Parámetros y Usos de los Compresores

Los primeros equipos capaces de controlar el margen dinámico de una señal surgieron en el campo de la telefonía. Se utilizaban para evitar que la amplitud de la señal telefónica superara ciertos límites (limitadores) o para contener la señal en los puntos más altos a la vez que se elevaba en los puntos más bajos (compresores), obteniendo una señal con un nivel aparente más elevado. Poco tiempo después se comenzó a emplear este tipo de dispositivos en la industria de la grabación musical y hoy en día prácticamente cualquier disco comercial utiliza procesadores de dinámica de algún tipo.

A pesar de este uso tan extendido, hay técnicos que están en contra del uso de estos procesadores, especialmente de los compresores, si bien hay otros que los consideran una herramienta indispensable en su trabajo diario. Sea cual sea el bando en el que nos encontremos, lo cierto es que en los últimos años la guerra por "sonar más alto que los demás" a disparado el uso de limitadores y compresores, haciendo incluso que la temida -y algo mítica- "distorsión entre muestras" (inter-sample peaking) sea una realidad en algunos discos.

Todos los procesadores de dinámica trabajan sobre el mismo principio. Se establece un umbral de amplitud (threshold), y el dispositivo reduce la amplitud de la señal en función de dónde se encuentre dicha señal respecto del umbral: los compresores y limitadores actúan cuando la señal sobrepasa el threshold, y las puertas y expansores lo hacen cuando está por debajo de él. Para determinar cuánto reducir el nivel se fija un Ratio del tipo A:B, donde A es el nivel a la entrada y B el nivel a la salida. Por ejemplo, en un compresor con un umbral de -6dB y un ratio de 4:1, una señal con un nivel de entrada de -7dB pasará inalterada por el dispositivo, ya que éste no actúa al no haberse superado el umbral. Sin embargo, si la señal alcanza los -4dB a la entrada, el exceso de 2dB por encima del threshold se reducirá en proporción de 4 a 1. Podemos decir que la única diferencia entre un compresor y un limitador es el ratio. Cuando se fijan ratios de 10:1 o superiores se suele considerar que estamos limitando la señal, y por debajo de esas relaciones se habla de compresión. De manera similar, las puertas se usan para eliminar la señal por debajo del umbral, mientras que los expansores la atenúan.

Parámetros Típicos

En la figura 1, podemos ver cuales son los controles habituales que incorpora un compresor-limitador sepamos para que sirven uno a uno:

Figura 1.

Umbral o Threshold

Threshold literalmente significa lindar o límite, moviendo este control podemos ajustar el punto donde el compresor empieza a actuar. Se denomina Umbral al punto a partir del cual el compresor-limitador deja de presentar ganancia unidad, para entrar en la curva de ganancia seleccionada con el mando de Relación de Compresión. En la figura 2, se muestra el gráfico de un compresor de relación 2:1 en el que pueden apreciarse tres umbrales distintos señalados con flechas. Como puede verse en el caso del umbral situado a + 10 dB, las señales cuya amplitud es igual o inferior al + 10 dB pasan por el compresor sin pena ni gloria ya que éste, se comporta como un amplificador pelado de ganancia 1 o unidad. Sin embargo, las señales que superan los + 10 dB ven reducida su amplitud de acuerdo a una relación 2:1; un incremento de + 20 dB (el nivel de entrada al compresor pasa de + 10 a + 30 dB) se traduce a su salida en una variación de sólo + 10 dB (desde + 10 hasta + 20) lo que corresponde a una relación 20:10 = 2:1.

Figura 2.

Del mismo modo, el ajuste del Umbral resulta vital para escoger el grado de influencia del compresor sobre la señal procesada. Supongamos que se procesa una señal cuyo nivel medio sea 0 dB y que, por ejemplo, se escoge un umbral bajo (-10 dB) y una relación de compresión baja (2:1); el efecto de compresión tendrá lugar en la mayor parte del rango dinámico de la fuente sonora aunque lo hará de modo natural y respetando los contrastes dinámicos. Por otra parte, dado que el rango de variación de amplitud a la salida del compresor se habrá reducido, será mucho más fácil grabar o amplificar ese sonido puesto que es mucho más uniforme.

