Sonido en vivo

El esoterismo del wordclock

Conectores wordclock de un Mutec MC-3+
Conectores wordclock de un Mutec MC-3+
Mutec 2015

En los procesos de conversión A/D de nuestras señales de audio es necesario que alguien o algo indique cuándo realizar las muestras de la señal continua para su conversión en digital. Este cronómetro de alta precisión es lo que se conoce como “clock” (reloj) y su tarea es ofrecer al sistema una pauta temporal lo más uniforme posible para que la toma de datos se realice siempre con la misma cadencia y persistencia. En el proceso contrario, ese mismo reloj será usado para decidir cuándo debemos “utilizar” ese valor único en lo que pronto será una señal continua en el tiempo.

Gracias al concurso de ciertos minerales como el cristal de cuarzo, conseguir a fecha de hoy un reloj preciso es relativamente fácil: aplicándole una corriente sabemos que este tipo de mineral vibra de una manera constante y precisa y, matemáticamente, podemos obtener un metrónomo útil para nuestro propósito. Si el reloj falla entonces la construcción de una señal digital o su deconstrucción de vuelta al dominio analógico se realiza en un ‘mal momento’, lo que se traduce en distorsión, es decir, en la consecución de una señal distinta a lo que deseamos. La precisión temporal, la del reloj, no es un tema menor (pero ya aviso que no es dramático).

También es necesario un reloj para la transferencia de datos digitales. Estándares como el AES3, ADAT o S/PDIF, entre otros, necesitan un reloj que indique cuándo se inician y terminan los paquetes de información binaria. Si no hay una precisión y concordancia en el tiempo, los errores aparecen al no descubrir cuándo empieza y termina cada uno de estos paquetes. En este caso, el jitter no es problema. Por eso, algunos de éstos suelen incluir la señal de reloj en el propio tren de datos lo que, además, a veces hace que el dispositivo que recibe esta señal se esclavice de manera automática (y segura). 

Cuando utilizamos dos aparatos distintos para un mismo propósito (por ejemplo, dos racks de escenario) lo habitual es decirle a uno que sea esclavo temporal del otro, para algo tan sencillo como querer tomar las muestras de audio en el mismo tiempo y conseguir que todas las señales de ambos racks “lleguen” en las mismas condiciones temporales a un único circuito (digital). Por eso, normalmente, cuando tenemos dos o más racks en el escenario lo mejor es configurar uno de ellos como “master clock” y que el resto trabaje sincrónicamente con el primero. Hay sistemas que realizan esta configuración de manera automática, facilitándonos el trabajo. Imaginaros una orquestra sinfónica pero que cada músico tuviera su propio director de orquestra: aunque toquen bien por separado lo mejor es aunar esas decenas de directores en un solo, para que todos empiecen y terminen al unísono. ¿Qué pasaría si no fuese así? Que tendríamos quizá algunos problemas de sincronización, llegando señales diferenciadas dentro del límite de la unidad temporal a la que hayamos configurado el sistema. A 48 kHz, implica que quizá habría señales que nos llegan “retrasadas” en alguno de los otros 47.999 puntos que pueden existir dentro de 1 segundo. Inapreciable a bajas frecuencias, pero quizá sí en muy altas. La consola, nuestro tercer equipo en concurso, debería utilizar el reloj de ese convertidor master, algo que se consigue utilizando la señal de reloj que ya viaja por la señal (digital). Ese mismo reloj que se transporta es el que deberíamos utilizar, por ejemplo, si tenemos una reverb externa.

Hay dos maneras de conseguir esa sincronización entre aparatos. La primera es la más fácil y económica: uno de ellos actúa como máster y los otros se esclavizan al primero. La otra es utilizando un aparato cuya función sea únicamente ser un cronómetro, los reconocidos y demasiado reputados “master wordclock”, que no son más que relojes super caros con salidas de tiempo. En este último caso, quien manda es este aparato externo. Y aquí empieza el esoterismo. ¿Porqué nos suena mejor un reloj externo que utilizando cualquier propio del sistema que ya tenemos? Aunque ¿realmente suena mejor?

