Para comprender los conceptos del audio digital debemos tener claro lo parámetros básicos del sonido: La onda sonora, la frecuencia y la amplitud.
Onda Sonora: Es la forma que toma el sonido o la forma de vibración producida. Cada sonido vibra de forma diferente y depende plenamente de como se desplace en su medio como la resonancia inducida a su alrededor.
Frecuencia: Nuestra percepción de los tonos y los sonidos son el resultado frecuente de las variaciones de la presión sonora. Esta frecuencia se mide en "ciclos" por segundo (CPS) o utilizamos la unidad de medida respectiva conocida como "Hertz" (Hz).
El oído humano percibe frecuencias que van de los 20Hz a los 20,000 Hz.
Amplitud: Esta crea nuestra percepción del volumen del sonido. La amplitud se mide en decibeles (Db) y está definida por nuestro rango dinámico. O sea, nuestro umbral sonoro sería 0 db y la sensación de dolor llegaría a los 130 db.
CONVERSIÓN ANÁLOGA-DIGITAL
MICRÓFONO:
El micrófono es el medio analógico para lograr la conversión digital de una señal de audio.
Onda Sonora: Es la forma que toma el sonido o la forma de vibración producida. Cada sonido vibra de forma diferente y depende plenamente de como se desplace en su medio como la resonancia inducida a su alrededor.
Frecuencia: Nuestra percepción de los tonos y los sonidos son el resultado frecuente de las variaciones de la presión sonora. Esta frecuencia se mide en "ciclos" por segundo (CPS) o utilizamos la unidad de medida respectiva conocida como "Hertz" (Hz).
El oído humano percibe frecuencias que van de los 20Hz a los 20,000 Hz.
Amplitud: Esta crea nuestra percepción del volumen del sonido. La amplitud se mide en decibeles (Db) y está definida por nuestro rango dinámico. O sea, nuestro umbral sonoro sería 0 db y la sensación de dolor llegaría a los 130 db.
CONVERSIÓN ANÁLOGA-DIGITAL
MICRÓFONO:
El micrófono es el medio analógico para lograr la conversión digital de una señal de audio.
Los micrófonos tienen la tarea de percibir los cambios en la presión del aire -formas de onda, frecuencias y amplitud- traduciéndolas en una señal eléctrica que puede ser grabada o capturada.
Es una corriente alterna que corresponde en forma análoga en su forma de onda, frecuencia y amplitud con la información acústica original.
Para grabar en forma digital, estos impulsos eléctricos deben de traducirse en números binarios que puedan ser guardados por una computadora. Esto se conoce como conversión A/D.
Para lograr una conversión A/D debemos tener dos factores esenciales que son:
FRECUENCIA DE MUESTREO ( SAMPLE RATE)
RESOLUCIÓN DE BITS (BIT DEPTH)
La Frecuencia de Muestreo procede a tomar lectura discretas de una señal en varios momentos de un tiempo determinado. Cada lectura o muestra en una toma digital de la señal en un momento dado.
El SR es la frecuencia con la que estas tomas son registradas. Reproducir sucesivamente estas muestras se va a aproximar a la señal original.
Es una corriente alterna que corresponde en forma análoga en su forma de onda, frecuencia y amplitud con la información acústica original.
Para grabar en forma digital, estos impulsos eléctricos deben de traducirse en números binarios que puedan ser guardados por una computadora. Esto se conoce como conversión A/D.
Para lograr una conversión A/D debemos tener dos factores esenciales que son:
FRECUENCIA DE MUESTREO ( SAMPLE RATE)
RESOLUCIÓN DE BITS (BIT DEPTH)
La Frecuencia de Muestreo procede a tomar lectura discretas de una señal en varios momentos de un tiempo determinado. Cada lectura o muestra en una toma digital de la señal en un momento dado.
El SR es la frecuencia con la que estas tomas son registradas. Reproducir sucesivamente estas muestras se va a aproximar a la señal original.
Existe una ley Fundamental de conversión análoga - digital para la toma de la frecuencia de muestras, esta se llama Teorema de Nyquist.
Nyquist establece que para poder producir una reproducción exacta de una frecuencia de un sonido X , cada herzio o ciclo debe ser tomado como mínimo 2 veces. Si la frecuencia de muestreo es mas baja, se leerá de forma inexacta produciendo ruidos o tonos erróneos.
Como el ser humano percibe sonidos que van desde los 20 hz a los 20 khz, la frecuencia de muestreo de ser tomada dos veces o sea, 40 khz.
Esta frecuencia de muestreo fue utilizada para lograr un parámetro universal comercial en los reproductores de audio digitales de la época del nacimiento digital con los discos compactos. Los lectores hasta hoy , solo reproducen en 44.1 khz. Sin embargo, se mantuvo la polémica de si el audio digital era bueno o no. Muchos productores hoy en día han preferido el medio analógico para grabar música y luego masterizarlo en digital.
No es lo mismo escuchar una sinfónica en un teatro, donde todas las frecuencias nos hacen vibrar en sentimientos y emoción, que escucharlo en nuestra casa en un disco compacto donde muchas de las frecuencias fueron recortadas. El audio se escucha bien, pero muchas de las frecuencias no solo entran por nuestros oídos sino que son percibidas por todo nuestro cuerpo.