Si por el contrario ajustamos el Umbral por encima del nivel medio de la señal a procesar (pongamos que la señal es de 0 dB y el umbral se sitúa en + 10 dB), y escogemos una relación de compresión más elevada (6:1), la dinámica global no se verá casi afectada ya que el compresor apenas entrará en acción, salvo cuando se produzcan picos momentáneos que sobrepasen el nivel medio. Este ejemplo correspondería más a la función de limitador que a la de compresor. Generalmente las unidades comerciales están dotadas de algún tipo de ayuda visual para que el operador pueda saber cuándo. la señal de entrada, sobrepasa el Umbral.

Ganancia de Compresión o Gain

Aunque a lo largo del presente documento hemos definido al compresor como un amplificador que corrige su ganancia automáticamente con el propósito de amplificar las señales débiles y atenuar las fuertes, la observación detallada de la figura 2, nos revela que un compresor de esas características no amplificaría nada. Es cierto. Algunos compresores comerciales están diseñados de este modo. Otros disponen de una etapa de amplificación adicional inmediatamente antes del compresor, con la que se determina el grado de amplificación que recibirán las señales por debajo del umbral. Ver apartado "Compresores de Ganancia Constante".

Relación de Compresión o Ratio

Este control determina la proporción de señal que hay en la salida del compresor respecto a señal presente a la entrada Si el control de ratio está situado en 6:1, por ejemplo, un incremento de 6 decibelios en la señal de entrada (por encima del umbral de actuación del compresor, o threshold) significa obtener un incremento de sólo 1 dB en la señal de salida. 

Un compresor profesional debe ser capaz de ofrecer distintas relaciones de compresión para adaptarse a las más variadas necesidades. En la figura 3, se ha representado una colección variada de curvas de transferencia de un compresor según la Relación de Compresión.

Figura 3.

Con el fin de no enturbiar las explicaciones, hemos vuelto al tipo con ganancia de compresión unidad. Como puede suponerse, cuanto mayor sea la relación de compresión, mayor será la severidad del efecto para aquellas señales que superen el Umbral de Compresión, y más destrozaremos la expresión musical de una interpretación dada. Habitualmente, las relaciones inferiores a 6:1 se utilizan para compresión y, las superiores a 10:1 entran en el terreno de la limitación. En los limitadores esta proporción va de 8:1 hasta 20:1 o infinito: 1. En posteriores apartados entraremos en detalles concretos de aplicación. 

Tiempo de Ataque o Attack

Es el tiempo que precisa el compresor para activar sus circuitos, a partir de que detecta alguna señal que sobrepasa su lindar o umbral de actuación, y dar comienzo la reducción de ganancia Puede estar especificado como “tiempo de ataque (en milisegundos) o como valor de ataque (en dB por segundo). Esto depende del tipo de circuito con que cuenta cada unidad en concreto.

A primera vista puede parecer un tanto absurdo dotar a un compresor-limitador de este ajuste pues, en buena lógica, cuanto más rápido sea el circuito de detección, mejor desempeñará el papel de control automático. Sin embargo, es indispensable disponer de un buen grado de control sobre las constantes de tiempo del circuito de detección, si se desea optimizar el funcionamiento de un procesador de dinámica para cada tipo de sonido. Además, ofrece interesantes aplicaciones en el terreno de lo creativo. Ver el apartado “Características Dinámicas de los Compresores”

Tiempo de Recuperación o Release

Indica el tiempo que precisa el compresor-limitador para dejar de actuar y recuperar su ganancia normal, una vez que la señal (o una cresta) ha descendido por debajo del Umbral o «threshold». También se conoce con el nombre de tiempo de Recuperación o Decaimiento La elección del Tiempo de Recuperación óptimo está estrechamente vinculado al Tiempo de Ataque, la Relación de Compresión y el mismo Umbral.

Por eso deben determinarse mediante ensayo auditivo, en cada caso, y para cada modelo de compresor en concreto. Ver el apartado “Características Dinámicas de los Compresores”

Gain

Es un potenciómetro que está situado para aumentar o reducir el nivel de salida del compresor- limitador, y así obtener un nivel de señal preciso para nuestras necesidades. 