Lo más habitual dentro de un sistema tradicional de audio para directos (pongamos 4 racks de escenario y una consola) cuando nos encontramos que un reloj externo hace sonar mejor el equipo es por un error de principiantes. Cuando alguien instala un reloj externo verifica que todo el sistema en concurso está en modo esclavo y eso hace que, por una vez, configuremos bien el sistema. No es que con el reloj suene mejor, sino que suena como tendría que sonar ya que, por fin, hemos ajustado bien el sistema. La mayoría de veces vale la pena simplemente verificar que tenemos todos los aparatos en modo esclavo salvo uno (y, preferiblemente, el convertidor D/A-A/D más utilizado). Sólo uno. Esta broma deja de serlo cuando te gastas 600 € (soy generoso, podrían ser muchísimos más) en un reloj dedicado. Los manuales de usuario sirven para algo.

¿Por dónde también viaja la señal del reloj? Por los cables de señal… digitales. Aunque aparentemente un cable de señal analógico es idéntico a uno digital no ocurre lo mismo con sus impedancias (75 ohmios para las transmisiones digitales). Muchos conectan salidas AES a etapas o racks de escenario con cables tradicionales de micrófono, lo que acarrea problemas en tiradas más o menos largas, pero también en latiguillos de apenas un par de metros. Al utilizar cables con impedancias diferentes a las normalizadas te generas problemas donde no tendría que haberlos. Volvemos al ejemplo de antes: al conectar por BNC la señal de reloj solventamos un problema que nos hemos generado nosotros mismos (y sonará como tiene que sonar el sistema si, además, permitimos que las señales de audio digital sean transportadas de manera eficiente). A los 600 € del reloj deberemos sumarle los pocos euros que cuesta un cable de impedancia correcta y sus correspondientes conectores. La broma cada vez es menos broma.

Muchas veces notamos ciertamente una tremenda mejora en el sistema cuando instalamos ese reloj master cuando, además, estábamos seguros de utilizar los cables con impedancia correcta y la configuración de máster/esclavo era la correcta. Pero suena mejor, levemente mejor. Claro. ¡Sólo faltaría! Eso sucede cuando utilizas por ejemplo una consola cuyo precio de venta no supera los 1.000 o 2.000 euros —aunque no sabes muy bien porqué tienes como array principal un serie V de d&b—. Al añadirle un reloj máster de 600 € es evidente que sonará mejor. Si el cristal de cuarzo tiene la particularidad de vibrar siempre a una misma frecuencia determinada también es verdad que esa frecuencia vendrá determinada por la temperatura ambiente u otros aspectos como la humedad relativa. Muchos lo insertan dentro de una cápsula para evitar este fenómeno. Pero para ahorrar costes los ingenieros habrán elegido un reloj “barato”, cuyas fluctuaciones en función de la temperatura no sean de “grado audiófilo”, pero suficientes para un producto de ese precio. Por 600 € más seguramente obtengas un reloj simplemente más preciso y, sobretodo, estable contra las inclemencias del tiempo. Pero es la misma solución que invertir 600 € más en la consola y no sólo tener un reloj mucho más estable, sino otras funcionalidades que la consola primera y barata no tiene: entonces empieza a sonar de lujo. En este eje podemos llegar al absurdo adquiriendo un reloj que en vez de cristales de cuarzo utilice otros materiales tremendamente más precisos y estables contra las inclemencias del tiempo como el caesium-133 o el rubidium-97, muchísimo más caros y exclusivos (y a su vez, en nuestro campo, totalmente innecesarios). Pero, curiosamente, algunos aparatos de baja gama ofrecen mejores resultados con su propio reloj que con uno externo. Hugh Robjohns realizó una prueba donde digitalizaba un tono de 1 kHz en un Behringer Ultracurve Pro DEQ2496, primero utilizando su propio reloj y luego esclavizándolo a un Prism Sound dScope Series III: la señal con menos ruido y artefactos se conseguía utilizando el propio reloj del aparato (aunque las diferencias a oídos humanos eran inapreciables).

