Sistema de refuerzo de sonido

Un sistema de refuerzo de sonido es la combinación de micrófonos , procesadores de señales , amplificadores y altavoces en recintos controlados por una consola de mezcla que hace que los sonidos en vivo o pregrabados sean más fuertes y también puede distribuir esos sonidos a una audiencia más grande o más distante. ^{[1] [2]} En muchas situaciones, un sistema de refuerzo de sonido también se utiliza para mejorar o alterar el sonido de las fuentes en el escenario, generalmente mediante el uso de efectos electrónicos , como la reverberación , en lugar de simplemente amplificar las fuentes sin alterarlas.

Un sistema de refuerzo de sonido para un concierto de rock en un estadio puede ser muy complejo, incluyendo cientos de micrófonos, sistemas complejos de mezcla de sonido en vivo y procesamiento de señales, decenas de miles de vatios de potencia de amplificación y múltiples conjuntos de altavoces , todo supervisado por un equipo de ingenieros y técnicos de audio. Por otro lado, un sistema de refuerzo de sonido puede ser tan simple como un pequeño sistema de megafonía (PA), que consiste, por ejemplo, en un solo micrófono conectado a un altavoz amplificado de 100 vatios para un cantante-guitarrista que toca en una pequeña cafetería . En ambos casos, estos sistemas refuerzan el sonido para hacerlo más fuerte o distribuirlo a una audiencia más amplia. ^[3]

Algunos ingenieros de audio y otros profesionales de la industria del audio no están de acuerdo sobre si estos sistemas de audio deberían llamarse sistemas de refuerzo de sonido (SR) o sistemas PA. Es habitual distinguir entre ambos términos en función de la tecnología y la capacidad, mientras que otros los distinguen en función del uso previsto (por ejemplo, los sistemas SR son para el apoyo a eventos en directo y los sistemas PA son para la reproducción de voz y música grabada en edificios e instituciones). En algunas regiones o mercados, la distinción entre ambos términos es importante, aunque en muchos círculos profesionales se consideran intercambiables. ^[4]

Un sistema típico de refuerzo de sonido consta de: transductores de entrada (p. ej., micrófonos ), que convierten la energía sonora, como la de una persona cantando , en una señal eléctrica; procesadores de señal que alteran las características de la señal (p. ej., ecualizadores que ajustan los graves y agudos, compresores que reducen los picos de la señal, etc.); amplificadores , que producen una versión potente de la señal resultante que puede accionar un altavoz ; y transductores de salida (p. ej., altavoces en cajas acústicas ), que convierten la señal de nuevo en energía sonora (el sonido que escuchan la audiencia y los artistas). Estas partes principales implican un número variable de componentes individuales ^[5] para lograr el objetivo deseado de reforzar y aclarar el sonido para la audiencia, los artistas u otras personas.

El refuerzo de sonido en un sistema de gran formato generalmente implica una ruta de señal que comienza con las entradas de señal, que pueden ser pastillas de instrumentos (en una guitarra eléctrica o bajo eléctrico ) o un micrófono en el que canta un vocalista o un micrófono colocado frente a un instrumento o amplificador de guitarra . Estas entradas de señal se conectan a los conectores de entrada de un cable multinúcleo grueso (a menudo llamado serpiente ). Luego, la serpiente envía las señales de todas las entradas a una o más consolas de mezcla .

En una cafetería o un club nocturno pequeño, la serpiente puede estar conectada únicamente a una única consola de mezcla, que un ingeniero de audio utilizará para ajustar el sonido y el volumen de las voces y los instrumentos en el escenario que el público escucha a través de los altavoces principales y ajustar el volumen de los altavoces del monitor que están dirigidos a los artistas.

Los recintos de tamaño mediano a grande suelen enviar las señales del escenario a dos consolas de mezcla : la del frente de la sala (FOH) y el sistema de monitorización del escenario , que suele ser un segundo mezclador al costado del escenario. En estos casos, se requieren al menos dos ingenieros de audio : uno para hacer la mezcla principal para el público en el frente de la sala y otro para hacer la mezcla de monitorización para los artistas en el escenario.

Una vez que la señal llega a una entrada en una consola de mezclas, el ingeniero de sonido puede ajustarla de muchas maneras. Una señal puede ecualizarse ( por ejemplo, ajustando los graves o agudos del sonido), comprimirse (para evitar picos de señal no deseados) o panoramizarse (es decir, enviarse a los altavoces izquierdo o derecho). La señal también puede enrutarse a un procesador de efectos externo , como un efecto de reverberación , que emite una versión húmeda (con efectos) de la señal, que normalmente se mezcla en cantidades variables con la señal seca (sin efectos). En los sistemas de refuerzo de sonido se utilizan muchas unidades de efectos electrónicos , incluidos el retardo y la reverberación digitales . Algunos conciertos utilizan efectos de corrección de tono (por ejemplo, AutoTune ), que corrigen electrónicamente cualquier canto desafinado.

Las consolas de mezclas también tienen envíos adicionales , también conocidos como auxiliares o envíos auxiliares (una abreviatura de "envío auxiliar"), en cada canal de entrada para que se pueda crear una mezcla diferente y enviarla a otro lugar para otro propósito. Un uso de los envíos auxiliares es crear una mezcla de las señales vocales e instrumentales para la mezcla de monitor (esto es lo que los cantantes y músicos en el escenario escuchan desde sus parlantes de monitor o monitores internos ). Otro uso de un envío auxiliar es seleccionar cantidades variables de ciertos canales (a través de las perillas de envío auxiliar en cada canal) y luego enrutar estas señales a un procesador de efectos. Un ejemplo común del segundo uso de los envíos auxiliares es enviar todas las señales vocales de una banda de rock a través de un efecto de reverberación. Si bien la reverberación generalmente se agrega a las voces en la mezcla principal, no suele agregarse al bajo eléctrico y otros instrumentos de la sección rítmica .

