Distorsión armonica y saturación

La distorsión armónica es uno de los términos clave cuando hablamos de mezcla y mastering, y es que es una de las técnicas más usadas para poder tratar el sonido y conseguir un toque personal y lo que llamamos “carácter analógico”. En este artículo vamos a ver que es la distorsión armónica y como poder aplicarla a nuestras producciones, mezclas, mastering….

Armónicos.

En el sonido y la música en general tenemos notas, sucesión de notas, acordes, etc…. Es decir si vamos a una guitarra y tocamos la nota do, esta cuerda va a emitir un timbre que tiene una cierta frecuencia. Esta frecuencia es la que hace que esa nota suene más aguda o más grave. Diremos que la nota fundamental es Do. Si tocamos esta nota en un piano, el Do central que corresponde a la cuarta octava (mitad del piano) va a emitir una frecuencia fundamental o base de 261.63 Hz.

Al tocar esta nota y que el sonido se propague en el aire tenemos una sucesión de armónicos que es lo que hace que identifiquemos que estamos escuchando un piano, estas propiedades vienen dadas por el timbre, la tonalidad, y el carácter del sonido. No tenemos los mismos armónicos exactos al tocar un do en un piano que una guitarra, tampoco el resto de frecuencias que forman ese sonido.

Los armónicos que forman una nota son exactamente un múltiplo entero de la nota fundamental, es decir al tocar un Do en el piano y propagarse por el aire vamos a tener las frecuencias de la nota fundamental, más una serie de armónicos que coinciden con el doble y la mitad de la frecuencia fundamental. Tendremos armónicos en los 130,815 Hz, 523.26 Hz, 1046.52 Hz….. La cantidad de armónicos viene determinada por el sonido del instrumento.

Como puedes ver en la imagen de arriba, no se crean armónicos proporcionales (de igual tamaño) a la nota fundamental, el sonido es mucho más complejo, pero si vamos a tener una serie de frecuencias que coinciden en los múltiplos de la fundamental. Esto es porque cuando tocamos una nota, aunque la frecuencia fundamental es la que más información tendrá en el espectro de frecuencias, tendremos los múltiplos (armónicos) en mayor o menor medida dependiendo del instrumento que sea.

Los armónicos más importantes que podemos encontrar en el sonido son los siguientes:

  • Primer armónico: Sonido fundamental o nota que tocamos
  • Segundo armónico: El doble de la frecuencia fundamental, coincide con la segunda octava. Si tocamos un Do central (C4) el segundo armónico coincide con las frecuencias del siguiente Do en el piano (C5).
  • Tercer armónico: El triple de la frecuencia fundamental, coincide con la quinta justa del segundo armónico o una doceava de la frecuencia fundamental (octava+quinta)
  • Cuarto armónico: El doble del segundo armónico o dos octavas por encima de la frecuencia fundamental.
  • Quinto armónico:  Una tercera mayor por encima del cuarto armónico. Cinco veces la frecuencia fundamental.

Como ves los armónicos se obtienen de multiplicar la frecuencia fundamental por números enteros (x2, x3, x4…) Pero musicalmente no son siempre octavas, el sonido es mucho más complejo que octavas perfectas.

Como resumen de todo esto, quédate con que los armónicos pares son octavas perfectas y los impares pueden variar entre quinta, tercera mayor y otros intervalos. Por este motivo cuando saturamos hay distintas formas de hacerlo actuando sobre armónicos pares, impares o todos.

Equipamiento analógico y armónicos

Hoy en día todos tenemos el oído acostumbrado a las grabaciones que se hacían en el pasado y donde intervenían muchos equipos hardware. Si pensamos en un grabador perfecto o amplificador perfecto, seria aquel que graba o amplifica la señal dejándola totalmente intacta. Esto es un mundo idóneo, pero en el mundo real, al tener que usar equipos que tienen conexión eléctrica y el sonido pasa por muchos componentes electrónicos como amplificadores, transistores, válvulas…. Todos estos componentes añaden información a nuestro sonido, en algunos casos es muy sutil y en otros precisamente lo que se busca es un sonido distorsionado como en los amplificadores de guitarra eléctrica.

No vamos a entrar mucho más en tecnicismos sobre distorsión en equipamiento analógico, porque es un tema muy amplio y no acabaría nunca el artículo. Lo que si nos interesa saber es que cualquier equipo por el que pase el sonido va a añadir distorsión o saturación, es decir el input y el output no van a ser iguales. Vamos a ver un ejemplo de una onda sinodal y como afecta todo esto de la distorsión.