Muchos compresores disponen, además, de un conmutador bypass que desconecta las funciones normales del aparato, y sirve para comparar la señal procesada con la que no lo está. Esto permite juzgar auditivamente si la señal procesada se asemeja o está distorsionada respecto a la señal original, es decir si musicalmente es válida.

Usos del Compresor

Estas preguntas son difíciles de responder desvinculadas del sonido concreto y de su entorno de acción. ¿Te ha pasado de estar grabando una voz y que el cantante por momentos esté casi susurrando y en otros cante muy fuerte? Si pasaste por esta experiencia sabrás que es casi imposible encontrar un balance adecuado entre la voz y los demás instrumentos de la canción: si equilibramos los momentos fuertes de la voz, los momentos suaves no se escucharán y viceversa. Esto puede pasar por muchas razones, de las cuales la impericia (o falta de técnica) del cantante puede ser una de ellas. Pero aun con grandes cantantes es difícil encontrar un equilibrio adecuado. Además, el tipo de balance cambia según el tipo de música. Siendo el Rango Dinámico la diferencia en dB entre el nivel máximo y mínimo de una señal (acústica, eléctrica, etc.) en el ejemplo anterior diremos que en la voz humana, el mismo es muy amplio.

En algunos instrumentos como guitarras españolas, acústicas y eléctricas, bajo eléctrico, bombo, caja y toms, la componente (o transiente) de ataque suele tener un nivel mucho más alto que el decaimiento del sonido lo cual hace necesario el uso de compresión.

El rango dinámico del sonido en el mundo que nos rodea (alrededor de 120 dB) excede el rango útil en los sistemas eléctricos, magnéticos y digitales (que muchas veces no supera los 80 dB), valor que se asemeja más al rango útil de la música (dependiendo del estilo o género musical). Si la voz humana o los instrumentos descritos arriba corresponden a estilos de música “acústica” (folk, clásica, jazz, etc.) se tratará de captar el mayor rango dinámico posible, en cambio otros estilos como el Rock, Rap, Hip Hop, etc., necesitan rangos dinámicos más reducidos (y en algunos casos casi nulos) ya que su atención se centra en el “impacto” sonoro y no tanto en los “matices” de la interpretación.

Todos estos cambios (expuestos en el articulo “Loudness”) en la percepción dinámica pueden imitarse con el uso inteligente de un compresor, y así engañar al cerebro del oyente al existir mucha sonoridad a bajos niveles. Esto se puede aplicar no solo a las percusiones, sino a todo, incluyendo la mezcla estéreo. Si se comprime la mezcla se le puede aportar energía y hacer que parezca más potente de lo que realmente es. Una de las grabaciones de la última década donde más se nota este hecho es en el clásico de 1991 Nevermind de NIRVANA. Entre otras cosas, se debe a un exhaustivo uso de la compresión sobre la mezcla final. Los trabajos de PRODIGY son otra referencia.

Se cree que más allá de ciertos volúmenes el oído añade armónicos adicionales, en cuyo caso el timbre del sonido percibido cambiará. Esas frecuencias extra reciben el nombre de altura residual y no sólo se reproducen a niveles altos, sino también cuando se combinan determinadas frecuencias para crear acordes inarmónicos. Algunos compresores (sobre todo los de válvulas) son mejores que otros en la búsqueda de un mayor efecto sobre la intensidad fisiológica; se debe a la distorsión armónica que agregan al sonido.

Cualquier reflejo con más de 40 ó 50ms de retraso respecto al sonido original ve su sonoridad reducida en aproximadamente 10dB en el cerebro. Este es otro mecanismo derivado de la evolución, que ayudaba a descifrar las conversaciones que se producían en las cavernas durante la prehistoria, que solían tener mucho eco. Los reflejos con retardos superiores a 50ms y anteriores al desvanecimiento de la reverberación incrementan la sonoridad. El sonido parecerá más fuerte. Si se añade durante la fase de grabación Reverb, se puede incrementar dicha sonoridad. Claro, existe un límite en la cantidad de Reverb aplicable, antes de que el sonido directo quede oscurecido.