Las señales de entrada procesadas se mezclan luego con los faders maestros de la consola. El siguiente paso en la ruta de la señal generalmente depende del tamaño del sistema instalado. En sistemas más pequeños, las salidas principales a menudo se envían a un ecualizador adicional, o directamente a un amplificador de potencia , con uno o más altavoces (normalmente dos, uno a cada lado del escenario en lugares más pequeños, o una gran cantidad en lugares grandes) que están conectados a ese amplificador. En sistemas de gran formato, la señal normalmente se enruta primero a través de un ecualizador y luego a un crossover . Un crossover divide la señal en múltiples bandas de frecuencia y cada banda se envía a amplificadores y cajas de altavoces separados para señales de baja, media y alta frecuencia. Las señales de baja frecuencia se envían a amplificadores y luego a subwoofers , y los sonidos de frecuencia media y alta normalmente se envían a amplificadores que alimentan cajas de altavoces de rango completo . El uso de un filtro divisor de frecuencias para separar el sonido en frecuencias bajas, medias y altas puede generar un sonido más "limpio" y claro (ver biamplificación ) que el que se obtiene si se envían todas las frecuencias a través de un único sistema de altavoces de rango completo. Sin embargo, muchos locales pequeños siguen utilizando un único sistema de altavoces de rango completo, ya que es más fácil de instalar y menos costoso.

En un sistema de refuerzo de sonido se pueden encontrar muchos tipos de transductores de entrada, siendo los micrófonos el dispositivo de entrada más utilizado. Los micrófonos se pueden clasificar según su método de transducción, patrón polar o su aplicación funcional. La mayoría de los micrófonos utilizados en el refuerzo de sonido son dinámicos o de condensador . Un tipo de micrófono direccional, llamado micrófono cardioide , se utiliza ampliamente en el sonido en vivo, porque reduce la captación lateral y trasera, lo que ayuda a evitar la retroalimentación no deseada del sistema de monitorización del escenario .

Los micrófonos utilizados para el refuerzo de sonido se colocan y montan de muchas maneras, incluidos soportes verticales con peso en la base, soportes de podio, clips de corbata, soportes de instrumentos y soportes de auriculares . Los micrófonos en soportes también se colocan delante de los amplificadores de instrumentos para captar el sonido. Los micrófonos montados en auriculares y montados en clip de corbata se utilizan a menudo con transmisión inalámbrica para permitir que los intérpretes o los oradores se muevan libremente. Los primeros en adoptar la tecnología de micrófonos montados en auriculares incluyeron al cantante de country Garth Brooks , ^[6] Kate Bush y Madonna . ^[7]

Otros tipos de transductores de entrada incluyen las pastillas magnéticas que se utilizan en guitarras eléctricas y bajos eléctricos, los micrófonos de contacto que se utilizan en instrumentos de cuerda y las pastillas de piano y fonógrafo (cartuchos) que se utilizan en tocadiscos. Los instrumentos electrónicos, como los sintetizadores, pueden tener su señal de salida enrutada directamente a la consola de mezclas. Puede ser necesaria una unidad DI para adaptar algunas de estas fuentes a las entradas de la consola.

Los sistemas inalámbricos se utilizan normalmente para guitarras eléctricas, bajos, micrófonos de mano y sistemas de monitorización intraauricular. Esto permite a los intérpretes moverse por el escenario durante el espectáculo o incluso salir al público sin la preocupación de tropezarse con los cables o desconectarlos.

Las mesas de mezclas son el corazón de un sistema de refuerzo de sonido. Aquí es donde el ingeniero de sonido puede ajustar el volumen y el tono de cada entrada, ya sea el micrófono de un vocalista o la señal de un bajo eléctrico , y mezclar, ecualizar y añadir efectos a estas fuentes de sonido. Hacer la mezcla para un espectáculo en vivo requiere una combinación de habilidades técnicas y artísticas. Un ingeniero de sonido debe tener un conocimiento experto de la configuración de altavoces y amplificadores, unidades de efectos y otras tecnologías y un buen "oído" para saber cómo debe sonar la música para crear una buena mezcla.

Se pueden utilizar varias consolas para diferentes propósitos en un único sistema de refuerzo de sonido. La consola de mezclas de front-of-house (FOH) normalmente se ubica donde el operador puede ver la acción en el escenario y escuchar lo que escucha el público. Para aplicaciones de transmisión y grabación, la consola de mezclas se puede colocar dentro de una cabina cerrada o en el exterior en una unidad móvil . Las grandes producciones musicales suelen utilizar una consola de mezclas de monitorización de escenario independiente que se dedica a crear mezclas para los artistas en el escenario. Estas consolas normalmente se colocan al costado del escenario para que el operador pueda comunicarse con los artistas en el escenario. ^{[8] [a]}

Los pequeños sistemas de PA para lugares como bares y clubes ahora están disponibles con características que antes solo estaban disponibles en equipos de nivel profesional, como efectos de reverberación digital, ecualizadores gráficos y, en algunos modelos, circuitos de prevención de retroalimentación que detectan electrónicamente y previenen la retroalimentación de audio cuando se convierte en un problema. Las unidades de efectos digitales pueden ofrecer múltiples efectos de reverberación, eco y relacionados preestablecidos y variables . Los sistemas de gestión de altavoces digitales ofrecen a los ingenieros de sonido retardo digital (para garantizar que los altavoces estén sincronizados entre sí), funciones de limitación, crossover, filtros de ecualización, compresión y otras funciones en una sola unidad montable en rack. En décadas anteriores, los ingenieros de sonido normalmente tenían que transportar una cantidad sustancial de dispositivos de unidades de efectos analógicos montados en rack para realizar estas tareas.

