FASE MÍNIMA Y FASE LINEAL

Este espacio es para aprender y preguntar sobre conceptos totalmente básicos, no tengas pudor en preguntar y preguntar que para eso esta: ¿qué es la frecuencia de resonancia? ¿qué es una octava? ¿qué coño es –3db, +12db que sale cada dos por tres?
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luisggarcia
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Mensaje por luisggarcia »

Pues entonces he entendido mal esto que quería remarcar:

Fase lineal implica, como todo lo que lleva la palabra lineal, que la respuesta en la fase es una función lineal de la entrada, es decir, una función como la de una recta:

y=m*x + n donde x es la entrada e y la salida

Todo lo lineal es muy interesante en la ingenieria y en cualquier campo de la ciencia, porque su corrección es tan sencilla como coger la recta contraria.
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luisggarcia
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Mensaje por luisggarcia »

Entonces he entendido mal a audioslave. Lo había puesto para remarcar un poco mas sobre los sistemas lineales.
Fase lineal implica, como todo lo que lleva la palabra lineal, que la respuesta en la fase es una función lineal de la entrada, es decir, una función como la de una recta:

y=m*x + n donde x es la entrada e y la salida

Todo lo lineal es muy interesante en la ingenieria y en cualquier campo de la ciencia, porque su corrección es tan sencilla como oger la recta contraria.
Pero todo sistema lineal, si le entra una señal compleja con su módulo y fase supongo que se le puede aplicar perfectamente el principio de superposición.

O para que se entienda mejor si no es lineal, la fase deja de ser lineal. ¿O se entiende peor?

Porque no te metes en el pifostio y profundizas en el tema un poco más a ver si nos enteramos.
RR
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Mensaje por RR »

Es que puede haber un sistema no lineal que sea de fase lineal, si solo hay distorsión en la amplitud de la señal y no en el tiempo.

Lo que tengo que pensar es si la recíproca es cierta ;-) ¿Puede ser lineal un sistema que solo produce alteración en tiempo?

Lo interesante de la fase lineal es que es un simple retardo de tiempo, todas las frecuencias se retrasan por igual, al representar la fase sale una recta con más o menos pendiente según el retardo (en escala lineal ;-) de frecuancias, claro, en escala logaritmica sale una curveja).

Vamos, que la palabra lineal usada en contextos distintos significa cosas distintas, y por eso me parece que si hablamos de sistemas lineales estamos hablando más bien de distorsión, que es lo habitual.
R :|
No tengo nada que decir sobre este asunto. Pero nada.
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wynton
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Mensaje por wynton »

RR escribió: Lo que tengo que pensar es si la recíproca es cierta ;-) ¿Puede ser lineal un sistema que solo produce alteración en tiempo?
Claro que si, un retardo es un filtro perfectamente LTI (lineal e invariante con el tiempo). Forma parte de la familia de filtros allpass. Además, un sistema puede ser LTI y no tener como salida una de fase lineal con la entrada.

El ejemplo notorio es la predicción que hace DRC de cual va a ser la respuesta de nuestro sistema hifi cuando apliquemos el filtro que acaba de calcular. Lo hace por convolución entre la respuesta medida del sistema y el filtro. Y el filtro NO es de fase lineal. Pero el sistema si es lineal (LTI): de no serlo la predicción y la medida no se parecerían. Y se parecen mucho, mucho más de lo que un audiófilo puede soportar.

Que los sistemas hifi bien compuestos sean muy próximos a LTI es algo que ni se entiende en el mundillo del "sonido absoluto" ni mucho menos es lo que se trata de buscar. Ejemplos:

- La ecualización sigue sin ser correctamente comprendida en el entorno de sistemas audio. Todo el mundo se empeña en buscarle terminos no lineales a algo que puede (y debe) ser perfectamente lineal. Una vez más el DRC es la muestra de ello.

- La interrelación electrica entre ampli y cajas se supone que modifica de manera no LTI cada una de las funciones de transferencia de ampli y cajas. Pero a efectos de análisis, en cuanto emparejas indivisiblemente ampli+cajas+sala+posición de escucha estamos ante un sistema LTI. Es decir, que nuestro sistema se compone de dos (o tres elementos):

1- Fuente musical. Prácticamente LTI: su función de transferencia es semejante a la de un filtro sinc en el entorno de la mitad de la frecuencia de muestreo. Por eso todas las fuentes digitales suenan igual... salvo las mal fabricadas que filtran como les sale de las bolas.

2- El resto de elementos. Con una excepción: cuando la impedancia de salida del ampli es suficientemente baja entonces el propio ampli es LTI. En ese caso es analizable por separado al igual que la fuente. Por eso todos los amplis suenan igual salvo aquellos estropeados o aquellos con factor de amortiguamiento muy bajo (alta impedancia de salida).

Y el tercer elemento es toda aquella aplicación de filtros, reverbs...que son todos LTI.

