Headroom: ¿Qué es? ¿Y por qué es importante?

El headroom no sólo es importantísimo para los ingenieros de masterización, sino también para cualquiera que quiera comprarse un amplificador o grabar sus canciones en casa. Aquí encontrarás todo lo que necesitas saber sobre el headroom como músico y productor.
Índice de contenidos

¿Qué es el headroom?

El último proceso después de la mezcla, antes de terminar la producción, es la masterización, donde utilizamos procesadores de dinámica, ecualizadores y, a veces, efectos para conseguir uniformidad en nuestras pistas. La masterización es especialmente importante cuando se quiere editar un CD entero, para que las pistas suenen coherentes entre sí.

Estos efectos suelen influir en el rango dinámico de nuestra mezcla, es decir, aumentan el volumen percibido. Para poder trabajar razonablemente con estos efectos, necesitamos un "margen de maniobra". Este "margen" se denomina headroom, y es la distancia entre el mayor pico de la canción y el límite de clipping.

Sigue leyendo: Todo sobre el dithering en el mundo del audio digital

Headroom en el mundo del audio analógico

Técnicamente, el headroom (medido en decibelios) es la relación entre la señal máxima no distorsionada que puede manejar un sistema y el nivel medio para el que está diseñado el sistema.

Por ejemplo, supongamos que tienes un sistema de grabación con un nivel medio nominal de -10 dB. Si puedes pasar una señal de +7 dB sin distorsión a través de tu sistema, tienes un headroom de 17 dB.

Sin distorsión es la palabra clave. Si te quedas sin headroom, se producirá distorsión. Sin embargo, eso puede ser algo bueno - si te quedas sin headroom en un amplificador Orange, obtienes una distorsión agradable y deseable. Pero para monitores de estudio o un mezclador, esto no es algo bueno.

En un mezclador analógico diseñado para un nivel medio de señal de +4 dB, los indicadores VU están calibrados para mostrar 0 VU a +4 dB. Sin embargo, un mezclador profesional diseñado para +4 dB puede proporcionar un nivel de salida de +24 dB.

Así, a 0 VU tienes un margen de 20 dB (24 - 4 = 20) para garantizar que los aumentos de nivel imprevistos -como un cantante demasiado alto- o los transientes fuertes se reproduzcan correctamente.

La altura de la cabeza explicada

Otros términos importantes que desempeñan un papel importante en el cálculo del headroom:

  • Relación señal/ruido: Medida que describe el rendimiento de un sistema de audio en términos de ruido, calidad de la señal y fidelidad. Se calcula comparando el volumen de la señal de audio con el ruido de fondo del sistema (un sistema puede ser una mesa de mezclas, un DAW, un amplificador de guitarra...).
  • Noise floor (ruido de fondo): El ruido de fondo de un dispositivo o sistema es el ruido generado por el propio dispositivo cuando no hay señal. Se mide en decibelios. Todos los aparatos electrónicos generan algo de ruido, ¡incluso un trozo de cable! Al minimizar el ruido de fondo, se amplía el rango dinámico y se reduce la relación señal/ruido. Así se consiguen grabaciones o producciones musicales más limpias y sin distorsiones.

Headroom en el mundo del audio digital

¡Ahora se pone difícil!

En primer lugar, 0 dBFS (FS significa "Full Scale") en un sistema digital significa el nivel máximo absoluto que el sistema puede manejar. A diferencia de los sistemas analógicos, que tienen un headroom "invisible" por encima de 0 VU, 0 dBFS es el máximo que se puede alcanzar.

Por esta razón, muchos productores de música calibran sus sistemas de grabación (DAW) a -18 dB por debajo de 0 dBFS, ya que esto crea un headroom que un sistema digital no tiene intrínsecamente.

Pero: si grabas con -18 en lugar de 0, pierdes unos 3 bits de resolución (cada bit corresponde a unos 6 dB). Pero si grabas con una profundidad de bits de 24 bits, sólo tienes 21 bits, que sigue siendo más que la resolución real de la mayoría del hardware (un conversor de 24 bits no tiene una resolución real de 24 bits debido a imprecisiones del propio conversor, ruido, disposición de la placa, etc.). También tienes más margen para compensar picos, resonancias y subidas repentinas de nivel.

Pero ese no es el único punto en el que entra en juego el headroom con los sistemas digitales. El headroom se refiere al rango dinámico: una vez que las señales entran en el ordenador, los DAW actuales disponen de motores de audio con un rango dinámico prácticamente ilimitado.

Es casi imposible superar el margen del motor de audio. Por lo tanto, los canales de mezcla individuales pueden entrar "en la zona roja" sin causar distorsión.

Pero la señal de audio tiene que salir de la DAW en algún momento y volver al mundo analógico, a través de convertidores D/A (convertidores de digital a analógico) y hardware. Y éstas tienen un rango dinámico limitado.

Se ha demostrado que es más eficaz poner el master-fader a 0 y utilizar los faders de canal para encontrar la mejor mezcla, en lugar de llevar los faders de canal a niveles rojos y bajar el fader maestro para compensar.

Si mantienes el fader master a 0, gracias a la alta resolución del motor de audio de tu DAW, no supone ningún problema que los niveles de los canales individuales en los faders estén a -16.

Headroom, sistemas de megafonía y mesas de mezcla

Con un sistema de sonido o una mesa de mezclas analógica, debes utilizar el máximo headroom disponible para minimizar el ruido. Para conseguir la mejor ganancia, debes subir el nivel al máximo en la entrada (preamplificador).