Cuando eres serio, no te gustan las bromas y acabas de invertir 600 € o más en un reloj, es obvio que la subjetividad hace gala oportunista. El simple hecho de ver tu reloj conectado a la consola hace que creas que los agudos son más cristalinos (en ¿20 lúmenes?) o que la imagen estéreo se transforma en tridimensional. Has hecho una inversión y quieres justificarla… quizá tu, que eres escéptico no tienes la capacidad resolutiva que sí tenemos los que “creemos” en los relojes externos. También puede ser, claro.

Dejo de lado el tema del jitter (que lo trataremos en otro artículo), pues sería entrar en otro campo más complicado. Pero, curiosamente, es uno de los puntales para evitar los relojes externos (la adición del mismo suma su jitter al jitter propio del sistema actual) vista su -seamos buenos- casi nula aportación benigna a nuestro sistema.

En conclusión, antes de tomar la decisión de querer instalar un reloj externo a un sistema verifica que realmente te resulta necesario. Un reloj externo no mejorará las posibilidades de tu sistema, sino que simplemente “ayudará” a solventar los problemas que tienes cuando no deberías tenerlos. Eso sí, ante demandas esotéricas siempre puedes incluir soluciones esotéricas (tan sencillo como responder: “sí, suena mejor, sin duda”). 

Donde sí necesitas un reloj máster es cuando hay vídeo de por medio, ya que el audio debe estar asociado a un código de tiempo que corresponda a una imagen. Para entendernos, sería esclavizar el sistema de audio a las necesidades de un fotograma. También vería muy oportuno el concurso de un reloj master cuando quieres tener control absoluto de la frecuencia de muestreo, por ejemplo, cuando varias bandas utilizarán sus mesas para un casi mismo equipo y, por comodidad y rapidez, lo más fácil es entregarle un BNC con un código de tiempo único.

R. Sendra
EL AUTOR

Con más de 20 años de experiencia en los escenarios, es técnico de sonido especializado en FOH. Trabaja para bandas nacionales e internacionales como técnico de mesa, y es productor técnico para diferentes festivales y grandes eventos. Kinosonik es su estudio de sonido basado en plataforma digital. Le gusta compartir y le encanta aprender.

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Comentarios
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  • #1 por Jose Miami el 23/03/2016
    Coincido contigo en todo , los wordclocks externos ya casi no tienen lugar en el audio , pero aun conservan su utilidad en la produccion audiovisual , donde la coordinacion entre dispositivos se lleva a otro nivel.
  • #2 por mahannett el 23/03/2016
    Aún más marciano parece si los mezclamos con los protocolos actuales que ya no usan el concepto de chorro o stream.
  • #3 por Carmen A el 23/03/2016
    Antiguamente era imprescindible; yo de hecho tenía uno, de cuarzo, que efectivamente ahora los hay más precisos.
    Los equipos actuales (vamos, los buenos) cuentan con un rechazo de jitter enorme.
    Tengo que decir que estuvimos probando mi mytek, que se supone que tenía un rechazo al jitter enorme, y sonaba mejor funcionado subordinado al reloj externo.
    Creo que tengo por ahí pruebas de audio de aquello.

    El la actualidad, si bien no tengo reloj maestro, una tarjeta Pulsar de antes del rechazo del jitter funciona en mi sistema en modo esclavo a una EM 1820m, y funciona mucho mejor.

    Creo que, si volviera a tener equipo premium, volverá a tener un reloj externo, Chus Manrique me lo rebatía; pero mi experiencia me lo recomienda.
  • #4 por ludobeat el 23/03/2016
    Tengo un Rack 192 y un Rack Focusrite Octopre Mkll y están conectados vía cable óptico, en este caso que recomendaciones hay al respecto?
  • #5 por Fernando Monreal el 23/03/2016
    Una cuestión que siempre me mantuvo curiosos, muy bien explicada, entonces me queda claro que esos relojes atómicos de Antelope Audio (por ejemplo), realmente son caprichos audiophilos, que no tienen mucho sentido. Aunque realmente tampoco sé si en sistemas Wi Fi de alta gama vienen relojes incorporados en los reproductores digitales o no. Son temas para mi muy desconocidos, que me resultan muy interesantes. Gracias.
  • #6 por Carmen A el 23/03/2016
    Los de Mutec me contaban que todo eso era una pollada, que no era apreciable y que sus cuarzos estaban tan curados como los de Apogee, que me dejara de hostias, y me ahorré una buena pasta.
  • #7 por BlahBlah el 24/03/2016
    En cacharros de gama baja cuyo reloj no es tan estable (y tiene un jitter apreciable) el cambio sí que es notorio a "simple oído".

