Fluxo de Sinal (Signal Flow): um conceito fundamental para o engenheiro de áudio

Há até algumas décadas atrás o cenário mais comum para engenheiros de áudio era em estúdios equipados com mesas analógicas de muitos canais. E foi dessas mesas e desse ambiente de trabalho que surgiram as DAWs, softwares digitais que simulam o funcionamento de sistemas analógicos de trabalho com áudio. Todos esses equipamentos, tanto analógicos quanto digitais, são responsáveis por processar e manipular sinais elétricos que são convertidos em som. Dado o contexto, é praticamente impossível um engenheiro de áudio exercer seu trabalho com excelência sem dominar o conceito de fluxo de sinal (ou signal flow, nome em inglês mais utilizado).

Independentemente do cenário analógico ou digital, o conceito de signal flow é fundamental para o engenheiro de áudio que quer elevar o patamar de suas habilidades. Então, sem mais delongas, vamos nos aprofundar no assunto!

O que é Signal Flow?

A tradução direta de signal flow é fluxo de sinal. A palavra “fluxo” quase automaticamente leva à analogia mais comum para se explicar signal flow: a água. É muito fácil imaginar água descendo por um encanamento e o caminho que ela percorre para chegar de um ponto A até um ponto B, e esse comportamento é, de certa forma, semelhante ao fluxo do sinal elétrico pelo sistema. A palavra “sinal” se refere aos sinais elétricos de áudio. Semelhantemente à água, o sinal percorre um caminho para chegar de um ponto A (por exemplo, o microfone) a um ponto B (por exemplo, o computador).

Nessa analogia imaginamos que cabos são como os canos que levam água e o destino final é um copo.

O som é capturado por um microfone e convertido em sinal elétrico, que é conduzido por um cabo até um pré-amplificador, em que é amplificado para um novo valor padrão de trabalho (line level). Em estúdios atuais, baseados em funcionamento digital, logo após o estágio de pré-amplificação o sinal de áudio passa por um conversor analógico/digital e chega ao “copo” – o computador, onde o registro de áudio é gravado. Uma vez no computador tudo é mais simples e fácil de manipular. Para processar o áudio basta usar um plug-in, para ouvir basta selecionar o output já discriminado dos monitores de estúdio e para gravar basta apertar o rec (recording button).

Por outro lado, antes da era digital o caminho de um sinal de áudio não era tão simples. O “copo” era, na verdade, exclusivamente o meio de gravação do áudio (geralmente a fita magnética). Nesse contexto o sinal de áudio passa por toda a mesa de som antes de chegar ao “copo” e isso significa que existem várias decisões a serem tomadas para definir os caminhos dos sinais. Por exemplo, depois do pré-amplificador o sinal de áudio pode passar primeiro pelo equalizador ou pelo compressor. E nesse universo a ordem dos fatores altera o produto, e muito.

Para melhor entendimento montamos abaixo dois modelos simplificados de signal flow, de um estúdio digital e um analógico.

Signal Flow básico de um estúdio digital

Signal Flow básico simplificado de um estúdio analógico

Passando por essa explicação inicial sobre signal flow deu para perceber a principal magia do conceito: a ordem dos elementos no caminho do áudio é fundamental. Algumas dúvidas surgem… “Monitorar o som antes ou depois de ser gravado?” “Comprimir antes ou depois de equalizar?” “Usar efeitos/processar antes ou depois de gravar?”

Tanto no analógico quanto no digital as aplicações práticas do conceito de signal flow são inúmeras. Vamos dar uma olhada em algumas delas.

O signal flow dos pedais de guitarra

Quem usa pedais já passou por esse momento: “Onde vou colocar o pedal de distorção? Antes ou depois do delay?”. E quem já abriu um Axe FX ou Kemper e colocou o Cab antes do Amp sabe a dor que uma alteração equivocada no signal flow pode causar nos ouvidos.

Para timbrar bem uma guitarra é importante conhecer as diferenças que a ordem dos efeitos pode ter no som. Por exemplo: se você aumenta muito o volume de uma região de frequências com um equalizador e depois passa o som pelo compressor, obviamente o compressor vai ser ativado justamente por essa região, que está muito mais alta. Ou seja, se quisermos pegar pesado no equalizador, faz sentido colocá-lo depois do compressor, pois o compressor tende a suavizar o efeito do equalizador. É importante frisar que isso não é uma regra, mas uma análise de um caso específico.

Outro exemplo: colocar distorção depois do reverb faz com que o reverb também seja distorcido, o que resulta em sons não muito naturais, mas que talvez tenham aplicações como efeitos ou estética. Porém é mais comum ver guitarristas usando a distorção antes do reverb.
A própria distorção costuma ser um dos primeiros efeitos na cadeia, já que pode ser bem drástica. Equalizar um sinal antes de distorcê-lo tem um efeito muito menos audível que equalizar após a distorção. Isso porque a distorção adiciona muitos harmônicos ao som, além de naturalmente comprimir um pouco.

Outro pedal que costuma estar no início da cadeia é o gate, que pode ser encontrado muitas vezes no primeiro ponto do signal flow dos pedalboards. Muitas vezes (não necessariamente todas as vezes) ele é utilizado para limpar o som da guitarra antes de passar por qualquer outro tipo de processamento. Se o gate é colocado após algum outro efeito, não irá cortar somente as sujeiras desejadas mas também informações estéticas do efeito, o que pode soar artificial ou ruim quando comparado ao som que se esperava. Outro exemplo: quando se comprime antes do gate, os volumes mais baixos do sinal de guitarra são destacados, e com isso fica mais difícil tirar somente os ruídos não desejados com o gate – acaba-se perdendo corpo e timbre da guitarra.

