Manual para Radialistas Analfatécnicos
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Pregunta 31: QU DIFERENCIA EL AUDIO ANALGICO DEL DIGITAL? Imprimir
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Diferencias y ventajas. Cmo digitalizar un audio.

El paso del audio analógico al digital ha sido la evolución más significativa en el mundo del sonido profesional en toda su historia. Este cambio ha transformado por completo la forma de trabajar, de escuchar y de almacenar el audio. Dejamos de usar casetes para grabar en discos duros. Dejamos de editar con tijeras para hacerlo con software. Y también, dejaremos de escuchar radio y televisión de forma analógica para convertirnos, en muy pocos años, en audiencia digital.

Pero vamos por partes, porque mucho hablamos del sonido analógico y digital, pero aún no sabemos en qué se diferencian.

Analógico
Análogo significa igual, similar. Al grabar en este formato, hacemos copias eléctricas del sonido original que luego pueden ser leídas por un aparato. Por ejemplo, la electricidad que genera un micrófono cuando recibe las vibraciones de los sonidos es capaz de mover una aguja y crear un surco en un disco. Luego, esa misma aguja puede leer el surco y las vibraciones que genera el movimiento de la aguja se convierten en un valor eléctrico que se transforma con un altavoz en el mismo sonido que grabamos.(1)

En las cintas de casete ocurre lo mismo. Por medio de magnetismo guardamos los sonidos convertidos en electricidad que luego se pueden convertir de nuevo en sonidos. Tanto la cinta como el disco de vinilo son soportes analógicos de grabación.

Digital
Un disco compacto o un flash memory son soportes digitales. Este tipo de audio no hace copias de nada, sólo transforma las vibraciones en 0 y 1, los dos dígitos que conforman el sistema binario, el lenguaje de las computadoras y equipos digitales.

VENTAJAS DEL AUDIO DIGITAL

Mayor Calidad
Sólo tenemos que poner a sonar un CD frente a una cinta o disco de vinilo para darnos cuenta de la diferencia.

Menor espacio de almacenamiento
Guardar miles de minutos de audio en formatos analógicos supone torres y torres de casetes o discotecas enteras repletas de vinilo. Todo eso cabe ahora en un disco duro.

Miles de copias con la misma calidad
El audio digital es multigeneración. Permite hacer cientos de copias de un mismo original, o copias de copias, con mínimas pérdidas de calidad.

No se deteriora
El audio que guardamos en formatos análogos, por razones de humedad o cambios de temperatura, acaba deteriorándose con el tiempo, mientras que el guardado de forma digital puede durar siglos.

Acceso más rápido a la información
En las cintas de casete teníamos que rebobinar y tardábamos mucho tiempo en encontrar el fragmento deseado (acceso lineal). Con el audio digital y programas informáticos adecuados, es mucho más rápido (acceso aleatorio).

Comodidad en la edición
Para editar un audio analógico, como una cinta de carrete abierto, hay que cortar con tijeras y luego pegarla. Con los sistemas digitales todo es más cómodo y sencillo ya que trabajamos desde la computadora con secuencias de ceros y unos.



 DIGITALIZAR UN AUDIO

Digitalizar

Un micrófono transforma una onda sonora en electricidad. Es lo que llamamos un audio analógico. Esta electricidad se puede codificar y guardar en 1 y 0, convirtiéndose en un audio digital. Esta codificación la hace la tarjeta de audio. Luego, el sonido en ceros y unos, lo trabajamos en la computadora, editándolo, añadiendo efectos… El último paso es transformar esos dígitos binarios (0 y 1) otra vez en electricidad y, con la ayuda de un altavoz, nuevamente en sonidos.(2)

Audio Digital

En la figura podemos observar cómo la onda analógica se codifica en unos y ceros y se decodifica para convertirse de nuevo en una onda analógica. Lo ideal es que la onda final se parezca lo máximo posible a la inicial. Eso significará que el audio digitalizado tiene buena calidad. El proceso para pasar la electricidad analógica a dígitos binarios tiene dos pasos.

 1. Muestreo (sampling)
Dibujo PuntosEn los cuadernos de pintura que rayábamos de pequeños había unos dibujos que se hacían uniendo puntos numerados. Del punto 1 al 2 trazabas una línea, del 2 al 3 otra y así sucesivamente, hasta que el dibujo iba tomando forma. Al final, podías contemplar la silueta del genio de la lámpara de Aladino.

Si había pocos puntos, era difícil perfilar los detalles, sobre todo, las curvas, y el dibujo no se veía muy bien. En cambio, si había muchos puntos y estaban bastante juntos, la forma era más precisa y el genio más real, casi hasta podías pedirle un deseo.

Tienes más dibujos para hacer en
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Muestreo



El proceso de digitalización de un audio se parece mucho a estos dibujos. El conversor de la tarjeta de audio va tomando diferentes muestras o puntos de la onda inicial. La cantidad de muestras se mide con la frecuencia de muestreo y su unidad, como para todas las frecuencias, es el hercio. Recordemos que la frecuencia era la cantidad de veces que algo sucedía en un determinado tiempo. Si tomamos muchas muestras, será más fácil reconstruir la onda original después que fue digitalizada, al igual que sucede con el dibujo del genio.


