En alguna ocasión o, quizás, muy a menudo, ¿no has tenido que modificar los controles de volumen de tu receptor?, por el mero hecho de cambiar de canal, ¿qué sucede?, ¿cuál es la causa?, ¿por qué si no tenemos que modificar los controles de vídeo, en ocasiones tenemos que modificar los de audio?, ¿es un problema de propagación?, ¿es un problema de ausencia de estándares o de estándares abiertos?, ¿es una falta de alineamiento de los sistemas en alguna de las redes que intervienen?, ¿es debido a una ausencia de controles automáticos de audio en los receptores de TV?. La respuesta a esta batería de preguntas está en estas posibles causas:
- Fuentes de contenidos con niveles diferentes (post-producción, contribución de terceros. Contenidos almacenados con niveles alterados).
- Falta de alineamiento de los sistemas extremo a extremo (sistema no transparente).
- Sistemas con estándares diferentes y/o desconocidos.
- Una combinación de las TRES anteriores.
Hoy se dispone de una amplia oferta televisiva con plataformas diferentes (oferta analógica, TDT, Imagenio, Canal Satélite Digital, etc.) y contenidos de naturaleza distinta (analógica, digital). La distinta naturaleza de las fuentes, obliga al empleo de sistemas con CDA’s (ADC’s) en algún punto de la red de distribución, difusión o contribución.Con la llegada de los sistemas digitales a la producción y explotación de televisión, junto con los sistemas digitales para el transporte de las señales de vídeo y audio, aparecieron nuevas unidades de medida, que en ocasiones, pueden prestar confusión y error, como es el caso del dBFS (decibelios Fondo de escala, Full Scale). Las claves que hay que tener en cuenta, para que un sistema extremo a extremo, esté perfectamente alineado, hace falta:- Adecuación de impedancias (No necesariamente adaptación).
- Caracterización de los convertidores (CDA/CAD).
Unidades definidas en tensión, dBu
La unidad “dBu” es una unidad logarítmica, relativa y definida en tensión y, por lo tanto, mide la relación de tensión que existe entre dos puntos de un circuito. Es relativa porque está referida a un nivel de referencia de 775 milivoltios. El nivel de tensión de “0 dBu” se produce siempre que la tensión en bornes de una carga sea, precisamente, la referencia (775 mV), independientemente del valor de la misma.
Unidades digitales, dBFS
Hasta hace unos 15 años, el transporte de las señales de TV se hacía mediante sistemas analógicos de transmisión (fundamentalmente basados en radioenlaces), pero desde que el mercado presenta un nuevo marco regulatorio y las operadoras tradicionales de telecomunicación han aportado sus redes digitales para el transporte de las señales de vídeo, se ha originado un cambio tecnológico importante que ha homogeneizado el tratamiento digital de la información audiovisual extremo a extremo. Con la llegada de los sistemas digitales de producción de la información de vídeo y audio, por parte de las televisoras, así como en los sistemas de transmisión para el transporte, aparecen en el mercado equipos de medida digitales para cubrir la necesidad de medir señales digitales en banda base.Para medir los canales de audio digital de una señal de televisión, se emplea la unidad dBFS (decibelios Fondo de Escala, Full Scale) es también llamado FSD (Full Scale Digital) y aun a pesar de ser una unidad digital, está definida para niveles de referencia de señales analógicas. La correspondencia entre la señal analógica de referencia (medida en dBu) y la señal digital, se establece por la ventana de conversión analógica - digital de un ADC, es decir, el umbral máximo analógico necesario a la entrada de un ADC para poner todas sus salidas a “1” lógico, o bien alcanzar el fondo de escala. Es entonces, en estas circunstancias, cuando se tiene un 0dBFS.
El nivel de alineamiento digital que fija el estándar europeo AES/EBU es de -18 dBFS y que le corresponde una salida/entrada analógica de 0 dBu (0 dBFS corresponde a 18 dBu), mientras que el estándar SMPTE (EE.UU.) establece una correspondencia de -20 dBFS y 0 dBu.
Caracterización del sistema, extremo a extremo. Modelo de referencia.
Dado que el mercado de la producción y distribución de programas de televisión no es totalmente homogéneo, en cuanto a los sistemas empleados para el tratamiento de la información, se pueden dar cuatro situaciones diferentes según sea la naturaleza de la información, en los sistemas, en origen y en destino, y dependiendo de cada una de esas configuraciones los resultados de una medida podrían ser diferentes.
En el supuesto que el sistema de transmisión se haya configurado como sistema digital - digital/analógico (PT-3 ó PT-2), como uno de los requisitos fundamentales del sistema es que sea totalmente transparente a la información de origen, se debe garantizar que los niveles de señal de audio a la entrada del vídeo-codec de transmisión (PT-1) sean idénticos a los niveles de salida del vídeo-codec receptor (PT-3 ó PT-2). Los puntos de prueba PT-2 ó PT-3 indican las dos posibles situaciones que se pueden dar: bien que el Rx sea configurable y ofrezca ya una salida de audio analógica, o bien que sea necesario emplear un CDA en cualquier punto de la cadena de sistemas del estudio “B”. Para alinear el sistema de transmisión extremo a extremo, aplicaremos un generador de audio digital en el punto de prueba PT-1 y discutiremos las distintas opciones que se podrían presentar en los niveles de recepción o puntos de prueba PT-2 y PT-3. Si generamos en PT-1 un nivel de señal de 0 dBFS y comprobamos que en PT-2 se recibe 0 dBFS (el sistema está configurado como digital en transmisión y recepción) el sistema es “transparente”. Vamos a partir de esa base, que el sistema está perfectamente alineado, y vamos a plantearnos distintas situaciones:
- Si la salida del vídeo codec receptor es de 0 dBFS (PT-2), ¿Cuál será el nivel esperado, en dBu, de la señal analógica de audio en el punto de prueba PT-3?.
