Domina tu comprensión de la compresión:
ÓPTICO || FET || VARI-MU (Tubo) || VCA || PUENTE DE DIODOS || COMPRESIÓN DE BUS MASTER
Si bien la compresión es fundamentalmente el proceso de equilibrar las partes más fuertes y más suaves de una señal de audio, los distintos tipos de compresores funcionan de formas diferentes. Los cinco tipos principales de circuitos de compresión de audio sirven como base para la mayoría de las emulaciones de plugin que encontramos en los DAW actuales. Uno de los menos conocidos de estos cinco tipos es el compresor de puente de diodos. Los compresores de puente de diodos convierten corriente alterna (AC) en corriente continua (DC) mediante una combinación de diodos rectificadores para producir compresión de audio. En este artículo sobre compresores de puente de diodos, exploraremos a fondo el funcionamiento interno y las aplicaciones de los compresores de puente de diodos. Compararemos sus resultados con los compresores FET utilizando ejemplos de sonido creados con los mejores plugins de compresión de diodos.
¿Qué es un compresor de puente de diodos? (Resumen)
Los compresores de puente de diodos envían la señal de entrada a una combinación de cuatro anillos de diodos en formato de puente balanceado. Estos diodos rectifican los componentes negativos y los transforman en voltajes positivos. Transformar una corriente pulsante o alterna (AC) en corriente continua (DC) provoca atenuación variable en la señal de audio, lo que resulta en compresión.
Dado que los diodos en la configuración de puente están polarizados en directo, el nivel de atenuación o reducción de ganancia depende de la resistencia exponencial de los diodos.
Al ser de naturaleza cíclica, esta resistencia exponencial se configura según la cantidad de polarización que pasa por los diodos en un momento dado. Siguiendo un circuito de retroalimentación, la corriente del side chain que va a la unidad de reducción de ganancia determina la corriente de polarización.
La configuración del puente de diodos:
La configuración de puente utiliza cuatro diodos para poder segregar y rectificar los dos semiciclos de una onda sinusoidal. Como podemos ver en el diagrama a continuación, la carga está conectada a un lado de la red de puente de diodos, y el devanado del transformador está conectado al otro lado.
Puedes leer más sobre ingeniería electrónica aquí.
La mejor manera de entender esta configuración es estudiando D1/D2 y D3/D4 por separado. Durante un semiciclo positivo, D3 y D4 permanecen con polarización inversa, permitiendo que los diodos D1 y D2 conduzcan.
En el segundo ciclo, la polaridad se invierte. Ahora D1 y D2 permanecen con polarización inversa, permitiendo que D3 y D4 adopten polarización directa.
El circuito es capaz de convertir el voltaje de entrada de corriente alterna (AC) en un voltaje de salida de corriente continua (DC) pulsante, ya que el voltaje de carga es siempre consistente. Esto significa que sin importar cuál sea la entrada, el voltaje de carga mantiene la misma corriente de carga y polaridad en una dirección específica.
Dicho esto, nunca obtienes un voltaje de onda completa perfecta a través del resistor de carga. El diodo en realidad no se activa hasta que el voltaje de fuente alcanza 0.7 V.
Dado que el rectificador de puente solo opera D1/D2 o D3/D4 en cualquier momento dado, las dos caídas de diodo restantes (0.7V x 2) pertenecientes a la fuente siempre se sacrifican.
Entonces la ecuación general para la salida pico es:
Vp(salida) = Vp(entrada) – 1.4V
donde,
Vp : voltaje pico
Para obtener un voltaje DC constante, necesitamos filtrar la señal de onda completa. La señal de salida de voltaje DC pulsante no es utilizable en su forma primaria, ya que sube a un valor máximo y luego desciende repentinamente a 0.
Como forma de proporcionar consistencia, se agrega un capacitor de alisamiento a través del resistor de carga. Su ciclado con polarización directa. Para cuando el valor de entrada alcanza su pico, el voltaje del capacitor alcanza Vp.
Después de alcanzar su pico, el voltaje de entrada comienza a descender. A medida que la entrada cae por debajo de VP, el voltaje del capacitor apaga los diodos.
En su estado apagado, el capacitor proporciona corrientes de carga hasta que llega el próximo pico. Al llegar, D3 y D4 recargan el capacitor de vuelta a su valor pico.
¿Qué sucede dentro de un compresor de puente de diodos?