Los ecualizadores son dispositivos electrónicos que permiten a los ingenieros de audio controlar el tono y las frecuencias del sonido en un canal, un grupo (por ejemplo, todos los micrófonos de una batería) o la mezcla de todo un escenario. Los controles de graves y agudos de un equipo estéreo doméstico son un tipo simple de ecualizador. Los ecualizadores existen en los sistemas de refuerzo de sonido profesionales en tres formas: ecualizadores shelving (normalmente para todo un rango de frecuencias de graves y agudos), ecualizadores gráficos y ecualizadores paramétricos . Los ecualizadores gráficos tienen faders (controles deslizantes verticales) que juntos se asemejan a una curva de respuesta de frecuencia trazada en un gráfico. Los faders se pueden utilizar para aumentar o cortar bandas de frecuencia específicas.

Utilizando ecualizadores, las frecuencias que son demasiado débiles, como un cantante con una proyección modesta en su registro más bajo, pueden ser potenciadas. Las frecuencias que son demasiado fuertes, como un bombo que suena "retumbante" o una guitarra dreadnought demasiado resonante, pueden ser cortadas. Los sistemas de refuerzo de sonido normalmente utilizan ecualizadores gráficos con centros de frecuencia de un tercio de octava . Estos se utilizan normalmente para ecualizar las señales de salida que van al sistema de altavoces principal o a los altavoces de monitorización en el escenario. Los ecualizadores paramétricos suelen estar integrados en cada canal de las consolas de mezclas, normalmente para las frecuencias de rango medio. También están disponibles como unidades de montaje en rack independientes que se pueden conectar a una mesa de mezclas. Los ecualizadores paramétricos suelen utilizar perillas y, a veces, botones. El ingeniero de audio puede seleccionar qué banda de frecuencia cortar o potenciar, y luego utilizar perillas adicionales para ajustar cuánto cortar o potenciar este rango de frecuencia. Los ecualizadores paramétricos se hicieron populares por primera vez en la década de 1970 y han seguido siendo el ecualizador de programa de elección de muchos ingenieros desde entonces.

También se puede incluir un filtro de paso alto (corte bajo) y/o paso bajo (corte alto) en los ecualizadores o consolas de audio. Los filtros de paso alto y paso bajo restringen los extremos del ancho de banda de un canal determinado . El corte de señales de sonido de frecuencia muy baja (denominadas infrasónicas o subsónicas ) reduce el desperdicio de potencia del amplificador que no produce sonido audible y que, además, puede ser perjudicial para los controladores del subwoofer. Un filtro de paso bajo para cortar la energía ultrasónica es útil para evitar que la interferencia de las frecuencias de radio, el control de la iluminación o los circuitos digitales se introduzca en los amplificadores de potencia. Estos filtros suelen combinarse con ecualizadores gráficos y paramétricos para dar al ingeniero de audio un control total del rango de frecuencia. Los filtros de paso alto y paso bajo utilizados juntos funcionan como un filtro de paso de banda , eliminando frecuencias no deseadas tanto por encima como por debajo del espectro auditivo. Un filtro de eliminación de banda hace lo contrario. Permite que pasen todas las frecuencias excepto una banda en el medio. Un supresor de retroalimentación, que utiliza un microprocesador , detecta automáticamente el inicio de la retroalimentación y aplica un filtro de banda estrecha (un filtro de muesca ) en una frecuencia o frecuencias específicas relacionadas con la retroalimentación.

La compresión de rango dinámico está diseñada para ayudar al ingeniero de audio a gestionar el rango dinámico de las señales de audio. Antes de la invención de los compresores automáticos, los ingenieros de audio conseguían el mismo objetivo "manejando los faders", escuchando atentamente la mezcla y bajando los faders de cualquier cantante o instrumento que sonara demasiado fuerte. Un compresor logra esto reduciendo la ganancia de una señal que está por encima de un nivel definido (el umbral) en una cantidad definida determinada por la configuración de la relación. La mayoría de los compresores disponibles están diseñados para permitir al operador seleccionar una relación dentro de un rango que normalmente va de 1:1 a 20:1, y algunos permiten configuraciones de hasta ∞:1. Un compresor con una alta relación de compresión normalmente se conoce como limitador . La velocidad a la que el compresor ajusta la ganancia de la señal ( ataque y liberación ) normalmente es ajustable, al igual que la salida final o la ganancia de compensación del dispositivo.

Las aplicaciones de los compresores varían ampliamente. Algunas aplicaciones utilizan limitadores para proteger los componentes y controlar la estructura de ganancia. La manipulación artística de señales mediante un compresor es una técnica subjetiva que utilizan ampliamente los ingenieros de mezcla para mejorar la claridad o alterar creativamente la señal en relación con el material del programa. Un ejemplo de compresión artística es la típica compresión intensa que se utiliza en los distintos componentes de una batería de rock moderna. Los tambores se procesan para que suenen con más fuerza y ​​plenitud.

Una compuerta de ruido silencia las señales por debajo de un nivel de umbral establecido. La función de una compuerta de ruido es, en cierto sentido, opuesta a la de un compresor. Las compuertas de ruido son útiles para los micrófonos que captarán ruidos que no son relevantes para el programa, como el zumbido de un amplificador de guitarra eléctrica con micrófono o el crujido de papeles en el atril de un ministro. Las compuertas de ruido también se utilizan para procesar los micrófonos colocados cerca de los tambores de un kit de batería en muchas bandas de hard rock y metal. Sin una compuerta de ruido, el micrófono de un instrumento específico, como el tom de piso, también captará señales de tambores o platillos cercanos. Con una compuerta de ruido, el umbral de sensibilidad de cada micrófono en el kit de batería se puede configurar de modo que solo se escuche el golpe directo y la posterior caída del tambor, no los sonidos cercanos.

Los efectos de reverberación y retardo se utilizan ampliamente en los sistemas de refuerzo de sonido para mejorar el sonido de la mezcla y crear un efecto artístico deseado. La reverberación y el retardo añaden una sensación de amplitud al sonido. La reverberación puede dar el efecto de que una voz o un instrumento cantado están presentes en cualquier lugar, desde una habitación pequeña hasta una sala enorme, o incluso en un espacio que no existe en el mundo físico. El uso de la reverberación a menudo pasa desapercibido para el público, ya que suele sonar más natural que si la señal se dejara "seca" (sin efectos). ^[10] Muchas mesas de mezclas modernas diseñadas para sonido en vivo incluyen efectos de reverberación integrados.

