Cómo DSP puede llevar el audio a nuevas alturas en 2016

Al leer la última novela Sumisión de Michel Houellebecq, me llamó la atención una de las declaraciones que hizo y cómo se relaciona con el futuro del audio. El protagonista ficticio del libro, hablando de un autor que ha estudiado, afirma: "Su obra maestra era un callejón sin salida, pero ¿no es eso cierto para cualquier obra maestra?"

El audio de gama alta es una obra maestra. La ingeniería de audio tradicional se ha perfeccionado, al menos en el sentido de que se ha llevado lo más lejos posible. Claro, los nuevos amplificadores y DAC pueden sonar un poco mejor que los que tenemos ahora. La resolución de los archivos digitales se puede elevar a niveles aún más altos. Las mejoras en la producción en masa aumentarán ligeramente la calidad de los altavoces. Aún así, la ingeniería de audio digital básica y analógica tradicional está prácticamente en un callejón sin salida. Es probable que ninguna mejora en el diseño del amplificador, DAC o altavoz pasivo resulte en una mejora significativa en la calidad del sonido.

La buena noticia es que VEREMOS mejoras significativas en la reproducción de audio en 2016 y en los próximos años. Mientras caminaba por el piso de exhibición y asistía a presentaciones en el Audio Engineering Show en la ciudad de Nueva York en octubre, me resultó obvio que el procesamiento de señales digitales, o DSP, presenta numerosas posibilidades para un mejor sonido en cualquier sistema… y para un mejor sonido. también de productos más pequeños y menos costosos.

DSP está integrado en muchos chips amplificadores de Clase D ahora, y también está disponible en módulos fáciles de programar, como los de Danville Signal Processing. A medida que las empresas de audio de gama alta como Bowers & Wilkins, Dynaudio, MartinLogan y otras han comenzado a crear productos activos, es decir, altavoces inalámbricos, barras de sonido y subwoofers, han estado utilizando DSP cada vez más. Muchos audiófilos, tal vez marcados por los recuerdos de modos DSP con un sonido terrible en receptores de AV baratos, reaccionan negativamente ante cualquier mención de DSP. Mi sospecha, sin embargo, es que DSP encontrará su camino de estos productos de gama baja a productos de gama alta más elitistas porque los beneficios de DSP son demasiado poderosos para ignorarlos.

A menudo pensamos en los fabricantes de alta gama que dedican el tiempo que sea necesario para ajustar sus productos, pero la realidad es que el tiempo de desarrollo siempre es un recurso limitado para cualquier empresa y ningún producto es perfecto. Siempre hay un momento en que los ingenieros tienen que decir: "Eso es lo suficientemente bueno". DSP permite a los ingenieros, dentro del tiempo de desarrollo que tienen, experimentar con muchas más posibilidades en el ajuste del producto.

En el diseño de audio analógico tradicional, un ingeniero afina un producto cambiando físicamente una o más piezas, como una resistencia o un condensador. Con DSP, el ingeniero ajusta el rendimiento utilizando una interfaz de control que se ejecuta en una computadora. He incluido una captura de pantalla (abajo) de la interfaz de ecualización paramétrica de un DSP QF3DFX de Quickfilter Technologies para darle una idea. Para cualquier filtro, el ingeniero especifica la frecuencia central, el Q (ancho de banda), la cantidad de realce o corte y el tipo de filtro (paso alto, paso de banda, paso bajo, etc.). Cualquier cambio toma solo unos segundos. El ingeniero tiene tiempo para experimentar más y ajustar un producto a un nivel de rendimiento más alto que el que se podría lograr en el dominio analógico.

DSP también permite un nivel de precisión que los circuitos analógicos no pueden lograr de forma económica y práctica. Con DSP, un ingeniero puede ajustar los filtros de cruce de los altavoces en fracciones de decibelio; con los circuitos analógicos, los cruces se diseñan normalmente en incrementos de 6 dB, por lo que el ingeniero se limita, por ejemplo, a una atenuación de alta frecuencia de -12 dB en un woofer, donde una atenuación de -14,5 dB es lo mejor.

Las frecuencias de filtro se pueden especificar hasta fracciones de hertz con DSP. Con lo analógico, tal precisión es prácticamente imposible porque los capacitores e inductores que se usan en los circuitos analógicos generalmente se fabrican con tolerancias de 5 o 10 por ciento. En, por ejemplo, un filtro de paso alto para un controlador de rango medio en un altavoz, incluso una tolerancia del cinco por ciento en un condensador daría como resultado un rango de error de aproximadamente -25 a +30 Hz.

Tenga en cuenta que la interfaz QF3DFX ofrece 10 bandas de filtro por canal. Esto permite que el ingeniero desconecte las resonancias menores del altavoz y del gabinete y los defectos de respuesta sin aumentar el costo de las piezas o la complejidad del circuito. Hacer esto con filtros analógicos llevaría más tiempo, aumentaría considerablemente el costo de las piezas y posiblemente afectaría la calidad del sonido.

Esto es solo rascar la superficie del potencial de DSP porque ni siquiera me estoy metiendo en las otras capacidades del QF3DFX. Y los grandes chips DSP de compañías como Analog Devices y Texas Instruments pueden hacer mucho más que el QF3DFX de costo relativamente bajo.

Por supuesto, a los audiófilos les puede preocupar que DSP requiera que las señales analógicas se conviertan en digitales, pero los efectos extremadamente sutiles de convertir una señal analógica en digital y viceversa son varios órdenes de magnitud menos significativos que las mejoras en el rendimiento que ofrece DSP.

En pocas palabras: los altavoces funcionan mejor con DSP.

Un indicio de lo que DSP puede hacer fue visible en la feria AES, donde el stand de Barefoot Audio atrajo a algunas de las multitudes más grandes. La compañía no solo usa DSP para ajustar sus monitores de grabación (que se muestran arriba) casi a la perfección, y para obtener mucha más salida de graves de lo que sugerirían sus pequeños gabinetes, sino que también usa DSP para crear su MEME (emulación de monitor de énfasis múltiple) tecnología. Con solo girar un interruptor, MEME permite que los monitores Barefoot imiten el sonido del legendario (y ya no fabricado) monitor NS-10M de Yamaha, los clásicos monitores de grabación en forma de cubo Auratone y un sistema de alta fidelidad de consumo típico.

Es posible que los audiófilos no deseen un interruptor en sus parlantes para emular diferentes sonidos, pero es posible que deseen uno que ajuste el parlante a diferentes entornos acústicos… o proporcione un control de balance tonal suave y no invasivo. El show de AES demostró que DSP se está volviendo más poderoso pero más fácil de usar. Será emocionante escuchar lo que los diseñadores de productos de audio logran con él en 2016.