17 abril 2016

O som em alta fidelidade - Parte 4

O Vinil



Como sempre, um pouco de história.

Surgindo no ano de 1948, tornou os discos de goma-laca de 78 rotações obsoletos. Os discos de 78 rotações tiveram seu inicio em 1890.

Após o lançamento do CD, no final da década de 80, o vinil teve sua utilização rápida e gradativamente reduzida e quase desapareceram por completo no final do século passado. A partir de 2010 uma onda começou a popularizar novamente a utilização do vinil e a gravadora Plysom começou a produzir discos de vinil, dada a necessidade crescente destas mídias para a utilização de DJs, colecionadores e o público que não estava satisfeito com a qualidade sonora dos CDs.

No período anterior aos CDs e mídias digitais, o Vinil era o que de melhor o consumidor podia ter em questão de qualidade da fonte sonora.

O processo de gravação.

Depois do processo inicial de produção com a captação, mixagem, masterização inicial e gravação em algum suporte analógico ou mais modernamente digital, o conteúdo é remasterizado de forma a adaptar-se ao meio ou mídia a que vai ser gravada. Esta re-masterização prevê e aplica as correções devidas aos limites técnicos impostos pela mídia final de suporte. No vinil, por ser um processo de gravação e reprodução mecânico, as correções da re-masterização são extremamente importantes e delas dependerá a qualidade do produto final.

Após os processos eletrônicos iniciais, uma fresa eletrônica literalmente corta a superfície de uma matriz de acetato, transferindo o som representado eletricamente para os sulcos onde futuramente será trilhado pela agulha do toca discos, convertendo-o novamente para um sinal eletrônico.



Disco e agulha ampliados 1000x

Desta matriz em acetato outra parte do processo cria um “carimbo” em negativo, que prensa uma pasta quente de cloreto de polivinilo ou poliéster e no  final deste processo temos o disco de vinil, que estamos acostumados a ver, pronto para o processo final de acabamento e embalagem.

No processo eletrônico da re-masterização, uma série de equalizações de resposta de freqüência e compressões são aplicadas. A correção de resposta de freqüência, ou equalização, utiliza uma curva padronizada de correção chamada Curva de Equalização RIAA. A curva RIAA atenua os sons com freqüência abaixo de 500 Hz  e acentua os sons agudos acima de 2.120 Hz antes da gravação. Este processo visa diminuir o ruído inserido no processo de gravação e reprodução da mídia vinil, uma vez que a maioria do ruído ouvido está na faixa dos agudos e impede que os níveis dos sons graves criem ondulações nos sulcos capazes de interferir nos sulcos adjacentes.

O processo de reprodução

No processo de reprodução um Pré-Amplificador de Phono aplica em seu filtro uma curva de equalização RIAA inversa, ou seja, os agudos que anteriormente foram acentuados, são agora atenuados, e os graves anteriormente atenuados agora são acentuados, tudo na proporção inversa da curva RIAA de gravação, mantendo os níveis finais iguais aos níveis presentes na gravação original. Como há, na reprodução uma filtragem de agudos, os ruídos oriundos do disco físico de vinil são também atenuados.

Todos os pré-amplificadores e receivers vintages da era do vinil já possuem no circuito da entrada phono um filtro RIAA, já os mais modernos não possuem. Portanto, se o amplificador ou receiver não tiver entrada phono, é necessário o uso de um pré-amplificador de phono para amplificar e equalizar a curva RIAA do sinal analógico oriundo de um toca discos com cápsula magnética. 

Existem toca discos que possuem capsulas de cristal, que pelas características de reprodução do cristal, não necessitam de equalização RIAA. Estas cápsulas de cristal, não conseguem reproduzir adequadamente a curta RIAA e possuem baixa qualidade, somente sendo utilizadas em aparelhos de baixa qualidade não atendendo as expectativas de do som em Hi Fi.

As cápsulas magnéticas tem um nível de saída do sinal elétrico muito reduzido, cerca de 5mv (5 milionésimos de volts), já as cápsulas de cristal tem um nível de saída muito maior, cerca de 100mV. Estas últimas podem ser ligadas diretamente a entrada AUX de qualquer equipamento de amplificação.
Note, na figura abaixo que a curva de atuação dos filtros RIAA de gravação (em verde) e reprodução (em vermelho) tem as curvas idênticas, porém invertidas. O resultado é uma saída plana (em azul) pronta para ser amplificada pelos próximos estágios da amplificação.



Curvas de gravação e reprodução RIAA

As cápsulas magnéticas tem um nível de saída do sinal elétrico muito reduzido, cerca de 5mv (5 milésimos de volts), já as cápsulas de cristal tem um nível de saída muito maior, cerca de 100mV. Estas últimas podem ser ligadas diretamente a entrada AUX de qualquer equipamento de amplificação.




Pré-Amplificador de Phono DIY



O Toca disco

O toca disco é a peça fundamental na qualidade de reprodução e na conservação de seus LPs. São componentes eletromecânicos de precisão, cuja função é transformar as informações mecânicas gravadas nos sulcos dos vinis em sinais elétricos fieis à forma original que foi produzida.
Seus elementos construtivos principais são:

a) Conjunto de tração
Composto basicamente pelo motor, elemento de acoplamento (correia, polia ou motor de tração direta direct drive) e pelo prato de suporte ao disco de vinil.

