Midiendo filtros: Kronos HD1 y JV1080. Parte 1: filtros básicos.
Bueno, pues me he dedicado por curiosidad a medir como de precisos (pendientes) son los filtros del Kronos y el 1080, a ver como nos mienten... si lo hacen
Veremos los filtros básicos, habituales y en el siguiente capítulo veremos el filtro BRF del Kronos HD1 y el PKG del 1080, además de info sobre los niveles de resonancia.
Aclarando conceptos.
Podemos aclarar algunos conceptos como el tema de los polos y otros. Básicamente el filtro más sencillo seria el de un polo que tiene una caida de 6dB por octava. A partir de ahí se van encadenando para ir obteniendo pendientes más abruptas, 6dBs por polo. El de 2 polos seria entonces uno con una pendiente de 12dBs (Oberheim, por ejemplo), el de 3 polos o 18dB, menos habitual pero conocido por ser el usado en la 303 y luego tenemos el clásico de 4 polos o 24dBs tipo Moog u otros diseños. Tenemos "rarezas" también claro, como el Stepper de los Proteus 2000 y familia que es un pasabajos de 6 polos o 36dBs. En fin, esto es un mundo muy amplio.
No obstante no es del todo cierto que un polo es invariablemente una pendiente de 6dBs/octava puesto que eso depende también del tipo de componentes usados, no es lo mismo un filtro basado en transistores que diodos. Hasta donde conozco el tema parece ser que el de diodos se "aleja" más de la relación "un polo = 6dBs". Citaba antes el filtro de 18dBs de la 303, pero realmente es de 4 polos, no 3, la pendiente varia a lo largo del espectro que abarca.
Por otro lado, un caso que hay que "aclarar" seria el pasabanda o BPF que ya sabeis que es la serie HPF > LPF. La pendiente indicada normalmente de un BPF es la suma de las pendientes de esos HPF y LPF. Luego un BPF12, por ejemplo está formado por un HPF6 y un LPF6 en serie. De la misma forma que un LPF24 está formado por 2 LPF12 en serie. Y a su vez el LPF12 es una serie formada por 2 LPF6. Lo mismo para los HPF.
Bien, aquí cabria una duda con respecto a un posible BPF18, a mi entender indica que uno de los 2 filtros que lo conforman tiene una pendiente de 12 y el otro de 6, pero no especifica cual. Es solo un apunte.
El término Octava es fácil de enteder, el doble o mitad de frecuencia de un punto en concreto. Por ejemplo, si este punto en concreto son 400Hz, su siguiente octava seria 800Hz, la siguiente 1.6Khz (el doble de la anterior) y así sucesivamente. Hacia abajo la octava anterior a los 400Hz seria 200Hz, la siguiente 100Hz (la mitad de la anterior) y así sucesivamente. Ya sabeis, se dibuja una curva exponencial.
Otros términos relativamente habituales, pues "RollOff" que significa "pendiente", un término bastante usado por Kurzweil. También tenemos otros términos como "orden" para referirse igualmente al número de polos, así por ejemplo un filtro de primer orden seria uno de un polo, uno de segundo orden seria uno de 2 polos etc... Lo podemos ver en los Proteus, por ejemplo. Y luego tenemos un término que no recuerdo haber visto en ningún sinte que es el de "Decade" que sirve para especificar pendiente, por ejemplo 20dB/Decade. Hasta donde he podido ver básicamente son 20dBs de atenuación por polo, es decir, 20dB/Decade es lo mismo que 6dB/Octave, 40dB/Decade es igual a 12dB/Octave etc...
Como medimos.
Partamos de la base que yo no soy ingeniero así que con los conocimientos que tengo he ido trapicheando por aquí y allá. Ya sabeis, si se os ocurre otras formas de medir o corregirme adelante.
- Bien, se trata de utilizar ruido blanco, que hasta donde conozco el tema es la fuente adecuada para medir como trabaja un filtro, un analizador de espectro, papel y lápiz y una buena dosis de paciencia.
- He tomado como referencia el punto sobre 1kHz. He medido la amplitud de varios puntos distanciados varias octavas sobre dicho punto sin filtrar y luego aplicando el filtro con el corte igualmente en 1kHz. Se comparan amplitudes de lo medido sin filtrar y filtrado y obtenemos la atenuación, la pendiente. Lo ideal seria medir un buen número de puntos a lo ancho de todo el espectro pero seria un trabajo de chinos, con esto ya nos hacemos una ligera idea.