Para los micrófonos, selecciona la ganancia correcta en el preamplificador del micrófono, para dispositivos de nivel de línea, como instrumentos electrónicos, ajuste la salida del instrumento para alcanzar el nivel máximo sin distorsión y, a continuación, ajuste la ganancia del mezclador en consecuencia.

Estudio de masterización de madera y fuego

¿Qué pasa con el headroom de los amplificadores y altavoces?

Ahora la cosa se pone más interesante. En primer lugar, el botón de ganancia de un amplificador de guitarra no controla la potencia. El amplificador puede estar funcionando a máxima ganancia todo el tiempo (los altavoces de monitorización de tu estudio probablemente funcionen igual). El control de gain regula el nivel que llega al amplificador.

Esto es algo bueno, porque tienes el máximo headroom todo el tiempo y tus transientes pueden pasar sin problemas. Pero esto también significa que hay que tener cuidado de no subir tanto el nivel de entrada que el headroom deje de ser suficiente.

Los altavoces no tienen el mismo margen que los amplificadores de potencia, pero si se les introduce demasiada señal, puede causar distorsión o incluso reventar los altavoces. Dado que los altavoces autoamplificados modernos contienen tanto los transductores de los altavoces como los amplificadores que los controlan, disponen de protecciones (limiter) para limitar el nivel de audio y proteger los altavoces.

Los altavoces pasivos y los amplificadores de potencia independientes tienen más probabilidades de causar problemas con este tipo de configuración: los altavoces y los amplificadores de potencia no "hablan" entre sí. Si hay distorsión en el amplificador de potencia que causa distorsión, el nivel medio de la señal se eleva, lo que resulta en más potencia en las frecuencias más altas y, por lo tanto, más probabilidades de causar un fallo en el tweeter.

¿Cómo puedo conseguir un buen headroom?

Si no dejas suficiente headroom en la DAW, realmente necesitas pensar hacia dónde quieres ir con tu mezcla. Vas a tocar el límite pronto y a menudo. En el mundo analógico teníamos cierto margen en el extremo superior del medidor de nivel, pero en el mundo digital no es así.

¿La solución? Deja el máximo el headroom posible y tu mezclapodrá respirar. Aquí tienes las formas más sencillas de devolver a tu mezcla el preciado headroom.

Baja el volumen de tus pistas

Esta es la solución más sencilla al problema del headroom. Pero pocos parecen seguir este consejo. Si simplemente bajas el volumen de las pistas en tu DAW, envías menos señal al bus de mezcla e inmediatamente obtienes más headroom y claridad. Si se tiene esto en cuenta desde el principio, no debería haber más sorpresas.

Te garantizo que tus mezclas terminarán más rápido y sonarán mejor si simplemente bajas el volumen de todas las pistas antes de mezclarlas. Con la moderna profundidad de 24 bits que ofrecen hoy en día casi todas las interfaces de audio, el ruido de fondo es muy bajo. No es necesario que las pistas muy altas hagan subir el medidor de nivel. Si reduces el nivel y subes el volumen de los altavoces, tus canciones sonarán mejor.

Mantén una mirada en el plugin de medición en el master-track

Normalmente, el punto en el que se produce la distorsión en una DAW es a 0 dBFS. Por eso es mejor mantener la mezcla global a unos -6 dBFS. Así que cuando empieces a mezclar, la batería debería estar primero a -9 dBFS (suponiendo que empieces mezclando con la batería). Como el bajo, el piano, guitarra, la voz y otros instrumentos entrarán más tarde, la mezcla global acabará probablemente en torno a -6dBLFS.

Utiliza el high pass filter

Se trata de una solución muy sencilla pero eficaz. Al cortar las frecuencias muy graves (100 Hz e inferiores) de casi todos los instrumentos, excepto el bombo y el bajo, se libera mucho headroom y volumen para que el bus de mezcla respire. Para la mayoría de las pistas de la mezcla, el rango por debajo de 100 Hz no tiene ningún beneficio sonoro, por lo que es un desperdicio de volumen de todos modos.

Trabaja en 24 bits para tener más margen de maniobra

Antes, cuando no había sistemas de grabación digital, era muy importante grabar lo más alto y claro posible para tener la mejor relación señal/ruido. Incluso con los casetes era importante en los 90, porque se basaban en 16 bits. Pero con 24 bits ya no es necesario. El ruido de fondo de los sistemas de 24 bits es tan bajo que puedes dejar mucho espacio entre el pico y 0 dBFS sin problemas de ruido. Incluso con la compresión posterior, sigue sin haber ruido no deseado.

Headroom en la masterización: ¿Por qué es importante?

Incluso podrías enviar una pista mezclada a -2 dBFS a un ingeniero de masterización y seguiría estando contento siempre que no haya distorsiones o peaking. Porque realmente solo importan dos aspectos:

  1. No permitas niveles a 0 dBFS
  2. No utilices un limitador de picos o plugins similares que impidan picos naturales que de otro modo alcanzarían 0 dBFS o los recorten creando un límite (brickwall limiting) en o por debajo de 0 dBFS.

Porque sí, un ingeniero de masterización puede bajar el volumen de una mezcla sin masterizar a un nivel con el que pueda trabajar, pero no puede deshacer el daño causado por la limitación de picos o la distorsión, por eso es tan importante prestar atención a estos dos pasos.

En cuanto utilizas un limitador en el bus de mezcla, el "daño" está hecho y no se puede deshacer. Esto también significa que cualquier procesamiento analógico o digital adicional sólo empeorará el sonido o, en el mejor de los casos, lo mejorará ligeramente.

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