O conjunto deve promover uma rotação constante do disco sem introduzir nenhuma variação ou ruído mecânico ao mesmo. Os toca discos de qualidade possuem motores de tração direta ou  tração por correia. 

A grande maioria de toca discos Hi End utiliza a tração por correia, que por ser muito flexível e o motor estar mecanicamente isolado do resto do mecanismo,  transfere menos ruído do motor para o prato e o braço do toca discos. Já os direct drive são os preferidos por DJs, pois permitem a inversão manual de rotação do disco nos efeitos de scratch. Toca discos de polia somente são utilizados em equipamentos de baixo custo e baixa qualidade.

O prato deve ter boa massa, ser pesado, para que a inércia ajude a manter a velocidade constante e minimize qualquer vibração mecânica gerada pelo motor. Pratos de plastico, ou com pouca massa, somente são utilizados em equipamentos de baixa qualidade.



Tração por correia x tração direct drive.


b) Conjunto de captação

Composto basicamente pela agulha, capsula e conjunto do braço tem a função de trilhar a superfície do disco de forma estável e sutil. O alinhamento deste conjunto é imprescindível para uma perfeita transferência dos sinais mecânicos do sulco do vinil para sinais eletrônicos prontos para serem amplificados.

Os braços são construídos com muitas variações de design e utilizando vários tipos de materiais em sua construção, sendo os mais comuns os alumínio e compostos plásticos. Muitos fatores construtivos determinam a qualidade e eficácia do conjunto do braço, e são demasiadamente complexos para serem abordadas neste momento.

A cápsula deve estar com agulha em condições de uso, pois esta fica em contato direto com o disco, e as suas condições determinam a longevidade do mesmo. Quando devidamente utilizadas,  as agulhas, têm uma vida útil de aproximadamente 500 horas, uma agulha desgastadas ou quebrada deve ser substituída.

Cada conjunto cápsula/agulha tem um peso de tracionamento específico, definido pelo seu fabricante. Nos conjuntos de melhor qualidade o peso de tracionamento fica entre uma ou duas gramas. 
As cápsulas com baixo peso de tracionamento não funcionarão bem com braços cuja mecânica necessite de pesos maiores para trilhar corretamente o disco. Isto significa que não adianta nada comprar uma cápsula de alta qualidade se seu toca disco não possui um mecanismo de braço a altura.
Os toca discos de maior qualidade tem seu funcionamento totalmente manual, ou seja, não possuem mecanismos que acionam o braço automaticamente ou dependem dele para parar o motor ao final do disco. Estes mecanismos automáticos interferem na precisão do movimento do braço e impõem forças que são inadequadas para que ele possa trabalhar com baixos pesos de tracionamento. Prefira um toca disco manual a um automático ou semi-automático.

Embora alguns são totalmente manuais, toca discos e cápsulas destinadas a DJ necessitam de peso de tracionamento muito grande, muitas vezes superior a cinco gramas. Este peso é altamente danoso aos LPs, pois as forças excessivas terminam gastando as paredes dos sulcos dos discos.

Nunca toque a agulha da cápsula, e a mantenha protegida, com o braço travado, quando não estiver em uso. Sempre que possível, "aterrize" a agulha no disco com a ajuda do mecanismo de amortecimento existente na maioria dos braços.

Os toca discos de qualidade permitem que o posicionamento da cápsula, seu peso de tracionamento, correção da tendência a deslizamento (anti skating) e velocidade de rotação sejam ajustados.  

Uma consulta ao manual do fabricante é fundamental para proceder com estes ajustes. Existem tabelas, gabaritos e equipamentos dedicados a estes ajustes. Um  toca discos devidamente ajustado é fundamental para a qualidade da audição.

No próxima parte deste artigo trataremos dos ajustes do toca discos.



Braço de toca discos Hi End, em fibra de carbono


Os cuidados

Diferente dos CDs e das mídias digitais, a qualidade do material gravado e durabilidade do Vinil e dos componentes de toca discos são diretamente proporcionais aos cuidados com o armazenamento e manuseio.

Os sulcos dos discos de vinil são extremamente sensíveis e não devem ser tocados por nenhun objetos (incluindo os dedos) a não ser pela agulha da cápsula, pelo plástico especial da capa e pela borracha do prato do toca discos. Manuseie os discos somente tocando-os pela borda sem tocar os sulcos. Qualquer dano aos sulcos do disco acarretará em ruído na audição e maior desgaste da agulha, assim como qualquer sujeira que esteja depositada nos sulcos.

Os discos devem ser guardados em local seco sem poeira ou calor, sempre nas embalagens plásticas e em pé. Não se deve guardá-los na posição horizontal, nem tampouco empilhados, pois isso poderá empená-los.

Regularmente os LPs devem ser lavados para se retirar a poeira de seus sulcos e existe uma técnica para isso. 