Otros efectos incluyen efectos de modulación como Flanger , Phaser y Chorus , y manipulación espectral o efectos armónicos como el excitador y el armonizador . El uso de efectos en la reproducción de música pop de la era de 2010 se realiza a menudo en un intento de imitar el sonido de la versión de estudio de la música del artista en un entorno de concierto en vivo. Por ejemplo, un ingeniero de audio puede usar un efecto Auto Tune para producir efectos de sonido vocales inusuales que un cantante usó en sus grabaciones.

El tipo, la variación y el nivel adecuados de efectos son bastante subjetivos y a menudo los determinan colectivamente el ingeniero de audio, los artistas, el líder de la banda , el productor musical o el director musical de la producción.

Un supresor de retroalimentación detecta la retroalimentación de audio no deseada y la suprime, generalmente insertando automáticamente un filtro de muesca en la ruta de señal del sistema. La retroalimentación de audio puede crear ruidos fuertes y estridentes no deseados que interrumpen la interpretación y pueden dañar los oídos de los oradores, los intérpretes y los miembros del público. La retroalimentación de audio de los micrófonos se produce cuando un micrófono está demasiado cerca de un monitor o un altavoz principal y el sistema de refuerzo de sonido se amplifica a sí mismo. La retroalimentación de audio a través de un micrófono se considera casi universalmente un fenómeno negativo; muchos guitarristas eléctricos utilizan la retroalimentación de la guitarra como parte de su interpretación. Este tipo de retroalimentación es intencional, por lo que el ingeniero de sonido no intenta evitarla.

Un amplificador de potencia es un dispositivo electrónico que utiliza energía eléctrica y circuitos para amplificar una señal de nivel de línea y proporciona suficiente energía eléctrica para accionar un altavoz y producir sonido. Todos los altavoces, incluidos los auriculares , requieren amplificación de potencia. La mayoría de los amplificadores de potencia de audio profesionales también brindan protección contra el recorte , generalmente como algún tipo de limitación . Un amplificador de potencia llevado al límite puede dañar los altavoces. Los amplificadores también suelen brindar protección contra cortocircuitos en la salida y sobrecalentamiento.

Los ingenieros de audio seleccionan amplificadores que proporcionen suficiente espacio libre . El espacio libre se refiere a la cantidad en la que las capacidades de manejo de señales de un sistema de audio exceden un nivel nominal designado . ^[11] El espacio libre se puede considerar como una zona de seguridad que permite que los picos de audio transitorios excedan el nivel nominal sin dañar el sistema o la señal de audio, por ejemplo, a través de recortes . Los organismos de normalización difieren en sus recomendaciones para el nivel nominal y el espacio libre. Seleccionar amplificadores con suficiente espacio libre ayuda a garantizar que la señal se mantendrá limpia y sin distorsiones.

Al igual que la mayoría de los equipos de refuerzo de sonido, los amplificadores de potencia profesionales suelen estar diseñados para montarse en bastidores estándar de 19 pulgadas . Los amplificadores montados en bastidor suelen estar alojados en cajas de transporte para evitar daños al equipo durante el transporte. Los altavoces activos tienen amplificadores montados internamente que han sido seleccionados por el fabricante para adaptarse a los requisitos del altavoz. Algunos altavoces activos también tienen integrados circuitos de ecualización, crossover y mezcla.

Dado que los amplificadores pueden generar una cantidad significativa de calor, la disipación térmica es un factor importante que los operadores deben tener en cuenta al montar amplificadores en bastidores de equipos. ^[12] Muchos amplificadores de potencia cuentan con ventiladores internos para hacer pasar el aire a través de sus disipadores de calor. Los disipadores de calor pueden obstruirse con polvo, lo que puede afectar negativamente las capacidades de refrigeración del amplificador.

En los años 1970 y 1980, la mayoría de los PA empleaban amplificadores pesados ​​de clase AB . A fines de los años 1990, los amplificadores de potencia en aplicaciones de PA se volvieron más livianos, más pequeños, más potentes y más eficientes, con el uso creciente de fuentes de alimentación conmutadas y amplificadores de clase D , que ofrecían ahorros significativos de peso y espacio, así como una mayor eficiencia. Los amplificadores de clase D, que a menudo se instalan en estaciones de tren, estadios y aeropuertos, pueden funcionar con un enfriamiento adicional mínimo y con densidades de rack más altas, en comparación con los amplificadores más antiguos.

Los sistemas de gestión de altavoces digitales (DLMS) que combinan funciones de crossover digital, compresión, limitación y otras características en una sola unidad se utilizan para procesar la mezcla de la consola de mezcla y enviarla a los distintos amplificadores. Los sistemas pueden incluir varios altavoces, cada uno con su propia salida optimizada para un rango específico de frecuencias (es decir, graves, medios y agudos). La biamplificación y triamplificación de un sistema de refuerzo de sonido con la ayuda de un DLMS da como resultado un uso más eficiente de la potencia del amplificador al enviar a cada amplificador solo las frecuencias apropiadas para su respectivo altavoz y eliminar las pérdidas asociadas con los circuitos de crossover pasivos .

Un altavoz PA simple y económico puede tener un solo controlador de altavoz de rango completo , alojado en un gabinete adecuado. Los altavoces de refuerzo de sonido más elaborados y de calibre profesional pueden incorporar controladores separados para producir sonidos de frecuencia baja, media y alta . Una red de cruce dirige las diferentes frecuencias a los controladores apropiados. En la década de 1960, los altavoces de teatro y PA con bocina eran comúnmente columnas de múltiples controladores montados en una línea vertical dentro de un gabinete alto.