    Un ejemplo son las interfaces E-mu domésticas. Yo tengo una 1212m que no suena mal (para lo que es). Pero un día alguien trajo por casa un reloj antiguo de Alesis (AI-2, creo que se llamaba) y al sincronizarlo con eso.... ¡pffff! El cambio era algo más que sutil.
  • #8 por Carmen A el 24/03/2016
    La 1212, si es m, es muy buena, y no tiene mucho jitter.
  • #9 por IOI el 24/03/2016
    #7 El quid es que el jitter del reloj master (pq tenerlo, lo tiene) se suma al jitter del propio aparato "económico". Otra cosa es que la distorsión que añade al sistema te guste... pero no deja de ser distorsión.
  • #10 por Carmen A el 24/03/2016
    No se suma jitter, si manda el reloj externo, manda el jitter del externo, que suele ser extremadamente bajo.
  • #11 por BlahBlah el 24/03/2016
    #9

    Si manda el reloj externo, el interno es como si no existiera en ese caso.
  • #12 por IOI el 24/03/2016
    Sí, tenéis razón... error mío. Entendí mal el artículo (confundí lo de las conexiones entre digitales)... Disculpas.
  • #13 por Carmen A el 24/03/2016
    Lo que tengo entendido es que ese desplazamiento que es el míster no se debe exclusivamente a error o imprecisión del reloj interno, mayoritariamente parece ser, pero creo que hay otros factores de la electrónica de los dispositivos de audio que contribuyen.
    Que me rectifique alguien si estoy equivocado.
  • #14 por NoRobot Audio el 24/03/2016
    Alguien escribió:
    Creo que, si volviera a tener equipo premium, volverá a tener un reloj externo, Chus Manrique me lo rebatía; pero mi experiencia me lo recomienda.


    Hola, soy Chus Manrique... Y no es que lo rebata solo yo, para cualquier diseñador de AD/DA's decente es el ABC de evitar el Jitter en uno de sus diseños: El reloj cerquita de los chips de conversión (y ya no te digo nada si ademas de lejos, tiene que pasar por transformadores de aislamiento, y PLL's).

    Ya en 2004 Dan Lavry y Bob Katz protagonizaron un hilo en un foro en el que echaban abajo el mito de que un reloj externo podía mejorar el reloj interno de un convertidor (salvo que la distribución del reloj interno estuviese echa con el culo)

    Su frase literal y que pasará a la historia es:

    Alguien escribió:
    A mediocre internal crystal implementation is going to outdo even a good external clock implementation

    En el mismo hilo Dan Lavry habla sobre el Jitter inducido en la linea de distribución de un reloj externo: cableado, transformadores de aislamiento, PLL's. Pero si alguien quiere leerselo, aquí lo tiene, es todo un clasico:

    http://repforums.prosoundweb.com/index.php/topic,16164.0.html

    un saludo
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  • #15 por NoRobot Audio el 24/03/2016
    repetido
  • #16 por NoRobot Audio el 24/03/2016
    Me he leido el articulo por encima, pero me ha parecido que Raul confunde un poco el concepto de reloj de muestreo con el de código de tiempo y menciona que la impedancia de una linea de transmisión digital es de 75 Ohms, eso es cierto para el SPDIF pero el AES-EBU son 110 Ohms. Una gran lectura sobre el tema es este articulo de Rane:

    http://www.rane.com/note149.html

    Disculpa Raul si he malentendido tus palabra, insisto en que solo he leido el articulo por encima (prometo pararme a leerlo adecuadamente)

    un saludo
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  • #17 por NoRobot Audio el 25/03/2016
    Alguien escribió:
    En cacharros de gama baja cuyo reloj no es tan estable (y tiene un jitter apreciable) el cambio sí que es notorio a "simple oído".