Otra consecuencia de la aproximación LTI que el audiofilo recalcitrante rechaza de plano:

- Es archifamoso el dogma pitufo de que la caracterización de un sistema hifi mediante barrido de frecuencias (por técnicas diversas) no es extrapolable a la "música" puesto que la música es una "señal muy compleja". Cuando es evidente, por realizable una y otra vez en númerosos entornos, que el principio de superposición se puede aplicar perfectamente. De hecho, si no se pudiera aplicar el principio de superposición, entonces la respuesta a impulso no sería la característica del sistema y por lo tanto la convolución no sería de aplicación en este entorno. Es decir, que o bien la teoría de analisis funcional o stereofails no son correctos. Hagan sus apuestas.

Audifilia: afición por describir sistemas de audio de comportamientos aberrantes.

aberrante.
(Del ant. part. act. de aberrar).
1. adj. Dicho de una cosa: Que se desvía o aparta de lo normal o usual.
RR
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Mensaje por RR »

Jo wyn, eres duro :-)

Yo pienso que sin duda se ha sobrevalorado el peso de la no linealidad, hasta la paja mental acrobática. Y que hacerlo pasando por alto el peso de la parte lineal es un error. Cuando la parte lineal está corregida todo lo demás pierde importancia, y un sistema lineal corregido es algo que pocos han escuchado.

También pienso que gran parte del problema está en que el estéreo tiene codificada muy poca información, y pedirle que reconstruya una sensación de música real es literalmente pedir peras al olmo (me refiero a dinámica y espacio, aparte de timbres correctos). Creo que viene por ahí que la audiofilia se haya vuelto algo tan raro, y tal vez por ahí las pequeñas diferencias de alinealidad pongan el condimento a una comida pobre.

Tal vez. Dicen que una conclusión es el punto en que uno se cansó de pensar, yo no me he cansado aún (o no del todo ;-) ).
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audioslave
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A ver...

Mensaje por audioslave »

A ver que ahora soy yo el que me estoy montando el pifostio.

Al final nuestra señal es:
a) digital: compuesta de muestras, con su respectiva amplitud con un espaciado entre muestras dependiente de la frecuencia de muestreo.
b) analógica: parece que hoy por hoy, si te cae en suerte una fuente analógica la digitalizas y punto.

Entonces: al realizar la FFT es cuando aparecen la amplitud y la fase en frecuencia, que no son más que una transformación de la señal en tiempo en la que ni añadimos ni quitamos información.

El objetivo de una ecualización óptima es conseguir una respuesta "plana" en amplitud (por lo tanto lineal), y una respuesta lineal en fase.

Un sistema LTI comprende el principio de superposición como ya se ha dicho, y también que el retardo en la señal de entrada será el mismo en la de salida, shift temporal si no me equivoco.

El problema viene en el uso de mínimo, lineal y fase en distintos sitios, lo cual lleva a la confusión, aunque en el fondo sigamos hablando de nuestra misma señal y de nuestro mismo sistema.

Y supongo que al final lo que buscamos es un sistema LTI para que la reproducción sea totalmente fiel a lo que tenemos en el CD. Lo siento, pero un concierto en directo siempre seguirá siendo un concierto en directo, por mucho DRC que le metamos.

Ahora bien, si no he entendido mal a Wynton, pese a que el principio de superposición es aplicable también a la música (yo me guio más por la ciencia que por las revistas), nuestro equipo no es LTI.

Demos por supuesto que es invariante en el tiempo, por ejemplo, que el oyente no se dedique a mover la cabeza de lado a lado, o a pasearse por la sala corriendo. Pero lineal....

Los productos de intermodulación son facilmente visibles cuando haces una prueba con dos frecuencias y dos amplitudes, vamos, lo que decía LuisGGarcia: Ka + Kb + K(a+b) + K(2a-b)....

Y ya, si tienes música, donde las frecuencias son muchisisimas....

Entonces: ¿DRC corrige esto, o al menos lo minimiza? o es un mal endémico con el que tendremos que aprender a vivir...

Espero que en esta larga disertación, no haya metido la pata, que yo no leo revistas de la rama.
RR
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Mensaje por RR »

Me temo que DRC se queda en la parte lineal. Corregir alinealidades... ¡Uf! Lo mejor es no tenerlas o tener pocas. Me suenan algunos intentos de correccción de altavoces pero no sé de nada que funcione.

De todos modos es un terreno que no conozco muy bien. Así de entrada me parece que podría rendir en el grave profundo, donde las distorsiones pueden ser del orden del 30%. Sí, no es una errata.
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audioslave
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a ver a ver

Mensaje por audioslave »

Un momento, que entonces no os estoy entendiendo.

Cuando os referís a esas alinealidades, ¿cuales son y que parte de la cadena las produce(n)? ¿Quienes son los que se montan esas movidas con las alinealidades?

De los productos de intermodulación, yo los conozco sobre todo cuando los provocan amplificadores que no son totalmente lineales en su respuesta. En concreto cuando se hablan de antenas en emisión o en recepción, donde incluso se aprovechan en osciladores para obtener nuevas frecuencias portadoras mayores o menores y también para quitarlas.