- Si comprobamos que el nivel de señal digital a la salida del CAD (PT-1) es 0 dBFS, ¿Cual será el nivel, en dBu, de la señal de salida de micrófonos o de entrada al CAD?
La caracterización de los convertidores AD’s/DA´s no sólo está sujeta a los estándares internacionales (americanos y europeos), sino que también se pueden encontrar soluciones propietarias y, por lo tanto, la relación entre dBFS y dBu responden a configuraciones propietarias de los fabricantes.Para una perfecta alineación de cualquier sistema de transmisión, se debe conocer la correspondencia entre dBFS y dBu de todos los convertidores DA´s/AD´s que intervengan en la cadena de transmisión, desde la producción hasta la explotación.
- El error máximo puede llegar a ser de hasta 4 dB.
- Para evitar errores hay que caracterizar el modelo de transmisión completo.
Adaptación y desadaptación de impedancias.
Cuando se está aceptando un sistema de vídeo codecs para constituir un circuito de televisión, nunca aparecen problemas con la adaptación de impedancias para la señal de vídeo, pero no sucede lo mismo cuando se trata de los canales de audio asociados a dicho circuito. En estas pruebas de alineación de los canales de audio hay que tener en cuenta más variables para garantizar la transparencia del enlace. No olvidemos que en la alineación de un canal de audio, intervienen muchos equipos (equipos de medida, vídeo codecs, matrices, vúmetros, etc.) que configuran la cadena completa de transmisión, y es posible encontrarse, un nivel de señal entre etapas contiguas de salida (matriz, distribuidor, etc.) no adecuado.La adaptación de impedancias, o mejor dicho la adecuación de impedancias, en cada punto de acoplamiento entre sistemas, va ha determinar que los niveles se respeten a lo largo de toda la cadena de transmisión. Con el fin de evitar dudas sobre el resultado final de la alineación del sistema, hay que tener perfectamente caracterizado el modelo de transmisión, conociendo cada una de las etapas que configura el sistema completo. En definitiva, es necesario caracterizar ese modelo de referencia para minimizar la no-linealidad del sistema.
Modelo de referencia en un canal de audio.
Si aplicamos la definición de dBu al equivalente de Thevening de la etapa de entrada del sistema de transmisión resulta:
Si a la expresión anterior le aplicamos el límite cuando Zin1 -> oo (Zin1 > 10* Zout1) resulta, que el nivel de tensión de audio entregado al sistema es el mismo que el propio nivel que proporciona el generador empleado para las pruebas de alineamiento, o lo que es lo mismo, el nivel entregado no dependería de la relación de impedancias entre el generador (o etapa anterior) y la impedancia de entrada al sistema. Esto significa que cuando esta relación tiende a cero, existe máxima transferencia de tensión entre el generador y el sistema de transmisión. Pero el análisis no termina aquí, hay que plantearse si las condiciones presentadas por el generador de pruebas (para caracterizar el modelo de referencia), son las mismas que puede presentar el equipo que antecede (PT-1) al sistema completo de transmisión.Si aplicamos el mismo planteamiento en la etapa de salida, comprobamos que si ambas impedancias fueran semejantes, el error cometido sería de 6 dB .
Ganancia del sistema, transparencia
Si relacionamos los niveles de tensión entregados en la etapa de entrada con los entregados en la de salida (Vin1, Vin2), comprobamos como el nivel de tensión final, entregado a la carga (en dBu), depende de las “adaptaciones” de impedancias entre cada dos etapas consecutivas en toda la cadena de transporte.
En la expresión anterior, se puede apreciar la relación que existe entre el nivel de la señal del generador de entrada “Vg” y el nivel de señal entregado a la salida. El número de decibelios de diferencia es igual a una función cuyo valor depende de la relación de impedancias existente entre las etapas de entrada y de salida. Consecuentemente, para que la ganancia del sistema de transmisión sea cero y, por lo tanto, sea un enlace transparente, se debe cumplir que la relación entre las impedancias de entrada a un equipo y la impedancia de salida del anterior sean inferior a “1” (Zin > 10* Zout).Tabla de posibles errores
| Zout1 | Zin1 | Zout2 | Zin2 | Vin2(dBu) | error (dB) |
| 600 Ohm | 600 Ohm | 600 Ohm | 600 Ohm | Vg-12(dBu) | -12 |
| 600 Ohm | 600 Ohm | 20 Ohm | 47 KOhm | Vg-6(dBu) | -6 |
| 20 Ohm | 47 KOhm | 600 Ohm | 600 Ohm | Vg-6(dBu) | -6 |
| 20 Ohm | 47 KOhm | 20 Ohm | 47 KOhm | Vg(dBu) | 0 |
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