    Un ejemplo son las interfaces E-mu domésticas. Yo tengo una 1212m que no suena mal (para lo que es). Pero un día alguien trajo por casa un reloj antiguo de Alesis (AI-2, creo que se llamaba) y al sincronizarlo con eso.... ¡pffff! El cambio era algo más que sutil.


    Está mas que comprobado que el aumento del Jitter puede ser percibido como agradable, eufónico, claro está, esto es muy personal, yo soy de los que opina que cualquier tipo de distorsión puede ser usada creativamente como un efecto, pero no será mas que eso, un efecto, quizás durante la grabación en los convertidores AD pueda ser algo deseable. pero dudo que a nadie le interese añadir Jitter a la conversión DA durante la escucha.

    un saludo
  • #18 por danyrichter el 25/03/2016
    R. Sendra. Me gustan mucho tus artículos, muy interesantes y bien escritos. De lo poquito que me apetece leer por aqui. Enhorabuena!
  • #19 por Carmen A el 25/03/2016
    Alguna observación; creo que fue Euridi :D a el que estuvo midiendo los valores obtenidos al sincronizar a un reloj Antelope y no obtuvo mejoras perceptibles.
    Eso apoya las abundantes voces que señalan lo innecesario de su uso, prácticamente mayoritarias.

    Sin embargo y sin pretender contradecir esa vía argumental, sorprenden dos cosas:
    Lo que se esforzaron hace unos años marcas como Tc electronic y sobre todo Rme en producir dispositivos con un rechazo muy alto al jitter y usarlo como argumento en favor de sus equipos, eso supondría que equipos con menos esmero anteriores (salvo gamas muy altas como Lavry o cercanas como Mytek) sí tenían este problema.

    Pero, sobre todo, sorprende como equipos de gama media y alta de todas las marcas aún sigan llevando entradas y salidas WC.
    Y que marcas como Apogee, Mutec o Antelope sigan produciendo relojes dedicados y no precisamente baratos.
  • #20 por NoRobot Audio el 25/03/2016
    Alguien escribió:
    Sin embargo y sin pretender contradecir esa vía argumental, sorprenden dos cosas:
    Lo que se esforzaron hace unos años marcas como Tc electronic y sobre todo Rme en producir dispositivos con un rechazo muy alto al jitter y usarlo como argumento en favor de sus equipos, eso supondría que equipos con menos esmero anteriores (salvo gamas muy altas como Lavry o cercanas como Mytek) sí tenían este problema.


    los sistemas de rechazo de Jitter para relojes externos (que normalmente se usan en DACs) mediante diferentes tecnicas que normalmente consiste en algun tipo de re-clocking son estupendas y una bendicion, que haya fabricantes que no le pongan nombres molones y lo anuncien con letras grandes no quiere decir que no usen sistemas de rechazo de jitter que estan documentados en sus manuales. Lavry por ejemplo usa un sistema de rechazo de jitter en su gama gold que llega tan lejos como a tener un re-clocking tan "gordo" que añade 3ms de latencia o algo así a sus DACs

    Alguien escribió:
    Pero, sobre todo, sorprende como equipos de gama media y alta de todas las marcas aún sigan llevando entradas y salidas WC.
    Y que marcas como Apogee, Mutec o Antelope sigan produciendo relojes dedicados y no precisamente baratos.


    Los generadores-distribuidores de reloj y la existencia del wordclock tienen mucho sentido cuando tienes varios chasis independientes con convertidores AD/DA , ya que llegado un numero de derivaciones en paralelo mediante T's BNC y de determinada tirada de cable para la misma linea de WC el voltaje de la señal de reloj empieza a caer poe debajo de lo admisible y se hace necesario un distribuidor de reloj, ademas, como bien indica Sendra en el articulo, resultan muy utiles cuando quieres centralizar el control de la F. de muestreo desde un mismo sitio o tienes que generar una F de muestreo basada en la F de la señal de video para su posterior embebido en dicha señal de video, como pasa en broadcasting. En el hilo de Lavry y Katz que ya he enlazado se habla de este tema.


