PARÂMETROS BÁSICOS DE ÁUDIO

Relação Sinal/Ruído e Faixa Dinâmica

O parâmetro "relação sinal/ruído" (signal/noise ratio) indica a diferença entre o nível mais alto de sinal que o equipamento pode operar e o nível de ruído existente no aparelho (no caso de mixers e amps, normalmente é ruído térmico; no caso de gravadores de fitas, é o ruído inerente à fita magnética). 
  
Os níveis são medidos em dB (decibel), que é uma medida relativa (baseada numa relação entre dois valores). No caso da relação sinal/ruído, mede-se a intensidade do ruído presente na saída do equipamento, sem sinal na entrada, e depois a intensidade do maior sinal que pode ser aplicado sem distorção. A diferença entre eles é mostrada em decibéis. 
  
A relação sinal/ruído geralmente é adotada para indicar também a faixa dinâmica (dynamic range) do equipamento, ou seja, a gama de intensidades que podem ocorrer no mesmo, e que vai desde o menor sinal (que está próximo do "piso" do ruído) até o máximo sinal sem distorção. 
  
A faixa dinâmica de um CD, por exemplo, é maior do que 90 dB, enquanto que num gravador cassete é em torno de 65 dB (se o gravador possuir Dolby ou dbx, essa faixa pode aumentar para uns 80 dB). 
  
Qual o valor ideal para a faixa dinâmica? Bem, o ouvido humano pode perceber sons dentro de uma faixa de 120 dB, que vai desde o "limiar da audição" (o "quase silêncio") até o "limiar da dor" (digamos, próximo à uma turbina de jato). Portanto, para um equipamento de áudio responder bem, do ponto de vista da dinâmica do som, teria queatender à uma faixa de 120 dB. Entretanto, como ninguém vai ouvir turbina de avião em seu equipamento de som, adotou-se o valor de cerca de 90 dB para o CD, por ser a faixa dinâmica "normal" de execução de música (ainda que bem na frente de um sistema de amplificação de rock pesado possa se chegar aos 120 dB; mas isso não seria uma coisa muito normal, não é mesmo?). 

Entrando um pouco na área digital, é interessante saber que usando-se números de 16 bits podemos representar digitalmente os níveis sonoros dentro de uma faixa superior a 90 dB. Por isso os CDs trabalham com 16 bits. Há algumas limitações nos 16 bits para quando o sinal sonoro é muito fraco, e a sua digitalização sofreria uma certa "distorção". Mas isso é uma história mais complicada, que acho que não vem ao caso... 
  
Os amplificadores e mixers de boa qualidade (que não tenham ruído excessivo), normalmente têm uma faixa dinâmica muito boa, superior a 96 dB. Atualmente, um  quipamento com relação sinal/ruído ou faixa dinâmica abaixo de uns 90 dB não terá qualidade suficiente paraaplicações profissionais (é o caso dos gravadores cassete). 
  

DISTORÇÃO HARMÔNICA (THD)

THD significa "Total Harmonic Distortion", ou seja, distorção harmônica total. É outro parâmetro de avaliação da qualidade de um equipamento de áudio. Como os componentes eletrônicos (transistores) não são perfeitamente lineares, eles criam uma pequena distorção no sinal de áudio, distorção essa que gera harmônicos antes inexistentes. Para medir a THD, injeta-se um sinal puro (onda senoidal) na entrada do equipamento, e medese a composição harmônica do sinal na saída. Os níveis (intensidades) dos harmônicos são então somados e divididos pelo nível do sinal original (puro), obtendo-se assim a proporção (percentual) de harmônicos "criados" no equipamento em relação ao sinal original. 
  
Tipicamente, hoje os valores de THD em pré-amplificadores e mixers está abaixo de 0,01%. Em amplificadores de potência a THD fica abaixo de 0,5%. 
  
Uma observação final (ufa!): Embora haja padrões para se fazerem essas medidas, muitas vezes o fabricante efetua a medida adotando uma referência mais favorável (por exemplo: se o amplificador produz menor THD quando o sinal tem frequência de 2 kHz, ele faz a medida usando essa frequência como sinal de teste). Por isso, algumas vezes a ficah técnica mostra uma coisa, mas o resultado é outro. Os fabricantes de equipamentos de alta qualidade, no entanto, costumam ser bastante sinceros nas suas especificações. 
  

DIGITALIZAÇÃO DE ÁUDIO

Para se transformar um sinal sonoro em sinal digital adequado à manipulação por equipamentos digitais, é necessário convertê-lo da forma analógica (o sinal elétrico de um microfone, por exemplo) para o formato digital, isto é, códigos numéricos que podem ser interpretados por processadores. 
  
Essa transformação é feita pelos conversores A/D (analógico para digital), que fazem inúmeras fotografias (amostragens) do valor do sinal analógico ao longo do tempo, que são codificados em números digitais,armazenados então na memória do equipamento. Após  iversos desses valores, tem-se a representação completa do sinal analógico original, sob a forma de números, que podem então ser armazenados nos chips de memória na ordem exata em que foram coletados, que passam a representar numericamente o sinal original. A velocidade com que as amostragens são coletadas é chamada de frequência de amostragem. Para se reproduzir o sinal armazenado na memória, usa-se o conversor D/A (digital para analógico), que busca na memória os códigosnuméricos e, respeitando a sua ordem cronológica, recria o sinal original, ponto por ponto. Para que o sinal seja reconstruído corretamente, é preciso que o conversor D/ A recoloque as amostragens ao longo do tempo com a mesma velocidade que foi usada pelo conversor A/D.
  
  
Há dois aspectos muito importantes na conversão digital de sinais de áudio: o primeiro diz respeito à capacidade do conversor detectar fielmente todas as variações de amplitude do sinal, e é chamado de resolução, e quanto maior for a precisão que se queira na conversão de um sinal analógico para digital, tanto maior deverá ser a resolução, que está intimamente relacionados com a capacidade do equipamento em representar os valores numéricos, em bits. Quanto maior for o número de bits, melhor será a capacidade de resolução do equipamento, mas, infelizmente também mais caro será o seu custo. Por exemplo: um equipamento que opera com 8 bits pode representar até 256 valores de amplitude para o sinal; e um equipamento que opera em 16 bits pode representar 65.536 valores, bastante adequados à situação usual, e porisso esta é a resolução adotada pelos CD-players e demais equipamentos profissionais. Há equipamentos que usam mais do que 16 bits para o processamento interno de amostras de áudio, o que garante a fidelidade do sinal mesmo após diversos cálculos. 
  
O segundo parâmetro importante na conversão A/D é a chamada resposta de frequências, que determina o limite do conversor na amostragem das frequências harmônicas existentes no sinal de áudio. Quando se quer amostrar digitalmente um determinado sinal de áudio, é necessário amostrar não só a sua frequência fundamental, mas também todos os demais harmônicos presentes, e para que isso seja possível, é necessário que a amostragem ocorra a uma frequência maior do que o dobro da maior frequência existente nele, e considerando que a faixa de áudio está compreendida entre 20 Hz e 20 kHz, então a frequência deamostragem deverá ser maior do que 40 kHz. Os discos laser (CD) usam a frequência de amostragem de 44.1 kHz. As fitas DAT e os instrumentos samplers modernos podem trabalhar com amostragem em 44.1 kHz ou 48 kHz.