Las curvas isófonas de Fletcher-Munson explican el fenómeno de la diferencia tonal que se produce al variar el volumen. Al subirlo los graves y agudos parecen aumentar su nivel más que los medios. A niveles bajos son los medios, pero en particular la presencia lo que parece predominar. La presencia es donde reside el sentido de la definición, por lo que potenciar estas bandas a bajos volúmenes ayuda a distinguir el habla en ambientes ruidosos. Si se mezcla a bajo nivel y se potencian los graves, al subir el volumen, tanto el productor como los monitores se llevarán un buen susto. Si una grabación tiene más sonoridad que otra, también parecerá tener más graves y agudos. Así que será más impresionante. Si el nivel de grabación es más bajo, parecerá más ligera y blanda.

Tanto el oído como el cerebro separan el espectro de la onda recibida en varias bandas de aproximadamente un tercio de octava. Cuantas más bandas de este tipo se cubran, más fuerte parecerá el sonido. Esto sirve para crear un gran efecto dinámico manteniendo constante el nivel físico: muy útil para diferenciar los estribillos de un tema. Por ejemplo; NIRVANA con su Smells Like Teen Spirit: el estribillo es arrollador, pero de hecho no existe prácticamente cambio en el volumen. En la pista 2 de BLUR ocurre algo parecido: se explica con un uso muy inteligente de los arreglos y de la mezcla para asegurar que cuando irrumpe el estribillo, se produzca una respuesta en todas las frecuencias.

Intercalar breves silencios anteriores al momento de máximo impacto ayuda a crear esta sensación. Con esto se refuerza la creencia de que lo que se deja fuera de una mezcla es tan importante como lo que contiene: el contraste entre el vacío y el lleno absoluto aumentan el sentido de sonoridad. Las puertas de ruido tienen gran valor para asegurar el silencio en esas breves paradas.

Al margen de todo esto, es indudable que en este campo la interpretación es importantísima. Si algo se toca fuerte, esa energía quedará capturada en la grabación y siempre sonará, a alguien tocando fuerte. Hay gente que atribuye esto a los armónicos límites, que son aquellos que están más allá del séptimo. Los compresores son el arma fundamental en el arsenal de la sonoridad, para lograr buenos resultados. Una compresión suave todavía es útil, para realzar la voz sobre una mezcla, por ejemplo, pero en general es el factor de bombeo el que marca la pauta. Hacen que parezca más poderosa, con énfasis.

Otras utilidades y algunos efectos colaterales

La grabación digital permite un amplio rango dinámico (96 dB en 16 bits y 144 dB en 24 bits), pero si una señal es demasiado débil, se introducen fuertes distorsiones pues no se utiliza toda la capacidad de resolución posible (solo unos pocos bits son utilizados para representar el sonido muestreado); si para corregir este problema aumentamos la ganancia del preamplificador, corremos el riesgo de saturar la señal de entrada de nuestro soporte de grabación, ya que no podemos superar el nivel de 0dB (la grabación digital no tiene “headroom”), esto solo puede ser solucionado comprimiendo la señal que se quiere grabar. Debe tenerse en cuenta que a la hora de usar compresión se reduce el nivel de las señales más intensas y por lo tanto tendremos un mayor margen para aumentar la ganancia de dicha señal, pero con esto también elevaremos el nivel de ruido de fondo: El compresor reduce la relación señal-ruido. Si no se tuvo especial cuidado del nivel de ruido al grabar la señal, aplicar compresión nos generará un enorme problema.

Un caso interesante de uso del compresor como efecto (y no como procesador) lo encontramos en las guitarras con distorsión, ese sonido característico se logra aplicando una fuerte compresión con ataque rápido y relevo muy lento, de manera de reducir el ataque del sonido (y el de la púa) y de lograr un gran sostenimiento del sonido producido, alterando la envolvente dinámica del mismo. De allí que los compresores para guitarra tengan como parámetros Ataque y Sustain.

Roger Montejano - www.cetear.com