    Es curioso que este tema, por mucho tiempo que pase siempre genera las mismas confusiones.

    un saludo
  • #21 por Carmen A el 25/03/2016
    No, si confusiones en realidad no tengo muchas, al menos yo, o al menos respecto a esto; tengo curiosidad, la misma que tenía antaño.
    Pero, léete el primer comentario que hice en este artículo, va precisamente en esta dirección.
  • #22 por NoRobot Audio el 25/03/2016
    No se, pero comentas que antes era imprescindble tener un reloj interno, cuando la conclusion de Larvy de que un reloj interno mediocre siempre es mas preciso que el mejor de los relojes externos siempre ha sido valida, ahora y antes.

    Tambien dices que el mytek con un reloj externo sonaba mejor que con el interno y ya he comentado que puede sonar mas eufonico, mas agradable, hay muchos ejemplos en el mundo del audio de distorsiones eufonicas (vinilo, valvulas, transformadores, amplificadores en clase A). Pero si apartamos el termino "mejor" el cual es bastante subjetivo y lo sustituimos por fidelidad o transparencia, casi con toda seguridad el Mytek sonaba con mayor fidelidad con el reloj interno.

    El que notases diferencias audibles entre el reloj externo y el interno (independientemente de tu preferencia) lo que indica esque el sistema de rechazo de jitter de ese convertidor no era demasiado brillante o simplemente no estaba activado, tambien hay que entender a los fabricantes porque estos sistemas muy habitualmente suponen un incremento en la latencia del convertidor y dependiendo de la aplicacion esto puede no ser deseable, por ejemplo en un DAC estereo con control de volumen y salida de auriculares, el cual tipicamente esta dedicado para el sistema de monitores, no suele implicar mayor problema añadir otro par de milisegundos a la latencia del mismo, pero una unidad AD/DA de 16in/out puede ser un problema importante porque tipicamente se va a grabar con los ADs y algunos de los DAs pueden estar alimentando el sistema de monitorizacion personal del musico, con la cosencuente latencia durante la grabacion.

    Tambien me gustaria puntualizar, que, tecnicamente, cuando se habla de reloj externo, no solo se habla del reloj por WC, si no que tambien hace referencia al reloj incrustado en la propia señal digital de audio como el SPDIF, el ADAT o el AES-EBU, este tipo de reloj incrustado en la señal de audio, sufre de problemas extras en su transmision, entregando tipicamente mayores valores de jitter que el WC

    un saludo
  • #23 por Carmen A el 25/03/2016
    No, no estaba desactivado, y no, tampoco, no me dejo engañar por distorsiones armónicas ni las confundo con el jitter.
    Y Mytek es muy brillante en cuanto a rechazo del jitter.
    Lo que sí podría haber pasado es que, al haber varios componentes digitales en mi equipo de entonces, y grabar con la Pulsar (que eso no lo tenía bien resuelto), el hecho de que todo estuviera sincronizado al mismo reloj y también el Mytek, fuera el responsable de la mejora (sutil y no medida; pero recuerdo que compartida con el por entonces M.Vial)
  • #24 por Carmen A el 25/03/2016
    Ah, y Lawry escribirá lo que quiera, no dudo de su autoridad y experiencia; pero con equipos antiguos la mejora era palpable y uno de los argumentos de venta del Big Ben de Apogee.
  • #25 por RaulMX el 25/03/2016
    Excelente articulo R. Sendra para darnos cuenta claramente el proceso de la conversión del audio analógico a digital, muchos newbies todavía creen que la señal de audio tal como entra por sus interfaces de audio se graba en el ordenador y por ello no ven claramente la diferencia entre el audio integrado en el ordenador y una interfaz de audio de mayor calidad con un reloj mas preciso, pero lo que veo mas importante es que señalas claramente en que casos puede ser una buena inversión el uso de un reloj externo y en cuales no.
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