DRC se encarga de quitar no-linealidades en la respuesta global del sistema, es decir, como decia Wynton, fuente+ampli+altavoces+sala y el oyente en el punto de escucha. Si todas son LTI, no debería haber ningún problema.

Si hay alguna no linealidad por el camino, ya no lo veo tan claro, porque se arrastraría en serie sobre el resto de sistemas.

Pero si por ejemplo tenemos una alinealidad que te provoca la aparición de distorsión en 40 KHz, pues entonces sería una chorrada hablar de estas alinealidades.


Por cierto, que repasando el hilo, me he dado cuenta de que justo antes de mi primer mensaje Invitado hablaba precisamente de la fase mínima. Por un alguna razón ese mensaje no llegué a leerlo antes de escribir (algún diablillo), pero es interesante lo del amigo francés (lamentablemente, un idioma que desconozco :( ) y le quita credibilidad a lo que dije acerca de que partes son de la fase mínima y cuales de la de en exceso. Si hay que creer a alguien que sea al link, porque yo no recuerdo mis fuentes.

Según el DRC, es mucho mejor en graves, en concreto en lo que se refiere a la zona de formación de estacionarias. Eso tendría sentido si hablamos de que los graves hasta ese punto son de la fase mínima. Al menos en su mayor parte.

Lo que dice RR del 30% me suena de haberlo leido en algún lado.

No os preocupe contradecirme, corregirme o directamente criticarme.

Los conceptos de teoría de la señal que aprendí eran en su mayor parte orientados a sistemas de comunicación. Ahora intento aplicarlos de forma cruda al audio, por lo que en casi todo me sacais una gran ventaja.

Hasta luego....
RR
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Mensaje por RR »

Uf, no sé si lo estoy liando todavía más.

Digamos que DRC corrige la distorsión lineal (errores en la función de transferencia, en frecuencia y tiempo, que son dos caras de la misma moneda).

Y no corrige distorsión no lineal (distorsión armónica, intermodulación, etc.).

Simplificando, la distorsión lineal no crea nuevas frecuencias, la distorsión no lineal, como dices, sí las crea (no se aplica el ppio. de superposición).

Esta es la parte académica, digamos. Pero al hablar decimos "estas cajas son muy lineales" para decir que tienen una respuesta muy plana, y ya la hemos liado.

Otro lío: Se llama función de transferencia a la gráfica de respuesta en frecuencia (lineal)... y se llama función de transferencia a la gráfica de amplitud instantánea de salida respecto de la entrada (no lineal).

Cuando yo hablaba de alinealidades me refería a esto último, es decir a lo que solemos llamar distorsiones varias.

En fin... pa'bernos matao.
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audioslave
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GRacias

Mensaje por audioslave »

Muchas gracias RR.

Ya se por donde va lo de las alinealidades y no-linealidades.

De todas formas, un amplificador a poco que sea bueno, tendra unas alinealidades bastante pequeñas, incluso despreciables.

En cambio los altavoces, pueden presentar muchos más problemas.

¿Estoy en lo cierto? o me estoy montando otro pitote. :lol:

hasta luego
RR
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Mensaje por RR »

No te equivocas, la distorsión es bastante mayor en altavoces que en electrónicas, y en graves muchísimo mayor.

Sobre si es despreciable o no, a efectos de cuantificar el sistema normalmente sí. Las electrónicas tienen otras formas de joder que no se cuantifican como distorsión, normalmente modulación de ruido, sea radiofrecuencia o de la fuente de alimentación. Suelen dar valores pequeños en todo caso.

La distorsión lineal (de la respuesta en frecuencia) también es mucho mayor en altavoces, +-2dB en la banda pasante de un altavoz es para monitores de referencia, y en una electrónica es una castaña pilonga.
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wynton
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Mensaje por wynton »

Nos estamos haciendo un lío con la nomenclatura y vamos camino de cagarla con los conceptos y sus aplicaciones.
Vamos a ver si explico con paciencia mi forma de ver este tema tan esóterico.

PUNTO 1.
Ahora bien, si no he entendido mal a Wynton, pese a que el principio de superposición es aplicable también a la música (yo me guio más por la ciencia que por las revistas), nuestro equipo no es LTI.

Demos por supuesto que es invariante en el tiempo, por ejemplo, que el oyente no se dedique a mover la cabeza de lado a lado, o a pasearse por la sala corriendo. Pero lineal....
Pues me he explicado fatal porque si bien estamos de acuerdo en que nuestros equipos no son LTI en sentido estrictamente matemático (y nada en este mundo lo es), un buen sistema hifi (sin incluir una camara anecoica de por medio sino en cualquier salón donde, por ejemplo, no resuenen vidrieras ¿ok?) tiende muy mucho a ser LTI. Por eso podemos asumirlo a la hora de mejorarlo aplicando técnicas como DRC.