- Un ejemplo, con los LPF se mide el punto sobre 500Hz (-1 octava), 1k (corte), 2kHz (+1 octava) y 4 kHz (+ 2 octavas). Teoricamente como es un LPF el punto sobre 500Hz no seria necesario medirlo, al tener el corte en 1kHz ese punto quedaria fuera del alcance del filtro pero no obstante a veces si que he visto ligeras atenuaciones.
- Si el filtro a medir es un HPF, el proceso es el mismo pero los puntos a medir además del correspondiente al corte serian los correspondientes a -1 octava y -2 octavas. Por ejemplo, con el corte a 1kHz, pues se miden los puntos correspondientes a 250Hz (-2 octavas) 500Hz (-1 octava) 1kHz (corte) y 2kHz (+1 octava). En este caso no seria necesario medir sobre los 2kHz porque queda fuera del alcance del filtro pero veremos si hay algo de atenuación.
- En el caso del BPF debemos medir a ambos lado obviamente, he medido 2 octavas en cada banda además del punto de corte. Hay que recordar que por regla general en cada lado debemos esperar atenuaciones de la mitad de dBs que indica el filtro. Por ejemplo, si es un BPF12, en ambos lados debemos esperar atenuaciones de 6dBs por octava, 12dBs si es un BPF24. No obstante en el caso del Kronos, por ejemplo, en modo normal (12dBs) el BPF aparece como de 6dBs, simplemente se refiere a la pendiente de cada lado.
- Otro punto que queria comentar es que en la teoria la atenuación sobre el punto de corte es de 3dBs en los filtros 12dBs pero desconozco si esto se aplica a también a los de 24 o en estos es el doble. En los gráficos de pantalla de los filtros del Kronos si que sobre ese punto aparece mayor atenuación en el 24dBs que en el 12dBs y las medidas también lo atestiguan, no obstante he dejado un interrogante en las medidas.
- Algunas de las medidas que he tomado las he realizado igualmente en diferentes analizadores y vienen a contar lo mismo, así que creo que no voy mal encaminado con el método de medición y los ajustes del analizador.
- Y ni que decir tiene que todas las medidas y demás son aproximadas, tampoco podemos esperar precisión de laboratorio. Empezamos:
Korg Kronos HD1: LPFs, HPFs y BPFs.
He sampleado ruido blanco del AL1 y he creado un sencillo programa HD1 con dicho Sample. Este se reproduce tal cual, sin transposición. Se miden amplitudes sin filtrar (filtros en Bypass) y luego se vuelve a medir con el Cutoff en un valor de 50, equivale aproximadamente a 1kHz.
* Medidas filtro LPF. Cut: 50 = 1kHz. Puntos medidos: 500Hz 1kHz 2kHz 4kHz
LPF12:
Atenuación teorica: 0dBs 3dBs 12dBs 24dBs
Atenuación medida : 1dBs 4dBs 13dBs 23dBs
LPF24:
Atenuación teorica: 0dBs ?dBs 24dBs 48dBs
Atenuación medida : 2dBs 9dBs 25dBs 47dBs
- Vemos que el filtrado es bastante parecido al teorico a +1 octava (2kHz), con caidas de 13dBs y 25dBs y una ligera menor atenuacion a +2 octavas. Por debajo del punto de corte (500Hz) hay también algo de caida, poca cosa.
* Medidas filtro HPF. Cut: 50 = 1kHz. Puntos medidos: 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz
HPF12:
Atenuación teorica: 24dBs 12dBs 3dBs 0dBs
Atenuación medida : 25dBs 12dBs 1dBs 0dBs
HPF24:
Atenuación teorica: 48dBs 24dBs ?dBs 0dBs
Atenuación medida : 35dBs 26dBs 8dBs 1dBs
- Vemos que el 12dBs trabaja bien en el rango medido de 2 octavas, es casi clavado a la teoria. El de 24 no alcanza a atenuar lo teorico más allá de poco más de -1 octava. Por encima del punto de corte vemos que practicamente no atenua nada, como "debe ser", teoricamente.
* Medidas filtro BPF. Cut: 50 = 1kHz. Puntos medidos: 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz 4kHz
BPF12:
Atenuación teorica: 12dBs 6dBs 3dBs 6dBs 12dBs
Atenuación medida : 12dBs 7dBs 4dBs 6dBs 11dBs
BPF24:
Atenuación teorica: 24dBs 12dBs ?dBs 12dBs 24dBs
Atenuación medida : 24dBs 14dBs 9dBs 13dBs 23dBs
- Vemos que lo medido es muy parecido a lo teorico.
- También algunas de estas medidas las he realizado en AL1, para ver si habia diferencias entre motores y no parece haberlas. Intuyo que en los motores MOD7 y STR1 estaremos delante más o menos de lo mismo. Si bien es cierto que estos filtros en AL1, por ejemplo, son más completos que en el HD1, ya dispones de control Fine, 2 tipos de resonancia, Multifilter y alguna otra golosina más.
Roland JV1080: LPFs, HPFs y BPFs.
Para empezar comentar que no recuerdo haber visto en algunas especificaciones cual es la pendiente de estos filtros, comentar que yo diria que son de 12dBs.
- Para medir he creado un programa con la estructura 2, el TVA del primer Tone con un nivel de 0 y en el segundo ruido blanco sin Pitch Tracking, esto reproduce la nota C4 en todo el rango si no me equivoco. Se trata de que ese ruido pase por un filtro o los 2 según se active o desactive el primer Tone. Como solo queremos un ruido y nada más, colocamos el ampli del primer Tone a 0, en esa estructura dicho ampli está al principio de la cadena justo despues de WG1, no afecta al resto del sonido. Para medir las amplitudes sin filtrado, se abren totalmente los filtros. Y para medir las amplitudes con filtrado a 1kHz se coloca Cut en un valor de 84, seria el equivalente aproximado. Hay que tener en cuenta que cuando medimos con los 2 filtros en serie, además de activar Tone 1, debemos ajustar ambos cortes al unísono, el mismo valor.
* Medidas filtro LPF. Cut: 84 = 1kHz. Puntos medidos: 500Hz 1kHz 2kHz 4kHz
LPF:
Atenuación teorica: 0dBs 3dBs 12dBs 24dBs
Atenuación medida : 1dBs 1dBs 10dBs 22dBs
- Vemos que se acerca bastante a lo que seria un LPF12.
LPF > LPF:
Atenuación teorica: 0dBs ?dBs 24dBs 48dBs
Atenuación medida : 1dBs 2dBs 20dBs 44dBs
- Corroboramos que tienen toda la pinta de ser filtros LPF12, al usar 2 en serie doblamos las pendientes.
* Medidas filtro HPF. Cut: 84 = 1kHz. Puntos medidos: 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz
HPF:
Atenuación teorica: 24dBs 12dBs 3dBs 0dBs
Atenuación medida : 4dBs 7dBs 17dBs 15dBs
HPF > HPF:
Atenuación teorica: 48dBs 24dBs ?dBs 0dBs
Atenuación medida : 34dBs 22dBs 2dBs 6dBs
- En ambos casos vemos un "desmadre" importante con variaciones de amplitud muy lejos de la teoria. La única medida que se acerca a ella seria 500Hz (-1 octava) en HPF > HPF, si son efectivamente filtros de 12. Aquí la caida debe ser de 24dBs y en lo medido es de 22dBs. Vemos atenuaciones importantes fuera del alcance teorico del filtro, caidas muy abultadas sobre el punto de corte etc...
* Medidas filtro BPF. Cut: 84 = 1kHz. Puntos medidos: 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz 4kHz
BPF:
Atenuación teorica: 12dBs 6dBs 3dBs 6dBs 12dBs
Atenuación medida : 14dBs 14dBs 33dBs 5dBs 8dBs
- Vemos una caida fuera de lo normal en el punto de corte. Hacia arriba tenemos atenuaciones menos pronunciadas que lo que nos indica la teoria pero hay un pendiente continua en cambio hacia abajo vemos en 500Hz una caida más abrupta pero que se mantiene una octava por debajo, pendiente menos pronunciada por no decir que es bastante plana pasado un cierto punto.
BPF > BPF:
Atenuación teorica: 24dBs 12dBs ?dBs 12dBs 24dBs
Atenuación medida : 5dBs 8dBs 34dBs 6dBs 16dBs
- Otro desmadre pero si ponemos atención, teniendo en cuenta que un BPF es en teoria la serie HPF > LPF vemos que lo filtrado por el LPF (2K y 4K) esta más cerca de la teoria, los puntos sobre 250Hz y 500Hz (filtro HPF) se alejan mucho de la misma.
Conclusión.
Pues, que los filtros del Kronos son bastante precisos y que los del 1080 tienen bastante pinta de ser filtros de 12dBs o 2 polos.. Si quieres doblar la pendiente, los conectas en serie y a correr.
En ambos casos hemos visto que los HPF son "puñeteros" pero sobre todo muy acusado en el caso del 1080. Vemos como en graves pasado un punto no se atenua practicamente nada, no hay una pendiente continua, en ambos sintes.
En el siguiente capítulo los otros filtros y los niveles de resonancia.
Saludos.