Tipos de filtros de audio (explicados de forma sencilla)

May 12, 2021
admin
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  • ¿Qué son los filtros y por qué los utilizamos?
  • ¿Cómo utilizamos los diferentes filtros para dar forma a los sonidos?
  • Descubra los diferentes tipos de filtros y sepa cuándo utilizarlos.
Una sencilla guía visual de los cuatro tipos de filtros más comunes. Tenga en cuenta que la pendiente es sólo un ejemplo: cambia en función de los ajustes.

Los filtros de audio son herramientas sencillas pero potentes para dar forma al sonido que se utilizan desde hace mucho tiempo, pero que siguen siendo muy importantes para la producción moderna.

Los filtros tienen la capacidad de transformar completamente el tono de cualquier audio y se utilizan con mayor frecuencia para eliminar frecuencias. Pero los filtros también se utilizan para mejorar y aumentar el nivel de las frecuencias existentes, ya que una vez que se ha aislado un rango de frecuencias, se puede potenciar.

Hay muchos tipos diferentes de filtros de audio que sirven para diferentes propósitos. Con cada tipo de filtro diferente, encontrará controles comunes que funcionan más o menos de la misma manera en todos los tipos.

Aunque puede parecer intimidante aprender cómo funcionan todos, hemos elaborado esta guía para ayudarle a facilitar el mundo de los filtros.

En este artículo, veremos todos los tipos -tanto los más comunes como los que no lo son- y los desglosaremos fácilmente para que sepas exactamente lo que hacen.

P.D. Dirígete a este artículo para ver un desglose de los diferentes tipos de ecualizadores.

¿Qué es un filtro?

En general, los filtros eliminan ciertas frecuencias de los sonidos, o las aíslan para potenciarlas. Esto es cierto al menos para los tipos de filtro más comunes, y la forma exacta en que dan forma al sonido dependerá de los ajustes utilizados.

Los filtros son componentes importantes en la caja de herramientas del productor – sin ellos, no tendríamos EQs, phasers, compresores multibanda, y muchos otros efectos fundamentales.

De hecho, los filtros se encuentran en la mayoría de los efectos de una manera u otra. Cada vez que se necesita alterar el color del tono de un sonido, es muy probable que los filtros estén involucrados. Por ejemplo, cuando amortiguamos los agudos en una reverberación, utilizamos un filtro de paso bajo o shelf para hacerlo. Además, los controles de tono de las guitarras eléctricas están conectados a filtros que dan forma a la señal de las pastillas.

Los filtros también son muy comunes en los sintetizadores y son responsables de muchos de los sonidos clásicos de los sintetizadores.

Controles comunes

Todos los filtros se basan en unos pocos controles para una amplia gama de opciones de modelado de tono. Estos controles se encuentran en todos los filtros de una manera u otra, pero funcionan de manera diferente dependiendo del tipo de filtro.

Frecuencia / Corte / Hz

Este es el control más crucial de un filtro. Le permite establecer dónde está activo el filtro en términos de las frecuencias que podemos escuchar. El término «cutoff» se utiliza comúnmente ya que describe mejor la forma en que ciertos filtros (como los de paso bajo y paso alto) «reducen» progresivamente las frecuencias más allá de este punto.

Moviendo lentamente la frecuencia de corte, podemos hacer barridos de filtro que introducen o eliminan gradualmente frecuencias de un sonido. Esta es una técnica muy común en la música techno y house que permite a los productores hacer malabares con los elementos sin depender únicamente de los desvanecimientos de volumen.

Aquí tenemos un tema clásico de house de Anthony «Shake» Shakir que utiliza un barrido de filtro lento a lo largo del primer minuto para crear movimiento e impulso:

Si movemos la frecuencia de corte mucho más rápido, podemos conseguir efectos de wah-wah y «hablar». Esto no es una coincidencia: nuestras bocas son esencialmente filtros que dan forma a los armónicos crudos producidos por nuestra caja de voz.

La modulación de corte más rápida se realiza típicamente dentro de los sintetizadores, y esta es la clave de los parches de bajo de sintetizador con garra y de las estocadas rápidas. En particular, el legendario Roland TB-303 utiliza tiempos de envolvente cortos para modular la frecuencia de corte, una parte clave del sonido de bajo tecno ácido.

Esta canción de Richie Hawtin (como Plastikman) hace un gran uso del TB-303. Sólo moviendo la frecuencia de corte, la simple línea de bajo se vuelve mucho más interesante.