DRC solo es aplicable a sistemas LTI; para todo lo demás Lourdes.

Un sistema LTI es aquel que (punto uno) es lineal y por lo tanto sobre el se puede aplicar el principio de superposición. Lo aclaro otra vez: en sentido estricto las distorsiones hacen que un equipo hifi no sea lineal. Tampoco una central nuclear es LTI y es "regulable" mediante esa teoría. No hay sistema en el mundo real que sea LTI, ya se encarga la Segunda Ley de la Termodinámica de joder la marrana con "procesos no lineales" (¡¡¡otra vez!!!). Los llamados procesos disipativos o "el peaje".

Pero en un equipo hifi digno de tal nombre las distorsiones son suficientemente bajas como para asumir que es LTI y acertar los pronósticos.

Pensad un momento: si un ampli o unos altavoces no son lineales (en primera aproximación y ya no pongo más la coletilla) ¿de que sirve medir su respuesta impulsiva? La convolución es una técnica que simplemente es la aplicación "a lo bestia" del principio de superposición. Todo el rollo de que la función impulso describe un sistema y que por convolución se pueden encadenar elementos de un sistema y obtener la respuesta global solo es cierto para LTI's.

¿Cuando un sistema hifi es suficientemente LTI? pues es el tipo de preguntas del grupo ¿cuando la velocidad de mi coche no es relativista? ¿cuando la posición y velocidad de un elefante no es cuántica? Pero por acotar la respuesta de alguna manera: cuando con la técnica de log-sweeps de DRC medimos la respuesta a impulso de nuestro equipillo tenemos una gráfica con dos partes:

Imagen

(click para hacer más grande)

La parte izquierda es justamente la no LTI. Parece obvio que el sistema superior es "más LTI" que el inferior. El caso es que lo que vemos a la izquierda son los ruidos y distorsiones, pero no son todos los posibles causantes de no-linealidades, porque este método no los ve todos. Solo ve los que son inherentes al proceso de medida. Por ejemplo, está sumando las no linealidades del sistema de medida y no es capaz de observar las no linealidades asociadas a la variación de nivel sonoro o amplitud, puesto que el mando de volumen no hay que tocarlo.


Voy a poner un ejemplo de sistema brutalmente no LTI y así nos aclaramos todos (creo):

EL MÍO

Tengo el capricho de escuchar la música con "ese color que a mi me gusta" y para eso empleo un compresor/expansor dinámico, generalmente en modo expansor porque compresión los CD ya la llevan de serie. Pues bien, en cuanto le pongo el expansor mi sistema deja definitivamente de ser LTI. La parte invariante temporal sigue en su sitio, pero ¿la parte lineal? de eso nada. ¿Por qué?

Pues ya lo dije antes, si la característica del sistema es función de la señal de entrada, apaga y vamonos. Y eso es lo que ocurre con el expansor, que según sea la amplitud de la señal de entrada asi será la salida. Es fácil comprobar (con un poquito de audacity) como si ecualizamos música con un 32 bandas con +5 dB a 1 KHz y le encadenamos a la salida otro 32 bandas con -4 db a 150 Hz, el resultado es el mismo que si aplicamos la ecualización a la inversa. Lógico: es un sistema LTI.

Pero con el expansor no es así. No es lo mismo ecualizar y expandir que expandir y ecualizar. ¿Por qué? Porque uno de los elementos que conforman el sistema no es lineal.

Para los amantes de las demostraciones rigurosas:

http://ccrma.stanford.edu/~jos/filters/ ... ssion.html
http://ccrma.stanford.edu/~jos/filters/ ... ssion.html

Un expansor no es definible mediante una función impulso. Ni es aplicable su algoritmo mediante técnicas de convolución. Y es "transparente" a la medida por log-sweep.

Olvidaos de fase lineal, frecuencia plana. Existen sistemas LTI con curva de amplitud/fase estilo montaña rusa y son LTI. Y un sistema con un compresor en medio puede ser de fase lineal y de amplitud plana con la frecuencia. Y es que son dos cosas que no guardan relación.

Respecto a la (punto dos) invariancia temporal:
Un sistema LTI comprende el principio de superposición como ya se ha dicho, y también que el retardo en la señal de entrada será el mismo en la de salida, shift temporal si no me equivoco.
Por explicarlo de forma más burda: lo que significa la parte TI es que si mañana pongo el mismo disco que hoy, sonará igual. Es un retardo de 24 horas.

Luego sigo....
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Isaac12
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Winton, no soy capaz de ver la grafica que pusiste.

Saludos.
"La inteligencia es una facultad humana inversamente proporcional a la capacidad para soportar el ruido".
Arthur Scho_rdo_penhaue
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wynton
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Re: a ver a ver

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audioslave escribió: DRC se encarga de quitar no-linealidades en la respuesta global del sistema, es decir, como decia Wynton, fuente+ampli+altavoces+sala y el oyente en el punto de escucha. Si todas son LTI, no debería haber ningún problema.
PUNTO 1.5.

