El tetracorde

Tetracordes: la base para formar escalas 

Un concepto básico de la armonía es el tetracorde, que significa "4 notas". Entender los tetracordes nos ayudará a comprender las escalas más adelante.

La distancia que hay entre dos notas de la escala cromática se llama semitono. Por ejemplo, entre C y C# hay un semitono. Entre F y F# también hay un semitono de distancia. Entre G y Ab pasa lo mismo y así sucesivamente. (Nota: en estos artículos usaremos el cifrado anglosajón para nombrar las notas musicales). Esto es fácil visualizarlo en un teclado, en donde cada semitono es la tecla contigua, sin importar si es blanca o negra:

Ahora, dos semitonos forman un tono. Por ejemplo, de C a D hay dos semitonos (C a C# y C# a D), o sea hay un tono de distancia. De E a F hay solo un semitono de distancia, pero de Eb a F hay un tono. De B a C hay un semitono y de B a C# hay un tono.

 

Fórmula del tetracorde.

Bien, para formar un tetracorde debemos usar la siguiente fórmula:

T - T - ST

Donde: T = tono y ST = semitono (medio tono).

Podemos formar tetracordes a partir de cualquier nota. Por ejemplo, empecemos desde C siguiendo nuestra fórmula Tono - Tono - Semitono:

1. Partimos desde la nota C.
2. Contamos un tono adelante y nos lleva a D.
3. Contamos un segundo tono y nos lleva a E.
4. Contamos ahora un semitono y nos lleva a F.

La fórmula T - T - ST nos ha proporcionado las notas: C, D, E y F que forman el tetracorde de C. Veamos otro ejemplo. Tetracorde de D:

1. Partimos de D.
2. Un tono adelante nos lleva a E.
3. Un tono adelante nos lleva a F#.
4. Un semitono adelante nos lleva a G.

Es decir, el tetracorde de D lo forman: D, E, F# y G. Ahora hagamos el tetracorde de F:

1. Partimos de F.
2. Un tono nos lleva a G.
3. Otro tono nos lleva a A.
4. Ahora un semitono nos lleva a Bb.

Entonces el tetracorde de F lo forman: F, G, A y Bb.

Una duda común es preguntar ¿por qué usamos Bb y no A# en este caso? La respuesta es que los tetracordes se deben formar con nombres de notas consecutivas, sin repetir ni saltar ninguna. Entonces en un tetracorde no puede haber un A y un A#, ni un Eb y un E, etc. Tampoco podemos formar uno con E y Gb, porque nos estaríamos saltando el nombre de F.

Así sucesivamente podemos (y debemos) crear tetracordes desde cualquier nota. Esto nos dará mucha fluidez en nuestra comprensión de la armonía más adelante. Finalmente, entender los tetracordes requiere de práctica. Es muy importante tocarlos a manera de melodía en algún instrumento para familiarizarnos con su particular sonido, pues este sonido nos dará la base de la escala mayor más adelante.

Aquí está un video mostrando el proceso de crear tetracordes:

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La escala cromática

¿Qué es la escala cromática?

Entre los elementos fundamentales de la armonía podemos mencionar a las escalas. Una escala es un conjunto de notas que tienen cierta relación entre sí. Las escalas son la base de la armonía moderna, pues a partir de ellas podemos entender mejor los acordes y su función en la música, así como saber qué notas utilizar al hacer un solo, un arreglo o una composición.