Vamos a explorar el circuito del legendario NEVE 33609, según el cual se modelan muchos compresores de puente de diodos.
Si bien entrar a la unidad con una señal de entrada balanceada es bastante común en muchos compresores, lo único de este diseño de circuito es que la señal permanece balanceada incluso después de pasar por la unidad de reducción de ganancia.
Después de pasar la unidad de reducción de ganancia, esta señal balanceada continúa fluyendo a través del buffer y finalmente llega a un transformador de circuito donde finalmente se desbalancea.
La señal desbalanceada ahora pasa por el importantísimo BA340, que es el bloque de ganancia. Siendo una central eléctrica, el BA340 impulsa el transformador de salida hacia adelante, dándonos nuevamente una salida balanceada.
El side chain del compresor se dirige antes del BA340, mientras que una rama adicional, después del bloque de ganancia, lleva al limitador.
El compressor side-chain alberga todas las funciones importantes como ataque, release, ganancia de compensación y umbral. Aquí es donde el rectificador transforma la señal de audio de AC a DC.
Después de convertirse, la señal regresa para controlar la unidad de reducción de ganancia inicial, por la cual había pasado la entrada balanceada.
Cuando eliges el limitador, la señal va al side chain después del BA340. Usando el pequeño potenciómetro de ganancia de compensación debajo del BA340, puedes aumentar la señal que va al limitador.
Diseño de compresor tipo feedback:
Al ser un compresor de estilo feedback, el side chain es la señal alimentada después de la reducción de ganancia. Esto significa que la unidad de reducción de ganancia está monitoreando sus propios resultados a medida que se retroalimentan en la señal de control a través del side chain.
Lo mejor de este diseño de feedback es que el detector pasa mucho tiempo reaccionando a la señal comprimida, lo que lleva a resultados más suaves.
Si bien esto ayuda al compresor a compensar las no linealidades dentro de la señal, pierde su capacidad de controlar con precisión los tiempos de ataque y release, como los compresores que utilizan el diseño feed-forward.
Puedes leer más sobre la investigación realizada en componentes de compresores aquí.
Sección de divisor de voltaje:
En la mayoría de tipos de compresores aparte del VCA, generalmente usamos un divisor de voltaje para controlar la señal balanceada. El divisor de voltaje consiste en resistencias positivas y negativas, que son atenuadas por la unidad de reducción de ganancia.
De forma similar a cómo un FET y un resistor dependiente de luz (LDR) se usan para cambiar la resistencia en compresores FET y compresores Opto, la resistencia del divisor de voltaje se altera mediante diodos en este caso.
Tanto los resistores positivos como los negativos están conectados a diodos individuales, que llevan la señal a tierra.
Por ejemplo, el resistor positivo y el diodo controlan ambos la cantidad de señal que va a tierra. Como son proporcionales, menos resistencia en el diodo significa que mayores niveles de señal pasan a tierra.
A medida que avanzamos, es importante saber que los diodos solo pueden conducir electricidad a un voltaje específico. También son unidireccionales, lo que significa que solo conducen electricidad de positivo a negativo.
Al ser de naturaleza binaria, solo conducen electricidad cuando se alcanza su voltaje específico. Los diodos en este ejemplo tienen un voltaje de 0.7 voltios. Entonces los diodos solo conducen electricidad a tierra cuando reciben 0.7 V. Cualquier voltaje por debajo de eso los deja en posición "apagado".
Pero al igual que un resistor de 0 ohmios, el diodo utiliza una curva exponencial antes del punto de activación. Esto significa que la señal entrante viaja a lo largo de una curva empinada repentina tan pronto como la corriente entrante está a punto de alcanzar 0.7 V.
Entonces el compresor espera a que la corriente entre en la curva exponencial, donde la polarización DC en el diodo toma el control. El compresor ahora genera un voltaje de control DC desde el área del sidechain.
Aunque la corriente es menor a 0.7 voltios, lo cual es bastante pequeño, es suficiente para aparecer en un umbral, que altera la resistencia de los propios diodos.
Reducción de ganancia:
Similar al LA4 y al 1176, hay un resistor variable (el diodo) dentro del atenuador del circuito que controla el divisor de voltaje dentro del compresor de puente de diodos. La atenuación de nivel ocurre con un transformador reductor y un atenuador incorporado dentro de un resistor, colocado justo antes del diodo.