La década de 1970 y principios de la de 1980 fue un período de innovación en el diseño de altavoces, ya que muchas empresas de refuerzo de sonido diseñaron sus propios altavoces utilizando controladores disponibles comercialmente. Las áreas de innovación fueron el diseño de la caja, la durabilidad, la facilidad de embalaje y transporte y la facilidad de instalación. Este período también vio la introducción de la suspensión o el vuelo de los altavoces principales en los grandes conciertos. Durante la década de 1980, los grandes fabricantes de altavoces comenzaron a producir productos estándar utilizando las innovaciones de la década de 1970. Se trataba principalmente de sistemas de dos vías más pequeños con woofers de 12", 15" o dobles de 15" y un controlador de alta frecuencia conectado a una bocina de alta frecuencia. La década de 1980 también vio el comienzo de las empresas de altavoces centradas en el mercado de refuerzo de sonido.

En la década de 1990 se introdujeron los arreglos lineales , en los que se utilizan conjuntos verticales largos de altavoces en gabinetes más pequeños para aumentar la eficiencia y proporcionar una dispersión y una respuesta de frecuencia uniformes. Los gabinetes con forma trapezoidal se hicieron populares, ya que esta forma permitía que muchos de ellos se colocaran juntos fácilmente. Este período también vio la introducción de gabinetes de altavoces de plástico moldeado económicos montados en soportes de trípode. Muchos cuentan con amplificadores de potencia incorporados, lo que los hizo prácticos para que los no profesionales los instalaran y operaran con éxito. La calidad de sonido disponible de estos simples altavoces autoamplificados varía ampliamente según la implementación.

Muchos sistemas de altavoces para refuerzo de sonido incorporan circuitos de protección para evitar daños por exceso de potencia o error del operador. Se utilizaron fusibles reiniciables , bombillas especiales con limitación de corriente y disyuntores , solos o en combinación, para reducir los fallos de los altavoces. Durante el mismo período, la industria de refuerzo de sonido profesional convirtió los conectores Neutrik Speakon NL4 y NL8 en los conectores de altavoces estándar, reemplazando a los conectores de 1/4" , los conectores XLR y los conectores multipines Cannon , todos ellos limitados a un máximo de 15 amperios de corriente. Los conectores XLR siguen siendo el conector de entrada estándar en los gabinetes de altavoces activos.

Para ayudar a los usuarios a evitar sobrecargarlos, los altavoces tienen una clasificación de potencia (en vatios ) que indica su capacidad máxima de potencia. Gracias a los esfuerzos de la Audio Engineering Society (AES) y el grupo de la industria de altavoces ALMA en el desarrollo de la norma de pruebas EIA-426, las especificaciones de manejo de potencia se volvieron más confiables.

Los sistemas de altavoces ligeros y portátiles para espacios pequeños envían las partes de baja frecuencia de la música (bajo eléctrico, bombo, etc.) a un subwoofer activo . Enviar la energía de baja frecuencia a un amplificador y un subwoofer independientes puede mejorar sustancialmente la respuesta de graves del sistema. Además, se puede mejorar la claridad porque los sonidos de baja frecuencia pueden causar intermodulación y otras distorsiones en los sistemas de altavoces.

Los sistemas de altavoces de refuerzo de sonido profesionales a menudo incluyen hardware específico para colgarlos de forma segura sobre el escenario, para brindar una cobertura de sonido más uniforme y maximizar las líneas de visión dentro de los lugares de actuación.

Los altavoces de monitor , también llamados altavoces plegables , son cajas de altavoces que se utilizan en el escenario para ayudar a los artistas a escuchar su canto o interpretación. Como tales, los altavoces de monitor apuntan hacia un artista o una sección del escenario. Por lo general, se les envía una mezcla diferente de voces o instrumentos que la mezcla que se envía al sistema de altavoces principal. Los gabinetes de altavoces de monitor suelen tener forma de cuña, dirigiendo su salida hacia arriba hacia el artista cuando se colocan en el suelo del escenario. Los diseños simples de dos vías y doble controlador con un cono de altavoz y una bocina son comunes, ya que los altavoces de monitor deben ser más pequeños para ahorrar espacio en el escenario. Estos altavoces generalmente requieren menos potencia y volumen que el sistema de altavoces principal, ya que solo necesitan proporcionar sonido a unas pocas personas que están relativamente cerca del altavoz. Algunos fabricantes han diseñado altavoces para su uso como componente de un pequeño sistema de PA o como altavoz de monitor. Varios fabricantes producen altavoces de monitor con alimentación , que contienen un amplificador integrado.

El uso de altavoces de monitorización en lugar de monitores intraauriculares suele dar como resultado un aumento del volumen en el escenario, lo que puede provocar más problemas de retroalimentación y un daño auditivo progresivo para los intérpretes que están frente a ellos. ^[13] La claridad de la mezcla para el intérprete en el escenario también suele verse comprometida, ya que escucha más ruido extraño a su alrededor. El uso de altavoces de monitorización, activos (con un amplificador integrado) o pasivos, requiere más cableado y equipo en el escenario, lo que da como resultado un escenario más desordenado. Estos factores, entre otros, han llevado a la creciente popularidad de los monitores intraauriculares.

Los monitores intraauriculares son auriculares diseñados para que los intérpretes los utilicen como monitores en directo. Tienen un diseño de ajuste universal o personalizado . Los monitores intraauriculares de ajuste universal tienen puntas de goma o espuma que se pueden insertar en prácticamente cualquier oído. Los monitores intraauriculares de ajuste personalizado se crean a partir de una impresión del oído del usuario realizada por un audiólogo . Los monitores intraauriculares casi siempre se utilizan junto con un sistema de transmisión inalámbrico, lo que permite al intérprete moverse libremente por el escenario mientras recibe su mezcla de monitorización.

