Domina tu comprensión de la compresión:
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Aunque la compresión puede entenderse simplemente como el proceso de nivelar las partes más fuertes y suaves de una señal de audio, los distintos tipos de compresores funcionan de manera diferente. Las emulaciones de plugins que usamos a diario en nuestros DAWs se basan principalmente en los cinco tipos principales de circuitos de compresores de audio. Uno de los más usados es el compresor VCA. VCA, que significa voltage control amplifier, usa un voltaje de control para modular la cantidad de ganancia que aplica el compresor. En este artículo sobre compresores VCA, vamos a explorar en profundidad el funcionamiento interno y las aplicaciones de los compresores VCA usando ejemplos de sonido creados con algunos de los plugins de compresor VCA más populares del mercado.
¿Qué es un compresor VCA? (Resumen rápido)
Un VCA es un compresor analógico que usa voltaje de control (CV) para modular el volumen de una señal de entrada. Mediante un chip IC como semiconductor, la señal entrante se enruta por separado hacia la salida y hacia un detector, donde ocurre la compresión VCA. Alojado en un IC, el VCA es altamente ajustable y resistente a la distorsión no deseada.
Puedes leer más aquísi te interesa la aplicación de los VCAs en síntesis.
El amplificador controlado por voltaje o VCA maneja dos señales de entrada y una señal de salida.
- Señal portadora: El primer tipo de señal de entrada, conocida como señal portadora, acepta y permite que señales bipolares (compuestas de amplitudes negativas y positivas) pasen por la entrada. Sin embargo, esta señal portadora depende de los valores positivos del voltaje de control, o segunda señal de entrada.
- Entrada de voltaje de control: La entrada CV, también llamada señal moduladora, es el segundo tipo de señal de entrada que transporta una señal unipolar positiva en un VCA. El CV, que lleva amplitud positiva, altera la amplitud de la señal portadora en proporción a sus valores positivos. Como el amplificador solo acepta y lee una señal positiva o polarización positiva que fluye por la entrada CV, los valores deben ser mayores que cero. Si los valores entrantes están en cero, la señal moduladora no funciona y no obtenemos señal en la salida.
- Señal de salida: La señal de salida es un producto instantáneo de la señal portadora y el CV. Así que los valores de la señal de salida se calculan multiplicando las amplitudes de las dos señales en cada instante.
¿El VCA es un amplificador o un atenuador?
Como la relación de ganancia variable nunca supera 1, el circuito VCA funciona más como atenuador que como amplificador.
Hemos cargado un diagrama de bloques del famoso compresor VCA API 2500, para que puedas tener una idea visual de las conexiones dentro de un compresor VCA.
Básicamente, cuanto mayor sea el nivel de la señal moduladora o CV que pasa por el compresor VCA, más señal portadora fluye hacia la salida. Podemos entender esto mejor planteando los tres escenarios posibles que ocurren dentro de un compresor VCA:
- CV negativo: Cuando los valores del CV tocan cero o bajan de cero, la salida no recibe señales portadoras.
- Valor máximo: Dentro de cada VCA, habrá un valor positivo específico en el que toda la señal portadora llega a la salida.
- Atenuación del CV: Los valores negativos no envían señales y con un valor positivo máximo, todo pasa. ¿Y qué pasa con todos los valores intermedios? Estos son los valores de la señal portadora que son atenuados por el CV.
Para entender la naturaleza de la reducción de ganancia dentro de un VCA, vamos a explorar en profundidad el funcionamiento del circuito y el flujo de señal dentro de un compresor VCA estándar.
¿Cómo funciona el circuito VCA?
En la mayoría de los compresores/limitadores VCA estándar, tenemos un VCA en serie y un detector de nivel RMS, junto con algunos OP-Amps, que forman el núcleo del diseño. Trabajan bien en conjunto como controlador y detector, respectivamente. El detector RMS da una salida DC logarítmica, mientras que el VCA recibe comandos para operar el control de ganancia en formato exponencial.