Como podemos observar en el ejemplo, al tomar más muestras (alta frecuencia de muestreo) podemos reconstruir mejor la onda, es decir, el sonido original después de digitalizarlo, de una forma casi idéntica.
 

¿QUÉ FRECUENCIA DE MUESTREO ES LA MÁS ADECUADA?

Como regla general, a mayores frecuencias, obtenemos mejores resultados. Pero la frecuencia de muestreo mínima para una buena calidad en audio digital es de 44.100 Hz (o 44.1 Khz). El teorema de Nysquist nos ayudará a entender por qué.

Haciendo memoria, el oído humano escucha de 20 Hz a 20 Khz. Es el espectro audible. Si queremos tener un audio de calidad óptima deberemos “muestrear” todas las frecuencias audibles, es decir, todo el rango. Según el teorema mencionado, para eso hay que usar una frecuencia de muestreo que sea el doble de la frecuencia máxima a recoger. Es decir, que para poder grabar sonidos digitales con frecuencias de 20 Khz, nos hará falta una frecuencia de muestreo del doble de ésa: 20 Khz x 2 = 40 Khz. Esta es la explicación de por qué usamos 44.1. Podría ser 40 Khz, pero se le aumentó un poco y se tomó 44.1 Khz como estándar, por las pérdidas de muestras que pueda haber en el proceso.

Cuando se transmite a través de radio en línea, por lo general se usan frecuencias de muestreo más bajas, de unos 22.050 Hz. La música suena muy grave, sin brillo. El motivo es que, según este teorema, a esta frecuencia de muestreo sólo se podrán reproducir frecuencias de hasta 11 Khz. Es decir, que quedan fuera las frecuencias agudas que son las que están por encima de los 11 ó 12 Khz.


2. Resolución (cuantificación)

Acabamos de ver que para convertir un audio de analógico en digital tomamos una determinada cantidad de muestras, pero no hemos hablado aún del tamaño de dichas muestras. Precisamente, ese tamaño de muestras es la resolución. Con mayor resolución, podremos guardar mayor información que nos permitirá reconstruir la onda con mayor fidelidad.

Es como en las cámaras de fotos. A mayor número de pixeles, mejor calidad de fotos. En las primeras fotografías digitales, si te acercabas, lo que parecía un terso rostro no era más que una escalera de cuadraditos. Luego, los pixeles de las cámaras aumentaron y con ellos la definición de las fotos.

La resolución la medimos en bits. Aunque a veces se trabaja con 8 bits, lo mejor es hacerlo con un mínimo de 16 bits. Con 8 bits tenemos 256 valores para la muestra (28) mientras que con 16 bits tenemos 65,536 (216)

Realmente, las muestras que tomamos al convertir un audio analógico en digital son los valores de corriente eléctrica en que el micrófono transforma los sonidos recibidos. Todos esos valores eléctricos se convierten en unos y ceros y se “queman”, por ejemplo, en un CD. Luego, el lector de discos lee esos valores digitalizados y los vuelve a transformar en corriente de ese voltaje para que el altavoz se mueva y reproduzca los sonidos que grabamos. Si tenemos muy poca resolución, es decir, pocos bits para guardar datos, una tensión de 1,3678 milivoltios (mV) se guardará como 1,3 mV. Mientras que si contamos con una resolución mayor, por ejemplo, 16 bits, se guardará la cifra completa, por lo que el sonido se escuchará igual que el original.

Resolucion

Pese a que en ambos casos hay el mismo número de muestras, la figura de la izquierda tiene menos resolución,
por eso puede guardar valores de posición eléctrica más pequeños como 0,1 v o 0,3 v. En cambio, las muestras de la figura de la derecha, al tener mayor resolución, pueden guardar valores mayores, por lo tanto, más precisos: 0,1 y 0,15

ALIASING

Estos procesos que se hacen en la computadora suelen añadir ruidos ya que entran en juego demasiados circuitos electrónicos. Para eliminarlos, las tarjetas de audio incorporan unos filtros llamados anti-aliasing.

La digitalización no se limita sólo al audio. Con el video es similar. Nuestros ojos ven porque todos los objetos reflejan parte de las ondas electromagnéticas que manda el sol. Esas vibraciones solares, en vez de impactar en un diafragma o membrana de un micrófono, entran a la cámara y son recogidas por un sensor. Su función es idéntica al micrófono: transformar esas ondas luminosas en electricidad. Una vez que las convierte en valores eléctricos el proceso de digitalización es el mismo que para un audio. ¡Quien diría que podemos hacer tantas cosas con sólo ceros y unos!




▪ Las Preguntas frecuentes sobre audio digital están respondidas por Federico Miyara. Universidad Nacional de Rosario (UNR)


 Notas

(1)   Así funcionan los discos de vinilo, que luego veremos con mayor detalle.

(2) Dentro de la tarjeta de audio hay un microchip llamado Conversor Analógico Digital (C-A/D) para el primer proceso y otro Conversor Digital Analógico (C-D/A) que nos devuelve el sonido original después de decodificar los 0 y 1.

 
 


Manual para Radialistas Analfatécnicos - Santiago García Gago
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