Os discos devem ser lavados com água limpa corrente e detergente neutro, não utilize nenhum produto químico como alcool, solventes, lubrificantes, polidores, etc.

a) Manipule o disco somente pela borda, não toque seus sulcos com os dedos.

b) Comece molhando a superfície do vinil com água corrente, tomando cuidado para não molhar a etiqueta central.

c) Dilua algumas gotas de detergente neutro em um pouco de água limpa.

d) Molhe um algodão (preferencialmente cirúrgico, que não solta fibra) na solução de detergente e passe na superfície do vinil numa espiral, no sentido contrário ao da tração da agulha no toca discos, de dentro para fora. Faça esses movimentos varias vezes. Não utilize esponjas, panos ou qualquer outro material abrasivo na limpeza.

e) Enxague com água corrente até que não haja mais vestígio de sabão na superfície. Neste ponto a água não fica mais retida nos sulcos.

f) Repita a operação dos dois lados do disco.

g) Deixe secar, na vertical, em local sem poeira e a sombra. Não deixe nada tocar na superfície do disco.

Você pode construir um “secador” para os vinis com arame ou adaptando um suporte de faqueiro, conforme a foto.


Secando vinil após a lavagem

A agulha do toca discos também pode ficar impregnada de sujeira microscópica, que não sai com as escovinhas para limpeza.

Para limpa-la, basta utilizar um dos LPs que acabaram de ser lavados e com ele ainda úmido, coloque no toca discos e deixe a agulha trilhar seus sulcos, ainda com umidade. Após alguns minutos, retire o disco e proceda com a lavagem do mesmo.

A umidade no sulco ajudará na remoção de sujeira impregnada nas paredes da agulha.



Sujeira na parede da agulha, ampliada 10000 vezes



A qualidade do vinil

Como já dito antes, a qualidade final da cadeia de audição depende da qualidade de cada processo independente. Desde a captação até o som chegar aos nossos ouvidos, todos os componentes e processos devem ser de qualidade compatível com as expectativas do som em Hi Fi.

Sem contar o processo inicial, a re-masterização é um dos processos mais críticos no processo de produção do vinil e depende de fatores altamente técnicos que levam em consideração o tempo de audição, o número de faixas e capacidade da mídia de vinil. Na teoria, um LP Single (não um compacto single) permite que se aplique menos compressão ou correções e, portanto tem melhor qualidade que um LP com 10 faixas por lado, onde se deve fazer caber mais informações em menos espaço.

No começo o processo de produção do vinil era totalmente analógico e ficava livre das imposições e degradações técnicas impostas pelos processos de digitalização. Com o advento dos processos e algoritmos digitais o processo de masterização passou a ser, também digital.

Com a volta do vinil em anos recentes, muita "trambicagem" vem acontecendo, com gravadoras passando re-masterização de CD diretamente para o vinil, inserindo parâmetros de correções  que não estão de acordo com as necessidades, ou pelo menos não otimizadas, com as as mídias de vinil. Mais grave ainda é a possibilidade da produção de vinis a partir de mídias altamente comprimidas como o MP3. Alguns dados técnicos da produção do vinil, são fornecidos nas capas dos mesmos.


O que soa melhor, vinil ou mídias digitais?

A resposta, eliminando fatores técnicos, é o que lhe soar melhor.

A audição musical é uma questão de gosto pessoal. O processo de se ouvir um LP é por sua essência um rito onde todos os passos, deste a manipulação do LP até a leitura dos encartes são extremamente prazerosos. Por outro lado, ouvir uma mídia digital, sem os chiados, sem necessitar dos cuidados especiais na manipulação do vinil e podendo-se passar de uma música ou banda para outra em segundos é extremamente prático. 

A comparação de qualidade entre as mídias só será efetiva se com músicas de qualidade de conteúdo e produções de boa qualidade assim como de todos os componentes da cadeia sonora. 
Aprenda a prestar atenção nos detalhes da peças musicail, assista a audições acústicas ao vivo, treine seus ouvidos.

De nada adiantará fazer uma comparação se não temos a capacidade de perceber a diferença sonora de um MP3 em 128Kbps e um de 320Kbps.


Continua com os ajustes do toca disco...



14 abril 2016

O som em alta fidelidade - Parte 3

Voltando um pouco... Os formatos de áudio digital


Fui logo direto atacando o MP3, simplesmente por ser o formato de áudio digital mais utilizado hoje, mas existem outros inúmeros formatos de áudio digital, alguns podem ser considerados aptos a cumprir com as expectativas de uma audição Hi Fi, outros não.


Um pouco sobre arquivo de áudio digital.

PCM 


Pulse-code-modulation, ou modulação por largura de pulso, é o método mais comum de armazenamento de sinais de áudio em formato digital. Os dados armazenados na forma PCM representam a forma de onda do som utilizando de dois parâmetros para a codificação (passagem de analógico para digital) e decodificação (recomposição de digital para analógico): A taxa de amostragem, e a profundidade de bits. 





Amostragem da forma de onda analógica no processo de digitalização



Taxa de amostragem.


Representada em Hertz, é a frequência ou número de vezes que a forma de onda analógica é amostrada durante o processo de conversão. Normalmente os valores são representados na faixa de Kbps ou Kilo bits por segundo, quanto maior a taxa de amostragem, mais fiel será a representação digital da forma de onda sonora.


Profundidade de bits


Representam quantos valores cada amostragem pode ter entre o nível de sinal mais tênue e o mais forte. É representada em bits, normalmente entre 12 e 24 bits. Uma profundidade de 12 bits pode representar cada amostragem numa faixa de 4096 valores possíveis, uma taxa de 24 bits pode representar numa faixa de 16777215 valores possíveis. 


