Redireccionando Bajas Frecuencias (All Pass Filter tip) [Updated] V1.0

A fines de abril del año 2010 tuve la oportunidad de asistir al curso “Sim 3 Training and System Design” a cargo de Bob McCarthy. Tiempo después continuo digiriendo información y trabajando sobre ella.

Todo aquel que lleve un tiempo haciendo sistemas, se ha topado con el problema insalvable que presenta el setting de arreglos curvilíneos en explanadas, ya que en el diseño se articula muy poco el cluster (en comparación con estadios, teatros o todo venue que presente gradas) dando como resultado un lóbulo de baja frecuencia que se proyecta aproximadamente en el tiro cercano.

Digo insalvable porque aún cuando tenemos el arreglo dividido en zonas y nos ponemos a trabajar, al llegar al tiro cercano, nos encontramos con un exceso de baja frecuencia que no podemos solucionar, ni siquiera quitando de todo ese rango a la señal del tiro cercano.

A continuación presento un diseño para una explanada y dos predicciones: una para 5kHz, donde podemos apreciar que no resulta difícil generar una línea de poca variación, y otra para 125Hz donde se visualiza el problema que estoy planteando.

5039Hz – 1/12 octave – 1dB/color


125Hz – 1/12 octave – 1dB/color

Resulta evidente la gran cantidad de variación de presión que se genera a lo largo del venue en la región de baja frecuencia. Y es equivalente en decepción a la hora de hacer el ajuste.

Bob McCarthy dedicó unos 3 minutos del curso a presentar su solución para dicho problema. No la desarrolló pero nos contó la esencia de su idea. Me costó bastante trabajo bajarlo a la práctica. Ahí vamos:

Lo que vamos a hacer es inclinar (virtualmente) hacia arriba el cluster pero solo para baja frecuencia. Para ello necesitamos dividir el cluster en 4 señales (o zonas) y utilizar un All Pass Filter para cada una de ellas.

El procedimiento consiste en evaluar la zona del espectro donde tenemos el problema, en el caso presentado es alrededor de 125hz, y para dicha frecuencia (o mejor dicho, banda de frecuencias) vamos a retrasar selectivamente las señales entre si, con el siguiente patrón:

En la práctica necesitamos procesar las 4 señales porque los APF alteran gran parte el espectro, razón por la cual si no aplicamos un APF a alguna de las zonas, vamos a tener cancelaciones en media y alta frecuencia.

Por lo tanto retrasamos las 4 señales para que la diferencia entre ellas sea la que planeamos. El siguiente gráfico representa 3 formas equivalentes de leer casi la misma situación. Siendo el 3er caso, el más real matemáticamente hablando, ya que para el 2do necesitaríamos un procesador que acepte tiempos negativos!!!, y en el 1er caso tendríamos cancelaciones como explicamos en el párrafo anterior.

En el procesador debemos ver la siguiente situación:

La señal 1 (Top) con un APF en 10Hz. Para 125Hz el desplazamiento es de aproximadamente 360°. Recuerden que el analizador muestra 1,3° porque solo vemos una ventana de 360°, la curva baja hasta -180° y se repliega sobre el lado positivo, pero en realidad sigue bajando hasta 358,7°

La señal 2 (Mid Top) con un APF en 31,4Hz. Para 125Hz el desplazamiento es de aproximadamente 330°

La señal 3 (Mid Dw) con un APF en 57,3Hz. Para 125Hz el desplazamiento es de aproximadamente 300°

La señal 4 (Dw) con un APF en 77,3Hz. Para 125Hz el desplazamiento es de aproximadamente 270°

En el Analizador podemos observar las 4 señales juntas

A continuación el cuadro de Excel muestra la matemática detrás del asunto. Aquí expongo los 4 APF desplegandolos por bandas de frecuencia, y a partir de el desplazamiento de fase calculo el de tiempo. En la parte final, resto las alteraciones de cada señal contra la menor (tiro Dw, que se convierte en nuestro tiempo cero) y de esta forma obtengo como quedan las diferencias de tiempo entre señales para cada frecuencia.  En color rojo encuentran los resultados para 125Hz.

Para confeccionar el cuadro, relevé los desplazamientos de fase para cada frecuencia y a partir de ese dato calcule el delta tiempo. Les adjunto la formula:

Por ultimo veamos los resultados:

Sin All Pass Filters (125Hz – 1/12 octave – 1dB/color)

Con All Pass Filters (125Hz – 1/12 octave – 1dB/color)

Podemos apreciar como cambia la proyección del lóbulo, reduciendo la variación de presión a lo largo de la explanada y ampliando nuestras posibilidades de éxito a la hora del ajuste.

Matías A. Fernández Parrau

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3 comments so far

  1. Eduardo Brewer on

    Hola Mati,

    Esta técnica que mencionas es super útil tanto en explanadas como en gradas.

    Algo que vale la pena destacar (con el uso de all pass filters en general) es que hay que estar muy pendiente de las desviaciones de fase que pueden generar otros filtros utilizados en la zona afectada por el APF. Por ejemplo al aplicar ecualizaciones diferentes a cada zona, si no se hacen las correcciones pertinentes la progresión deseada no se cumplirá y los resultados pueden ser desastrosos.

    Algo que puede ayudar es ubicar la frecuencia que deseamos afectar en una zona del APF con poca pendiente, para que se vea menos alterada por los EQs.

    Muchos saludos

    • matiasfp on

      Hola Edu,
      Muy buen aporte, aparte de los filtros paramétricos hay que poner atención en que los cortes High Pass estén situados en la misma frecuencia para las distintas zonas. En definitiva, en caso de tener que utilizar procesos diferentes en el rango de acción del APF, tenemos que revisar que se mantenga la progresión deseada.
      Un Abrazo

  2. Coco on

    Genial el artículo, gracias por tu tiempo!


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