En fin, a base de polémicas y desarrollo de software y nuevas estaciones de trabajo hoy las frecuencias de muestreo llegan a los 192 khz dándonos una gran calidad de audio. Y ya las empresas llevan al mercado reproductores de sonido HD.
La Resolución de Bits son dígitos binarios 0's o 1's para cuantificar cada muestra que es tomada.
El Rango Dinámico útil de un producto audiovisual va desde los 40 db a los 105 db. Para capturar el rango el convertidor A/D debe representar en forma exacta las diferencias en amplitudes de al menos 65 db o sea un mínimo de rango dinámico. El volumen se captura a través del proceso de Cuantización. Es es simplemente que cada muestra es asignada al valor de amplitud más cercano disponible.
Utilizamos una fórmula 2n El rango de los valores de una palabra binaria de define por su longitud y es igual a 2 a la n potencia, donde "n" es el número de bits.
Una palabra binaria de 4 bits puede representar 16 valores numéricos diferentes. Un convertidor A/D que captura una amplitud usando esta palabra binaria de 4 bits puede grabar una serie de amplitudes usando 16 niveles discretos. Una palabre de 16 bits en cambio podría registrar 65,536 de niveles discretos, y una de 24 bits 16,777,216 de niveles discretos. En resumen, entre más grande sea la palabra binaria, más exactitud tendrá el rango dinámico del audio original.
Nyquist establece que para poder producir una reproducción exacta de una frecuencia de un sonido X , cada herzio o ciclo debe ser tomado como mínimo 2 veces. Si la frecuencia de muestreo es mas baja, se leerá de forma inexacta produciendo ruidos o tonos erróneos.
Como el ser humano percibe sonidos que van desde los 20 hz a los 20 khz, la frecuencia de muestreo de ser tomada dos veces o sea, 40 khz.
Esta frecuencia de muestreo fue utilizada para lograr un parámetro universal comercial en los reproductores de audio digitales de la época del nacimiento digital con los discos compactos. Los lectores hasta hoy , solo reproducen en 44.1 khz. Sin embargo, se mantuvo la polémica de si el audio digital era bueno o no. Muchos productores hoy en día han preferido el medio analógico para grabar música y luego masterizarlo en digital.
No es lo mismo escuchar una sinfónica en un teatro, donde todas las frecuencias nos hacen vibrar en sentimientos y emoción, que escucharlo en nuestra casa en un disco compacto donde muchas de las frecuencias fueron recortadas. El audio se escucha bien, pero muchas de las frecuencias no solo entran por nuestros oídos sino que son percibidas por todo nuestro cuerpo.
En fin, a base de polémicas y desarrollo de software y nuevas estaciones de trabajo hoy las frecuencias de muestreo llegan a los 192 khz dándonos una gran calidad de audio. Y ya las empresas llevan al mercado reproductores de sonido HD.
La Resolución de Bits son dígitos binarios 0's o 1's para cuantificar cada muestra que es tomada.
El Rango Dinámico útil de un producto audiovisual va desde los 40 db a los 105 db. Para capturar el rango el convertidor A/D debe representar en forma exacta las diferencias en amplitudes de al menos 65 db o sea un mínimo de rango dinámico. El volumen se captura a través del proceso de Cuantización. Es es simplemente que cada muestra es asignada al valor de amplitud más cercano disponible.
Utilizamos una fórmula 2n El rango de los valores de una palabra binaria de define por su longitud y es igual a 2 a la n potencia, donde "n" es el número de bits.
Una palabra binaria de 4 bits puede representar 16 valores numéricos diferentes. Un convertidor A/D que captura una amplitud usando esta palabra binaria de 4 bits puede grabar una serie de amplitudes usando 16 niveles discretos. Una palabre de 16 bits en cambio podría registrar 65,536 de niveles discretos, y una de 24 bits 16,777,216 de niveles discretos. En resumen, entre más grande sea la palabra binaria, más exactitud tendrá el rango dinámico del audio original.
Para calcular la capacidad de un rango dinámico de un convertidor A/D multiplicamos la palabra por 6 y esta nos dará el rango dinámico aproximado. Ejemplo,
8 bits X 6 = 48 dB 16 bits X 6 = 96 dB 24 bits X 6 = 144 dB
El rango dinámico se incrementa por 6 dB por cada bit agregado a la longitud de la palabra binaria.
Por lógica entre más grandes sean las palabras binarias mas capacidad de almacenaje vamos a necesitar.
Para terminar les presentamos un diagrama del flujo de sonido y conexiones de una estación de trabajo DAW:
8 bits X 6 = 48 dB 16 bits X 6 = 96 dB 24 bits X 6 = 144 dB
El rango dinámico se incrementa por 6 dB por cada bit agregado a la longitud de la palabra binaria.
Por lógica entre más grandes sean las palabras binarias mas capacidad de almacenaje vamos a necesitar.
Para terminar les presentamos un diagrama del flujo de sonido y conexiones de una estación de trabajo DAW: