Bites, bytes & beats

Convertidores y clocks, ¿moda o ciencia?

Muchas grabaciones de la era digital son capturadas con elementos principalmente análogos; el paso desde este primer dominio, el análogo, al segundo, el digital, es el tema que nos ocupa esta ocasión. Durante muchos años se le ha invertido tiempo y dinero a este tema, pero hace por lo menos una década que ha caído un poco en desuso. ¿Podríamos llamarlo moda? ¿Ha sido tópico de un momento en la historia del audio? Varios de los usos y costumbres en el audio han sido modas, momentos históricos, gustos y/o placeres. Ahora, ¿podríamos decir que hacer hincapié en la conversión de audio análogo en digital es tema del pasado?

Parámetros necesarios

Haciendo varias comparativas A/B y a la luz de los gráficos (expandan la forma de onda de un track en sus DAWs), podemos apreciar que el proceso de “cuantización” (quantize) de los convertidores A/D (análogo/digital) de cada interfaz de audio opera y convierte de forma poco lineal. Como todo en esta carrera armamentista que es el audio, no todos los convertidores tienen la misma calidad y mientras más invirtamos, mejor será la calidad. Muy pocos son los casos en los que una interfaz de gama media a baja posee buenos convertidores y en el sonido resultante está la evidencia. Tratemos de evitar nombrar marcas, pero hay estándares de la industria que son ineludibles. Podemos tener el mejor micrófono, preamplificador y/o equipo análogo (ecualizador, compresor y demás), pero si la conversión la realiza un convertidor no muy bueno y con un clock (ver más adelante en este artículo) que no es preciso, será casi seguro el eslabón débil en nuestra cadena y hará estragos con el audio. Probablemente un oído no muy entrenado casi no notará la diferencia, pero uno preparado, sí. ¿Cómo podemos verificarlo? Antes que nada, tenemos que remitirnos a pruebas empíricas y hasta científicas, ya que evidentemente en la actualidad el “audio” podríamos definirlo como esa extraña afición/obsesión que versa sobre cosas que creemos escuchar de equipos y dispositivos electrónicos reales, por donde pasan electrones que no vemos y por elementos/ componentes electrónicos que creemos mágicos. Esta combinación hace que estos dispositivos posean características sobrenaturales y hasta místicas. Podríamos decir que se está más cerca de Harry Potter o el mago Merlín que de Tesla o Harry Olson. Entonces, para analizar esto, debemos hacer pruebas A/B, con un convertidor dedicado y/o con el nativo de la interfaz. Un track se puede ampliar (hacer zoom), para ver en detalle nuestra forma de onda (recordemos que la forma de onda que vemos en nuestras DAWs es una representación de una sumatoria de señales en el tiempo, que pueden

ser sencillas o complejas). Una vez ampliada la representación gráfica de nuestra onda deberíamos ver si el audio cuantizado posee errores o no y si en un solo track el daño está, imaginemos si sumamos veinte a cuarenta tracks con estos errores. Lo mismo sucede en el camino inverso D/A (digital a análogo).

¿Qué hace específicamente un convertidor A/ D?

El convertidor recibe en su entrada señal análoga, por ejemplo, la salida de línea de un preamplificador o la vuelta de un envío de efectos. Luego, el reloj del convertidor o el reloj maestro debe estar configurado en una profundidad de bits y en una frecuencia de muestreo pre establecida (48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz y demás) que debe ser igual que la frecuencia de nuestra sesión en la DAW e interfaz de audio (se entiende que una depende de la otra para amarrar). El convertidor comenzará el muestreo convirtiendo en dato digital (bits) las variaciones de voltaje de la señal análoga. Una vez la señal cuantizada (muestreada) y digitalizada, irá hacia una salida digital, por ejemplo, fibra óptica (que requerirá una nueva conversión, que será de dato digital a luz, sin degradación del dato, por ende sin corromper y/o degradar nuestro audio). Varios convertidores soportan, dependiendo de la resolución que necesitemos, el envío multicanal de hasta ocho canales mono de audio por canal de fibra óptica.

