Os Formatos para Áudio Digital

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Áudio Digital

Você certamente já ouviu falar em discos de vinil e fitas cassete. Até cerca de 25 anos atrás, estes meios eram os mais comuns para gravação e reprodução de músicas. Eles só começaram a ser substituídos com a invenção do CD (Compact Disk) no final da década de 70, século passado. De 1977 a 1980 a Philips e a Sony se uniram para desenvolver o que seria o CD atual, uma mídia de dados que utiliza laser para ler a informação gravada. O próprio CD já está sendo substituído por outras mídias, principalmente os cartões de memória tipo pendriver.


Fig 1


A grande diferença entre o CD e cartões de memória e os formatos anteriores está na tecnologia empregada. O disco de vinil e a fita cassete eram meios analógicos de gravação e reprodução, enquanto o CD ou pendriver, utilizam a técnica digital.

No vinil, a trilha sonora é gravada mecanicamente em sucos impressos no disco. A reprodução é feita por uma agulha mecânica (as melhores eram com ponta de diamante) que inserida no suco, capta as vibrações e as transforma em sinal elétrico que posteriormente é amplificado.

Na fita cassete, a gravação é feita em um filme plástico com uma fina camada de material ferromagnético. O sinal gravado é uma sequência de campos magnéticos de intensidades diferentes. Para reproduzir, um cabeçote sensível a campo magnético capta esta variação de campo e transforma em sinal elétrico a ser amplificado.

Já no CD, a técnica é digital e totalmente diferente das anteriores. A trilha sonora é gravada digitalmente no CD em pequenos vales e picos numa matriz de alumínio. Ao se iluminar esta matriz com uma luz lazer, extremamente fina, acontece uma modulação neste sinal lazer que corresponde aos bits da gravação digital da trilha sonora.

No pendriver a gravação é feita diretamente na memória do dispositivo.

Quem é Melhor? Analógico ou Digital?

Esta discussão é eterna e provavelmente nunca chegaremos a uma resposta. O sistema analógico tem a vantagem de ser bastante fiel ao sinal original, já que ele não é discretizado, como acontece no sistema digital. Por outro lado, sistemas analógicos, via de regra, inserem ruido e distorção no sinal, durante o processo de captação nas agulhas ou cabeçotes magnéticos. É verdade que foram desenvolvidos verdadeiras obras primas da engenharia para minimizar este problema mas são soluções bem caras.

Já no processo digital, teoricamente, uma vez gravada a informação na mídia, ela pode ser recuperada indefinidamente e praticamente sem erros em relação à informação gravada. Porém o processo digital implica em discretizar o sinal e sempre se perde alguma informação. Além disto, durante a reprodução é introduzido um ruído devido à discretização do sinal. Outra desvantagem do sistema digital é o tamanho dos arquivos. Uma música de 4 minutos, por exemplo, pode facilmente chegar a 5Mbytes de dados. Esta desvantagem está sendo minimizada com a redução drástica do custo de memória que está ocorrendo nos últimos anos.

Sem dúvidas o sistema digital é o futuro e o analógico já está restrito a nichos muito específicos quando se procura excelência em algumas características do áudio.

Padrões de Gravação Digital

Já foram desenvolvidos alguns padrões de gravação e reprodução para mídia digital exclusiva para áudio. Estes padrões podem ser separados entre compactados e não compactados.

Nos padrões não compactados, o sinal original é digitalizado e armazenado na mídia, contendo todas as informações originais coletadas durante a digitalização. São os formatos mais féis ao som original

Já nos padrões compactados, justamente para reduzir o tamanho dos arquivos a serem armazenados, o sinal original é digitalizado e o resultado compactado de forma semelhante à compactação de arquivos no computador. O problema é que este processo de compactação nunca é perfeito e sempre se perde alguma informação do som original. A compactação de áudio se vale de algumas características do ouvido humano para minimizar as perdas de informação durante o processo de compactação. Sons mais baixos ou em frequências não percebidas pelo ouvido humano podem ser descartados para minimizar o tamanho do arquivo final. Mas a verdade é que não precisa nem ser um ouvido muito treinado para perceber perdas e distorções acrescentadas durante a compactação do arquivo de áudio.

Nesta série sobre áudio digital do eletronPi vamos discutir a fundo alguns destes padrões digitais.

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Curso de Eletrônica Básica do eletronPi.



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