El diseño del compresor VCA. Lo bueno del diseño del compresor VCA es que la ganancia de compresión, la relación y el umbral pueden controlarse independientemente. El detector de nivel RMS gestiona las constantes de tiempo automáticamente.
La cadena de señal. La señal fluye primero desde el compresor VCA y el primer OP-Amp (OP1). El VCA generalmente genera una señal de salida cuyo valor (en decibelios) es multiplicable a la señal de entrada. El OP Amp-1 transforma esta señal en voltaje, de acuerdo con su propia resistencia de retroalimentación, R6.
En el caso de la resistencia R1=R6, el voltaje de entrada es igual al de salida, con el puerto de control pin3 en 0V o ganancia unitaria. Aquí, la ganancia es inversamente proporcional a la fluctuación de voltaje.
Una reducción de ganancia de 1dB siempre va acompañada de un aumento de voltaje de 6mV, y un aumento de ganancia de 1dB siempre va acompañado de una disminución de voltaje de 6mV.
Así que, en resumen, el nivel de salida solo está modulado por la señal de entrada y el CV en pin3.
Calibración RMS. La entrada del RMS es una tierra virtual y recibe su señal de la resistencia R7. El circuito está diseñado para tener una salida de 0V cuando el voltaje de entrada alcanza -10dBV. El voltaje de salida del detector RMS es directamente proporcional a la señal entrante.
Los valores están calibrados exactamente opuestos a la reducción de ganancia que vimos antes. Así, una reducción de 1dB en la entrada causa una reducción de 6mV en la salida. Un aumento de 1dB en la entrada también causa un aumento de 1dB en la salida.
Control de umbral. El segundo OP-Amp, OA2, está conectado al RMS de modo que cuando el voltaje en el RMS es negativo, la salida del OA2 es positiva. ¿Pero cómo se relaciona esto con el voltaje en el umbral?
Cuando el voltaje en el RMS es mayor que 0, la salida del segundo OP-Amp se vuelve negativa. Pero el voltaje en el umbral sigue constantemente al voltaje en el RMS con una ganancia de -1dB. Así que la ecuación se lee así:
Vth = –Vrms para Vrms > 0 V.
Entonces, en términos simples, el voltaje en el umbral es siempre negativo para el RMS cuando el voltaje en el RMS es mayor que la ganancia unitaria o 0V.
La idea básica detrás del diseño del umbral en el VCA es que el voltaje en el RMS debe ser igual a 0V en el umbral. Esto significa que el voltaje del segundo OP-Amp solo pasaría basándose en la condición de que el voltaje de la señal de entrada sea mayor que el nivel de entrada.
Como los valores tienen que cruzar la marca de 0dB en este caso, el voltaje en el umbral representa el nivel en dB de la señal de entrada por encima del umbral.
Compresión VCA: El voltaje en el umbral es escalable usando el control de compresión en un VCA antes de que pase por las demás partes del circuito. El control de compresión en un VCA ayuda a reflejar ciertos valores de salida en fracciones divisibles.
Por ejemplo, cuando los valores están al máximo, el voltaje en el umbral refleja con precisión la salida en el tercer OP-Amp, OP3. Cada ajuste por debajo del máximo haría que el OP-Amp3 refleje una fracción divisible del valor del umbral.
Así que, en términos simples, con valores máximos de compresión, obtenemos:
Vopamp3 = Vth
Entonces, el voltaje en OA3 puede verse como el voltaje en la entrada Vin, por encima del umbral a 6mV/dB.
Al aplicar estas ecuaciones, encontramos que por cada 1dB de aumento de ganancia en la entrada de voltaje por encima del umbral, hay un aumento de 6mV en el OA3. Esto resulta en la reducción de ganancia general en el VCA de 1dB. ¿Por qué sucede esto?
La reducción de ganancia de 1dB ocurre cuando el voltaje en OA3 pasa por el pin3 del VCA, que maneja la ganancia a -6mV/dB.
Así que, por ejemplo, si la compresión está a la mitad, la ganancia se reducirá 1dB por cada aumento de 2dB en la señal de entrada por encima del umbral. Por lo tanto, la salida aumentaría 1dB por cada aumento de 2dB en la señal entrante.
Relación de compresión: Ahora, pasando a la relación de compresión, podemos entenderla mejor con una ecuación y una definición.
El aumento en el número de decibelios por encima del umbral de la señal de salida en comparación con la señal de entrada se denomina relación de compresión.
Relación de compresión: ∆ Vin/∆ Vout
En la ecuación anterior, Vin y Vout denotan el aumento en decibelios en las señales de entrada y salida, por encima del valor establecido del umbral. La relación de compresión es 1:1 cuando la compresión está al mínimo, y llega a ∞:1 cuando está al máximo.
Si te interesa, puedes encontrar más diagramas de compresores interesantes aquí.
Reducción de ganancia: Como se añade un offset DC al control de ganancia, la ganancia estática es de 6mV/dB. Al pasar un suministro de +/-15 voltios, el control de ganancia hace que la variación en el Op-Amp3 varíe en +/-123mV.
Esta reacción en el circuito es fundamental para permitir que la ganancia fluctúe entre +20dB y -20dB. Esta fluctuación es usada por el compresor para compensar la atenuación del nivel de señal causada durante la compresión VCA.
Naturaleza de la compresión VCA: Básicamente, el detector RMS en el compresor recrea una representación en decibelios de la entrada. Esto hace que el VCA actúe de inmediato, basándose en la información sobre la ganancia enviada desde el detector RMS.
Un rectificador operacional, que convierte una corriente alterna bidireccional (AC) en una corriente continua unidireccional (DC), se usa en el detector de umbral en el compresor VCA.
Como la naturaleza rectificadora del componente es bastante abrupta y pronunciada, generalmente terminamos con una rodilla pronunciada cuando la señal alcanza el umbral.
Funciones de ajuste: Los dos potenciómetros de ajuste usados en el diseño juegan un papel importante en el sonido. Su objetivo principal es configurar el VCA para mínima distorsión, y el detector RMS para la menor cantidad de ondulación. El primer potenciómetro de ajuste se usa principalmente para controlar la distorsión y la filtración en el VCA, y el segundo para equilibrar la simetría del rectificador.
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¿Cómo suena un compresor VCA?
Como los compresores VCA actúan sobre la señal de pico de entrada, son conocidos por ser extremadamente rápidos. Pero a diferencia de los compresores FET, que también son conocidos por su velocidad, los compresores VCA no añaden demasiado color aplastando todos los transitorios. De hecho, suavizan los picos transitorios entrantes de una manera que puede hacerlos sonar más 'suaves' y 'limpios'.
Debido a esto, los VCAs son mucho más versátiles que los compresores FET para aplicaciones de mezcla, ya que pueden resultar bastante 'transparentes'.
Sin embargo, la forma en que llevas un FET al máximo no es la misma forma en que tratas un VCA. Como son bastante sensibles, hay que tener cuidado de no excederse con ellos. Los FETs añadirán carácter cuando los subas al máximo. Pero los VCAs podrían perder la vivacidad de la pista si los llevas más allá de lo moderado.
Al poder reaccionar mucho más rápido que los compresores Opto y Vari-Mu, los VCAs son la opción preferida para buses de batería, compresión paralela y buses máster. Su velocidad garantiza que capturen toda la información, y su naturaleza predecible asegura que puedas usarlos en un grupo de instrumentos.
Comparación de sonido VCA:
En la comparación de sonido VCA vs FET vs Opto a continuación, puedes oír cómo la guitarra eléctrica suena mucho más abierta con el VCA. El FET añade actitud aplastando el sonido, haciendo los transitorios más manejables.
El Opto, que usa topologías no lineales, tiene un attack y release mucho más lentos, lo que crea más intimidad en los medios. Pero el Opto no abre las altas frecuencias como el VCA.
El VCA, que trabaja específicamente en la microdinámica, hace la guitarra más respirable.
Guitarras eléctricas dry:
VCA: (Waves dbx160)
FET: (Waves CLA76)
OPTO: (Waves CLA2A)
Elegimos este ejemplo de guitarra porque es fácil notar el release en las notas de las cuerdas más agudas. El FET es demasiado rápido, mientras que el Opto no abre completamente esas notas.
Escenarios donde la compresión VCA es útil:
Como el circuito cuenta con un amplificador controlado por voltaje, hay más control sobre los valores de attack y release del VCA. Conocidos por ser predecibles y repetibles, los VCAs son excelentes en buses. La respuesta a la compresión en sí es bastante suave, lo que lo convierte en un candidato ideal también para aplicaciones de mastering.
Manejar picos transitorios y material rítmico dinámico requiere que un compresor sea contundente, con detección de transitorios extremadamente rápida, para que nada se escape. Los VCAs pueden hacer exactamente eso y pueden domar el rango dinámico general para que sea más manejable, mientras siguen siendo bastante transparentes.
Deben evitarse los VCAs si estás lidiando con un segmento dinámico no modulado en tu pista. Como la sensibilidad a la variación transitoria es el punto fuerte del VCA, no son muy útiles en pasajes dinámicamente estables.
¿Cómo suenan y reaccionan los VCAs en diferentes instrumentos?
Hemos usado los plugins de compresor VCA dBX160 y API2500 con el circuito de cadena lateral de detección RMS aplicado en estilo 'Feed-Forward' para control de ganancia. Como es el mismo circuito explicado antes, puedes seguir fácilmente nuestros ejemplos de sonido.
Aunque los modelos de hardware Dbx160 VCA pasaron después a compresión con rodilla suave, hemos usado la emulación Waves Dbx160, que usa la rodilla dura original.
Batería:
Como el attack y release automáticos están reaccionando a la envolvente de la señal de entrada, estamos trabajando con una sola perilla de relación de compresión y un umbral en un VCA. Hemos configurado la relación de compresión en 4:1 y el nivel de umbral en 1 Vrms(-18dBFS).
Hemos configurado la ganancia de salida en unos 9.5dB. Aunque usar el filtro pase-alto en la cadena lateral a 90 Hz es un truco famoso para la batería, no lo activamos aquí porque queríamos preservar la dinámica rítmica cambiante del bombo.
Hemos usado compresión paralela en la batería aquí. Como el plugin Dbx tiene una perilla de mezcla, marcamos directamente alrededor del 76% en la mezcla. Aunque añadir 'ruido' o zumbido generalmente se recomienda para carácter analógico, encontramos que nuestros hi-hats perdían claridad rítmica al hacerlo. Así que configuramos el ruido al 0%.
Si prestas atención al snare en el ejemplo de sonido, notarás cómo el parche del snare parece haberse tensado más. Las baquetas suenan como si estuvieran golpeando la frecuencia de resonancia exacta de la membrana, lo que significa que todos los armónicos pares se están alineando.
En los ejemplos de sonido, puedes oír cómo el ritmo de los hi-hats se vuelve más definido debido a la velocidad del VCA. La pista está en compás de 6/8. El hi-hat acentúa principalmente en el 5to tiempo de cada 2do compás. En el ejemplo dry, puedes oír cómo la cola se sostiene más tiempo, dando a la pista una sensación más suelta.
Batería (Antes):
Batería (Después):
Con el DBX160 VCA activado, puedes oír cómo se define el acento del hi-hat. La amplitud del cuerpo se eleva, con un cambio de ganancia de 6dB. Pero el VCA libera lo suficientemente rápido para devolvernos a la amplitud original, sin perder completamente la cola. Aún puedes oír el hi-hat continuar suavemente del tiempo 5 al 6.
Esta preservación de la microdinámica, que afecta el ambiente de un groove, es lo que hace que los VCAs sean tan buscados.
Bajo:
La parte de bajo usada aquí sigue un contorno melódico, así que queríamos asegurarnos de eliminar la turbiedad. Nuestra señal dry estaba ocupando más espacio en la mezcla debido a su falta de definición.
Queríamos cambiar eso trayendo el bajo adelante en la mezcla y extendiéndolo sobre el piano con armónicos más musicales. Inicialmente, subimos la relación de compresión a alrededor de 7 con el umbral en 0.2Vrms.
Esto hizo que la línea de bajo resaltara, pero el cuerpo del bajo se sentía cortado de su cola de release. Los armónicos estaban separados y cada golpe sonaba con un golpe sordo.
Este es un problema del que hay que ser consciente con los VCAs: no manejan bien la distorsión después de cierto punto. Al bajar la compresión a 4.71 y dejar el umbral en 0.3Vrms, encontramos que los armónicos se alineaban con el fundamental. La línea de bajo se sintió musical y amplia, pero aún transparente.
Bajo (Antes):
Bajo (Después):
Marcamos compresión paralela al 50% con la perilla de mezcla. También subimos el ruido al 50% para añadir algo de zumbido. Aumentamos la entrada a 3dB y dejamos la ganancia de salida en 2.3 dB.
La misma línea de bajo con un 1176 FET habría añadido más actitud, pero habría distorsionado de una manera que no se llevaría bien con el piano suave de fondo.
Voces y bus de voces:
Como puedes oír en el ejemplo 'antes', la guitarra es pesada en transitorios e interrumpe las voces. En este ejemplo, en lugar de realzar las voces con un compresor FET, decidimos suavizar la pista suavizando las voces sobre la guitarra pesada en transitorios.
Nota cómo el compresor VCA mantiene la transparencia de las voces mientras devuelve potencia a las voces. En este ejemplo, hemos usado compresores VCA en el bus de voces y en la pista de voz individual.
Voces (Antes):
Voces (Después):
Configuramos un umbral de -8dBU y un attack de 1ms en la pista de voz individual. Marcamos la relación en 1.5:1 y el release en 0.5 segundos.
Hemos activado el famoso modo thrust del API 2500. El thrust, en el API 2500, limita la compresión en frecuencias bajas y añade compresión a las frecuencias que pasan por el filtro pase-alto.
Al configurar el thrust en loud, manipulamos el algoritmo de compresión que dibuja una línea gradual a través del espectro de frecuencias. Con 15dB de reducción de ganancia a 20 Hz y 15dB de aumento de ganancia a 20kHz, redujimos la interferencia de artefactos en las frecuencias bajas. Esto hace que el compresor sea altamente efectivo en las frecuencias medias y altas.
Bus de voces (Antes):
Bus de voces (Después):
También hemos añadido el API 2500 en el bus de voces. El umbral está configurado en 4dBU, mientras que el attack está en 0.3 ms. La relación está en 3:1 y el release en 0.2 segundos. El thrust está nuevamente en loud y se ha elegido una rodilla dura.
Al seleccionar el modo feed-forward en los tres ejemplos, nuestros ejemplos de sonido siguen el circuito explicado anteriormente.
Compresores VCA populares:
Aquí hay una lista breve de compresores VCA populares que se han convertido en un elemento básico de estudio a lo largo de los años:
- API 2500+ Stereo Bus Compressor
- SSL The BUS+
- UAD dbx 160 Compressor/Limiter
1. UAD dbx 160 Compressor/Limiter:
Hardware: dbx 160 Compressor / Limiter · Emulación de plugin: UAD dbx 160 Compressor/Limiter
2. SSL The BUS+:
Hardware: SSL The Bus+ · Emulación de plugin: Waves SSL G Master Buss Compressor
3. API 2500+ Stereo Bus Compressor:
Hardware: API 2500+ Stereo Bus Compressor · Emulación de plugin: Waves API 2500
Descarga Gratuita: Póster con Tabla de Frecuencias EQ
El rango de frecuencias de cada instrumento en una tabla codificada por colores. Imprímela, pégala sobre tus monitores y deja de adivinar dónde cortar.