 

En la imagen de arriba podemos ver como el input y el ouput no tienen nada que ver. No quiero mezclar mucho conceptos, pero en la imagen estamos pasando el sonido por un sistema de amplificación no lineal con ruido (THD+Noise). Lo importante de esta imagen es entender que en todo amplificador, válvula, transistor…. existe distorsión armónica en mayor o menor medida y la distorsión suele aparecer en la serie de armónicos.

Esto es algo que se dieron cuenta en los principios de las grabaciones y a partir de ahí, se empezó a diseñar amplificadores y válvulas que añadiesen distorsión de una forma musical. La distorsión es algo con lo que tenían que coexistir los equipos analógicos, por lo cual porque no utilizarlo para mejorar la música??.

Audio Digital y modelado analógico

Hoy en día la forma de producir, grabar y crear música ha cambiado. Prácticamente toda la música actual se crea, mezcla  o masteriza en ordenadores o equipos digitales. Lo bueno de los equipos digitales es que no añaden casi ruido, ni distorsión al sonido, pero lo malo es que ese calor y carácter analógico no existe.

Para poder imprimir carácter, calor y riqueza a nuestros sonidos podemos utilizar una serie de técnicas donde a través de plug-ins que emulan equipos analógicos conseguimos añadir distorsión armónica a nuestro sonido. Hay infinidad de plug-ins y fabricantes que se dedican a emular estos equipos.

Como se consigue esto? Mediante modelado analógico. El modelado analógico se puede definir como el emular un equipo hardware mediante software. Como en todo hay distintos tipos y calidades de modelado. Hay empresas muy fuertes que tienen plug-ins (evidentemente no son baratos) donde se emula perfectamente el sonido del equipo en cuestión. Para modelar un equipo hardware, hay que destriparlo y programar la reacción que tiene cada componente (cables, amplificadores, transistores, válvulas, chips….) en un software o programa. La calidad de estas emulaciones vienen dadas por el número de componentes que modelan.

Hay plugins que se limitan a comparar la salida y entrada en un equipo físico y mediante algoritmos emulan el carácter del hardware, estas emulaciones no son de calidad ni fieles a sus hermanos hardware. Si queremos un sonido fiel, tenemos que buscar un modelado donde al menos se emulen los componentes más importantes del circuito.

No quiero hacer publicidad de ninguna marca, pero si tenemos que reconocer que hay varias empresas que comercializan emulaciones muy buenas, y esto es algo que en todos los mejores estudios del mundo existe. Te dejo enlaces a sus páginas:

Saturación mágica

Si algo que tienen en común un disco de Rolling Stones, una producción de Skrillex, o una grabación de la orquesta sinfónica de Viena es la distorsión armónica. Todo, absolutamente todo lo que pasa por estudios profesionales tiene distorsión!! Y es que la distorsión mejora la música exponencialmente añadiendo color en distintos armónicos y ofreciendo texturas y sonoridades increíbles.

No me malinterpretes cuando hablo de distorsión armónica, no hablamos de pasar las pistas por un ampli de guitarra o usar bitcrusher u overdrive… NO!!. Vamos a ver cómo podemos utilizar la distorsión armónica en nuestra música de un forma bonita y sutil:

Consolas analógicas

Que grupo o ingeniero que se digne no ha soñado con poder trabajar en una consola SSL?? (en mi caso mataría por una API:)) Y es que estas piezas legendarias e idolatradas como si fuesen auténticas diosas tienen un sonido especial y nada de lo que pase por ellas sonara igual que las grabaciones originales. Estas consolas están cuidadosamente diseñadas para que la distorsión armónica que añaden sea totalmente musical. Vamos a ver las más conocidas:

  • SSL 4000. Sin duda la consola que más álbumes grammy ha producido. Su preamp diseñado por Jensen, junto con los amplificadores dbx chapados en oro, le otorgan un sonido muy peculiar, con mucha dinamica y un grave muy caracteristico. Ideal para hip-hop, música electrónica R&B….

 

 

  • Neve Consoles. Da igual que consola uses de este fabricante, Neve sin duda es sinónimo de rock. Quizás sea la consola con el sonido más característico, y esto es debido aparte de sus transistores y pre-amp, a su módulo de eq. Este preamp incorpora un eq de 3 bandas que no destaca por ser el más limpio o transparente, sino por añadir un color inconfundible.

 

  • API Console. Para mi sin duda es el sonido que mas me gusta, pero esto es un tema personal. El Pre-amp de las consolas API es uno de los más limpios por defecto, pero cuando saturamos el sonido en este preamp, añade muchísimo color al rango low-mid y medios. Es similar al de las consolas Neve pero más sutil. Ideal para absolutamente todo :).

