Dispositivos para captura, processamento e reprodução de som digital

O processo que envolve, na captação ou gravação, a conversão do som analógico para digital (ADCAnalog to digital converter) e, na reprodução, a conversão do som digital para analógico (DAC, Digital to analog converter) permite que o som seja armazenado e reproduzido por vários meios como de um CD, Minidisc ou DAT.

Captura de som digital:

Figura 1 - O microfone, ao captar o som, traduz as variações de pressão acústica (dB) na sua entrada em variações de tensão eléctrica (Volts) no seu cabo.

Um microfone é um dispositivo de captura de som, na medida em que converte uma variação de pressão acústica (som), numa variação correspondente detensão eléctrica. A um valor alto de pressão acústica corresponderá um valor alto de tensão eléctrica no cabo do microfone e vice-versa.

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Processamento de som digital:

Sendo representado por um sinal eléctrico, o som é facilmente processado por um sistema electrónico analógico como, por exemplo, um amplificador de alta fidelidade, ou por um sistema digital como exemplo um digitalizador e gravador de CD’s.

amplificador é usado para amplificar a reduzida amplitude do sinal eléctrico à saída do microfone, de forma a elevar a tensão eléctrica. Um amplificador típico tem algumas imperfeições funcionais que degradam a forma de onda do sinal. Porém, o nível de degradação é tão mais baixo quanto maior for a qualidade do amplificador, podendo ser imperceptível se o amplificador for de boa qualidade.

Figura 2 - Exemplo de um amplificador (Marshall).

gravação digital é efectuada armazenando os valores das amostras em sequência ordenada. Por exemplo, no caso da gravação em CD, cada bit é inscrito numa superfície reflectora de luz, de maneira que qualquer leitor de CD’s tenha pouca dificuldade em reconhecer um bit como ‘0’ ou ‘1’. Assim, uma gravação feita neste formato pode durar “uma vida”. Há um outro tipo de registo digital que é realizado em suporte magnético (como no caso dos discos rígidos nos computadores).

Figura 3 - Leitor de CD's.

As placas de som presentes nos computadores servem como meio intermediário entre os computadores e o exterior. Elas são capazes de fazer a conversão analógico-digital do sinal eléctrico proveniente de um microfone, por exemplo, bem como a conversão digital-analógica. As taxas de amostragem e número de bits que a placa usa para aquisição não são fixos e podem ser programáveis.

Quando usamos um programa de computador que faz a aquisição de som através da placa de som, as amostras de som serão recebidas sequencialmente pelo programa, submetendo-as ao processamento desejado. Quando um programa de computador faz a reprodução de som, a placa de som é informada (pelo programa) da resolução em amplitude (número de bits) e do número de amostras por segundo com que a conversão digital-analógica deve ser realizada, antes do som ser reproduzido. Os dados serão enviados sequencialmente, e a placa de som tratará do resto.

Figura 4 - Placa de som.

O software MIDI (Musical Instrument Digital Interface), ou Interface Digital para Instrumentos Musicais, é uma tecnologia padronizada de comunicação entre instrumentos musicais e equipamentos electrónicos (por exemplos: teclados, guitarras, sintetizadores, sequenciadores, computadores e samplers). Este programa contribui para o processamento de som e de composições musicais da forma que possam ser executadas, transmitidas ou manipuladas por qualquer dispositivo que reconheça esse padrão.

O formato MIDI correspondente não contém o áudio propriamente dito, mas sim as instruções para produzi-lo, sendo basicamente uma partitura digitalizada. Essas instruções definem os instrumentos, notas, timbres, ritmos, efeitos e outras características que serão utilizadas por um sintetizador que gere os eventos musicais.

Figura 5 - Software MIDI, com as suas variadas ramificações.

 

Reprodução de som digital:

Figura 6 - O altifalante traduz as variações de tensão eléctrica (Volts) no seu cabo em variações de pressão (dB) na saída. É um dispositivo que reproduz som.

No processo de reprodução, as amostras que são retiradas da onda original são postas em sequência, à entrada de um outro dispositivo, um conversor digital-analógico, que vai tratar de reconstruir o sinal analógico, pronto para ser enviado para um altifalante, por exemplo.

altifalante é responsável pelo processo inverso ao microfone, na medida em que, na sua entrada, se apresenta uma variação de tensão eléctrica que ele vai tratar de converter para variações de pressão acústica, na sua saída.

Figura 7 - Interior de um altifalante.

Figura 8 - Aspecto de um altifalante.

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