Preguntas Frecuentes
Como los VCAs son bastante transparentes, los principiantes sienten la necesidad de subirlos para oír la compresión. Aunque los VCAs son realmente transparentes a niveles moderados, tienden a agarrar tu señal una vez que los subes. Sonando agresivos en fragmentos, tienden a alterar la continuidad de los contornos de la amplitud de tu señal.
Los VCAs también tienden a bombear en las frecuencias bajas cuando marcas demasiada compresión. Como vimos en nuestros ejemplos de sonido, el API 2500 tiene un control thrust adicional para manejar este bombeo de baja frecuencia.
Debido a esto, la desventaja es que los VCAs no pueden forzarse tanto como los FET.
Sin embargo, como los VCAs son extremadamente baratos de construir y proporcionan resultados predecibles y repetibles, sus aspectos negativos a menudo se pasan por alto.
La diferencia principal entre los VCAs y los FETs radica en el diseño de sus transistores. Los transistores del VCA están colocados en un IC y reaccionan a la señal de entrada modulándola con un voltaje de control. Los compresores FET trabajan con el campo eléctrico de manera que más voltaje entrante resulta en menor resistencia en el circuito de drenaje, lo que lleva a reducción de ganancia.
En el diseño FET, las cargas eléctricas se añaden al voltaje para calcular la variación en la ganancia. Como los FET funcionan bajo el principio de una compuerta, tenemos el voltaje empujando a través de la compuerta, lo que causa una reducción en la resistencia.
Entonces, en un FET, cuanto mayor es el voltaje que pasa por la compuerta, menor es la resistencia. Cuanto menor es la resistencia, mayor es la reducción de ganancia aplicada.
Sin embargo, los VCAs y FETs son bastante similares en aplicación debido a su respuesta rápida. Ambos pueden usarse para transitorios rápidos y material dinámicamente rico.
Pero un FET añadirá carácter a tu sonido y lo coloreará aplastando tus transitorios. Un VCA, por otro lado, hará que tu pista suene suave, limpia y transparente suavizando tus transitorios.
Así que si buscas añadir carácter, textura y color en instrumentos aislados como guitarras acústicas, voces de rock o snares, es mejor ir por un compresor FET. Pero si buscas mucho control sobre un grupo de instrumentos en un bus de batería o un bus máster, con un amplio rango de tiempos de respuesta, te conviene más ir por un VCA.
Aunque vemos que las emulaciones de plugins son una gran solución, los graves en los plugins pueden sonar drásticamente diferentes de las unidades de hardware. Mientras algunos pueden ser transparentes y limpios, otras emulaciones de plugins añaden muchos artefactos innecesarios en los graves. Además, debido a su versatilidad, las unidades de hardware se prefieren sobre los plugins.
Los VCAs también se usan como compresores de bus que impactan toda la pista. Como no son un truco de un solo uso, conseguir un compresor VCA de hardware no es una mala inversión.
Dicho esto, muchas emulaciones de plugins VCA suenan excelente. Aunque las funciones de attack y release pueden no sonar igual, algunas emulaciones de plugins proporcionan excelente anchura y profundidad al audio, que es lo que deberías buscar al elegir una emulación de plugin.
Por ejemplo, el UA dbx160 suena más suave que la versión de Waves. El UA dbx160 tiene unos graves elaborados, que son muy notables.
El Waves DBX160, por otro lado, añade compresión similar al hardware en los medios, mientras añade más brillo en los agudos.
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.