16 de abr. de 2014

Tecnologia dos Equalizadores

Posso lhe assegurar que existe todo um universo de possibilidades de equalização além dos pedais EQ de 6 bandas com soluções muito mais interessantes para refinar a sonoridade do seu instrumentos, pedais e equipamentos que se "cabem" melhor no seu set.
Esse artigo busca facilitar a compreensão dos parâmetros e torna-los mais intuitivos para o músico para facilitar as próximas regulagens e orientar as próximas compras.

Parâmetros básicos:Antes mesmo de dividir os equalizadores em tipos eu gostaria de explicar as variáveis para tornar mais fácil compreender como elas se comportam nas subcategorias. Os dois primeiros são "Ganho" e "Centro de Frequência" onde o primeiro define o aumento ou redução do sinal em uma frequência definida pelo segundo em decibéis (dB).  O terceiro é a ressonância.
A ressonância pode ser expressa como "Q Factor" (Fator de qualidade) ou "Largura de banda" e indica a maneira que as frequências próximas ao centro de frequência definido serão afetadas. No gráfico ao lado é possível notar que quanto maior o "Q", mais focada e drástica é a sua atuação, um "Q" menor significa mais frequências próximas sofrendo alterações.
Esse parâmetro também pode ser expresso como "Bandwidth" (ou largura de banda) mas com a ideia inversa, aqui se mede a largura de frequência onde o equalizador atua e é medida pela distância entre 2 pontos equidistantes do centro de frequência que tenham -3dB de ganho em relação a ele. (Para os curiosos tem um conversor aqui com fórmulas.)
Outra notação para esse fator usado em alguns tipos de EQ é "dB por Oitava" e é medido (como o nome sugere) pela diferença de ganho (dB) entre o centro de frequência e o ganho de uma oitava (o dobro ou metade da frequência) distante dele.

Equalizador Paramétrico:
Ganho, Centro de Frequência e Q podem ser ajustados, apesar de não ser tão "visual" quanto os EQs gráficos, eles são mais precisos para fazer ajustes específicos e mais fáceis para "procurar" uma frequência específica ajustando o centro.
Apesar de serem mais utilizados para mixagem e mais fabricados em racks algumas empresas fabricaram versões em pedais que são uma alternativa interessante aos populares EQs gráficos.
Algumas mesas de som e o Boss Metalzone utilizam um sistema "semi-paramétrico" onde há um controle de médios e outro para a frequência dos médios (apesar do "Q" ser fixo).
 
Filtros "-pass":



São filtros que limitam a passagem de sinal abaixo ou acima de uma frequência específica (low e high pass) ou permitem ou restringem a passagem de uma região específica (band pass e band stop).
Geralmente esses filtros têm os 3 parâmetros fixos e tem a ressonância expressa em "dB/Oitava". Como exemplo, os Low Pass são usados para subwoofers e quando junto aos High Pass criam os crossovers que alimentam sistemas de audio com vias separadas para caixas de graves e agudos, um terceiro filtro bandpass para os médios criaria um sistema de 3 vias. Alguns pedais tem um controle "scoop", esse controle nada mais é do que um filtro "band stop" de médios que garante um som mais "death metal".

Equalizador Gráfico:

Os modelos diferem no número de bandas, pedais são comuns com 6 a 10 enquanto racks processadores são encontrados com 15 ou 30, o centro de frequência e a ressonância vem pré-definidos e mudam conforme o número de bandas do dispositivo, o único parâmetro ajustável é o ganho em cada frequência.
A vantagem desse tipo de equalizador é a facilidade em visualizar o que está sendo alterado no espectro de audio apenas de olhar para os ajustes.
O gráfico representa o range de frequências e como a amplitude muda conforme o ajuste de ganho. Uma coisa importante de se notar é que os centros parecem equidistantes porque o eixo de frequência é logarítmico, assim o primeiro nodo poderia ser 100Hz, o segundo 200Hz, o terceiro 400Hz, o quarto 800Hz, o quinto "1600Hz", apenas para exemplificar para quem se pergunta porque tem saltos tão grandes nos controles.


Bandaxall:
 Equalizador de 2 bandas com controle "Grave" e "Agudo", ressonância e frequência central pré-definidos de forma que com os dois controles com o ajuste na metade o som fique plano ("flat").
Os controles se comportam como no gráfico ao lado, observem que a fim de se dar um boost nos médios, na verdade se deve diminuir graves e agudos igualmente.

3 Bandas "Hi-fi":

São os equalizadores de mesas de som por exemplo, seguem o mesmo princípio dos Bandaxal mas com controle sobre os médios. É importante ressaltar que não são como os de amplificadores, frequentemente baseados no design passivo "Fender/Marshall" que não mantém o sinal "flat" quando todos os controles estão centralizados.




Equalizadores de amplificadores:

Existe um programa chamado "Tonestack Calculator" da Duncan Amps (download aqui) que simula a resposta de circuitos de controles de tonalidade clássicos como os da Fender, Marshall, Vox e outros gerando gráficos de frequência e deixando controles para os potenciômetros de ajuste.
Nesse exemplo vemos um EQ da Marshall com os ajustes todos em 5, o ponto central. Enquanto outros EQs deixariam o som plano esse cria um gráfico todo torto. Essa é a característica desses equalizadores, não são lineares e tem uma curva característica de resposta que sempre afeta o som sendo processado, não possuem um ajuste "neutro", vou trata-los em uma série de artigo futuramente sobre amplificadores.

Anti-Hum Notch Filter:
Uma aplicação "não usual" pelo menos para os guitarristas é usar o equalizador contra o clássico "hum" que se escuta principalmente usando single-coils. Esse ruído nada mais é do que os 60Hz da rede elétrica e seus sub-harmônicos superiores (120Hz, 240Hz, etc) e uma das maneiras de lidar com ele é usar um "notch filter" que nada mais é do que um filtro "bandstop" (como descrito lá atrás) que tem um "Q" muito alto, afetando muito pouco as frequências vizinhas e agindo agressivamente no "hum". Um dos efeitos da psicoacústica é não notarmos a deficiência de uma frequência em particular se as frequências vizinhas compensam a sua falta portanto a diferença audível deve ser nula ou mínima se o filtro for aplicado da maneira correta.

Outros equalizadores:
O próprio wah wah é um filtro passa bandas, como já descrito nesse artigo, há efeitos que usam princípios mais complexos de controle de fase (como os phasers, flangers e etc) mas não são necessáriamente equalizadores e há equipamentos de equalização que usam vários princípios em um só aparelho, como mesas de som que tem um EQ 3 bandas e um high-pass pra evitar pop de microfones e um controle de frequência para os médios para torna-los semi-paramétricos. A boa notícia é que conhecendo o funcionamento da tecnologia, basta observar o equipamento por alguns instantes para dividi-lo em módulos e entender o que cada um está fazendo com o seu som.

2 comentários:

  1. O de 2 e 3 não necessariamente deixa esses vales. Ele pode ser projetado para se somar no ganho 0. Um exemplo hipotético de um equalizador PASSIVO.

    -> o filtro de grave, marcando 0dB (flat), atenua -15dB a 250Hz, e -30dB a 500Hz
    -> o filtro de médio marcando 0dB (flat), atenua 0dB a 250Hz e -15dB a 250Hz.

    Assim, em ambos os casos, tenho uma atenuação de 30 dB na relação in/out em todas as frequências

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    1. Impossível. Equalizadores passivos não tem atenuação maior do que 6dB por oitava, isso significa que seria impossível obter a atenuação por você descrita no comentário.

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