Procesadores dinámicos - Tecnología y Aplicaciones

El rango dinámico de un pasaje de audio es la relación de la señal más fuerte a la señal más silencioso. Para los procesadores de señal de la magnitud de las tensiones de alimentación restringe la señal de salida máxima y el ruido de fondo determina la señal de salida mínima.
Equipos de procesamiento de señal de nivel profesional posible los niveles máximos de salida de +26 dBu, con los mejores suelos de ruido de estar abajo alrededor de -94 dBu. Esto da un rango dinámico de 120 dB - un número impresionante coincidiendo muy bien con la 120 dB de rango dinámico de la audición humana normal. La invención de los procesadores de dinámica se produjo porque este rango extraordinario es demasiado grande como para trabajar.
Los procesadores dinámicos alteran la señal de audio en base a su contenido de frecuencia y nivel de amplitud, de ahí el término "dinámica", ya que el tratamiento es dependiente del programa y siempre cambiante. Los cuatro efectos de dinámica más comunes son compresores, limitadores, puertas y expansores. Después de estos vienen toda una serie de procesadores de propósito especial: unidades AGC, duckers, de-essers, niveladores, supresores de realimentación, excitadores y potenciadores. No importa cuál sea el nombre, todos están en el negocio de la regulación automática del volumen, o la dinámica de sonido - al igual que la mano en el fader de volumen.
Todos los procesadores de dinámica tienen la estructura común se muestra en la Figura 1: un elemento de control de ganancia en el camino de la señal principal y una cadena lateral que contiene un detector y el ordenador de ganancia. El detector puede muestrear la señal antes de que el elemento de control de ganancia o después de ella, pero por simplicidad que declarar delante.

Figura 1. Los procesadores dinámicos estructura común.

El recorrido de la señal es la ruta del audio principal lleva a través de la unidad. Por lo general, la señal pasa a través de los circuitos de entrada, en el dispositivo de control de ganancia y luego sale a través de los circuitos de salida (o el equivalente digital de este camino). Así, la cadena de la señal pasa por el "control de volumen" en la "mano en un control" analogía.
La cadena lateral es la mano que controla el volumen. Circuitos de cadenas laterales examina la señal de entrada (o de una entrada clave separada) y emite una tensión de control para ajustar la ganancia de la señal. Además, un bucle de la cadena lateral permite parches en filtros, EQ o otros procesadores a este camino. Más sobre este tema y una descripción del tipo de controles de cadena lateral posterior.
Algunos procesadores de dinámica hacen que la tensión de control de la cadena lateral disponible para la conexión a una unidad vecina, o para atar juntos los canales internos. Trabajo de esclavos o la vinculación procesadores de dinámica hace que las unidades funcionen simultáneamente cuando una sola unidad o canales excede el valor umbral. Esta función conserva la imagen estéreo estable y balance espectral.
Todos los procesadores de dinámica llevar a cabo control de ganancia como una función del nivel de la cadena lateral. Algunos utilizan la señal interna, como se muestra en la Figura 1 y algunos utilizan una entrada externa o la clave como se muestra en la Figura 2.
La única diferencia entre un compresor, limitador, AGC, de-Esser, Ducker, o puerta, es el tipo de detector de la cadena lateral, los atributos de equipo de ganancia y el tipo de elemento de control de ganancia utilizado.

Figura 2. Procesador de dinámica con el aporte fundamental de la cadena lateral.

La introducción de DSP (procesamiento de señal digital) cambió radicalmente la implementación de procesadores de dinámica. En los diseños tradicionales analógicos, no hay forma práctica de "mirar hacia delante" o estadísticamente analizar el contenido de una señal, sino que pide una función para responder a los eventos que ya han ocurrido. La circuitería de soporte para el filtrado y el control dinámico de ataque y de liberación es complejo y caro con una precisión limitada.
En el corazón de diseños analógicos son elementos de control de ganancia, amplificadores generalmente controlados por voltaje, o atenuadores controlados por voltaje (tanto abreviada VCA), con estas especificaciones típicas:

• Linealidad máxima ganancia: 2% más de 80 dB
• El rango máximo de ganancia: 80 dB
• Dependencia de la temperatura: 0.33% / ° C (cambio en la exactitud de transferencia de ganancia)
• Distorsión: 0,05% THD + N
• Relación señal-ruido: 94 dB re 0 dBV
• Costo: $ 2 por elemento de ganancia
• Fuentes: Muy limitada

Ciertamente números respetables, pero diseños digitales pueden hacer mejor. Las ventajas más importantes son la capacidad de analizar una señal antes de que se procese y estadísticamente analizar la historia reciente. Estas capacidades permiten una amplia gama de nuevas topologías que ofrecen un rendimiento superior, algunos de los cuales aparecen más adelante en esta nota. El coste incremental de una sola función implementados en el DSP es muy pequeña, lo que resulta en la reducción de costes significativa cuando se requieren múltiples funciones. Procesamiento de la señal digital ofrece tanto una mayor precisión y coste reducido.

Fuente: http://www.rane.com/note155.html