Note-se que a resolução, ou definição da representação da forma de onda com 24 bits é 4095 vezes superior a de 12 bits, ou seja, será possível distinguir muito mais detalhes do formato forma de onda analógica original, assim como as pequenas diferenças de nível entre as passagens de baixo volume e as de maior volume serão melhores notadas.


Taxa de bits


Representada em Bits por segndo, é o índice obtido pela multiplicação dos tempos de sua profundidade de bits, pela taxa de amostragem e o número de canais (dois para estéreo). Como exemplo a taxa de bits de um CD é igual a 1.4411 Kbps, ou seja, 16 bits x 44100 bps x 2.


Os arquivos de áudio digitais mais comuns incluem as taxas de: 256kbps, 320kpbs, 16-bit / 44,1KHz (qualidade de CD), 16-bit / 48khz, 24 bits / 44,1 kHz, 24-bit / 48khz, 24-bit / 96 kHz, 24-bit / 172.4kHz, e 24-bit / 192khz. 


Os arquivos a partir de 24-bit/48khz são considerados de áudio de alta definição ou áudio HD e são os mais indicados para audições em Hi Fi, mas existem certas polêmicas sobre este limiar, ou a partir de que valores pode-se considerar de alta qualidade. Eu particularmente procuro sempre arquivos de 24 bits / 96 khz para cima.


Há também arquivos extreme Digital Definição (DXD) disponíveis, que são arquivos de PCM com uma taxa de profundidade de bits e amostragem de 24-bit / 352.8kHz. 


Estejam atentos que quando maior a taxa de bits de um arquivo de som digital, maior será o tamanho do arquivo para armazenamento.




O armazenamento digital 


Os arquivos PCM podem ser armazenados em formatos compactados ou não. Os formatos mais comuns, os compactados, são divididos em  lossless (sem perdas) e lossy (com perdas).


Os arquivos não compactados não oferecem nenhuma modificação nos dados gerados originalmente, ou seja, o arquivo original não é alterado, já os compactados (comprimidos) os dados são alterados de forma a alcançar tamanhos de arquivos menores que os não compactados. 


Na compressão sem perda (lossless), todos os dados gerados originalmente são preservados, na compressão com perdas (lossy) os dados originais são alterados ou descartados e haverá perdas das características originais, que não poderão mais ser recuperadas.Um arquivo compactado originalmente com perdas, se for processado, e regravado, as regravações sempre somarão mais perdas e conseqüente menor qualidade do som final. Em teoria, um arquivo lossy reprocessado muitas vezes acabará em um arquivo de silêncio.




Formatos mais comuns de arquivos.



Comprimidos, com perdas


MP3


O formato de arquivo com perdas comprimido mais popular. Amazon, entre muitos outros, usa MP3 como formato para seus arquivos de música (taxa de bits média: 256 kbps).


AAC

Advanced Audio Coding.  AAC é um formato de arquivo com perdas comprimido criado para ser o sucessor do MP3 é usado por sites como o iTunes Store para seus downloads de música (taxa de bits: 256kbps).


OGG 

OGG Vorbis. O Spotify usa o formato de Vorbis para os seus serviços de streaming e oferecem três níveis de qualidade: 96kbps, 160kbps e 320 kbps.


WMA


Windows Media Áudio (WMA) é o codec nativo do Windows.


Comprimidos, sem perdas



ALAC


Apple Lossless Áudio Codec (ALAC) de propriedade da Apple. 


APE


APE é um formato lossless comprimido.


FLAC


Free Lossless Audio Codec (FLAC). O formato de arquivo sem perdas comprimido mais comum para downloads de música de qualidade. FLAC, que é open source, suporta metadados incorporados e normalmente reduz o tamanho do arquivo original descompactado.



Sem compressão, sem perdas


AIFF


AIFF (AIFF). AIFF é o formato de arquivo não compactado proprietário da Apple. 


FLAC (não comprimido) 


Free Lossless Audio Codec (FLAC). 


WAV


Waveform Audio File Format (WAVE ou WAV) desenvolvido pela Microsoft e IBM. 


DSD


Direct Stream Digital criado pala Sony e Philips originalmente para SACD (super áudio CD) utilizam modulação de pulso densidade (PDM) de codificação para armazenar sinais analógicos. DSD é um formato de 1-bit com taxas de amostragem de 2.8224 MHz (DSD taxa única) e 5.6448 MHz (DSD taxa dupla).


Existem inúmeros outros tipos de arquivos, uns proprietários outros não, mas a lista é extensa e os citados acima, sendo os mais populares, já representam muito bem as famílias de arquivos de áudio digital.



Bom, é fácil concluir que:


1 – Arquivos digitais comprimidos com perdas  têm menor qualidade que arquivos comprimidos sem perdas ou arquivos sem compressão;


2 – Que quanto maior a compressão do arquivo, pior sua qualidade;


3 - Quanto menor a taxa de compressão ou taxa de bits, menor o tamanho do arquivo a ser armazenado;


4 – Quanto maior a taxa de amostragem, maior a profundidade de bits e conseqüente maior taxa de bits, melhor a qualidade do arquivo;


5 – Um arquivo comprimido lossles (sem perdas) pode ser processado, mixado, equalizado, editado e posteriormente gravado sem perdas;


6 – Um arquivo comprimido lossy (com perdas) perde qualidade a cada vez que é processado e posteriormente gravado;



Abaixo ilustro com o conjunto que uso para ouvir música Hi Fi de forma privada ou em deslocamento. 


