Fundamentos de Ecualización y Amplificación en el Procesamiento Digital de Audio

Introducción al Procesamiento de Audio

Digitalización de la Señal Amplificada

Esa señal amplificada se digitaliza: se muestrea y se convierte en valores numéricos. Cada número nos dice qué valor tenía la señal en cada instante de tiempo.

Ecualizadores de Audio y Modelado de Sonido

Los ecualizadores son equipos hardware que nos permiten modificar el volumen de contenido de frecuencias de la señal de audio procesada, permitiendo moldear el sonido que pasa por el mismo. Los ecualizadores nos permitirán ajustar la señal de sonido para reforzar ciertas bandas de frecuencia (Ejemplo: Micrófonos).

Parámetros de Control del Ecualizador

Los ecualizadores tienen varios parámetros que nos permiten controlar:

• Frecuencia: Con ella elegiremos qué frecuencia del sonido queremos modificar.
• Ganancia: Con la ganancia ajustaremos el volumen.
• Factor de calidad del filtro (Q): Con este factor podremos ajustar el rango de frecuencias.

Tipos de Filtros de Ecualización

• Filtro paso bajo
• Filtro paso alto
• Filtro pasa banda
• Filtro supresor de banda

Filtro Paso Bajo

A la frecuencia de corte ($f_c$), la máxima que permitirá pasar, se producirá la resonancia del filtro RC, punto en el que los valores de la Resistencia y la reactancia capacitiva se igualarán. Esto resulta en:

• 50 % de la potencia de entrada.
• 1,41 veces la tensión de entrada.
• -3 dB respecto de la entrada.

Filtro Paso Alto

A la frecuencia de corte ($f_c$), a partir de la cual dejará pasar la señal, se producirá la resonancia del filtro RC, punto en el que los valores de la Resistencia y la reactancia capacitiva se igualarán. Al igualarse $R = X_c$, se producirá el mismo efecto de atenuación a frecuencias bajas (graves), descrito en el filtro anterior.

Filtro Pasa Banda

Se define por dos frecuencias de corte que supondrán el margen entre el cual se dejan pasar señales de unas frecuencias determinadas, discriminando el resto. Estos tipos de filtros se definen por tres parámetros:

• Frecuencia de corte inferior y superior ($f_{c1}$ y $f_{c2}$).
• Factor de calidad del filtro (Q).
• Ancho de banda resultante (BW).

Filtro Supresor de Banda

Este filtro funciona justo al contrario que el filtro pasa banda: elimina las frecuencias dentro de un rango definido entre las frecuencias de corte inferior y superior.

Conceptos Clave en Ecualización Paramétrica

Pendiente de corte o atenuación de filtro: Queda definida por el número de células RC del filtro.

Factor de calidad (Q): Se trata de la relación entre el ancho de banda del filtro y su resonancia.

El Amplificador de Audio

Un amplificador consiste en un dispositivo electrónico utilizado para amplificar o aumentar el volumen del sonido.

Partes de un Amplificador

• Selector de entradas
• Preamplificador
• Amplificador (etapa de potencia)

Características Principales del Selector de Entradas

• Tensión nominal de entrada: Es el valor que entregaremos a la entrada.
• Nivel máximo de entrada: Es la máxima tensión admisible sin producirse saturación.
• Impedancia: Será mucho mayor que la del elemento de salida al que se conecte (altavoz).
• Corrección de frecuencias: Algunos pueden disponer de correctores de nivel, modificando la respuesta en frecuencia de la señal que se le aplica.