La escala más simple de entender es la escala cromática. Esta es la escala en la que se basa la música occidental, pues consiste en las 12 notas que usamos dentro de nuestro sistema de afinación (existen otros sistemas con distintas notas en lugares como India o China, por ejemplo). A continuación está la lista de cada nota expresada en cifrado americano, que es el sistema que utilizaremos de ahora en adelante:

Do: C 

Do sostenido: C#

Re: D

Re sostenido: D#

Mi: E

Fa: F

Fa sostenido: F#

Sol: G

Sol sostenido: G#

La: A

La sostenido: A#

Si: B

Esta es la manera de nombrar la escala de forma ascendente, es decir, de la nota más grave hasta la nota más aguda. De manera similar, podemos nombrar la escala de forma descendente, o de la nota más aguda hasta la nota más grave:

Si: B

Si bemol: Bb (el símbolo bemol es similar a una B minúscula)

La: A

La bemol: Ab

Sol: G

Sol bemol: Gb

Fa: F

Mi: E

Mi bemol: Eb

Re: D

Re bemol: Db

Do: C

Podemos notar que hay ciertas notas que son 'equivalentes' o, mejor dicho, enarmónicas: 

C# y Db

D# y Eb

F# y Gb

G# y Ab

A# y Bb

El uso de uno u otro caso depende del contexto y de la tonalidad. También es importante aclarar que existen otros enarmónicos, por ejemplo: E# (enarmónico de F),  Fb (enarmónico de E), B# (enarmónico de C), etc. Es básico para todo músico estar familiarizado con todos estos enarmónicos y conocer perfectamente todas las notas de la escala cromática de manera ascendente y descendente.

Bueno, pues esto es todo por esta ocasión, nos vemos la próxima con más temas sobre el mundo de la música y el sonido.

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Armonía: la base de la música

¿Qué es la armonía?

En esta ocasión dejaremos un poco de lado la información técnica y nos enfocaremos en la parte artística y musical. Recordemos que un tonmeister (o experto en artes y ciencias del sonido) debe dominar, tanto la parte técnica de la grabación, mezcla, etc., como la parte artística propia de la música (composición, arreglo, ejecución, etc.). En este sentido, como diría quien considero mi gran maestro de música, Dick Grove: hay que comenzar por el principio.

Entender la música implica comprender muchos conceptos: melodía, ritmo, armonía, instrumentación, etc. En esta ocasión comenzaremos a hablar del que considero como la base para el desarrollo de la musicalidad: la armonía.

Armonía se refiere a la manera en que podemos combinar las notas musicales de modo que generen algún efecto en el oyente. La armonía tiene siglos de desarrollo, o mas bien, de descubrimiento, pues en realidad está basada en fenómenos físicos de las vibraciones: ondas estacionarias y armónicos (de ahí su nombre). Estos fenómenos siempre han existido en la naturaleza, el ser humano mas bien ha ido descubriendo cómo ciertas frecuencias se combinan mejor con otras y cuáles no lo hacen tan bien, esto es la base de la armonía. En términos musicales sería decir cuáles notas se pueden combinar de una manera "agradable" y cuáles no tanto. Como suelo mencionar a mis alumnos: los ingenieros y físicos les llaman "frecuencias de vibración" (Hz) y los músicos "notas", pero son dos caras de la misma moneda.

Podemos mencionar también que la armonía siempre será un tanto subjetiva, pues la idea de sonido agradable no puede generalizarse del todo. Tanto así que podemos nombrar básicamente dos tipos de armonía en la actualidad: la armonía tonal o clásica y la armonía moderna. La primera es una armonía basada en reglas estrictas que se han aceptado durante siglos y que tienen su origen en culturas de la antigüedad como Grecia o Roma, pero perfeccionadas en tiempos del renacimiento. La armonía moderna se desarrolla más bien en el s. XX y es la base de casi todos los géneros populares de la actualidad: desde el blues y el jazz hasta los géneros latinos, rock, pop, electrónica, etc. Las escuelas de música tradicionales, como la mayoría de conservatorios (de ahi el nombre), enseñan armonía tonal, pues contiene las directrices que se han usado desde tiempos de Bach o Mozart y que siguen vigentes en ciertos estilos de música. Las escuelas de música popular contemporánea suelen enseñar armonía moderna, que es un tanto más libre y permite el uso de recursos que no son permitidos en el ámbito clásico pero que son parte esencial de géneros populares como el jazz o el rock.