No se pueden corregir por métodos lineales (y la convolución de filtros FIR lo es) las no-linealidades del sistema. Porque el sistema se defiende generando no-linealidades sobre la propia corrección y al final eso es un pifostio sin solución.

Las distorsiones y ruidos de fondo se corrigen yendo a la tienda a por equipos de alto rendimiento. Entendiendo este rendimiento como la generación de la menor entropía posible. Y aquí reaparece el dogma audiófilo en otro de sus lemas: las "distorsiones" amarfilantes, más conocidas como las de orden par asociadas a la amplificación a bombillas, ayudan a que todo suene mejor. Es otro proceso LTI semejante al de comprimir/expandir, solo que sin botón de on/off.

La lógica dice: monte su sistema con los menores rudio de fondo y distorsión que se pueda (sin volverse loco) y con margen dinámico amplio (el necesario) en el que no quepa la compresión. Ya tiene su sistema LTI. Sobre él monte su "basurilla" no LTI (compresiones, expansiones, amarfiladores) como un plugin de efectos que se puede quitar y poner.
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wynton
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PUNTO 2.

Cita de la revista "Stereo-phreak" no. 1456, pag 32:

En 1983, el reputado audiófilo Adam J.W. Claytongs descubrio que su tocadiscos Roksan, su ampli Manley y sus cajas Spendor formaban un sistema de fase mínima. Gracias a ese descubrimiento procedió a invertirlos, con notable éxito en la operación.


Básicamente en audio la busqueda de la fase mínima no ha servido de nada hasta que no han entrado los DSP a dar la tabarra. Porque los que necesitan trabajar con fase mínima son los DSP, no son ni nuestros equipos ni nuestros oidos. Y porque por medios electrónicos no digitales toda la teoria de estos sistemas es inaccesible para audio: ¿Alguien sabe el número de ceros y polos de su sistema hifi?.

Ya lo ha dicho audioslave: un sistema de fase mínima es invertible. Y todos nos hemos quedado igual que estábamos. Porque nadie tiene la más remota idea de como distinguir a oido un sistema de fase mínima de otro que sea de fase arbitraria.

Yo lo único que he encontrado de interés sobre la fase mínima para audio es la siguiente propiedad:

http://en.wikipedia.org/wiki/Minimum_phase

Minimum phase in the time domain

Resulta que del espacio de funciones de transferencia todas ellas con LA MISMA RESPUESTA EN FRECUENCIA, la de fase mínima es aquella que nos concentra toda su energía de forma más proxima a la de un impulso de Dirac. Es decir, que todos los frikis que meten filtros digitales y multiamplificación en sus cajas HUM hacen sus ajustes buscando a esta pájara. Para ello juegan con los retardos y trabajan sobre cajas con muchas vías. Porque resulta que otra forma de ver la fase mínima es como un sistema con el mínimo retardo de grupo: la música tarda el menor tiempo posible en darnos la hostia en la cara con el máximo de energía posible.

¿Como se localiza a está pajara de mínima frecuencia en el espacio trekie de las funciones impulso de igual magnitud en la respuesta en frecuencia? Pues se hace una sere de guarrerías llamadas "búscame el cepstrum":

http://en.wikipedia.org/wiki/Cepstrum

Esto es lo segundo que hace DRC: lo primero es quitarse de enmedio las no linealidades. Una vez que DRC tiene el cepstrum, tiene algo a lo que le puede dar "la vuelta". Pero estas transformaciones tienen más sentido matemático que físico y no son muy prácticas para la evaluación de equipos ("vaya mierda de equipo, que exceso de fase más feo tienes", no ¿verdad?).

Otra forma de verlo:

A DRC lo que le gustaría es convertir la respuesta de nuestro equipo en una delta de Dirac. Pero la realidad se lo impide puesto que, normalmente, la delta de Dirac no es accesible mediante convolución de la respuesta impulsiva de nuestro equipo con nada que DRC pueda inventarse.

OK, pues de la respuesta impulsiva del equipo me saco el primo Zumosol de fase mínima. A ese amiguete si que puedo convolucionarlo con algo para sacarle una bonita delta de Dirac.

La realidad acústica luego no es tan fácil por muchos motivos. Una delta de Dirac predicha por DRC puede ser una auténtica basura sonora. ¿Por qué? Ufff, pues yo que sé....
RR
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Mensaje por RR »

wynton escribió:PUNTO 2.

Cita de la revista "Stereo-phreak" no. 1456, pag 32:

En 1983, el reputado audiófilo Adam J.W. Claytongs descubrio que su tocadiscos Roksan, su ampli Manley y sus cajas Spendor formaban un sistema de fase mínima. Gracias a ese descubrimiento procedió a invertirlos, con notable éxito en la operación.
Je, je... muy bueno. Bueno: Solo unas precisiones, en tu primer mensaje de esta serie habías aclarado las cosas, (tu exposición sobre sistemas LTI es magnífica) pero ahora vamos para atrás.

Dejemos la ideología audiófila de lado, porque la fase mínima no tiene que ver con calidad real o imaginada. Tampoco he oído a nadie que presuma de lo mínima que es su fase... ni ninguna otra "cosa" ;-)

Además, si el pobre Mr. Claytongs descubrió que su equipo era de fase mínima la cagó, porque NO LO ES. ¿Por qué? Porque las spendor son altavoces multivía con filtros analógicos de orden mayor que uno, y eso no puede ser un sistema de fase mínima. Un altavoz así (casi todos) aproxima un filtro all-pass (el que altera la fase sin alterar la magnitud).

Y si introducimos la sala en el sistema lo es todavía menos, porque las interferencias por rebotes o por interferencia estéreo (hiend se sabe el acrónimo oficial, que yo olvido nada más aprenderlo) no son de fase mínima.
Básicamente en audio la busqueda de la fase mínima no ha servido de nada hasta que no han entrado los DSP a dar la tabarra.
No, no, en esto estás equivocado. La fase mínima no se busca, se encuentra, como Picasso ;-) Sin coña, es una propiedad que símplemente "está ahí" en cierto tipo de sistemas, en la función de transferencia de cualquier sistema físico resonante, y se pruede aprovechar técnicamente.

¿Dónde, en nuestros sistemas de audio? Sobre todo en la respuesta modal de la habitación, y en los altavoces "en crudo" (cada driver por separado sí es de fase mínima).

Y que estos dos aspectos sean de fase mínima quiere decir que se pueden invertir con otro sistema de fase mínima, es decir, con un "simple" ecualizador paramétrico, o en general con un filtro analógico adecuado. Un DSP como el Behringer emula estos sistemas analógicos con filtros IIR, si se quiere corregir la "fase en exceso" (que es la parte"no mímima" de la fase) se necesita un FIR.
Porque los que necesitan trabajar con fase mínima son los DSP, no son ni nuestros equipos ni nuestros oidos. Y porque por medios electrónicos no digitales toda la teoria de estos sistemas es inaccesible para audio: ¿Alguien sabe el número de ceros y polos de su sistema hifi?.
Ya he comentado esto, precísamente es la fase mínima la que es accesible a los sistemas analógicos. Y lo interesante precísamente es que, en la parte del sistema que es de fase mínima, símplemente corrigiendo la respuesta en frecuencia elimino polos y ceros (porque es inversible mediante otro filtro de fase mínima).
Ya lo ha dicho audioslave: un sistema de fase mínima es invertible. Y todos nos hemos quedado igual que estábamos. Porque nadie tiene la más remota idea de como distinguir a oido un sistema de fase mínima de otro que sea de fase arbitraria.
Eso es cierto, pero insisto en que el concepto fase mínima es una herramienta que nos ayuda a saber cómo intervenir en el sistema con según qué medios según dónde.
Yo lo único que he encontrado de interés sobre la fase mínima para audio es la siguiente propiedad:

http://en.wikipedia.org/wiki/Minimum_phase

Minimum phase in the time domain

Resulta que del espacio de funciones de transferencia todas ellas con LA MISMA RESPUESTA EN FRECUENCIA, la de fase mínima es aquella que nos concentra toda su energía de forma más proxima a la de un impulso de Dirac.
Sí y no. Es la más parecida a una delta de dirac en cuanto a que no hay "preámbulo" (preringing) al pico de la señal, y por tanto el tiempo de transferencia de la energía es el mínimo posible. Pero la delta de dirac implica ancho de banda infinito, y un sistema de fase mínima puede tener un ancho de banda limitado (p.ej, cualquier filtro pasabajos analógico, o un altavoz _driver suelto_ ). En ese caso su impulso tendría un pico romo y un postringing mayor o menor según el Q del filtro (cuánta anergía almacena).

La clave de lo que dices es que, si el sistema es de fase mínima, si conozco la respuesta en frecuencia conozco la fase, y eso es una bendición para el ingeniero o el diseñador, porque puede caarcterizar y manipular una parte del sistema con medios sencillos.

Y sé por ejemplo, que un pico en la respuesta en frecuencia necesariamente implica una rotación de fase y una oscilación que dura mucho en el tiempo. No hay más cáscaras.

Pero también sé que si meto un filtro notch que aplane el pico simultáneamente desaparece la rotación de fase y la oscilación posterior al impulso. Mola, ¿no?.
Es decir, que todos los frikis que meten filtros digitales y multiamplificación en sus cajas HUM hacen sus ajustes buscando a esta pájara. Para ello juegan con los retardos y trabajan sobre cajas con muchas vías. Porque resulta que otra forma de ver la fase mínima es como un sistema con el mínimo retardo de grupo: la música tarda el menor tiempo posible en darnos la hostia en la cara con el máximo de energía posible.
Sé que estoy siendo un poco pejiguera, pero un sistema multivía clásico, estrictamente no puede ser de fase mínima. Para una respuesta en frecuancia dada no tiene la transferencia de energía más rápida (la caída posterior del impulso tras el pico tendrá las características "all-pass" del tipo de crossover elegido).

Creo que lo que se intenta aproximar con los DSP típicos es la respuesta teórica de un filtro determinado, según la teoría de crossovers. Por ejemplo, un Linkwitz.Riley de 4º orden "de libro", o lo que sea, para lo cual hay que ecualizar las respuestas de cada altavoz e introducir retardos para que el sistema real sume como el teórico.

¿Como se localiza a está pajara de mínima frecuencia en el espacio trekie de las funciones impulso de igual magnitud en la respuesta en frecuencia? Pues se hace una sere de guarrerías llamadas "búscame el cepstrum":

http://en.wikipedia.org/wiki/Cepstrum
Cierto. Sobre esto quiero advertir lo que dice la propia wikipedia:

Many texts incorrectly state that the process is FT → log → IFT, i.e. that the cepstrum is the "inverse Fourier transform of the log of the spectrum". This is not the definition given in the original paper, but unfortunately is widespread.

La definición original se refiere a un tipo de análisis del impulso del que he hablado a veces con mentero, y que utiliza el programa LAUD de medición de altavoces. http://www.libinst.com/cepst.htm

La definición que se ha extendido, de la que hablas, es la aplicación de la transformada de hilbert, que relaciona magnitud y fase en los sistemas de fase mínima.

Solo como aclaración (en primer lugar a mí mismo, esta confusión me ha hecho perder mucho tiempo en otras cuestiones).
Esto es lo segundo que hace DRC: lo primero es quitarse de enmedio las no linealidades.
Sacto, y es muy importante y una gran ventaja de este sistema que solo trabaja con la parte LTI.
Una vez que DRC tiene el cepstrum, tiene algo a lo que le puede dar "la vuelta".
Otra precisión puntillosa. Puesto que DRC no está limitado a una corrección de fase mínima, puede invertir también la parte de exceso de fase. Digamos que "fase mínima se corrige con fase mínima", pero otros aspectos también son invertibles o corregibles por otros procedimientos.
Pero estas transformaciones tienen más sentido matemático que físico y no son muy prácticas para la evaluación de equipos ("vaya mierda de equipo, que exceso de fase más feo tienes", no ¿verdad?).
Je, je... pues no, la verdad, no son muy prácticas. Aunque con las medidas adecuadas se podría ver el exceso de fase muy bien (otra cosa es lo que signifique).
Otra forma de verlo:

A DRC lo que le gustaría es convertir la respuesta de nuestro equipo en una delta de Dirac. Pero la realidad se lo impide puesto que, normalmente, la delta de Dirac no es accesible mediante convolución de la respuesta impulsiva de nuestro equipo con nada que DRC pueda inventarse.

OK, pues de la respuesta impulsiva del equipo me saco el primo Zumosol de fase mínima. A ese amiguete si que puedo convolucionarlo con algo para sacarle una bonita delta de Dirac.
No, no, sí puedes convolucionar un impulso que no sea de fase mínima con su inverso, con la condición de que aceptes el preringing. Los sistemas de fase mínima no tienen preringing.
La realidad acústica luego no es tan fácil por muchos motivos. Una delta de Dirac predicha por DRC puede ser una auténtica basura sonora. ¿Por qué? Ufff, pues yo que sé....
La pregunta del millón. Tiene que ver con en enmascaramiento o no de los artefactos de la inversión de la fase en exceso (preringing), sobre todo a alta frecuencia, pero esto es decir muy poco. vamos, que no lo sé :-)

Lo que me gustaría repetir (lo he puesto ya en todos los foros ) es que la respuesta modal de la sala (graves) es de fase mínima, y por tanto inversible con un ecualizador, que la corrige en frecuencia, fase y energía almacenada.
R :|
No tengo nada que decir sobre este asunto. Pero nada.
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wynton
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Mensaje por wynton »

RR escribió: No, no, sí puedes convolucionar un impulso que no sea de fase mínima con su inverso, con la condición de que aceptes el preringing. Los sistemas de fase mínima no tienen preringing.

Es verdad...ummmmmm...
RR escribió: Lo que me gustaría repetir (lo he puesto ya en todos los foros ) es que la respuesta modal de la sala (graves) es de fase mínima, y por tanto inversible con un ecualizador, que la corrige en frecuencia, fase y energía almacenada.
Haces bien Roberto. Repitelo a ver si nos entra porque yo llevo meses intentando "visualizarlo mentalmente" y no me aclaro (se nota ¿verdad?). ¿Una ayudita? Sin prisa.
audioslave
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Mensaje por audioslave »

OK a todos,

Olvidaos de fase lineal, frecuencia plana. Existen sistemas LTI con curva de amplitud/fase estilo montaña rusa y son LTI. Y un sistema con un compresor en medio puede ser de fase lineal y de amplitud plana con la frecuencia. Y es que son dos cosas que no guardan relación
Muy cierto, por mi parte me he obcecado en la busqueda de la excelencia :oops: que el tiempo es tiempo, y la frecuencia es frecuencia.

