segundo de 75.6 dB. Pero aun así, al escuchar los audios se distinguen los dos armónicos muy suavemente. (Link para escuchar los audios al final del artículo).

relacion-de-vmrsRelación de los armónicos en amplitud

Podemos comparar el Vrms completo (tono y armónicos) y de la suma de los armónicos (después del filtro Notch) para ver la relación porcentual de la energía de la señal.

Existen 62.79 dB de diferencia entre los dos valores Vrms que podemos expresar en la siguiente fórmula:

-62.79 dB = 20 log ((THD%)/(100%))

Que despejando, podemos decir que:

THD% = (100%) 10^((-62.79/20))

THD% = 0.072%

Nota: Este cálculo de THD% es sólo un aproximado y nos sirve para darnos una idea muy clara de este dato., pero al analizarlo de esta manera, también se está contemplando el ruido de fondo de la señal y para un cálculo más exacto implica analizar armónico por armónico con una fórmula matemática más compleja.

Reconocimiento auditivo del THD%

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¿Se puede escuchar esta coloración? La respuesta es sí. Una prueba muy sencilla para poder distinguir este sonido es igualar la señal en fase y amplitud con la original e invertir la polaridad de una de ellas. Para poder escuchar sólo los armónicos lo realizamos dentro de Pro Tools, como se muestra en la imagen siguiente:

El resultado es de lo más interesante e increíble. Como cada señal que pasa por el Tube Tech genera dos armónicos, es decir, cada armónico de la onda compleja genera dos armónicos del Tube Tech, se escucha el instrumento en cuestión en sólo el THD del dispositivo; es un resultado tímbrico, para mi gusto, lindo y asombroso, porque podemos decir que el preamp está recreando el sonido que está procesando sin la fundamentales del mismo.

La señal de diferencia es perfectamente audible, lo cual nos puede llevar a una comparación entre la señal original con la del preamp y los armónicos solos, para poder educar a nuestro oído hasta que francamente escuchemos un cambio en la señal. Utilizando un buen sistema de monitoreo y con la correcta metodología, en muy poco tiempo podremos distinguir una señal de otra, ya que es muy claro el cambio.

La comprobaciónpro-tools-2

En forma de anécdota, dando esta clase de THD%, fue muy grata la participación de Rogelio Villaseñor, uno de mis alumnos, al proponer que sumáramos el THD% a la señal original y posteriormente, con la fase invertida, lo sumáramos a la señal del Tube Tech; en teoría deberíamos cancelar por completo. Esa fue su lógica. Y yo sin más interrupciones realicé el procedimiento en clase, con mucho cuidado para llegar a una conclusión exacta. Y en efecto. Como se muestra en la imagen siguiente, se cancelaba por completo, comprobando nuestro procedimiento.

Conclusión

Resulta fascinante cómo un equipo electrónico puede participar en el sonido de esta manera y es muy valioso para mí, como productor y profesor, poder encontrarlo, distinguirlo, manipularlo y mostrarlo de una manera clara y eficaz, para así poder usarlo de una manera creativa y funcional en mis producciones como en mis clases.mp1afront

Recomiendo mucho que realicen este procedimiento a sus equipos para que los conozcan a fondo, ya que todos los equipos son diferentes por tener distintos componentes y ser incluidos por el paso del tiempo.

Los audios están disponibles para su descarga en Soundcloud en el playlist: “Audios THD% Artículo Sound Check Raul Bustos”, en mi cuenta raul.bustos@saei.mx

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