El fin del ruido de la interfaz de audio
Preparación del Streaming

Cómo eliminar el ruido de la interfaz de audio

¿Buscas cómo eliminar ese indeseable ruido de la interfaz de audio? ¿Ese tono agudo que aparece cuando quieres grabar tu controladora con otra interfaz? ¿O con la tarjeta de sonido integrada? Estás en el sitio correcto. Vamos a identificar ese ruido y después a erradicarlo.

Un ruido muy habitual del que se habla poco

Hoy vamos a hacer que desaparezca ese molesto ruido agudo que aparece en las tarjetas de sonido o interfaces de audio USB. Un ruido del que casi nadie habla pero que muchos sufren. 

Pero para acabar del todo con él, debemos conocer al enemigo. Y resulta que este, más que un ruido, es un tono. Un ruido es un sonido inarticulado, confuso, sin ritmo ni armonía, pero el sonido al que nos enfrentamos en este caso es definido, estable y tiene un patrón armónico muy básico. 

En este vídeo hago un estudio completo sobre este ruido o tono, determinando su origen, casos en los que aparece y, por último, la técnica para evitarlo.

Si lo prefieres, puedes ver todo el desarrollo a continuación, donde añado cosas que quizá se quedaron por comentar o detallar en el vídeo.

Analizando las "huellas"

Tenemos que saber de qué se compone este ruido de la interfaz de audio. Para ello, lo pasamos por un analizador de espectro y nos encontramos con un patrón muy curioso.

ruido de la interfaz de audio

Sólo con pegarle un vistazo al gráfico sabemos que vamos a tener que recurrir a una solución hardware si queremos eliminar este sonido indeseable.

La frecuencia fundamental se encuentra exactamente sintonizada en 1kHz. A partir de ahí, una persistente secuencia de armónicos la acompañan hasta el límite de la frecuencia de muestreo, cada mil hercios.

Esto es imposible de tratar mediante software, el espectro está contaminado en tramas de 1000Hz. Necesitaríamos una grabación paralela sincronizada en tiempo para aplicar la técnica de la inversión de fase, pero es difícil conseguir eso.

Escenarios en los que aparece el ruido de la interfaz de audio

Mezclando fuentes de un mismo equipo

Conexión en mesa de micros
Conexión en una mesa de micros, sólo una interfaz de audio. No hay ruido en este caso.
Rudio en la mesa de micros
Grabación de la tarjeta de sonido interna en la externa. En este caso aparece el ruido.
Ruido en la mesa de micros
Mezcla de la tarjeta de sonido interna y la interfaz de audio externa en la mesa de micros. En este caso también hay ruido.

Grabando una controladora de DJ

Ruido grabando la controladora

Tal vez el caso más típico en el que aparece el ruido de la interfaz de audio, es cuando queremos grabar la mezcla de una controladora de DJ en una tarjeta de sonido externa, o en la tarjeta de sonido integrada en la placa base.

Sucede tanto en portátiles como en equipos de sobremesa.

Grabando una cabina de DJ

Este es el caso concreto de mi banco de pruebas. Una cabina de CDJs y plato que por sí solos son funcionales. La cosa se complica cuando queremos usarlos a través de un ordenador.

Grabando cabina de DJ
Usando la cabina de manera tradicional y grabándola con la interfaz de audio. No hay presencia de ruido.
Usando CDJ850 en Rekordbox
Usando la cabina con los CDJs conectados por Rekordbox. Sin grabación. No hay ruido.
Grabando cabina Rekordbox
Usando la cabina completa, con los CDJs conectados por Rekordbox y grabando el set mediante la interfaz de audio externa o mediante la tarjeta de sonido integrada en el mismo equipo. En este caso aparece el ruido y se acentúa todavía más al activar su driver ASIO.

El origen del ruido de la interfaz de audio

Cualquiera pensaría que el origen del ruido se debe a una fuente de alimentación. De hecho, un claro sospechoso sería la fuente de alimentación del ordenador ya que las fuentes conmutadas trabajan a altas frecuencias. Pero eso será objeto de otra publicación.

Si esta señal fuese causada por fuentes de alimentación, podría aparecer en cualquier momento, independientemente de las fuentes de audio que estemos mezclando o interconectado.

La búsqueda del origen de este ruido se centra en algo que tienen en común los dispositivos de sonido, constructivamente y en su manera de funcionar. Indagando en la red, entre lo escaso que encontramos al respecto, podemos dar con una consulta en un foro de Texas Instruments al respecto de uno de sus chips, el PCM2900C, un chip que se usa en dispositivos de audio.