Sincronía

Pongamos atención a un elemento generalmente ignorado: el clock y su interconexión entre otros dispositivos de audio (interfaces, clocks, convertidores). Poder conectar varios dispositivos de audio entre sí no es ninguna novedad. Ahora, ¿cómo podemos hacerlos trabajar juntos sin errores, sin ruidos de cuantización en la señal y sin pérdida de muestras? La respuesta es: sincronizarlos a un reloj maestro, mejor conocido como clock. ¿Cómo realizamos esto? Solamente es posible si nuestra interfaz de audio y convertidores poseen una ficha BNC de entrada y otra de salida con la leyenda “Wordclock” (aclaramos que en artículos siguientes hablaremos sobre sincronía en dispositivos de audio por IP).

El proceso de enlazar estos dispositivos entre el maestro (“master”) y la cascada de esclavos (“slave”) se conoce como enlace margarita (“daisy chain”, debido a que la torsión de los cables recuerda a los pétalos de la flor) o cascadeo. Al terminar de enlazar el maestro o reloj principal, con los sucesivos dispositivos esclavos que responden al reloj maestro, todos nuestros dispositivos, inclusive nuestra DAW, obedecerá el tiempo que el reloj maestro indique.

Jitter

Podríamos denominar el jitter como el error o desviación en el tiempo del pulso (señal periódica de intervalos iguales) de un reloj que controla un convertidor A/D (wordclock). Esta fluctuación del reloj en el tiempo genera que el material análogo a capturar no tenga los mismos puntos de sampleo repartidos homogéneamente durante toda su captura. Muchas veces el reloj, ante un error de este tipo, trata de hacer un “promedio” o en términos técnicos, interpolación entre ambos puntos de captura y ese promedio genera distintas variables de ruido y/o poca claridad en la captura.

Saturación y rotura de la señal digital

Varias veces pasa que recibimos sesiones con pistas que se encuentran saturadas y con recortes en su amplitud y hasta ruido digital (excede el 0dB). Varias veces se interpreta como un error del convertidor, pero en el 99 por ciento de los casos, esto es consecuencia de haber entrado con mucho nivel en la entrada del convertidor, saturándolo. Hay varios convertidores que aplican

un “soft clip”, es decir, que limitan la entrada para evitar la saturación y tratar de salvar la mayor cantidad de muestras posibles. No siempre el convertidor puede ayudarnos y al pasarse ese límite, éste lo traduce como ruido digital (muy desagradable). ¿Cómo solucionar esto? Varias veces olvidamos que si bien en el audio análogo, mientras más “caliente” o elevada la señal es mejor, en el audio digital no es lo mismo. Podemos entrar con buen nivel en el mundo digital, siempre tratando de observar el nivel máximo de la señal para evitar una saturación y la subsecuente sobrecarga en el convertidor. Recordemos que una vez rota la señal digital, no se puede reparar. Uno de los puntos a tomar muy en cuenta es revisar la estructura de ganancia (para evitar saturaciones innecesarias antes del convertidor), empatar las impedancias de las salidas y entradas respectivas y estar atentos a lo que nos dicen los vúmetros o medidores (no sólo son luces audio rítmicas, también sirven para mostrarnos el nivel de la señal). Desarrollaremos este tema a profundidad en un próximo artículo.

A modo de conclusión

Siempre hacemos hincapié en que la búsqueda de la excelencia en nuestro audio, es algo que debe hablar de nosotros mismos como ingenieros, músicos o productores. A diferencia de considerarlo una moda, hay suficientes evidencias para probar que preocuparnos por la conversión de nuestro audio repercutirá de manera positiva en nuestro trabajo y su resultado final. En los primeros tiempos del audio, la conversión a digital no existía, pero hoy en día es casi imposible evitarla, ya que el 99 por ciento del audio actual es digital. Podemos tener la idea romántica de grabar todo de forma análoga para mantenernos fuera del dominio digital, pero tarde o temprano, la conversión termina siendo necesaria, a menos de que hagamos un disco de vinil, cosa muy loable, pero no es el común en la realidad actual de la industria.

¡Nos leemos la próxima vez!

*Músico de carrera, compositor, profesional del audio y la tecnología, residente en la Ciudad de México. Actualmente se desempeña como consultor en audio, productor, realizando grabaciones y masterización. Desde 2005 tiene su propio sello: Fusa Records (www.fusarecords.com). Estudiante avanzado de Ingeniería en la UTN, Argentina, colaborador en páginas sobre audio y tecnología. Miembro AES Full desde 2007, participando activamente en disertaciones sobre informática musical y tecnología aplicada al audio tanto en México como en Argentina. Contacto: mdiazvelez@fusa-records.com