Correlazione di fase

Definizione

La correlazione di fase tra i canali sinistro e destro è il coefficiente di correlazione dei due segnali a media nulla:

r = Σ L[n] · R[n] / √( Σ L[n]² · Σ R[n]² )

Il valore è compreso tra −1 e +1:

• +1: i canali sono identici a meno di un fattore di livello (segnale mono);
• 0: i canali non sono correlati (stereo molto largo, due registrazioni indipendenti);
• −1: i canali sono identici con polarità opposta; sommati in mono si annullano.

Per due sinusoidi della stessa frequenza e ampiezza sfasate di φ, misurate su un numero intero di periodi, r = cos φ: 90° → 0; 180° → −1. I correlatori in tempo reale calcolano r su una finestra mobile di qualche centinaio di millisecondi; i correlatori multibanda calcolano r per bande di frequenza. Il goniometro (vettorscopio) mostra lo stesso dato in forma grafica, disegnando M = (L+R) sull'asse verticale e S = (L−R) su quello orizzontale.

Correlazione, rapporto Side/Mid e calo in mono sono collegati: per canali di uguale potenza P_S / P_M = (1 − r) / (1 + r) e il calo di livello in mono è 10 · log10((1 + r) / 2) dB.

Parametri e unità

• Valore: adimensionale, da −1 a +1.
• Finestra di integrazione: 100–300 ms nei meter in tempo reale; intero file nelle misure di riepilogo.
• Valori di riferimento per un mix completo: media +0,3/+0,9; brevi discese verso 0 su effetti larghi sono normali; valori negativi prolungati indicano un problema.
• Tabella di conversione (canali di uguale potenza):

Funzione musicale

La correlazione segnala in modo immediato inversioni di polarità, ritardi tra microfoni, widener troppo spinti e sintetizzatori con oscillatori in opposizione di fase. Un mix con correlazione positiva mantiene l'equilibrio quando viene riprodotto in mono; un mix con correlazione vicina a 0 o negativa perde energia, soprattutto nei bassi e nella voce, su smartphone, casse Bluetooth e impianti da club.

Esempio pratico

• Microfoni della cassa: kick in e kick out con polarità opposta. Sommati al centro si cancellano parzialmente sotto 200 Hz; pannando provvisoriamente i due microfoni uno a sinistra e uno a destra, il correlatore mostra valori negativi. Invertendo la polarità di un microfono la correlazione torna positiva e il basso della cassa aumenta di 4–6 dB.
• Chitarra con due microfoni a distanze diverse: 1 ms di ritardo produce φ = 180° a 500 Hz, quindi cancellazione a 500, 1500, 2500 Hz nella somma. Allineando le tracce di 1 ms la cancellazione scompare.
• Mix completo: r = 0,65 sull'intero file → Side/Mid −6,7 dB e calo in mono −0,84 dB: valori sani per un mix pop.

Errori comuni

• Leggere solo il valore medio dell'intero brano: un breve passaggio con r < 0 (un pad, un riser) resta nascosto nella media.
• Ritenere che una correlazione vicina a +1 sia sempre un buon risultato: indica anche un mix senza ampiezza.
• Correggere i valori bassi rendendo mono l'intero mix invece di intervenire sulla traccia responsabile.
• Valutare la correlazione di una traccia mono duplicata: vale sempre +1 e non dà informazioni.
• Confondere polarità e fase: l'inversione di polarità ribalta il segnale a tutte le frequenze, lo sfasamento dipende dalla frequenza.

Come verificarlo

• Analisi dell'app: Correlazione stereo calcolata sull'intero file con la formula del coefficiente di correlazione; Calo sommando in mono e Side / Mid (energia totale) completano la diagnosi; l'ampiezza per banda indica in quale zona si concentra il contenuto laterale.
• Per sezioni: esporta separatamente le sezioni sospette (break con pad larghi, riser) e analizzale nell'app per vedere i valori locali.
• Meter in tempo reale: Voxengo Correlometer (multibanda), iZotope Insight, Wave Candy in modalità vettorscopio.
• Polarità: con il pulsante di inversione di polarità della traccia, confronta la correlazione e il livello dei bassi nelle due posizioni.