Los monitores intraauriculares ofrecen un aislamiento considerable para el intérprete que los utiliza: no se oye ningún sonido del escenario y el ingeniero de monitores puede ofrecer una mezcla mucho más precisa y clara para el intérprete. Con los monitores intraauriculares, cada intérprete puede recibir su propia mezcla personalizada; aunque esto también era así con los altavoces de monitorización, los monitores intraauriculares de un intérprete no pueden ser escuchados por los demás músicos. Una desventaja de este aislamiento es que el intérprete no puede escuchar a la multitud ni los comentarios de otros intérpretes en el escenario que no tengan micrófonos (por ejemplo, si el bajista desea comunicarse con el baterista). Esto se ha solucionado en producciones más grandes instalando micrófonos orientados hacia el público que se pueden mezclar con los envíos de monitores intraauriculares. ^[13]

Desde su introducción a mediados de los años 80, los monitores intraauriculares se han convertido en la opción de monitorización más popular para grandes espectáculos en gira. La reducción o eliminación de altavoces que no sean amplificadores de instrumentos en el escenario ha permitido una mezcla más limpia y menos problemática tanto para los ingenieros de sonido como para los de monitores. La retroalimentación de audio se reduce considerablemente y hay menos sonido que se refleja en la pared trasera del escenario hacia los micrófonos vocales y el público, lo que mejora la claridad de la mezcla de sonido para el frente de la sala.

Los sistemas de refuerzo de sonido se utilizan en una amplia gama de entornos diferentes, cada uno de los cuales plantea desafíos diferentes.

Los sistemas audiovisuales de alquiler deben poder soportar un uso intensivo e incluso el maltrato por parte de los arrendatarios. Por este motivo, las empresas de alquiler suelen tener cajas acústicas reforzadas y protegidas con esquinas de acero, y los equipos electrónicos, como los amplificadores de potencia o los efectos, suelen montarse en cajas protectoras para carretera. Las empresas de alquiler también suelen seleccionar equipos que tengan funciones de protección electrónica, como circuitos de protección de altavoces y limitadores de amplificadores.

Los sistemas de alquiler para no profesionales deben ser fáciles de usar y configurar, y deben ser fáciles de reparar y mantener para la empresa que los alquila. Desde esta perspectiva, las cajas acústicas deben tener bocinas, altavoces y circuitos de cruce de fácil acceso, de modo que se puedan realizar reparaciones o reemplazos.

Muchos artistas que realizan giras y eventos corporativos en grandes recintos alquilan grandes sistemas de refuerzo de sonido que, por lo general, incluyen uno o más ingenieros de sonido en el personal de la empresa de alquiler. En el caso de los sistemas de alquiler para giras, normalmente hay varios ingenieros de sonido y técnicos de la empresa de alquiler que acompañan a la banda en la gira para configurar y calibrar el equipo. La persona que mezcla a la banda suele ser seleccionada y proporcionada por la banda, ya que está familiarizada con los diversos aspectos del espectáculo y entiende cómo la banda quiere que suene el espectáculo.

La instalación de sistemas de refuerzo de sonido para clubes de música en vivo y eventos de baile suele plantear desafíos únicos, porque existe una gran variedad de lugares que se utilizan como clubes, que van desde antiguos almacenes o teatros de música hasta pequeños restaurantes o pubs en sótanos con paredes de hormigón. Los eventos de baile pueden celebrarse en grandes almacenes, hangares de aviones o espacios al aire libre. En algunos casos, los clubes están ubicados en lugares de varios pisos con balcones o en salas en forma de L, lo que dificulta obtener un sonido consistente para todos los miembros de la audiencia. La solución es utilizar altavoces de relleno para obtener una buena cobertura, utilizando un retardo para garantizar que el público no escuche el mismo sonido reforzado en diferentes momentos.

La cantidad de cajas de altavoces de subgraves y amplificadores de potencia dedicados a sonidos de baja frecuencia que se utilizan en un club depende del tipo de club, los géneros de música que se tocan allí y el tamaño del lugar. Una pequeña cafetería donde los grupos tradicionales de folk, bluegrass o jazz son los intérpretes principales puede no tener subwoofers y, en su lugar, depender de los altavoces PA principales de rango completo para reproducir los sonidos graves. Por otro lado, un club donde tocan bandas de hard rock o heavy metal o una discoteca donde los DJ tocan música de baile pueden tener varios subwoofers grandes, ya que estos géneros y estilos musicales suelen utilizar un sonido de graves profundos y potentes.

Un desafío con el diseño de sistemas de sonido para clubes es que el sistema de sonido puede necesitar ser utilizado tanto para música pregrabada tocada por DJ como para música en vivo. Un sistema de club diseñado para DJ necesita un mezclador de DJ y espacio para tocadiscos . Por el contrario, un club de música en vivo necesita una mesa de mezclas diseñada para sonido en vivo, un sistema de monitor en el escenario y un cable de serpiente multinúcleo que va desde el escenario hasta el mezclador. Los clubes que ofrecen ambos tipos de espectáculos pueden enfrentar desafíos para proporcionar el equipo y la configuración deseados para ambos usos. Los clubes pueden ser un entorno hostil para los equipos de sonido, ya que el aire puede ser caluroso, húmedo y lleno de humo. En algunos clubes, mantener los amplificadores de potencia fríos puede ser un desafío.

Las iglesias y otros lugares de culto similares suelen plantear desafíos de diseño. Es posible que los altavoces deban ser discretos para que se integren con la carpintería y la mampostería antiguas. En algunos casos, los diseñadores de audio han diseñado cajas acústicas pintadas a medida. Algunas instalaciones, como los santuarios o las capillas, son salas largas con techos bajos y se necesitan altavoces de relleno adicionales en toda la sala para dar una buena cobertura. Una vez instalados, los sistemas de las iglesias suelen ser operados por voluntarios aficionados de la congregación, lo que significa que deben ser fáciles de operar y solucionar problemas. Con este fin, algunas consolas de mezcla diseñadas para lugares de culto tienen mezcladores automáticos, que reducen el ruido en los canales no utilizados, y circuitos de eliminación automática de retroalimentación que detectan y eliminan las frecuencias que se retroalimentan. Estas características también pueden estar disponibles en consolas multifunción utilizadas en instalaciones para convenciones y lugares multiuso.