Generalmente se envían niveles más bajos de entrada a través de compresores de puente de diodos, ya que debemos tener en cuenta la marca de 0.7 V. De hecho, si subiéramos los niveles por encima de 0.7 V, podría empezar a parecerse a una unidad de distorsión.
Si bien los compresores Opto y FET también comenzarían a distorsionar después de cierto nivel, sus puntos de recorte están muy por encima de 0.7V.
Si bien los diodos generalmente están muy bien emparejados para mantener la distorsión al mínimo, también pueden ocurrir algunas anomalías de compresión interesantes con diodos no emparejados. En el caso de diodos no emparejados, podrías terminar con algo de distorsión asimétrica.
Como estamos tratando con una señal de bajo nivel en la entrada, el potenciómetro de ganancia de compensación debajo del BA340 es fundamental para impulsar la ganancia en la unidad.
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¿Cómo suena un compresor de puente de diodos?
Los compresores de puente de diodos añaden gravedad a todo lo que tocan, aportando peso y pegada a las frecuencias bajas y medio-bajas, como el bombo, el bajo y la parte inferior del redoblante. Generalmente no reaccionan de forma muy agresiva en las frecuencias altas, añadiendo compresión suave a los armónicos superiores del bombo y el redoblante.
A diferencia del FET que es más agresivo, pegan el sonido desde arriba y abajo, añadiendo redondez al sonido.
¿Por qué la compresión de puente de diodos suena única?
El uso de circuitos amplificadores discretos y transformadores tanto en la entrada como en la salida resulta en un sonido que es peculiar de los compresores de puente de diodos.
Mientras que los transformadores generan artefactos de distorsión característicos, los circuitos amplificadores discretos clase 'A' resaltan las sutilezas de la serie armónica, creando un abundante conjunto de armónicos superiores impares y pares.
En el diagrama anterior, puedes notar qué tan suavemente los armónicos impares y pares transicionan de 6 kHz a 22 kHz. Esto se vuelve muy útil al tratar con compresión de micrófonos de ambiente. Los micrófonos más caros y sensibles del arsenal de un estudio generalmente se usan para microfonear la sala durante las grabaciones.
El sonido de una sala generalmente se captura entre 12 kHz y 20 kHz. Este espectro de frecuencias crea la imagen de la sala en la cabeza del oyente debido a las reflexiones tardías que captura.
La suave superposición armónica del compresor de puente de diodos en esta área preserva muy bien estas frecuencias. El amplificador clase "A" proporciona saturación exuberante a este rango de frecuencias, creando el icónico sonido de puente de diodos.
Si observas el gráfico de reducción de ganancia del compresor de puente de diodos Neve 33609 C a continuación, muestra cómo la respuesta de frecuencia es consistente a través de diferentes niveles de amplitud.
Puedes notar cómo los graves permanecen iguales en todos los niveles de entrada. A medida que comenzamos a entrar en las frecuencias medias, notamos que la compresión afecta la estructura de ganancia. Incluso cuando llegamos a las frecuencias altas, solo hay una diferencia de alrededor de 4 dB.
Con una curva de respuesta de frecuencia tan consistente, la presencia de nivel medio se mantiene en todos los grados de compresión. Además, las curvas de respuesta no lineales de los diodos en el circuito resultan en una compresión que es suave, natural y musical.
¿Cómo aprovechar la distorsión del puente de diodos?
Una vez que alcanzamos niveles altos de volumen, la señal altera la cantidad de corriente que fluye a través de los diodos. A medida que la señal aleja a los diodos de sus puntos de polarización, la ganancia exponencial comienza a cambiar, lo que resulta en distorsión notable.
La ganancia en el circuito depende de la señal de audio y de la corriente de polarización, que a su vez depende del side chain. Esto significa que la distorsión también depende del nivel de audio y de la reducción de ganancia momento a momento que ocurre en el circuito.
Cuando el hardware no está en modo de reducción de ganancia, la resistencia exponencial de los diodos es bastante baja. Así que si pasaras señal o si aumentaras la señal de entrada, la distorsión aún sería bastante baja.
El punto óptimo en los compresores de puente de diodos está entre 3 dB y 7 dB cuando la resistencia del diodo está a la par con sus elementos de circuito vecinos. Entre 3dB y 7dB, la distorsión armónica total puede alcanzar del 8% al 10%.
Si bien del 8% al 10% de distorsión es común en la mayoría de los casos, las propiedades no lineales y la curva de frecuencia del compresor de puente de diodos hacen que la distorsión suene extremadamente musical. Esto hace que la distorsión de puente de diodos sea extremadamente codiciada.
Escenarios donde la compresión de puente de diodos es útil
Sonando genial en grupos de instrumentos, los compresores de puente de diodos se usan principalmente en el bus de batería, bus de mezcla y master bus. Usar los ataques rápidos y lentos dependientes del programa en batería y bajo, respectivamente, puede añadir carácter instantáneamente a tu bus de mezcla. Como alternativa menos agresiva al FET, también suenan genial en voces.
Bus de batería paralelo:
Empezamos ajustando el lado derecho antes que el izquierdo, ya que ese es el flujo natural de señal dentro de los compresores de puente de diodos.
Como puedes escuchar en el ejemplo de sonido, la batería sin procesar carece de definición. No puedes escuchar el parche superior del redoblante separado de su cuerpo. El impulso rítmico creado por los hi-hats abiertos y cerrados se pierde dentro del golpe de bombo-redoblante. El cuerpo del bombo es demasiado ancho para que el hi-hat se abra paso.
Nuestro objetivo con la compresión paralela era escuchar el ataque de la baqueta en el parche superior del redoblante bajando a 3:1 y el release ajustado a 800ms haciendo el redoblante más cohesivo, resultando en una reducción de ganancia de -18 dB.
Ahora yendo a la sección del limitador, comenzamos con un ataque rápido y release de 800 ms. Recorriendo el umbral del limitador, nos establecimos en +12 dBu, que se mantuvo consistente con la reducción de ganancia de -18 dB de nuestro compresor.
Batería paralela DRY
Batería paralela (WET) limitador rápido
Batería paralela (WET) limitador lento
Como puedes escuchar, el ataque rápido define el parche superior del redoblante y da forma al bombo. Aunque buscábamos un sonido agresivo, el redoblante parece haber perdido su cuerpo.
Ajustar el ataque a lento permitió que pasaran suficientes frecuencias, lo que hizo el redoblante más completo.
Bajo:
Puedes notar cómo se acentúa el ataque de las notas. También puedes notar que las frecuencias bajas tienen más peso mientras que los armónicos superiores del bajo se desvanecen lentamente.
En el segundo ejemplo de sonido, hemos ajustado el ratio a 2:1 y subido la entrada hasta 13.8 dB. Bajamos la salida a – 4.2 D y ajustamos el análogo al 25%
Con la sección del limitador desactivada, puedes notar cómo la gravedad del segundo ejemplo de sonido está más enfocada en los medios bajos en lugar de en los graves.
Puedes sentir que el bajo es un poco más ligero que en la primera muestra. Dicho esto, hay más intención en las frecuencias altas de la segunda muestra en comparación con la primera.
Si bien solo cambió el umbral en una unidad, la diferencia principal proviene del ratio entrada-salida. Como con todos los plugins de emulación analógica, los circuitos de atenuación tienen un gran impacto en el comportamiento del compresor.
Bajo (DRY)
Bajo (WET) Ratio 2:1
Bajo (WET) Ratio 3:1
Bus de mezcla:
Ya que estamos trabajando con el bus de mezcla, también hemos añadido una comparación con un compresor FET para acentuar la redondez única que proporcionan los compresores de puente de diodos.
Si notaste la muestra sin procesar, sabes cómo la guitarra domina las voces. Aunque las guitarras suenan nostálgicas, queremos añadir más pecho a la voz del vocalista para que pueda destacarse sobre la guitarra.
Bus de mezcla (DRY)
Bus de mezcla (WET) perilla analógica-100%
Bus de mezcla (WET) limitador OFF
Bus de mezcla (WET) limitador ON
Bus de mezcla (WET) comparación FET
Comenzamos bajando la entrada a – 2DB y subiendo la salida a 9.7 DB. Ajustamos el ratio a 4:1 y el release a auto en la sección del compresor.
Como puedes escuchar en el ejemplo de sonido anterior, ajustamos el análogo al 100%.
Es importante escuchar cuidadosamente tu distorsión de puente de diodos, ya que no siempre es la mejor opción para capturar microdinámicas. Por ejemplo, algo como un Fairchild660 habría podido capturar el cambio de tono perfectamente.
En el ejemplo final, redujimos el análogo en un 25%, haciendo el matiz más notable.
En el segundo ejemplo, añadimos la sección del limitador. Subiendo el nivel límite hasta 12DBU, ajustamos un ataque lento y un release automático. También apagamos el dial analógico.