Es interesante saber que, desde cualquiera de las dos escuelas mencionadas, se puede llegar a lugares sonoros similares. Es decir, la música usa armonía y conocer sobre ella nos permitirá desarrollar las ideas musicales que tengamos en nuestra cabeza sin importar demasiado si aprendimos armonía tonal o moderna, al final es una herramienta más y será la base para poder componer, hacer arreglos, improvisar o ejecutar instrumentos y entender la música en general. En este espacio nos enfocaremos en conceptos de armonía moderna.

Estén al pendiente sobre los artículos de armonía que publicaré. La próxima vez hablaré sobre los bloques básicos de la armonía: las escalas mayores.

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¿Reverberación o eco?

Explicando el eco... eco... eco...

Uno de los puntos que más confusión genera dentro de la acústica es la diferencia entre reverberación y eco. Es demasiado común encontrarnos con personas, incluso dentro del ámbito del audio profesional, que no tienen clara la diferencia entre estos dos términos.

En primer lugar debemos saber que cuando se genera una onda sonora, esta energía empieza a propagarse a través de un medio. Este medio por lo general es el aire y, conforme la onda va viajando, la amplitud de la onda va decreciendo. Por esta razón un sonido se escucha más tenue conforme la distancia es mayor.

Ahora, cuando la onda sonora choca con un medio distinto, por ejemplo una pared, parte de la energía de la onda se reflejará, parte se absorberá y parte se retransmitirá hacia el otro lado de dicha pared (la energía no se crea ni se destruye...). La onda reflejada es lo que generará un efecto de "eco" o repetición. Este fenómeno es evidente cuando generamos un sonido fuerte a cierta distancia de una pared grande y en un espacio abierto, por ejemplo, una cancha de frontón al aire libre o una barda grande en la calle. Escucharemos una repetición del sonido que generamos una fracción de segundo después. Algunas personas le llaman a esto "rebote", sin embargo este término no es el más adecuado en términos de ingeniería, "reflexión" o eco sería más correcto.

La reverberación

Si en lugar de realizar dicho experimento al aire libre lo hacemos en un lugar cerrado, con pocos muebles y sin cortinas ni alfombra, entonces la onda sonora reflejada se volvería a reflejar con las otras paredes, con el piso y con el techo, y se seguiría reflejando y atenuando una y otra vez hasta que ya casi no se percibiera. Este conjunto de reflexiones muy rápidas es lo que forman la "reverberación". El efecto de la reverberación es típico dentro de las catedrales e incluso dentro de algunos cuartos de baño o casas deshabitadas. La ausencia de muebles con tela o cortinas hace que las ondas sonoras reflejadas se mantengan durante más tiempo y den la sensación de que el sonido continúa.

Cámara reverberante.

Podemos decir entonces que la reverberación está formada por un conjunto de ecos muy rápidos. La reverberación y ecos nos permiten apreciar en sonido ambiente de un lugar. Nuestro oído es un especialista en escuchar detalles de ecos y reverberación de distintos lugares y, así, saber si se trata de un lugar grande, pequeño, cerrado, etc. Esto es lo que marca una gran diferencia al grabar en un estudio casero o en uno profesional, por ejemplo; también nos explica la diferencia del tratamiento acústico de una sala de conciertos y el de un auditorio, o el de un cine y una sala de conferencias.

Todos estos puntos son vitales en el proceso de grabación, sonorización y mezcla, nos ayudan a recrear ambientes sonoros más realistas o tener lugares con acústica más controlada. Cada recinto requiere de cierta cantidad de eco y reverberación según su aplicación, y esto es tema concerniente al especialista en acústica.

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Los sistemas de sonido profesional

¿Qué es un sistema de audio?

Podemos entender a un sistema de audio como una serie de etapas o bloques interconectados entre sí. La función de dicho sistema puede ser grabar o reproducir sonidos (estudio de grabación) o bien, conseguir que un sonido pueda ser escuchado en zonas más alejadas (refuerzo sonoro).