Nótese que en esta canción, el corte está siendo modulado tanto por la envolvente del 303 como por los cambios manuales de Richie.

Así que en resumen, la frecuencia de corte de un filtro es donde ocurre la acción, y se puede añadir una enorme cantidad de interés a un sonido sólo moviéndolo.

Pero realmente ninguna discusión sobre el Roland TB-303 o los filtros «parlantes» estaría completa sin una comprensión de la resonancia…

Resonancia / Q / Emphasis / Feedback

Este control añade un estrecho refuerzo alrededor de la frecuencia de corte que aumenta en volumen con ajustes de resonancia más altos. Esto enfatiza el punto de corte, y puede tomar completamente el sonido cuando se empuja al máximo.

Tres niveles de resonancia en un filtro de paso bajo en Live.

Algunos filtros se «auto-oscilan» en ajustes altos, produciendo una onda sinusoidal que puede ser útil para efectos especiales. En la caja de ritmos Roland TR-808, los filtros auto-oscilantes se utilizan para producir los sonidos del bombo y del tom en lugar de osciladores de onda sinusoidal pura. Al barrer rápidamente la frecuencia de corte hacia abajo, la TR-808 produce sonidos de percusión con garra.

La resonancia está fuertemente ligada al «carácter» de un filtro, e incluso pequeños cambios en los ajustes de resonancia más bajos pueden marcar la diferencia en cómo se percibe el movimiento del corte. Considere cómo la resonancia cambia la pendiente del filtro en este ejemplo…

Sin resonancia, el filtro de Ableton se comporta de manera diferente y podemos ver la formación de una rodilla suave alrededor del corte. Pero al 21% obtenemos un filtro pasa-bajos más «ideal».

En un ecualizador paramétrico, como el EQ8 de Live, la resonancia se denomina Q. El papel cambia dependiendo del tipo de filtro, y no siempre es estrictamente un aumento.

Este ejemplo muestra una línea de bajo realizada con el Moog Modular V de Arturia. La resonancia aumenta con cada bucle:

Slope / Poles

Determina la intensidad con la que el filtro reduce las frecuencias más allá del punto de corte y suele medirse en dB por octava. Un filtro con una pendiente pronunciada suele describirse como «agudo» o «estricto», con poca actividad más allá de la frecuencia de corte.

Este control rara vez es «variable» debido a la forma en que se diseñan los filtros. Esto significa que la pendiente suele estar controlada por un interruptor o menú en lugar de un mando como el de corte y resonancia.

Personalmente, noto más la pendiente en los filtros de sintetizador cuando el corte está siendo modulado por una envolvente o LFO. Me gustan las pendientes más agudas para las estocadas y los punteos rápidos, y las más suaves para las cuerdas, los pads y cualquier cosa que quiera que suene «rica». Un roll-off agudo también es útil para eliminar el estruendo de una rotura de batería o muestra de vinilo cuando se utiliza un filtro de paso alto.

Es común ver términos como 12dB y 24dB utilizados aquí (o -12dB y -24dB). También puede ver este número combinado con el tipo de filtro, así LP24 para un filtro pasa-bajos y BP12 para pasa-banda. Esto significa que la atenuación en una octava más allá del punto de corte (por ejemplo, 880 Hz si el corte es de 440 Hz) será 12 o 24 decibelios más baja que las otras frecuencias hasta el punto de corte incluido.

Medimos en octavas sobre todo porque es la traducción más fácil de entender. Quizá te sorprenda que aparezcan aquí términos «musicales». Pero hay una fuerte conexión entre cómo entendemos la música y cómo percibimos el color del tono general y la textura del audio. Si quieres profundizar en esto, un buen lugar para empezar es mirar las series armónicas.

Tipos de filtros de audio

Hay muchos tipos de filtros diferentes con los que es probable que te encuentres al producir, mezclar y utilizar sintetizadores. Como se ha mencionado, el nombre suele dar una idea bastante clara de lo que el filtro hace al sonido. A veces, no está tan claro, y siempre es bueno repasar la terminología de todos modos.

Filtros de paso bajo

Este es posiblemente el tipo de filtro más común. En pocas palabras, un filtro de paso bajo pasa las frecuencias que son más bajas que el corte, y corta progresivamente las frecuencias por encima del corte. Este tipo de filtro se suele abreviar como LP o LPF. A veces, un filtro de paso bajo se denomina filtro de corte alto, especialmente en los ecualizadores.

Utilizamos los filtros de paso bajo para:

  • Aislar los graves de una grabación.
  • Eliminar las frecuencias altas más duras y crear calidez.
  • Preservar la frecuencia fundamental de un sonido mientras se eliminan los armónicos.
  • Crear filtros de paso bajo.

Una de las razones por las que los filtros de paso bajo son tan comunes es porque pueden eliminar los armónicos de un sonido manteniendo la frecuencia fundamental. De este modo, se puede mantener el cuerpo de un sonido al tiempo que se cortan algunas frecuencias altas más duras. Esto los hace más «musicales» que los filtros de banda y de paso alto, que en la mayoría de los casos atenúan las frecuencias más importantes para transmitir el tono musical.

Los filtros de paso bajo también pueden hacer que la música suene como si viniera de otra habitación, imitando la forma en que los graves viajan a través de las paredes mientras las frecuencias más altas se atenúan.

Si un sintetizador sólo va a tener un filtro, será éste. Por lo general, este es el caso de los sintetizadores de hardware analógico, donde los componentes adicionales pueden aumentar significativamente los costos de producción. Aunque nuestros modernos supersintetizadores VST tienen una gran cantidad de opciones de filtro, los filtros de paso bajo siguen siendo los más utilizados.

En este ejemplo de audio, los sonidos se procesan con filtros de paso bajo, todos ellos con diferentes ajustes de corte y resonancia. Primero se escuchan los sonidos secos y luego se repiten con el filtro.

Filtros de paso alto

Como es de esperar, un filtro de paso alto es lo contrario de un filtro de paso bajo. En este caso, las frecuencias por debajo del corte se eliminan mientras que las frecuencias más altas se conservan. Los filtros de paso alto se utilizan principalmente para eliminar los ruidos subarmónicos de los instrumentos.

Es una buena práctica utilizar un filtro de paso alto para eliminar cualquier frecuencia por debajo de la frecuencia fundamental más baja del sonido.

Por ejemplo, si tiene una parte de guitarra que no baja de 140Hz, es seguro utilizar un filtro de paso alto con el corte colocado justo por debajo de 140Hz. Esto garantiza que no se eliminen las frecuencias fundamentales importantes a la vez que se atenúa cualquier estruendo que pudiera consumir el espacio libre.

Aunque algunos argumentan que se introducen cambios de fase que son perjudiciales para el sonido (como ocurre con todos los filtros), cualquier supuesta desventaja del uso de filtros de paso alto es ampliamente superada por los beneficios que ofrece la eliminación de frecuencias bajas innecesarias.

Sin los filtros de paso alto, la mezcla sería mucho más difícil, ya que los ruidos subarmónicos se comerían el espacio libre que necesitamos para ofrecer una mezcla equilibrada. Nuestros compresores y limitadores dependen de la precisión de los niveles de la señal para funcionar correctamente, pero el ruido los confunde, activándolos cuando no son necesarios.

Los filtros de paso alto resuelven este problema y nos permiten hacer mezclas más limpias y ajustadas.

Utilizamos filtros de paso alto para:

  • Eliminar el ruido de fondo y cualquier otro ruido por debajo de la frecuencia fundamental más baja de un sonido.
  • Eliminar las líneas de bajo y los bombos al muestrear y hacer las mezclas.
  • Cree tensión antes de una caída, para que haya más impacto cuando vuelva el extremo inferior.

Aquí hemos utilizado los mismos sonidos de antes pasados por un filtro de paso alto:

Filtros de paso de banda

Un filtro de paso de banda elimina progresivamente las frecuencias tanto por debajo como por encima del corte, pasando sólo una estrecha «banda» de audio. Son muy útiles cuando se necesita aislar sólo un rango selecto de frecuencias. Aunque los filtros pasa-banda también pueden aproximarse combinando filtros pasa-bajos y pasa-altos, son más fáciles de trabajar ya que no es necesario hacer malabares con dos conjuntos de controles.

Los filtros pasa-banda son muy prácticos cuando se utilizan en cadenas de efectos complejas, como los retardos multitap. Al tener efectos que sólo se aplican a frecuencias seleccionadas, podemos crear cadenas muy detalladas que no abarrotan la mezcla.

Los filtros pasa banda tienden a sonar quebradizos y diminutos, y son útiles para imitar altavoces con un rango limitado de frecuencias, como altavoces de radios de reloj, sistemas de intercomunicación y megáfonos. Los filtros pasa banda pueden aplicarse al habla humana para que suene como un teléfono antiguo, y éste sigue siendo un efecto muy utilizado.

Pero también podemos utilizar los filtros pasa banda para aislar los componentes de baja frecuencia en un sonido, o para esponjar los medios bajos. Así que, aunque son estupendos para imitar altavoces de mala calidad, no olvide que también pueden utilizarse para realzar los elementos «cálidos» de un sonido.

Utilizamos los filtros pasa-banda para:

  • Aislar y procesar bandas de frecuencia específicas.
  • Crear efectos multibanda.
  • Hacer que el audio sea «lo-fi» simulando altavoces y teléfonos antiguos.
  • Crea calidez aislando y potenciando los medios-bajos.

Ahora escuchemos cómo un filtro pasa-banda procesa los sonidos que hemos estado utilizando:

Filtros pasa-banda

Si has adivinado que un filtro pasa-banda es lo contrario de un filtro pasa-banda, ¡estás en lo cierto! Con un filtro pasa banda, todo pasa excepto la banda de frecuencias alrededor del corte.

Usando el ajuste de Q / resonancia, puede «afinar» el filtro para eliminar sólo un estrecho rango de frecuencias. Esto es útil para atenuar la retroalimentación de los micrófonos en directo, o para eliminar el zumbido eléctrico, sin afectar al audio de forma perceptible.

Los filtros de corte de banda se denominan a veces filtros de rechazo de banda o de muesca.

No son tan comunes como otros tipos de filtros, ya que la mayoría de las veces utilizamos la ecualización para eliminar las frecuencias no deseadas cuando trabajamos dentro de una DAW. Es más probable que se encuentren «bajo el capó» dentro de los equipos electrónicos de audio para realizar una función específica como la eliminación del ruido de fondo.

Sin embargo, son bastante útiles para efectos especiales, y puede hacer sonidos de phaser modulando el corte con un LFO.

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Utilizamos filtros band-stop para:

  • Eliminar frecuencias problemáticas como el zumbido de tierra y la retroalimentación del micrófono.
  • Crea «scoops» de medios con ajustes Q más bajos.
  • Crea cadenas de efectos tipo phaser.

Aquí tienes un filtro de corte de banda en acción:

Filtros de pico

Un filtro de pico pasa todas las frecuencias, pero sigue potenciando las frecuencias alrededor del corte con el control de resonancia. Así que simplemente usamos los filtros de picos para potenciar las frecuencias que nos gustan.

Con los filtros de picos, todavía podemos hacer los clásicos efectos de filtro «parlante» sin eliminar ninguna frecuencia.

Los filtros de picos se encuentran típicamente en los ecualizadores, excepto con un control de ganancia para los aumentos y cortes, y un control Q para el ancho de banda. Así que son un poco más flexibles en este contexto, y pueden no ser considerados verdaderos filtros de pico. Por ejemplo, el EQ8 de Ableton se refiere a ellos como «filtros de campana».

Los filtros de picos son incluso menos comunes que los filtros pasa-banda, simplemente porque normalmente utilizamos la ecualización para aumentar las frecuencias en su lugar.

Puede hacer un filtro de picos mezclando la salida de un filtro pasa-banda con la señal seca.

Utilizamos los filtros de picos para:

  • Reforzar las frecuencias seleccionadas sin aplicar ningún corte.
  • Equalizar el audio.
  • Crear efectos de filtro resonante «transparente» sin cortes.

Filtros de estante

Filtros de estante en el EQ Eight de Ableton. Este ajuste es bastante extremo y es sólo un ejemplo.

Los filtros Shelf sirven para potenciar o cortar una amplia gama de frecuencias de manera uniforme, en lugar de laminarlas de manera que todo se vuelva progresivamente más suave. Hay dos tipos comunes de filtros de estante: estante bajo y estante alto.

Un filtro de estante bajo aumentará (o cortará) todo lo que esté por debajo de la frecuencia de corte, permitiéndole controlar uniformemente el extremo inferior. Esto le da un mejor control sobre estas frecuencias sin crear ningún pico extraño que sobresalga sólo en ciertas notas. Si está satisfecho con el sonido general de su instrumento, pero quiere reducir los subgraves un poco, un filtro de paso bajo hará el trabajo aquí.

A la inversa, un filtro de paso alto cambiará el brillo general de un sonido, y no añade tanto «carácter» como el roll-off

Aunque puede ser tentador usar simplemente un filtro de paso bajo para suavizar las cosas, esto puede sonar poco natural en ciertos instrumentos, particularmente en los platillos. El uso de un filtro de paso alto en este caso eliminará la aspereza y preservará el brillo.