Ahora, probando rápidamente este ejemplo con un FET 1176, nos muestra qué tan agresivo podría sonar. Nota cómo los transitorios de guitarra aparecen durante los cambios de acorde, y las voces se vuelven más nasales.
El segundo ejemplo de sonido es un buen ejemplo de usar el compresor de puente de diodos para transparencia. Puedes escuchar cómo la agresividad de los transitorios vocales se retrae, proporcionando un sonido controlado pero transparente.
Compresores de puente de diodos populares
Aquí hay una breve lista de compresores de puente de diodos populares que se han convertido en básicos de estudio a lo largo de los años:
- Neve 33609/N Discrete Stereo Compressor/Limiter
- Neve 2254/R Limiter/Compressor
- Chandler Limited TG12413 Zener Limiter
1. Neve 33609/N Discrete Stereo Compressor/Limiter:
Hardware: AMS Neve 33609/N Discrete Stereo Compressor/Limiter · Emulación de plugin: UAD Neve 33609/C Compressor
2. Neve 2254/R Limiter/Compressor:
Hardware: Neve 2254/R Limiter/Compressor · Emulación de plugin: Waves V-Comp
3. Chandler Limited TG12413 Zener Limiter:
Hardware: Chandler Limited TG12413 Zener Limiter · Emulación de plugin: Chandler Limited TG12413 Zener Limiter
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Preguntas Frecuentes
La señal de entrada se atenúa significativamente para mantener el voltaje en el puente de diodos dentro de los límites. La señal de entrada debe atenuarse 40 dB para que el voltaje permanezca dentro de la curva de transferencia lineal. Esto resulta en un piso de ruido muy alto, que probablemente sea la principal desventaja de los compresores de puente de diodos.
Estos 40 dB de atenuación de entrada finalmente se restauran en la sección de ganancia de compensación. Estos niveles extremos de atenuación y recuperación hacen que los compresores de puente de diodos sean bastante ruidosos.
Dicho esto, a medida que la sofisticación de los circuitos electrónicos ha crecido a lo largo de las décadas, los compresores de puente de diodos se han vuelto mucho más silenciosos de lo que solían ser.
Si bien no es exactamente una desventaja, el circuito de compresión de puente de diodos es no lineal, lo que significa que la cantidad de compresión aplicada a la señal no es consistente en todo el espectro de frecuencias. Esto lleva a compresión desigual y distorsión del audio, que ha llegado a reconocerse como el sonido de puente de diodos.
Un rectificador es un dispositivo que típicamente se encuentra entre la fuente de energía y el motor del compresor, y convierte corriente alterna (AC) en corriente continua (DC). En un compresor, el rectificador se usa típicamente para convertir el voltaje AC de la fuente de energía en voltaje DC para ser usado por el motor del compresor y otros componentes eléctricos.
El rectificador consiste en un conjunto de diodos, que son dispositivos semiconductores que permiten que la corriente fluya en una sola dirección.
Cuando se aplica voltaje AC al rectificador, los diodos permiten que los semiciclos positivos del voltaje pasen y los convierten en voltaje DC. Los semiciclos negativos del voltaje son bloqueados, resultando en un voltaje DC libre de fluctuaciones negativas.
El rectificador juega un papel crucial al asegurar que el motor del compresor reciba un suministro estable y consistente de energía, lo cual es esencial para su funcionamiento apropiado. También ayuda a proteger el motor del compresor del daño eliminando cualquier potencial pico o sobretensión de voltaje que pueda ocurrir en la fuente de energía.
Los compresores de hardware como el nuevo 33609 son conocidos por añadir más gravedad y dimensión al sonido. Especialmente las cualidades inmersivas de las unidades, que han sido modificadas a una etapa de salida clase A, son bastante impresionantes. Pero las emulaciones UAD, Lindell y Waves se acercan extremadamente al hardware real en términos de gravedad y peso.
Lo único que falta es probablemente la experiencia 3D, que ninguno de los emuladores ha podido capturar. Como comprar unidades de hardware no siempre es posible, es mejor ir por unidades que sean de naturaleza multipropósito. Desde ese punto de vista, es mejor invertir en un VCA o compresor de puente de diodos, ya que funcionan genial en grupos de instrumentos.
Sai is a full-time music producer based in India and head of faculty at D7 Media Institute. He specialises in sound design, mixing and recording, and holds degrees in both Music Production and Music Composition & Piano.