É possível escrever por horas sobre possibilidades e combinações de efeitos no signal flow de timbragem de guitarra. O melhor jeito de descobrir a combinação perfeita para cada objetivo é estudar a função e o funcionamento de cada um dos pedais, entender fluxo de sinal e depois experimentar.

Tente explicar os resultados obtidos com o que você sabe de cada um dos pedais. É uma ótima maneira de entender os efeitos e a importância da posição deles no signal flow, além de treinar os ouvidos.

O signal flow e sua relação com feedback

O feedback pode gerar um dos sons mais desagradáveis para a maioria das pessoas. E o que muitos não sabem é que ele ocorre por uma redundância no signal flow.

O feedback mais comum é o dos microfones, conhecido como microfonia. Um som é captado pelo microfone e percorre todo o seu fluxo elétrico até sair pelas caixas de som, acusticamente. O microfone então capta o som dos falantes e esse sinal percorre novamente o fluxo inteiro (esse processo ocorre praticamente na velocidade da luz devido aos sinais elétricos) uma e outra, e outra, e outra vez. Essa redundância no processo faz com que o sinal seja muito amplificado e gere o som marcante e geralmente desagradável da microfonia.

Outro tipo de feedback muito comum nos estúdios é o feedback por erro de signal flow. Uma confusão simples na hora de mandar o áudio para os fones dos músicos, por exemplo, pode causar feedback, principalmente em sistemas analógicos. Isso porque muitas vezes o monitoramento é feito a partir do som que está sendo gravado. O sinal passa por toda a mesa analógica antes de ir para o computador/máquina de fita e precisa voltar para a mesa analógica antes de ir para os monitores do estúdio. Se por algum engano o engenheiro de áudio passar esse sinal por um caminho redundante, ocorrerá feedback no fluxo do sinal.

Feedback nos delays

Mas o feedback não deve ser visto sempre como um efeito ruim. A maior parte dos delays tem o parâmetro feedback, por exemplo. Nesse caso, a reincidência do som ao topo do signal flow em questão é controlado por um parâmetro de tempo. Ou seja, o sinal vai ser repetido só uma vez, depois de um espaço de X milissegundos (ou outra configuração de acordo com o equipamento). O feedback configurado em 100% significa que o som vai se repetir infinitamente: não há redução de volume antes da repetição.

Com esse conhecimento podemos expandir e reimaginar o uso do feedback.
Por exemplo: enviar um canal de voz para um delay, desse delay para um equalizador que tira todos os agudos do sinal, desse equalizador para um reverb, e desse reverb de volta para o delay inicial. O sinal está voltando para o ponto de início – isso define o feedback. Entretanto, a cada vez que o sinal voltar, ele estará mais fraco e diferente. O som fica mais escuro – com menos agudos – e com mais ambiência. Ou seja, cria-se o efeito do som se afastando. Brincar com feedback pode criar sons bem únicos e interessantes!

Por outro lado, durante uma sessão esteja sempre pronto para dar mute em qualquer mandada de feedback que fizer. Um feedback muito potente danificar falantes/fones de ouvido e até mesmo machucar os ouvidos e danificar a audição.

Como signal flow pode ajudar a entender os meters (medidores)

Em mesas analógicas há bastante flexibilidade no caminho que o sinal de áudio pode percorrer. Muitas mesas apresentam botões, por exemplo, que mudam a ordem do signal flow dos meters (medidores). O meter pode corresponder ao sinal antes do pré-amplificador, depois do compressor ou até mesmo depois de passar pelo computador/máquina de fita e voltar pra mesa. Depende do que o engenheiro quer em cada momento.

No Pro Tools também é possível mudar a posição dos meters no signal flow. Por padrão os meters de todos os canais são pré-fader, ou seja, mostram o volume do sinal na entrada do canal, independente da posição do fader daquele canal (mesmo se estiver em -∞). Mas tem um detalhe: essa configuração não ocorre no Master Fader. Ou seja, é muito fácil cometer o erro de pensar que o sinal está saudável quando o Master Fader está com o volume reduzido.

Imagine o seguinte cenário: um engenheiro vê que o meter do Master Fader está distorcendo e abaixa o volume do fader em 5dB. Isso não impede que a distorção aconteça, pois ela acontece em um ponto anterior do signal flow. Ao abaixar o fader o engenheiro apenas impede que o meter detecte a distorção. A solução nesse caso seria reduzir os volumes de todos os canais e deixar o volume do Master Fader no 0dB, para ter uma referência real do fluxo de sinal.

Conclusão: fluxo de sinal é fundamental em qualquer estúdio, seja ele de grande porte ou home studio, analógico ou digital. E se quiser saber mais sobre como montar seu home studio, se liga nesse artigo!

Sobre Alberto Menezes

Alberto Menezes é engenheiro de áudio e músico formado pela Berklee College of Music em Produção Musical e Engenharia de Áudio, com complemento em Acústica e Eletrônica. Morou em Los Angeles por quase 3 anos, trabalhando em estúdios de pós-produção como engenheiro de áudio e escrevendo músicas para filme como freelancer. Em sua carreira, Alberto teve o privilégio de aprender sobre o funcionamento de grandes estúdios de Hollywood lado a lado a engenheiros de áudio nomeados ao Oscar, além de receber premiações independentes aos seus próprios trabalhos. Alguns dos projetos em que Alberto participou como engenheiro de áudio: La Casa de Papel, O Mecanismo, Saint Seiya: Os Cavaleiros do Zodíaco, Evangellion etc.