Siempre vamos a encontrar elementos comunes en cualquier sistema de audio. Ejemplos de sistemas son: grabadora en computadora o tablet, grabadora analógica en cinta, un sistema de concierto, sistemas para karaoke, para DJ, para un restaurante, escuela, etc.

Entradas del sistema

Para empezar, todos los sistemas deben comenzar con alguna entrada. Esta puede ser un micrófono (como el legendario Shure SM58) o bien alguna fuente de señal de audio, como por ejemplo, un instrumento electrónico (sintetizador, guitarra eléctrica) o algún reproductor de música. Estos elementos generan una señal eléctrica de voltaje muy pequeño (mV) que requieren de amplificación. A los niveles de estas señales tan pequeñas se les llama nivel de micrófono (mic level) o de instrumento (inst level).

Fig. 1. Nivel de micrófono.

Sea cual sea la entrada, la primera etapa hacia el sistema tiene que ser un amplificador o pre-amplificador.  Como ya lo mencionamos en otro artículo, el preamp es simplemente un amplificador que toma las pequeñas señales que salen de un micrófono o instrumento y las amplifica hasta que alcanzan un nivel mayor llamado nivel de línea (line level) y que es de alrededor de 1 V. Un ejemplo de esto es el PreSonus TubePre, que incluye una etapa de bulbo para preamplificar la señal.

Prácticamente todas las consolas e interfaces tienen preamplificadores integrados. Una vez que la señal alcanza el nivel de línea, entonces puede ser procesada y manipulada de diversas formas. Por ejemplo, se puede ecualizar, comprimir o procesar con efectos como eco, chorus, etc. Para esto se pueden utilizar procesadores de efectos, como el Behringer FX2000.

Otra característica de la señal de línea es que puede mezclarse sin problemas de ruido con otras señales de línea.

Fig. 2. Procesadores de audio (nivel de línea).

La señal de línea también puede ser digitalizada, lo que permite que todos estos procesos puedan hacerse de forma analógica o digital. Finalmente, la señal de línea también tiene el nivel óptimo para ser grabada, ya sea en un medio analógico (cinta magnética) o en un medio digital (interfaz y computadora). 

Señal de potencia

Cuando la señal de línea ha sido procesada y/o grabada, entonces debemos amplificarla aún más para poderla escuchar. Esto se hace a través de otra etapa de amplificación llamada etapa de potencia. Son los amplificadores de potencia los que elevan la energía de la señal de audio para pasar de nivel de línea a nivel de altavoz (speaker level). Un ejemplo de amplificador de potencia profesional es el Behringer EP2000.

Fig. 3. Amplificador de potencia.

Este nivel puede llegar a ser de hasta 100 V, por lo que debe manejarse con precaución. Esta señal debe ser conducida a través de cables gruesos que la lleven hacia un altavoz que se encargará de convertir las variaciones eléctricas en movimientos del cono. A su vez, el cono moverá el aire y se generará una onda sonora que podremos escuchar.

Sistemas integrados

Esta cadena de procesos es vigente en todos los sistemas, aunque muchas veces no nos damos cuenta de ello porque varios procesos están integrados dentro de un mismo gabinete (como esta Behringer PMP560M). Pero, incluso con las novedades digitales, siempre requeriremos de una entrada, un pre amplificador, una serie de procesos, un amplificador de potencia y de un transductor (altavoz o audífono) que genere la onda sonora.

Fig. 4. Mezcladora amplificada, con efectos y ecualización.

Es muy importante para el ingeniero de audio cuidar siempre que la señal vaya de menos a más en términos de energía. Que al interconectar equipo lo haga considerando la cantidad de energía de cada etapa, esto es, siempre una señal de micrófono debe alimentar a un pre amplificador y éste debe alimentar a un procesador y así sucesivamente sin saltarse etapas.

No respetar estos lineamientos puede ocasionar ruido, distorsión o daños al equipo. Por ejemplo, no debemos alimentar un amplificador de potencia con una señal de micrófono porque es demasiado pequeña para el amplificador. Tampoco debemos alimentar la entrada de un procesador de línea con la señal de potencia, pues la podemos dañar. En fin, hay muchas posibilidades, pero lo importante es recordar que debemos seguir siempre el orden: Mic - Line - Speaker y nos evitaremos muchos dolores de cabeza... ¡y de cartera!

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Entendiendo qué son los decibeles.

Los decibeles (dB) 

En el mundo del audio nos encontramos frecuentemente con diversos conceptos y terminologías que no son tan comunes en otros ámbitos. En este sentido, uno de los conceptos clave que debemos entender son los decibeles (dB).

Lo primero que debemos tener claro es que los dB's no son una unidad de medida tal cual, sino mas bien un indicador de la cantidad de cambio que tiene la energía de una señal. Por ejemplo, 0 dB significa cero cambios, no cero energía; es por ello que cuando ajustamos un fader o ecualizador a 0 dB lo que estamos haciendo es dejar la energía de la señal intacta, no aumenta ni disminuye. De hecho en la mayoría de procesadores de audio es muy común ajustar inicialmente sus niveles a 0 dB. 

Por otro lado, +3 dB, +6 dB o +10 dB representan incrementos en la cantidad de energía, mientras que valores negativos de dB representan atenuación en la señal (-3 dB, -6 dB, etc.) 

Un caso interesante es el valor de atenuación infinita, representada por el símbolo de infinito (∞) y que se suele encontrar en la parte más baja de un fader. En este punto, como es de suponerse, la atenuación es máxima y la señal no continúa su flujo dentro ese camino.

Fader ajustado a 0 dB

Otra función de los dB's es la de representar valores físicos, por ejemplo: voltaje, potencia o presión sonora, pero en estos casos los dB van acompañados de algunas letras para diferenciarlos. En este sentido nos podemos encontrar con dB's como:

• dBu. Que sirve para representar volts y comúnmente los encontramos en equipo profesional de audio.
• dBV. Que también representa volts pero en equipo casero.
• dBm. Que indican potencia eléctrica (miliwatts).
• dB SPL. Indicadores de nivel de presión sonora (pascales).

Todos ellos significan cosas totalmente distintas entre sí y no deben ser confundidos. Por ejemplo:

0 dBu = 0,775 V.

0 dBV = 1 V.

0 dBm = 1 mW.

0 dB SPL = 20 µPa (micropascales).

Como podemos ver, cada tipo de decibel referenciado significa una cantidad ya estandarizada. Además, podemos notar que 0 dB en estos casos sí representa un valor físico, por ejemplo, es lo mismo decir 1 volt que decir 0 dBV. 

La razón de usar dB's en lugar de unidades convencionales como volts o pascales se debe a que los decibeles representan cambios logarítmicos, que se asemejan a cómo nuestro oído percibe cambios en el sonido. Por ejemplo, un sonido de 0.02 pascales (60 dB SPL) se percibe con un volumen o sonoridad moderado, si quisiéramos escuchar mucho más fuerte necesitaríamos aumentarlo 100 veces hasta llegar a 2 pascales (100 dB SPL). Usando decibeles simplemente decimos que aumentamos 40 dB y evitamos tener que manejar cantidades tan grandes como 100, 1000 o más. Nuestro oído requiere de grandes cambios de energía para poder sensarlos, el decibel es una herramienta que nos permite manejar valores en una escala más compacta para tener mayor practicidad.

Definitivamente es necesario explicar de una manera más detallada los dB's y sus aplicaciones prácticas, pero por el momento al menos tenemos una mejor idea de este importante concepto de la ingeniería.

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Líneas balanceadas y desbalancieadas

Las líneas en el audio

Que tal, en esta ocasión vamos a hablar de un tema importante en el audio que se relaciona con la manera de interconectar equipos: las líneas balanceadas y desbalanceadas.

