João Yazbek*
Anteriormente, em Antenna, apresentamos um artigo sobre as fontes de sinal de áudio, e observamos a predominância das fontes digitais sobre as analógicas, tanto em quantidade de opções como em qualidade de reprodução.
A tecnologia digital continua evoluindo e trazendo novidades. Para entendermos um pouco do jargão de bits e números que é usado no segmento e para podermos distinguir as diferenças entre tecnologias e dados apresentados pelos fabricantes, precisamos descer um pouco em detalhes sobre como funciona a tecnologia digital em áudio.
O mundo do áudio residencial conheceu a tecnologia digital em 1982, com a introdução comercial do CD, que foi uma tremenda evolução tecnológica no “estado da arte” para a época. A superioridade sonora de um CD, comparativamente a um LP de então, era simplesmente absurda, com maior dinâmica, menor distorção, melhor resposta em frequência e melhor relação sinal-ruído do que os melhores LP´s e tape-decks. E, o melhor de tudo, não existiam os “clics” e “pops” da sujeira do disco que tanto incomodavam o ouvinte. Pela primeira vez, o som reproduzido era cristalino, dinâmico e extremamente definido e limpo.
O Compact Disc possui dois canais de áudio que são codificados em 16 bits por amostra e com 44.1kHz de taxa de amostragem, utilizando codificação PCM (Pulse Code Modulation). Mas, o que realmente significa tudo isso? Para entender melhor, vamos entrar em alguns detalhes técnicos, mas sempre de forma inteligível ao usuário leigo. Pulse Code Modulation ou Modulação por Codificação em Pulsos é o padrão numérico para a amostragem de sinais de áudio. Simplificadamente, isso significa que cada amostra é lida como um pulso de certa amplitude, que é codificado de forma binária a intervalos regulares. LPCM é uma variação do PCM com níveis de quantização lineares. Ele não é usado nos CD´s, mas é usado em arquivos de computador. PCM é o formato padrão de áudio sem compressão. Arquivos codificados com LPCM são conhecidos por suas extensões .WAV, .AIFF, .AU e .PCM, entre outras.
*Mestre em Engenharia Eletrônica
Muito boa a matéria, a revista Antena é e sobre foi um importante incentivo para novos técnicos em eletrônica. Fornecendo informações, circuitos, e novidades. Felizmente aínda podemos contar com está publicação, mesmo que na forma digital.
Seria bom esclarecer que o uso de de 13 ou 14 bits para o sinal musical e não os 16 (2 bytes) se deviam/devem exatamente ao fato de que esses 2 o 3 bits são usados para correção de erros (não só de leitura, mas devido a defeitos no próprio disco óptico).
O número 44.100, que às vezes parece mágico, cabalístico ou “misterioso”, guarda algumas curiosidades, como a de ser aproximadamente o dobro da maior freqüência já percebida por pessoas com audição excepcional, ser um quadrado perfeito (pois 210 x 210 = 44.100) e associado aos 2 canais estéreo, com resolução de 16 bits, implicar uma capacidade de armazenamento de cerca de 74 minutos para o disco óptico de 12 com de diâmetro que seria usado para gravação. Esse tempo era o que o maestro Herbert von Karajan (um dos maiores entusiastas das gravações sonoras em formato digital) havia estabelecido para uma das sinfonias de Beethoven ( salvo engano a nona), que poderia ser gravada e ouvida sem interrupção.
Outro aspecto importante: os melhores gravadores analógicos, quando bem calibrados, com fitas de boa qualidade, em velocidade mais alta, eram capazes de registrar freqüências sonoras de até 22 kHz; logo, o uso de taxa de amostragem de 44.100, atenderia ao critério de Nyquist, garantindo que as freqüências musicais mais altas pudessem ser registradas e reproduzidas.
Em relação à faixa de freqüências que podiam/podem ser gravadas num disco pelo processo de microssulcos , ela pode ir de 5Hz a 45 kHz, portanto bem maior do que a de um CD, na época considerado a “novidade e qualidade definitiva para a música gravada”. Naquele início da década de 1980 fazia quase 40 anos que Philips, Sony e outras empresas, assim como universidades e centros de pesquisa, investiam, tempo, esforços e recursos, com o fim de obter uma forma de registro do som que permitisse sua gravação e reprodução com alta fidelidade, sem desgaste do suporte (daí o uso de discos ópticos ). Portanto havia necessidade de se lançar comercialmente reprodutores de CD e estimular a indústria fonográfica a migrar para o formato digital.
A questão mais central da migração analógico=>digital – para registro e reprodução da música – é que os equipamentos e técnicas digitais permitem a obtenção de ótima qualidade a preços que hoje são muito menores, além de os equipamentos serem mais robustos e fáceis de operar, por parte dos usuários. Ou seja: um equipamento digital com o mesmo desempenho de um analógico custa bem menos e requer menos manutenção.