Los sistemas de sonido para giras están disponibles en muchos tamaños y formas diferentes, ya que deben ser lo suficientemente potentes y versátiles para cubrir muchas salas y lugares diferentes. Los sistemas para giras varían desde sistemas de tamaño mediano para bandas que tocan en clubes nocturnos y otros lugares de tamaño mediano hasta sistemas grandes para grupos que tocan en estadios , arenas y festivales al aire libre . Los sistemas de sonido para giras suelen estar diseñados con importantes funciones de redundancia, de modo que en caso de falla del equipo o sobrecalentamiento del amplificador, el sistema seguirá funcionando. Los sistemas de gira para bandas que actúan para multitudes de unos pocos miles de personas o más suelen estar configurados y operados por un equipo de técnicos e ingenieros que viajan con los artistas a cada espectáculo.

Las bandas mainstream que van a actuar en recintos medianos o grandes durante su gira programan una o dos semanas de ensayos técnicos con todo el sistema de conciertos y el personal de producción, incluidos los ingenieros de sonido, a mano. Esto permite que los ingenieros de sonido e iluminación se familiaricen con el espectáculo y establezcan ajustes preestablecidos en su equipo digital (por ejemplo, mezcladores digitales) para cada parte del espectáculo, si es necesario. Muchos grupos musicales modernos trabajan con sus ingenieros de mezcla de monitores y de sala durante este tiempo para establecer cuál es su idea general de cómo debe sonar el espectáculo y la mezcla, tanto para ellos mismos en el escenario como para el público.

Esto suele implicar la programación de diferentes efectos y procesamiento de señales para su uso en canciones específicas, para que las canciones suenen de forma similar a las versiones de estudio. Para gestionar un espectáculo con muchos cambios de efectos, los ingenieros de mezclas del espectáculo suelen optar por utilizar una consola de mezclas digital para poder guardar y recuperar automáticamente estos numerosos ajustes entre cada canción. Los técnicos de sistemas también utilizan este tiempo para familiarizarse con la combinación específica de equipos que se van a utilizar en la gira y cómo responde acústicamente durante el espectáculo. Estos técnicos permanecen ocupados durante el espectáculo, asegurándose de que el sistema SR esté funcionando correctamente y de que el sistema esté ajustado correctamente, ya que la respuesta acústica de una sala o recinto responderá de forma diferente a lo largo del día dependiendo de la temperatura, la humedad y la cantidad de personas en la sala o el espacio.

El sonido para teatro en vivo, ópera y otras aplicaciones dramáticas puede plantear problemas similares a los de las iglesias; los teatros pueden estar en edificios históricos donde se requiere que los altavoces y el cableado se integren con la arquitectura. La necesidad de líneas de visión claras puede hacer que el uso de cajas acústicas comunes sea inaceptable; en su lugar, a menudo se utilizan altavoces delgados y de perfil bajo.

En el teatro y el drama en vivo, los intérpretes se desplazan por el escenario, lo que significa que pueden ser necesarios micrófonos inalámbricos . Algunos de los espectáculos teatrales y musicales de mayor presupuesto se mezclan en sonido envolvente en vivo, a menudo con el operador de sonido del espectáculo activando efectos de sonido que se mezclan con música y diálogos por el ingeniero de mezcla del espectáculo. Estos sistemas suelen ser mucho más complejos de diseñar y, por lo general, implican conjuntos separados de altavoces para diferentes zonas del teatro.

En algunas salas de conciertos donde se interpreta música clásica, como sinfonías y óperas, se utiliza un tipo sutil de refuerzo de sonido denominado mejora acústica . Los sistemas de mejora acústica añaden más sonido a la sala y evitan los puntos muertos en la zona de asientos del público "aumentando las características acústicas intrínsecas de la sala". Los sistemas utilizan "...una serie de micrófonos conectados a un ordenador [que a su vez está] conectado a una serie de altavoces". Sin embargo, a medida que los asistentes a los conciertos se han dado cuenta del uso de estos sistemas, han surgido debates, porque "...los puristas sostienen que el sonido acústico natural de las voces [o] instrumentos [clásicos] en una sala determinada no debería alterarse". ^[14]

El artículo de Kai Harada, Opera's Dirty Little Secret , afirma que los teatros de ópera han comenzado a utilizar sistemas electrónicos de mejora acústica "...para compensar los defectos en la arquitectura acústica de un recinto". A pesar del alboroto que ha surgido entre los aficionados a la ópera, Harada señala que ninguno de los teatros de ópera que utilizan sistemas de mejora acústica "...utiliza el refuerzo de sonido tradicional al estilo Broadway, en el que la mayoría de los cantantes, si no todos, están equipados con micrófonos de radio mezclados con una serie de altavoces antiestéticos esparcidos por todo el teatro". En cambio, la mayoría de los teatros de ópera utilizan el sistema de refuerzo de sonido para la mejora acústica y para potenciar sutilmente las voces fuera del escenario, los diálogos en el escenario y los efectos de sonido (por ejemplo, las campanas de la iglesia en Tosca o los truenos en las óperas wagnerianas). ^[15]

Estos sistemas utilizan micrófonos, procesamiento informático "con cambios de retardo, fase y respuesta de frecuencia", y luego envían la señal "... a un gran número de altavoces colocados en los extremos del lugar de la actuación". Otro sistema de mejora acústica, VRAS, utiliza "... diferentes algoritmos basados ​​en micrófonos colocados alrededor de la sala". La Deutsche Staatsoper de Berlín y el Hummingbird Centre de Toronto utilizan un sistema LARES . El Teatro Ahmanson de Los Ángeles, el Royal National Theatre de Londres y el Teatro Vivian Beaumont de la ciudad de Nueva York utilizan el sistema SIAP. ^[16]

Las salas de conferencias y de conferencias plantean el desafío de reproducir el habla con claridad en una sala grande, que puede tener superficies reflectantes que producen eco . Un problema con la reproducción del habla es que el micrófono utilizado para captar el sonido de la voz de una persona también puede captar sonidos no deseados, como el crujido de papeles en un podio. Un micrófono direccional más ajustado puede ayudar a reducir los ruidos de fondo no deseados.