Player de alta resolução Fiio X3, reproduz quase todos os formatos até 24bits/192Khz, fones Sennheiser Momentum e CX300-II.


O formato do arquivo que mais uso, com certa facilidade de se conseguir, é o FLAC 24 bits/96 Khz,





Set de som de alta qualidade (Hi Fi) portátil.



Continua...
Parte 2      Parte 4



11 abril 2016

O som em alta fidelidade - Parte 2

A fonte sonora


MP3

Tempos atrás às vezes me pegava pensando que ouvir música de, e com, qualidade era coisas do passado. 


É raro em qualquer grupo, cujo assunto seja música, o “papo” seguir para o lado da música de qualidade ou mais raro ainda da audição em Hi Fi. Fora de raríssimas rodas que tratam de música e audição de qualidade, que normalmente são embaladas pelos “coroas”, a maioria dos jovens vive num mundo de música estritamente comercial e literalmente comprimida nos formatos populares de armazenamento, nos minúsculos gabinetes dos aparelhos atuais, além da compressão em termos de qualidade da peça musical.


Mesmo no passado, nos tempos dourados do Hi Fi, o lado comercial das gravadoras já clamava pela compactação ou compressão do som na tentativa de adaptar suas produções às massas dos equipamentos populares emergentes.


“Se a maioria não poderia ter uma caixa acústica de tamanho adequado para reproduzir graves então porque não retiramos os graves das produções?”. 


Estes pensamentos, focados na compressão pela retirada de elementos musicais, como o baixo, somaram-se à necessidade de maior capacidade de armazenamento. Com o surgimento dos aparelhos portáteis que popularmente foram chamados de Walkman, marca registrada da SONY, podia-se levar o som para qualquer lugar, o que tornou maior a necessidade de fazer caber mais música em menos espaço. 


Na década de 90 com o aparecimento do MP3 este mercado explodiu, e literalmente colocou um pouco de lado o aspecto qualidade ao som. Inicialmente os aparelhos possuíam pouca capacidade de armazenamento, portanto, os tamanhos dos arquivos MP3 teriam que chegar a 1/20 ou mais do que os mesmos no formato de CD e, claro, a qualidade caia drasticamente.


A grande vantagem, atribuída ao formato MP3, é que permite diminuir drasticamente o tamanho do arquivo retirando-se componentes do som que supostamente são inaudíveis ou não essenciais. O problema desta compressão é que estes elementos inaudíveis e não essenciais afetam, de forma geral, a qualidade, modificando nossa percepção do som e podem inserir outros componentes que originalmente não estão presentes na peça original. 


Ouvir estes arquivos em equipamentos Low End (de baixa qualidade) e/ou em condições não ideais de audição ( na rua, no carro, etc.) não causa grandes frustrações, porque num todo a baixa qualidade e as interferências externa filtram os problemas causados pelas perdas, porém, ouvir estes arquivos em equipamentos Hi Fi de alta qualidade certamente será frustrante, pois os problemas serão acentuados em muito mais grau do que as melhorias que o equipamento Hi Fi poderiam acrescentar. 


Como muitos que estão lendo este texto não tem, ainda, acesso a equipamentos de alta qualidade e fontes sonoras adequadas para a comparação, vou citar um cenário de exemplo que, embora não esteja relacionado com som, é similar e com certeza muitos já vivenciaram.


Quando montei meu primeiro home theater, em 1998, procurei o que de melhor o meu bolso poderia comprar, em matéria de TV. Nesta época possuía uma assinatura de TV à cabo analógica, que em minha região possuía um sinal de qualidade. Minha TV, de 29 polegadas era fantástica e podia reproduzir todos os detalhes que a transmissão a cabo analógica fornecia na época. 


Ao migrar para a TV por assinatura digital, ainda SD (Definição Standard), que prometia imagens sem ruído e de alta qualidade, logo percebi que a verdade não era exatamente esta.  
Ao instalar o receptor digital, em minha TV cuidadosamente regulada para sessões de DVD, a imagem do sinal digital parecia horrível, cheia de quadriculados, sem muita definição e em certos momentos de movimento os detalhes ficam literalmente chapados.


Mas como uma TV de qualidade, devidamente regulada, poderia apresentar uma imagem ruim com um sinal digital? A resposta estava na compressão do sinal da TV digital. 


O equipamento de alta qualidade (TV), ao que comparo ao equipamento de áudio Hi Fi, mostrava com muito mais definição e clareza os defeitos causados pela compressão e digitalização do sinal de TV digital e as melhorias eram insignificantes. Hoje em dia este efeito é muito mais evidenciado utilizando-se TVs de HD (Alta Definição) com o sinal SD (Definição Standard) das transmissões de TV digital. 
Com uma fonte de sinal de baixa qualidade, a qualidade final fica inversamente proporcional a qualidade o equipamento de reprodução, neste caso a TV. Mas se eu assistir um sinal SD em um aparelho de TV, de baixa qualidade e resolução, estes defeitos não ficam evidentes.


