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Audio Digital |
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Em 1877 Thomas Edison criou o primeiro dispositivo para registrar sons: o fonógrafo. Ele usou um mecanismo muito simples para armazenar uma onda sonora mecanicamente.
No fonógrafo, uma agulha era controlada por um diafragma, que vibrava conforme os sons eram capatados e esta agulha fazia marcas em um cilindro de metal. A agulha registrava as vibrações do diafragma diretamente no cilindro de metal. Para reproduzir o som, utilizava-se o processo inverso : a agulha passava sobre as marcas no cilindro de metal e elas faziam a agulha vibrar, que por sua vez fazia o diafragma vibrar e emitir sons.
Este sistema foi melhorado por Emil Berliner em 1887, que produziu o gramofone, que também é puramente um dispositivo mecânico que usa uma agulha e diafragma. A principal inovação do gramofone era a utilização de discos com um encaixe central, onde os sinais eram gravados em forma de espiral. Daí para os bolachões de vinil, a técnica "básica" era a mesma, porém agora os sinais são lidos pela agulha e são levados eletricamente para um amplificador ao invés de um diafragma, que irá aumentar a intensidade do som e envia-los as caixas acústicas.
A agulha num toca-discos vibra com as ranhuras no disco. Esta vibração é uma onda ANALÓGICA representando um som, que pode ser por exemplo um "Oi!". Veja como um "Oi!" é representado em forma de onda :
Esta forma de onda foi gerada eletronicamente no lugar de um diafragma (que também pode ser interpretado como um alto-falante) e um cilindro de metal, porém seu princípio é o mesmo. Este gráfico está mostrando, essencialmente, a posição do diafragma (mais para frente ou mais para tras) do microfone (eixo Y) com o passar do tempo (eixo X). Essas vibrações são muito rápidas - o diafragma está vibrando de um lado para outro na ordem de 1000 oscilações por segundo !
Um tom "puro" simplesmente é uma onda senoide que vibra a uma certa freqüência, como esta a 500 hertz onda (500 hertz = 500 oscilações por segundo) :
Note que o armazenamento e playback de uma onda analógica é simples - passando-se a agulha sobre os "arranhões" no disco tem-se um registro que é a aproximação da onda sonora que fez o diafragma vibrar. O grande problema do som analógico é que a fidelidade dele não é muito boa. Junto com os sinais nas ranhuras dos discos há muito do barulho de fricção da agulha no vinil. Discos de vinil tem vida útil definida, pois cada vez que você ouve um disco de vinil, a fricção da agulha com o disco causam danos a sua superfície, tirando informações da onda original que causam distorções.
Em um CD (ou em qualquer outro meio de gravação digital, como num arquivo mp3, por exemplo), a meta é criar uma gravação com fidelidade muito alta, ou seja, o som reproduzido ser o mais próximo possível do som original. No audio digital, o sinal analógico é convertido em registros e números em vez de onda. A conversão é determinada por um dispositivo chamado conversor analógico-digital (A/D).
Para tocar a música, temos o inverso: um conversor digital-analógico (DAC). A onda anlógica produzida pelo DAC é ampliada e alimenta os alto-falantes para produzir o som. A onda anlógica gerada a partir de dados digitais será sempre a mesma, obviamente, se dados não forem perdidos no meio do caminho.
É mais ou menos como aquela brincadeira do "ligue os pontos". Cada registro e número desses (os bytes) representam um ponto, que ligados formarão a onda sonora novamente. Veremos que quanto mais pontos, melhor a onda redesenhada.
Entendendo melhor o funcionamento da conversão analógico-digital... (parte 2)
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