Soft Clipping vs Hard Clipping

Published On Nov-16-2017

Transcripción

La distorsión de la forma de onda de un sonido puede darse por soft clipping o hard clipping, cada uno con sus propias características sonoras. Podemos definir clipping como lo que sucede cuando se ha alcanzado el máximo nivel de amplitud que un sistema puede manejar. Por lo tanto, aunque el nivel de la señal de entrada a un sistema siga aumentando, el nivel de la señal de salida no lo hará.

Observemos un gráfico de función de transferencia del soft clipping. En el eje X, se mide el nivel de entrada al sistema, siendo 1 y -1 los valores máximos. En el eje Y, se mide el nivel de salida, con los mismo valores límite. Vemos que, conforme la señal de entrada se acerca a sus límites superiores e inferiores de amplitud, la señal de salida también lo hace, de manera gradual. En esta curva específica, cuando el nivel de entrada alcanza la mitad del límite de amplitud, ±0.5, el nivel de salida se encuentra en un valor cercano a uno. Por encima de este valor de entrada, el nivel de salida se sigue acercando a uno, pero a un menor ritmo. Por lo tanto, en un gráfico de amplitud contra tiempo, observamos que la señal de audio es, en cierta manera, “redondeada”.

Por el contrario, en el hard clipping, cuando la señal de entrada sobrepasa el nivel de ±0.25, aproximadamente, la señal de salida alcanzará el nivel máximo de ±1. A partir de este punto, los aumentos en el nivel de entrada no podrán ser reflejados en la señal de salida, pues esta ya alcanzó su valor máximo. Debido a que el valor máximo se alcanza a partir de un punto específico, y no gradualmente, la forma de onda de la señal de salida es drásticamente modificada. Observamos esquinas puntiagudas, en lugar de una forma redondeada.

Figura 12.5. Soft clipping vs Hard Clipping

La forma de onda producida por soft clipping producirá una serie de armónicos más sutiles que los producidos por hard-clipping, por lo que esta última resulta más agresiva y similar a un zumbido.

Audio 12.17. Grabación original

Audio 12.18. Grabación con soft clipping

Audio 12.19. Grabación con hard clipping

Veamos ahora una onda sinusoidal a la que se agregará distorsión, progresivamente. Utilizaremos un osciloscopio para ver la forma de la onda y un analizador de espectro para ver el contenido espectral de la misma.

Hemos observado que, en el soft clipping, la señal de salida se acerca de manera asintótica al nivel máximo del sistema, sin llegar a alcanzarlo. Por lo tanto, la cantidad de distorsión que escuchamos, aumenta progresivamente. Por el contrario, el hard clipping simplemente limita la amplitud de salida de la señal por encima de un punto específico.

El hard clipping ocurre en sistemas digitales o en sistemas analógicos de transistores. También es posible crear hard clipping por medio de diodos de silicio. Por el contrario, el soft clipping se da en tubos al vacío, cinta magnética y diodos de germanio. También puede ser recreado en sistemas digitales de manera deliberada, por medio de DSP.

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