Voltando ao mundo do som, fica claro que a qualidade da fonte sonora assim como dos meios, ou formatos de armazenamento são fundamentais para uma audição Hi Fi, independente de ser analógico (LPs, fitas, transmissões de rádio, etc.) ou digital. Isto corrobora o efeito de corrente na cadeia auditiva, onde a qualidade total nunca será maior que a qualidade do pior elemento ou “elo mais fraco” da cadeia.


A audição Hi Fi começa na escolha e na qualidade da fonte sonora e do material musical.
Na continuação abordarei com mais profundidade os aspectos deste e de outros  formatos da fonte sonora e como suas características influenciam na experiência auditiva.
Continua...



10 abril 2016

O som em alta fidelidade



HI FI


Hi Fi, abreviação do inglês Hight Fidelity (Alta Fidelidade) é o termo utilizado para se referir a alta qualidade da reprodução do sonora. Foi criado de forma a distinguir os equipamentos de alta qualidade dos equipamentos de custo e qualidades inferiores, que eram produzidos até o final da década de 40.

O objetivo do Hi Fi é reproduzir o som, o mais fiel possível a fonte sonora original, sem introduzir nenhum componente ou características próprias, de forma que o ouvinte possa sentir o som exatamente como foi gerado pelo instrumento ou voz.

O termo Hi Fi aplica-se a toda a cadeia por onde o sinal sonoro passa, desde o ambiente de captação (estúdio), equipamentos de captação (microfones), equipamentos de processamento (mesas, masterização), mídias de gravação (fitas, discos, analógicos e digitais), equipamentos de reprodução (captadores, amplificadores, caixas acústicas, fones de ouvido) e ambientes de reprodução (sala de audição).


Equipamentos de Hi Fi devem respeitar requisitos mínimos de qualidade:

• Captação, gravação e reprodução estereofônica (dois canais)
• Baixo ruído
• Baixa distorção 
• Resposta de freqüência plana, entre 20hz e 20khz.

Seguindo-se o objetivo de Hi Fi, concluímos que os equipamentos devem seguir o conceito minimalista, onde quanto menor o número de estágios o som percorrer dentro desta cadeia, menos interferências e modificações serão introduzidas, e como conseqüência mais fiel o som será à fonte sonora original. 

Os sistemas de som Hi Fi, onde o único compromisso é a fiel reprodução do som de origem são intitulados Hi End. Equipamentos Hi End são construídos com componentes de altíssima qualidade e normalmente não dispõe de circuitos que modificam intencionalmente quaisquer características do som original. Controles de tonalidade, equalizadores, reverberadores, delays são inexistentes em equipamentos Hi End.

No conceito Hi End, se toda a cadeia for de alta fidelidade, não haverá nada a ser corrigido ou modificado no som, a não ser o volume de audição.

Em equipamentos Lo End (equipamentos Hi Fi de baixo custo e qualidade que atendem minimamente o conceito) ou Mid End (equipamentos de custo intermediários e qualidade que superam os requisitos mínimos do conceito), existem controles que modificam as características do som, de acordo com o gosto do ouvinte ou tentam corrigir alguma deficiência na cadeia auditiva. Alguns controles básicos de correção são:

Tonalidade

Os controles de tonalidade reforçam ou atenuam faixas de freqüências dentro do espectro audível. Em sua forma mais simplista o controle de tonalidade atenua ou reforça as faixas de graves e agudos. As evoluções dos controles de tonalidade passam por controles com graves médios e agudos, até equalizadores gráficos e os mais eficientes equalizadores paramétricos.

Alguns controles de tonalidade ainda possuem um controle adicional intitulado Loudness.  Este controle atua de forma dinâmica visando compensar a deficiência do ouvido humano em perceber as freqüências baixas e agudas, quando em baixo volume sonoro.

Alguns equipamentos digitais possuem equalizadores pré-programados de fábrica com perfis de controle de tonalidade definidos, ex: Rock, Jazz, MPB, etc. Estas correções ou efeitos, claro, não podem estar enquadrados no conceito Hi Fi.

Balanço

Atua compensando alguma discrepância de ganho, ou volume, entre os dois canais esquerdo e direito, dentro da cadeia auditiva. 

Delay

Normalmente presente em equipamentos digitais com dois ou mais canais. Atuam atrasando o som em determinados canais de forma a compensar possíveis diferenças de distância entre as caixas acústicas e o ouvinte. Permite corrigir o efeito de palco (posicionamento dos instrumentos e vocais dentro de um palco imaginário a frente do ouvinte).

Filtros

Atuam filtrando (suprimindo) faixas de freqüências onde algum componente indesejável esteja influenciando o som original, normalmente ruídos gerados pelas mídias ou mecanismos de tração das mesmas. Estes componentes são comumente chamados de ruído, sejam de baixa ou alta freqüência.

Fase

Em caixas acústicas com vários alto falantes, dedicados a faixas de freqüências específicas, são utilizados filtros passa faixa, denominados crossover. 

Estes filtros, associados à construção física e distribuição dos alto falantes, geram rotações de fase no som reproduzido. Este efeito pode causar cancelamentos e reforços de determinadas faixa de freqüência, normalmente no ponto do espectro audível onde há a transição dos filtros crossover.  Os controles de fase visam corrigir estes efeitos.