Dentro de un ecualizador, el control Q de un filtro de paso cambiará la forma en que reaccionan las frecuencias alrededor del corte. Los valores bajos crearán un shelf «gradual», mientras que los valores más altos crearán un shelf «estricto» que se forma muy rápidamente después del punto de corte. Lo más fácil es usar los ojos para ayudar a entender lo que está sucediendo aquí…

Una vez más, los filtros de estante se encuentran más comúnmente dentro de EQ y otros efectos en lugar de por sí mismos. Si quiere hacer su propio filtro de estante, consiga un filtro de paso bajo o alto, y mezcle la salida con la señal seca. Simplemente aumente la salida del filtro, y esto equivale a aumentar el shelf.

Usamos los filtros shelf para:

  • Ajustar los graves y los agudos uniformemente, sin cortarlos del todo.
  • Atenuar la aspereza de los platillos y otros sonidos brillantes.
  • Equilibrar los graves de un instrumento.

Filtros paso-todo

Este es un tipo de filtro poco habitual. Los filtros pasa-todo pasan todas las frecuencias, y el ajuste de resonancia no realza nada. Aunque parezca inútil, el propósito de un filtro pasa-todo es cambiar la fase del audio, más que el contenido de las frecuencias.

En realidad, nunca nos encontramos con estos filtros por sí solos, normalmente forman parte de otro efecto. Por ejemplo, los phasers mezclan filtros de paso total en movimiento con la señal seca para crear su sonido característico. A medida que los cambios de fase producidos por los filtros pasa-todo se mezclan con la señal seca, ciertas frecuencias se cancelan.

Los filtros pasa-todo también se encuentran en ciertos dispositivos de reverberación digital para ayudar a «difuminar» el sonido.

Los filtros pasa-todo se utilizan para:

  • Crear efectos como phasers y reverberación.
  • Compensar los cambios de fase en otras partes de la ruta de la señal.
  • ¡No mucho más!

Filtros de peine

Los filtros de peine no son realmente filtros en el sentido tradicional. Más bien, son líneas de retardo con tiempos muy cortos, normalmente inferiores a 30ms. Cuando se mezclan con la señal seca, se produce una cancelación de fase, lo que crea unas depresiones en el espectro de audio que se asemejan a un peine. Los filtros peine tienden a sonar inarmónicos, metálicos y robóticos.

Si no se llamaran filtros, no los mencionaríamos en este artículo, ya que el efecto es mucho más dramático que los filtros tradicionales. Los filtros en peine no son herramientas de mezcla, son efectos especiales, y se utilizan principalmente en flangers y sintetizadores de modelado físico.

Utilizamos los filtros en peine para:

  • Crear flangers.
  • Hacer sonidos metálicos (particularmente con el habla para un efecto clásico de «robot parlante»).
  • Crear sintetizadores y efectos de modelado físico.

¿Existe un filtro perfecto?

Una cosa importante que quiero señalar antes de terminar es que, a pesar de toda la precisión que permite la tecnología, los filtros no son perfectos. Esto significa que no siempre se comportan exactamente como nos dicen todos los gráficos y lecturas.

Por ejemplo, hay ciertos cambios de fase involucrados en el proceso de filtrado, por lo que incluso si el filtro no parece hacer nada, la fase del audio sigue cambiando. Esto no es un gran problema e incluso puede verse como una característica deseable, pero un cambio de fase excesivo acabará siendo perceptible si se acumulan los filtros.

Aquí es donde entra en juego la ecualización de fase lineal, que a menudo se utiliza en el proceso de masterización para obtener una delicadeza sonora que sea menos intrusiva en el carácter general de una canción.

También hay algo conocido como «ondulación» que describe cómo se ven afectadas las frecuencias alrededor del punto de corte en cualquier dirección. Esto significa que en un filtro de paso bajo ajustado a 220 Hz, incluso las frecuencias por debajo de 220 Hz pueden ser sutilmente atenuadas.

En mi opinión, las imperfecciones no deben ser vistas como inconvenientes, y es por eso que los sintetizadores como Serum tienen un montón de diferentes filtros de paso bajo que parecen idénticos en el papel, pero todavía suenan diferentes en la práctica.

Resumen

Así que hemos descubierto varios tipos de filtro diferentes que son todos ligeramente diferentes en concepto, con aplicaciones muy diferentes entre sí. A la hora de mezclar, diseñar el sonido o simplemente «resolver problemas», es importante seleccionar el tipo de filtro adecuado para el trabajo.

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