Cuando hablamos de una línea (o línea de transmisión) nos referimos básicamente al cable que sirve para transportar la señal eléctrica de un punto a otro. Es importante mencionar que el tipo de cable que usemos puede ser determinante en la calidad de la señal, esto es debido a las características eléctricas del conductor, a sus dimensiones y a la frecuencia de las señales que transporta. Por ello debemos conocer el tipo de cable recomendado para cada aplicación de audio, por ejemplo: cables para micrófono, para guitarra, para altavoces, para señales digitales, etc.

Líneas desbalanceadas

Las líneas desbalanceadas son más simples y, por ello, las encontramos comúnmente en equipos de menor costo o en equipo semi-profesional. Consisten básicamente en dos conductores: el positivo (+) y la tierra o ground (GND). El conector más común para este tipo de líneas es el plug TS o "mono".

Fig. 1. Conector plug TS de 1/4 de pulgada.

En estos conectores la punta es el positivo y después hay una banda plástica (negra) que separa el positivo de la tierra, que abarca el resto del conector. El cable que se use requerirá solamente de dos polos. Otro tipo de conector desbalanceado es el popular RCA, que se usa para audio y también para video.

Fig. 2. Conector RCA.

La principal desventaja de las líneas desbalanceadas es que la señal es mucho más vulnerable a interferencias externas, como motores, luces y señales de radio. Un cable desbalanceado solo es útil en distancias menores a 5 m, pues a mayores distancias el riesgo de ruido va aumentando. A pesar de ello, estas líneas son muy utilizadas en la actualidad, pues son las conexiones estándar de guitarras eléctricas y teclados, así como dispositivos caseros como tabletas, teléfonos móviles y reproductores MP3. Esto se debe a que las distancias típicas para estos equipos no suelen ser muy grandes.

Líneas balanceadas

Estas líneas utilizan cables de tres polos: positivo (+), negativo (-) y tierra (GND). Aquí la señal viaja tanto por el positivo como por el negativo, pero lo hace con polaridad invertida en el negativo. Para el correcto funcionamiento se requiere un amplificador diferencial en las entradas de los equipos de audio, y esto hace que su implementación sea un poco más compleja. Los conectores más usados para señales balanceadas son el plug TRS (estéreo) y el XLR (Cannon).

Fig. 3. Comparación entre conector TRS (arriba) y TS (abajo).

En el caso del TRS la punta o tip (3) transporta el positivo de la señal, en anillo o ring (2) el negativo, mientras que la tierra (GND) común sirve para cerrar el circuito y que así pueda haber transferencia de señal. El conector TRS tiene dos bandas aislantes (4), mientras que el TS solo tiene una. Es importante señalar que, como en el TRS pueden viajar dos señales al mismo tiempo, muchas veces se usa para mandar una señal izquierda (L) y derecha (R) desbalanceadas en vez de mandar una sola señal balanceada, ejemplo de esto es cuando se usa para conectar audífonos.

El conector XLR también tiene la misma funcionalidad que el TRS, sin embargo suele ser más utilizado profesionalmente debido a lo robusto y seguro que suele ser. En este caso cada pin está numerado y marcado y tiene una función estandarizada: pin 1 es tierra, pin 2 positivo y pin 3 negativo.

Fig. 4. Conectores XLR hembra (izq.) y macho (der.).

Las líneas balanceadas son mucho más efectivas contra el ruido e interferencias. Una línea balanceada puede llegar fácilmente a los 50 m sin problemas de ruido, por ello son sin lugar a dudas la forma más recomendada de interconectar equipo de audio profesional.

Es muy importante aclarar que no es posible balancear una señal simplemente cambiando el tipo de conector, por ejemplo, conectar un TS en un extremo del cable y un XLR en el otro, esto simplemente sirve para adaptar las entradas, pero la señal seguirá siendo desbalanceada en el extremo del XLR. La manera correcta de balancear una señal es usado "cajas directas" o DI Boxes. Estas cajas cuentan con circuitos internos que balancean la señal. El uso de cajas directas puede representar una inversión importante, sin embargo es una inversión que vale mucho la pena cuando se busca buena calidad de audio.

Fig. 5. Caja directa (DI Box).

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