Um pouco de história 

A Bell Labs (Laboratório da Bell) começou seus experimentos com uma ampla gama de técnicas de gravação no início da década de 1930. Performances por Leopold Stokowski e a Orquestra de Filadélfia foram registradas em 1931 e 1932 através das linhas telefônicas entre a Academy of Music, em Filadélfia e os Laboratórios Bell, em Nova Jersey. Algumas gravações muti-canais foram feitas em filme de som óptico, o que levou a novos avanços utilizados principalmente pela MGM (já em 1937) e Twentieth Century Fox (já em 1941). A RCA Victor começou a gravar performances de várias orquestras usando o som óptico em torno de 1941, resultando em másters de alta fidelidade para discos de 78 RPM.

Também durante a década de 1930 Avery Fisher, um violinista amador, começou a experimentar com design de áudio e acústica. Ele queria fazer um rádio que soaria exatamente como ouvindo uma orquestra ao vivo atingindo alta fidelidade ao som original.

A partir de 1948, várias inovações foram criadas para uma melhoria significativa da qualidade da reprodução de áudio:

Tape deck de rolo

Baseado em tecnologia, herdada da Alemanha, após a Segunda Guerra Mundial, ajudou artistas musicais como Bing Crosby a fazer e distribuir gravações com melhor fidelidade.

O LP

O advento da Long Play LP a 33⅓ RPM, com menor ruído de superfície pela adição de curvas de equalização RIAA, na gravação e reprodução, assim como sistemas de redução de ruído e compressão da faixa dinâmica. 

Rádio FM

Transmissão com largura de banda de áudio mais ampla e menos susceptibilidade à interferência do que a rádio AM.

Melhores amplificadores

Projetos, com mais atenção a resposta de freqüência e de muito maior capacidade de potência de saída, reproduzindo áudio sem distorções perceptíveis. 

Na década de 1950, os fabricantes de áudio empregavam alta fidelidade como um termo de marketing para descrever gravações e equipamentos destinados a proporcionar uma reprodução de som fiel. 

Audiófilos puderam dar a atenção às características técnicas e comprarem componentes individuais, tais como toca-discos separados, sintonizadores de rádio, pré-amplificadores, amplificadores de potência e alto-falantes. Alguns entusiastas até mesmo montando seus próprios sistemas. 

Nos meios dedicados a reprodução de alta qualidade, no entanto, o conceito de Hi Fi continuou a referir-se ao objetivo de uma reprodução de som de alta precisão utilizando-se dos recursos tecnológicos disponíveis para conseguir esse objetivo. Este período é considerado como a "Idade de Ouro da Hi-Fi", quando os fabricantes de válvulas proporcionavam componentes para a construção de equipamentos de alta qualidade, considerados cativantes por audiófilos (indivíduos amantes do som de alta fidelidade). Logo após, surgiram os primeiros exemplares transistorizados, que adicionaram robustez e confiabilidade aos equipamentos. 

Um tipo popular de sistema de reprodução de música, começando a ser produzido na década de 1970, foi o sistema integrado (dois em um e três em um) combinado um toca disco, sintonizador de rádio AM-FM, toca fitas, pré-amplificador e amplificador de potência em um único gabinete. Estes equipamentos eram vendidos completos com caixas acústicas,  separadas ou integradas aos seus gabinetes

Puristas geralmente não consideram estes sistemas como de alta fidelidade, embora alguns são capazes de reprodução de som muito boa qualidade. Audiófilos em 1970 e 1980 preferiam comprar cada componente separadamente. Dessa forma, eles poderiam escolher modelos de cada componente com as especificações desejadas. Na década de 1980, uma série de revistas especializadas tornaram-se disponível, oferecendo testes de componentes e artigos sobre como escolher cada componente da cadeia reprodutiva.



Som estereofônico

O som estereofônico fornece uma solução para a criação da ilusão de se estar ouvindo uma orquestra ao vivo. O efeito de palco é criado no cérebro através das diferenças de volume e atrasos dos sons chegando até os ouvidos. 

Audição ao vivo


Baseado no fato do cérebro utilizar os sinais dos dois ouvidos (canais) para nos fazer perceber de que direção vem o som e da distância do mesmo até nos, os equipamentos de som Hi Fi também utilizam dois canais separados (estéreo) deste a captação até a reprodução.


Captação do som estereofônico



No intuito de, também, fornecer a percepção da reverberação do ambiente original onde o som foi captado, na década de 70, surgiram os equipamentos quadrifônicos com quatro canais. Os sistemas quadrifônicos não emplacaram, devido a limitações técnicas e ao custo das produções e dos equipamentos. Com a tecnologia digital foi possível conceber os equipamentos multicanais com cinco ou mais canais, dedicados a home theater, capazes de cumprir com eficácia esta função.

Entendendo-se o conceito do som estereofônico, fica claro que não adianta nada uma fonte sonora devidamente captada, equipamentos estereofônicos com excelente separação entre os canais se as caixas acústicas e o posicionamento do ouvinte não estiverem obedecendo, ou estar o mais próximo possível, de certas regras básicas.

As duas caixas referentes aos canais esquerdo e direito devem estar afastadas, com no mínimo 2 a 3 metros de distância entre si. 

O ouvinte deve estar posicionado a frente das mesmas na posição onde, traçando-se um triângulo eqüilátero entre ele e as caixas, cada um estará em um vértice do triângulo.  O controle de balanço e/ou delay (em equipamentos digitais) pode corrigir ligeiras discrepâncias de posicionamento.