 

  • Harrison 32C. La reina del Pop y no es que lo diga yo, es que el sonido de Michael Jackson, es el sonido de una Harrison. Esta consola cuenta con un preamp y eq de 4 bandas. Su forma de tratar el sonido es proporcionar un sonido limpio y “roto” en el high-end.

 

  • Trident A-range. Acabamos con esta consola, que puede parecer menos conocida, pero su sonido yo lo definiría como “estridente” y no porque chirríe, sino porque tiene una forma de tratar los medios muy salvaje. Su preamp viene con un eq de 4 bandas y una curva de ecualización muy agresiva.

 

Saturando con plug-ins

Después de ponernos los dientes largos con estas obras de arte (la mayoría de ellas son construidas a mano). ¿Qué hacemos el resto de mortales que no tenemos “bucks” para comprar una de estas?. Una consola de este tipo, con un número de canales decente podría costarnos de segunda mano una fortuna (a partir de 50.000 euros podemos empezar a hablar). Para todos los que no tenemos esa pasta pero queremos sonar con ese toque analógico tenemos opciones.

Como hemos comentado en la sección de modelado analógico, existen plug-ins que están creados muy fielmente a sus hermanos hardware. No voy a poner una lista de plug-ins, ni de fabricantes, pero si como usar estos plug-ins. Próximamente publicare un video explicando un plug-in que suena increíble y por un precio muy asequible, pero habrá que esperar :).

Antes de comentar como usar la saturación de consolas a nuestro favor, debes saber que no es lo mismo hacer clipping analógico que digital, el clipping analógico puede ser bonito, “crunchy” y muy musical por incidir en la serie de armónicos. El clipping digital es horrible y NUNCA debes tener ningún plugin en rojo (clipando) excepto aquellos que tengan calidad para poder hacerlo, pero siempre INTERNAMENTE. El motivo aunque es muy complejo de explicar y hay que comprender muy bien cómo funciona el digital, en realidad es simple… Cuando clipamos en digital estamos escribiendo información que no existe en un software que no está preparado para interpretar esa info, por lo cual esa información que no existe la tiene que “interpretar” (publicaremos un artículo explicando esto en profundidad) como pueda.

Que es lo que vamos a hacer para poder saturar nuestros sonidos sin tener clipping digital??? Vamos a usar software que modele el comportamiento del pre-amp de las consolas analógicas. Si tienes dudas de si tu emulación hace esto, tendrás que tirar del manual o consultar al fabricante del plugin.

Workflow

PASO I: Insertamos nuestro vst en el canal que queremos procesar. En esta imagen puedes ver el channel strip de una SSL 4000 modelado por Universal Audio. Si vamos a su manual podemos comprobar como el pre-amp está perfectamente emulado, por lo que podemos saturar.

PASO II. Buscamos la sección del pre-amp o ganancia de entrada del canal. Y  empezamos a darle volumen hasta que el led se empiece a parpadear en rojo.

 

PASO III. Hay que hacerlo muy poco y poco, y siempre compensando la salida del canal (bajamos la ganancia para intentar tener el mismo volumen que antes de saturar). Como te he explicado antes puedes “clipar” internamente, pero nunca en la salida del plugin, porque esto si seria clipping digital, y es horrible de verdad.

 

PASO IV. Puedes usar el eq del canal para ajustar el tono, como hemos visto antes los pre-amp suelen venir con un eq. Es muy interesante probar distintas eq (tanto aditiva como sustractiva) cuando saturamos, pero cuidado no te pases, no queremos transformar el sonido. Cuando trabajamos una mezcla queremos mejorar como suena, pero no cambiar los gustos del productor o artista.

PASO V. Después de saturar comprueba que el sonido que estamos procesando suena al mismo volumen y deshabilita el plugin y vuélvelo a habilitar para escuchar la diferencia.

PASO VI. Eq posterior. Cuando saturamos no podemos “seleccionar” como lo va a hacer el pre-amp, es lo que les hace únicos, pero si podemos eq después para eliminar las frecuencias que ha añadido y no queremos. También se puede hacer una eq pre-saturación, si identificásemos frecuencias molestas o resonantes.

Espero que te hayas comprendido un poco que es y cómo funciona la distorsión armónica. Como consejo no te pases, porque no es la intención,  son diferencias muy sutiles en las que conseguimos mejorar el sonido y tratar los armónicos. Usar bien la distorsión armónica requiere mucha practica y tener un oído muy entrenado, pero con el tiempo seguro que lo dominas!

Si te ha gustado el articulo, tienes preguntas o cualquier cosa que quieras contarnos puedes hacerlo mas abajo en los comentarios. Nos vemos pronto!