Chip de audio
Chip de audio PCM2900C de Texas Instruments. Clic en la imagen para acceder al foro.

Resulta que este ruido está relacionado con la velocidad de paquetes de audio por USB.

En el estándar USB Full Speed, el reloj de muestreo se realinea de acuerdo con una señal de 1ms. Y ¿qué frecuencia tiene una duración de ciclo de 1ms? 1000Hz, precisamente la frecuencia que tenemos como fundamental en este ruido.

Luego, a partir de ahí, tenemos los armónicos que genera este reloj, que son las réplicas múltiplos de la frecuencia fundamental.

¿Cómo se transmite de una interfaz a otra?

Lo más curioso de todo es cómo se manifiesta este ruido en los casos que hemos visto, que son los más habituales, pero hay más. Por ejemplo, la mezcla de dos tarjetas de sonido que no son USB pero que nacen del mismo ordenador. Incluso a veces también de ordenadores distintos si estos comparten la conexión de masa.

El denominador común de todos estos casos, es que surge en el enlace entre dos dispositivos de audio que funcionan dentro del mismo sistema, es decir, en un mismo ordenador o en un conjunto de equipos que comparten masa y que por lo tanto están al mismo potencial. Sólo entre un sobremesa y un portátil se evitaría esto si actúa como final de línea, pues el equipo portátil no tiene conexión a tierra (es Clase II).

Los chips de los diferentes dispositivos de audio se interfieren entre sí, por medio de la alimentación que necesitan para funcionar, cuando sus entradas/salidas de audio entran en contacto.

Esto es un verdadero problema cuando los dispositivos de audio son internos, porque no podemos establecer una separación eléctrica respecto al circuito de alimentación, pero es poco habitual utilizar dos tarjetas de sonido internas. Así que nos centramos en lo que nos ocupa, los USB.

La alimentación integrada de los USB es una ventaja y a la vez un inconveniente. En este caso, el ruido viaja por el Vbus principalmente, que es el polo positivo de alimentación del USB, pero lo cierto es que tenemos que hacer un aislamiento total para garantizar que no se siga generando esa interferencia.

La solución al ruido de la interfaz de audio USB

La solución final se centra en aislar totalmente la alimentación que discurre por el cable USB hasta la interfaz de audio. Y como interfaz de audio podemos entender la controladora DJ, o los CDJs o la tarjeta externa que queremos usar para grabar.

Si los dos dispositivos de audio que estamos empleando son externos, basta con aplicar esto a uno de ellos. De esa manera rompemos ese bucle que está haciendo que los circuitos reaccionen de esta manera.

Hacer esto es muy sencillo, nos basta con dos latiguillos USB macho-hembra.

Cable separador de alimentación USB
Latiguillos USB
Dos latiguillos macho-hembra para sacrificar...
Hilos de datos
Una de las clavijas debe comunicar solo los hilos de datos. La malla, el rojo y negro aislados.
Cables de datos a hembra
Soldamos los dos hilos de datos al lado hembra. Sería mejor no tener que soldarlos si puedes pelar el cable sin cortar.
Marcando el cable alimentador
Marcamos con cinta o alguna rotulación la clavija que conectaremos a un alimentador.
Conexión de alimentación
Soldamos los hilos de alimentación entre la parte hembra y el macho que irá al alimentador.
Cable separador de datos
Resultado final del cable con forma Y casero.

En caso de necesitar hacer más largo este cable, la parte larga debe ser la del macho de alimentación o la de la hembra final. El tramo de la clavija que lleva los datos debe ser lo más corta posible porque no consolidamos su apantallamiento al aislar la malla.

Por último, citar que este cable no lo comercializan. En Amazon puedes encontrar cables en Y pero son para otro propósito, para reforzar la alimentación.

Por otra parte, Arturia está vendiendo como repuesto un cable que hace algo similar para resolver otro ruido de uno de sus aparatos: https://www.arturia.com/store/accessories/beatstepproreplacementcablekit

Pero ese modelo de Arturia ha sido diseñado para eliminar un ruido concreto de su equipo y seguramente comparte el negativo y la malla. Nosotros necesitamos aislar totalmente la alimentación y masa para evitar el problema. Tenlo en cuenta.

Hasta aquí este consejo. ¡Espero que haya sido de mucha utilidad!

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