Importante saber também que quanto maior a frequência do som ( sons agudos ) mais direcional sua  propagação será. Por isso as caixas devem ter seus tweeters direcionados para o ouvinte e na mesma altura dos ouvidos, isto implica  em se colocar as faces dianteiras das caixas viradas para a posição do ouvinte e em alguns casos usar algum tipo de pedestal.


Posicionamento correto, percepção correta da posição das fontes sonoras


Uma fonte sonora de baixa qualidade de produção, ou posicionamento das caixas inadequadas não trará o efeito adequado, mesmo com mecanismos ou controles artificiais.



Posicionamento ruim, percepção incorreta (embolada) da posição das fontes sonoras


Como exemplo do prazer da audição do som estéreo experimente ouvir a performance de Ottmar Liebert e o grupo Luna Negra (link abaixo). Neste caso a captação do som é efetuada com dois microfones embutidos em uma cabeça artificial, de forma a ficarem na posição exata dos ouvidos do ouvinte, logo a frente do grupo.  

Este tipo de captação é denominado Binaural sendo a essência básica da captação do som estereofônico. Neste processo outro fator é levado em consideração que são as reflexões do som nas cavidades da orelha, o que nos dá a sensação de tridimensionalidade do som.

Obras que utilizam a captação binaural são dedicadas à audição com fone de ouvido, para que o som reproduzido não sofra as modificações introduzidas pelo ambiente de reprodução, portanto, ouça este exemplo de Ottmar com fones de ouvido.


Continua...



Parte do texto deste artigo foi baseado em textos da wikpedia.

06 março 2016

ELETRÔNICA PARA TODOS - A revista que me despertou para a eletrônica.


Capa da revista que comprei na rodoviária.

O ano era 1974, mais especificamente 1º de fevereiro, quando comprei minha primeira revista de eletrônica: a edição número 3 da revista Eletrônica Para Todos. A data ficou marcada em minha memória, pois, nesse mesmo dia, ocorreu o incêndio no edifício Joelma, em São Paulo. Eu e minha irmã, Elsa, estávamos a caminho da casa de meus tios Heronides e Leocádia e de minhas primas Ivete, Leda e Arlete.

Desde muito pequeno, sempre tive interesse por assuntos científicos, mas sem uma área específica de preferência. Naquele dia, enquanto esperávamos o ônibus na estação rodoviária de Santos, deparei-me com essa revista em uma banca de jornal.

O nome da revista era muito sugestivo e me parecia ser destinada a "todos", como eu. No entanto, eu não tinha dinheiro suficiente para comprá-la e precisei convencer minha irmã a me emprestar toda a sua mesada para completar o valor.

Meu tio Heronides, ao ver que eu tinha comprado a revista, no dia seguinte me levou para um tour na rua Santa Ifigênia, no centro de São Paulo. Essa rua era o principal ponto de venda de componentes eletrônicos, e esse passeio me deixou encantado, embora eu não tivesse condições de comprar nada. Também foi marcante quando subimos o viaduto Eusébio Estevaux, que dá acesso à Avenida Nove de Julho, e, de lá, pudemos observar o cenário de destruição no  edifício Joelma e arredores. O edificio ainda soltava muita fumaça e uma equipe imensa de bombeiros e ambulâncias trabalhavam no rescaldo e na busca por vítimas.


Edfício Joelma. Hoje muito seguro

Rua Santa Ifigênia 1986 - foto da internet


Nos dias que se seguiram nas férias, enquanto as meninas brincavam, eu lia e relia os artigos da revista, claro, sem entender quase nada. Foi quando comecei a associar os desenhos dos componentes nos esquemas aos desenhos nas placas de circuito impresso ou montagens em ponte, simplesmente contando a quantidade de um determinado símbolo no esquema e encontrando o equivalente na placa. Dessa forma, com essa e outras revistas, comecei a relacionar as montagens com os esquemas. Com o tempo, mais alguns anos e muitas leituras, fui aprendendo eletrônica como autodidata.

Naquela época, eu tinha 13 anos e, a partir dai, todo o dinheiro das minhas mesadas era convertido em revistas e em alguns poucos componentes para realizar algumas montagens, algumas das quais tiveram sucesso. A primeira montagem que realmente funcionou foi uma luz rítmica que, associada ao meu rústico aparelho de som, iluminava meu quarto.

Quando nos mudamos de Santos para São Paulo, meu segundo emprego foi em uma loja de componentes eletrônicos chamada FILCRES, localizada na rua Aurora, uma travessa da rua Santa Ifigênia.

Em 1979, já trabalhando no laboratório da famosa revista Nova Eletrônica, do mesmo grupo da FILCRES e PROLÓGICA, perguntaram-me o que era necessário para ser um bom técnico em eletrônica. Minha resposta foi:

"Para ser um bom técnico, é preciso, além da formação, ler muitas revistas de eletrônica"

Hoje, a resposta seria:

"Para ser um bom técnico, é preciso ir além da décima página de resposta do Google"




Eu no laboratório da Revista Nova Eletrônica em 1979





Minha irmã Elsa, e eu.
(foto recente)


Postagem com algumas histórias dos bastidores da revista Nova Eletrônica:

HISTÓRIAS DOS BASTIDORES DA REVISTA