Otro desafío que supone hacer sonido en directo para personas que hablan en una conferencia es que, en comparación con los cantantes profesionales , las personas que son invitadas a hablar en un foro pueden no estar familiarizadas con el funcionamiento de los micrófonos. Algunas personas pueden apuntar accidentalmente el micrófono hacia un altavoz o un monitor, lo que puede provocar retroalimentación de audio .

En algunas conferencias, los ingenieros de sonido deben proporcionar micrófonos para un gran número de personas que están hablando, en el caso de una conferencia de panel o un debate. En algunos casos, se utilizan mezcladores automáticos para controlar los niveles de los micrófonos y apagar los canales de los micrófonos a los que no se está hablando, para reducir el ruido de fondo no deseado y reducir la probabilidad de realimentación.

Los sistemas para instalaciones deportivas a menudo tienen que lidiar con un eco considerable, que puede hacer que las conversaciones sean ininteligibles. Los sistemas de sonido para deportes y ocio también suelen enfrentarse a desafíos medioambientales, como la necesidad de altavoces exteriores resistentes a la intemperie en estadios al aire libre y a la humedad , y altavoces resistentes a las salpicaduras en piscinas. Otro desafío con las instalaciones de refuerzo de sonido para deportes es que en muchos estadios y arenas, los espectadores están en los cuatro lados del campo de juego. Esto requiere una cobertura de sonido de 360 ​​grados. Esto es muy diferente de lo que ocurre con los festivales de música y las salas de música, donde los músicos están en el escenario y el público está sentado frente a él.

Los sistemas de refuerzo de sonido a gran escala son diseñados, instalados y operados por ingenieros de sonido y técnicos de sonido. Durante la fase de diseño de un recinto de nueva construcción, los ingenieros de sonido trabajan con arquitectos y contratistas para garantizar que el diseño propuesto acomode los altavoces y proporcione un espacio adecuado para los técnicos de sonido y los bastidores de los equipos de audio. Los ingenieros de sonido también brindarán asesoramiento sobre qué componentes de audio se adaptan mejor al espacio y su uso previsto, y sobre la colocación e instalación correctas de estos componentes. Durante la fase de instalación, los ingenieros de audio se aseguran de que los componentes eléctricos de alta potencia estén instalados y conectados de manera segura y de que los altavoces montados en el techo o en la pared estén correctamente montados (o "volados") sobre el aparejo . Cuando se instalan los componentes de refuerzo de sonido, los ingenieros de audio prueban y calibran el sistema para que su producción de sonido sea uniforme en todo el espectro de frecuencias.

Un sistema de refuerzo de sonido debe ser capaz de reproducir con precisión una señal desde su entrada, pasando por cualquier procesamiento, hasta su salida sin coloración ni distorsión. Sin embargo, debido a las inconsistencias en los tamaños, formas, materiales de construcción e incluso densidades de público de los recintos, esto no siempre es posible sin una calibración previa del sistema. Esto se puede hacer de varias maneras.

El método más antiguo de calibración de sistemas implica un par de oídos sanos, material de programa de prueba (es decir, música o voz), un ecualizador gráfico y familiaridad con la respuesta de frecuencia deseada. A continuación, se debe escuchar el material del programa a través del sistema, tomar nota de cualquier desviación de frecuencia o resonancias notables y corregirlas utilizando el ecualizador. Los ingenieros suelen utilizar una lista de reproducción conocida para calibrar un sistema nuevo. Muchos ingenieros todavía realizan este proceso de oído , incluso cuando se utilizan equipos de análisis, como una comprobación final de cómo suena el sistema con música o voz reproduciéndose a través del sistema. Otro método de calibración manual requiere un par de auriculares de alta calidad conectados a la señal de entrada antes de cualquier procesamiento. ^[b] A continuación, se puede utilizar esta señal directa como referencia con la que identificar cualquier diferencia en la respuesta de frecuencia. ^[17]

Desde el desarrollo del procesamiento de señales digitales (DSP), se han diseñado muchos equipos y programas informáticos para trasladar la mayor parte del trabajo de calibración del sistema de la interpretación auditiva humana a algoritmos de software que se ejecutan en microprocesadores. Una herramienta para calibrar un sistema de sonido es un analizador en tiempo real (RTA). Esta herramienta se utiliza habitualmente introduciendo ruido rosa en el sistema y midiendo el resultado con un micrófono calibrado especial conectado al RTA. Con esta información, se puede ajustar el sistema para ayudar a lograr la respuesta de frecuencia deseada.

Más recientemente, los ingenieros de sonido han visto la introducción de software de análisis de audio basado en transformada rápida de Fourier (FFT) dual, como Smaart , que permite a un ingeniero ver no solo la información de respuesta de frecuencia que proporciona un RTA, sino también en el dominio del tiempo. Esto proporciona al ingeniero datos mucho más significativos que un RTA solo. El análisis FFT dual permite comparar la señal de origen con la señal de salida. Un sistema se puede calibrar utilizando material de programa normal en lugar de ruido rosa u otras señales de prueba especiales. La calibración se puede monitorear durante una actuación.

Las tiendas de audio profesional venden micrófonos, cajas acústicas , altavoces de monitorización , mesas de mezclas , unidades de efectos montadas en bastidor y equipos relacionados diseñados para su uso por parte de ingenieros y técnicos de audio. Las tiendas suelen utilizar la palabra profesional o pro en su nombre o en la descripción de su tienda para diferenciarlas de las tiendas de electrónica de consumo, que venden altavoces de consumo , equipos de cine en casa y amplificadores, que están diseñados para uso privado en el hogar.