Otra forma de ver lo importantes que son los sistemas lineales en ingeniería es que si metemos una señal A por un sistema lineal amplificador K y nos sale KA Si metemos por ese sistema lineal A y B tendremos a la salida KA y KB
Y eso es independiente de la forma de la respuesta en frecuencia, mientras la salida salga como tiene que salir. Principio de superposición.

En cuanto a la invariabilidad en tiempo, es lo normal en nuestros sistemas, o al menos la variabilidad será tan pequeña que es despreciable. (las resistencias se desgastan con el tiempo :wink: )

DRC solo es aplicable a sistemas LTI; para todo lo demás Lourdes.
A ver si aclaramos esto, que no quiero decir que lo esté ya:

emula estos sistemas analógicos con filtros IIR, si se quiere corregir la "fase en exceso" (que es la parte"no mímima" de la fase) se necesita un FIR.
No estamos hablando de la fase, estamos hablando de nuestro sistema.
Segun la teoria de la transformada Z, nuestro sistema se puede transformar y estudiar en el dominio z. A su vez se puede dividir cada sistema en 2 partes: parte de "fase mínima" y parte de "fase en exceso".

el hecho de que se llamen así, con la palabra "fase" no implica que solo hablen de la fase, sino que tenemos información de fase y amplitud en ambos. Es otra forma de ver la señal, de hecho, la Transformada de Fourier es un caso particular de la Z.

La clave de lo que dices es que, si el sistema es de fase mínima, si conozco la respuesta en frecuencia conozco la fase, y eso es una bendición para el ingeniero o el diseñador, porque puede caarcterizar y manipular una parte del sistema con medios sencillos
Ahí está la gracia de calcular que parte del sistema es de fase mínima. Lo de sencillo es discutible :D

Otra precisión puntillosa. Puesto que DRC no está limitado a una corrección de fase mínima, puede invertir también la parte de exceso de fase. Digamos que "fase mínima se corrige con fase mínima", pero otros aspectos también son invertibles o corregibles por otros procedimientos.
El problema de la fase en exceso, es que el inverso "puro" puede darnos picos infinitos o polos, que son irrealizables en la práctica. Pero DRC hace una "pseudo-inversión" realizable pero no tan exacta como puede ser la de la fase mínima.

No, no, sí puedes convolucionar un impulso que no sea de fase mínima con su inverso, con la condición de que aceptes el preringing. Los sistemas de fase mínima no tienen preringing.
¿De este tema me podriais dar algún link, para empaparme mejor del tema?

Lo que me gustaría repetir (lo he puesto ya en todos los foros ) es que la respuesta modal de la sala (graves) es de fase mínima, y por tanto inversible con un ecualizador, que la corrige en frecuencia, fase y energía almacenada
Sigue, sigue. Puede que ese sea el gran potencial del DRC.
RR
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Registrado: Jue 25 Nov 2004 , 21:55

Mensaje por RR »

audioslave escribió:el hecho de que se llamen así, con la palabra "fase" no implica que solo hablen de la fase, sino que tenemos información de fase y amplitud en ambos. Es otra forma de ver la señal, de hecho, la Transformada de Fourier es un caso particular de la Z.
OK, estaba mal expresado.

El problema de la fase en exceso, es que el inverso "puro" puede darnos picos infinitos o polos, que son irrealizables en la práctica. Pero DRC hace una "pseudo-inversión" realizable pero no tan exacta como puede ser la de la fase mínima.
Sí, pero ¿un nulo en la respuesta de fase mínima no tendría el mismo problema? (si es que es posible).
No, no, sí puedes convolucionar un impulso que no sea de fase mínima con su inverso, con la condición de que aceptes el preringing. Los sistemas de fase mínima no tienen preringing.

¿De este tema me podriais dar algún link, para empaparme mejor del tema?
DIGITAL SIGNAL PROCESSING TOOLS FOR LOUDSPEAKER EVALUATION AND DISCRETE-TIME CROSSOVER DESIGN, Hawksford, M.O.J., JAES, vol. 45, no. 1/2, pp 37-62, Jan/Feb 1997. Awarded AES Publication prize for the best paper from an author of any age, from JAES volumes 45 and 46.

http://www.essex.ac.uk/ese/research/aud ... design.pdf
Lo que me gustaría repetir (lo he puesto ya en todos los foros ) es que la respuesta modal de la sala (graves) es de fase mínima, y por tanto inversible con un ecualizador, que la corrige en frecuencia, fase y energía almacenada
Sigue, sigue. Puede que ese sea el gran potencial del DRC.
Yo por lo que he oído hasta ahora en casa, también lo creo. La precisión en graves es increíble, y muy rara porque casi ningún equipo la tiene.

La explicación de lo de la fase mínima en graves puede resultarme más complicada... :-) Pero algo se intentará.
R :|
No tengo nada que decir sobre este asunto. Pero nada.
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