¿Qué es un Convertidor de Audio?

¿Qué es un Convertidor de Audio?

Un convertidor de audio de calidad es uno de los componentes más cruciales en cualquier estudio moderno. Un convertidor de audio barato puede hacer que una cadena vocal de un millón de dólares suene como si hubiera sido grabada a través de un módem de marcación. Pero un convertidor de audio de alta calidad añadirá profundidad y detalle a sus grabaciones.
En esta Guía del comprador, desglosaremos todo lo que necesita saber sobre los convertidores de audio para ayudarle a encontrar la solución perfecta para su estudio, incluyendo las tasas de muestreo, la profundidad de bits y las opciones de conectividad avanzadas. Pero antes de empezar, hablemos de la historia de los convertidores de audio.


HISTORIA DE LOS CONVERTIDORES DE AUDIO

La primera grabación digital del mundo fue capturada y lanzada en 1971 utilizando un sistema experimental de grabación PCM de la compañía japonesa de radiodifusión NHK.

Aunque las grabaciones digitales comerciales fueron posibles ya en los años 70, no fue hasta que Sony lanzó el procesador de audio digital PCM-501ES en 1984 que la tecnología de grabación digital con calidad de CD se hizo ampliamente disponible.

Los estudios se dieron cuenta rápidamente de los beneficios de trabajar en el dominio digital, pero no estaban exentos de sus límites. En sus inicios, los dispositivos de grabación digital eran extremadamente caros, y los que no lo eran solían sonar duros y estridentes.

A medida que la tecnología seguía avanzando, la calidad del sonido mejoró, y las interfaces de audio digital se convirtieron en algo habitual en los estudios de grabación profesionales. En 1999, «Livin’ la Vida Loca» de Ricky Martin fue la primera canción grabada, editada y mezclada completamente en la caja. Hoy en día, la mayoría de los estudios profesionales dependen totalmente de los sistemas de audio digital, y gran parte de la carga de trabajo es llevada por los convertidores de audio digital.


¿QUÉ ES UN CONVERTIDOR DE AUDIO DIGITAL?

A nivel básico, los convertidores de audio digital (DAC) convierten las señales de audio de un tipo de señal a otro.

CONVERTIDORES AD

Los convertidores analógicos a digitales (AD) transforman las señales de audio analógicas, como la salida de un preamplificador u otra pieza de equipo externo, en señales de audio digitales que pueden ser procesadas por su computadora.

CONVERTIDORES DA

Los convertidores de digital a analógico (DA) funcionan a la inversa, convirtiendo las señales de audio digital, como las que reproduce el DAW o el navegador de Internet, en señales de audio analógicas que pueden ser recreadas por los monitores o auriculares de su estudio.

La mayoría de las interfaces de audio modernas incluyen DAC limitados para permitir la grabación digital simple, pero para la grabación de alta calidad o sesiones particularmente grandes, necesitará un DAC independiente. La mayoría de los DAC incluyen convertidores AD y DA en la misma unidad, así como algunas otras piezas de tecnología.


¿QUÉ HACE UN DAC?

Los DACs son responsables de tres tareas principales en el proceso de conversión. Primero, toman muestras de la señal de audio analógica. No, no es como muestrear una canción en el hip hop, es más bien como tomar una foto de una ráfaga en tu smartphone.

Los DAC toman decenas de miles de «instantáneas digitales» cada segundo al muestrear una señal de audio analógica. Cuantas más muestras pueda capturar el DAC, con mayor precisión podrá recrear la señal de audio en el ámbito digital. Más sobre eso más tarde…

Una vez que se ha muestreado el audio analógico, el DAC asigna cada muestra a una marca de tiempo diferente dentro de la forma de onda a través de la cuantificación, de forma similar a la alineación de los transitorios en la cuadrícula de tu DAW.

Una vez que se produce la cuantización, la señal se convierte en un código binario que su ordenador puede procesar. Este código representa los voltajes exactos de la forma de onda en un momento dado. Conectando los puntos de cada muestra, los altavoces pueden recrear con precisión el sonido que se reproduce en el DAW.

Ajustando la frecuencia de muestreo y la profundidad de bits de tu DAC, puedes controlar la calidad de tus grabaciones de audio digital.


¿QUÉ ES LA TASA DE MUESTREO?

La frecuencia de muestreo es una medida de cuántas muestras toma su DAC por segundo al muestrear el audio. La mayoría de los DAC profesionales ofrecen las siguientes tasas de muestreo:

  • 44,1 kHz / seg.
  • 48 kHz / seg.
  • 88,2 kHz / seg.
  • 96 kHz / seg.
  • 192 kHz / seg.

La frecuencia de muestreo mínima para audio de calidad CD es de 44.100 muestras por segundo. Puede parecer un número extraño para usar, pero no fue seleccionado al azar.

Según el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon: «la frecuencia de muestreo debe ser mayor que el doble de la frecuencia máxima que se desea reproducir». Dado que el rango de audición humano alcanza su máximo a unos 20 kHz, la frecuencia de muestreo tenía que ser mayor de 40 kHz.

El audio digital se desarrolló junto con el vídeo digital, y 44,1 kHz se consideró la mayor tasa utilizable compatible con el vídeo PAL y NTSC. Hasta el día de hoy, 44,1 kHz sigue siendo la resolución estándar mínima para el audio digital.

Sin embargo, al utilizar una mayor frecuencia de muestreo, el DAC puede capturar más información y recrear con mayor precisión la señal de audio. El uso de altas tasas de muestreo tiene un costo. También crea más tensión en el procesador, restringe el número de canales con los que se puede trabajar y crea archivos de audio significativamente más grandes.


¿QUÉ ES LA PROFUNDIDAD DE BITS?

La profundidad de bits controla la cantidad de rango dinámico en una grabación de audio digital, o la cantidad de espacio entre los sonidos más fuertes y los más silenciosos. La mayoría de los DAC profesionales funcionan con las siguientes profundidades de bits:

  • 16 bits
  • 24-bit
  • Flotat de 32 bits

Un bit es un dígito binario, o una unidad de código. Un bit sólo tiene dos valores: 1, o 0. Encendido, o apagado. Volumen máximo, o silencio. Pero con múltiples bits, se pueden crear más combinaciones, lo que resulta en más valores. Por ejemplo, con dos bits se pueden crear cuatro combinaciones: 00, 01, 10 y 11. Y a cada uno de esos valores se le puede asignar un significado diferente.

En un sistema de audio digital, a cada valor se le asigna una amplitud específica de la forma de onda de audio. Con una alta resolución, se puede mapear con precisión la amplitud exacta de cada pico en una forma de onda. Pero con una resolución baja, no puedes ser tan preciso, y la calidad comienza a sufrir. Por ejemplo, en un sistema de 24 bits tienes más de 16 millones de valores posibles para elegir, mientras que en un sistema de 16 bits tienes poco más de 65.000.

La profundidad de bits estándar mínima para el audio digital de calidad de CD es de 16 bits, pero el uso de una mayor profundidad de bits ofrece un mayor rango dinámico, una mejor relación señal/ruido y más margen de error. Las profundidades de bits más altas le permiten hacer más fuertes los momentos fuertes y más silenciosos los momentos tranquilos sin introducir ruido adicional.


¿QUÉ ES UN «WORD CLOCK»?

Un reloj de palabra, un reloj de muestra o un reloj maestro es un oscilador preciso que se utiliza para sincronizar múltiples dispositivos de audio digital. La mayoría de los DAC incluyen relojes de palabra incorporados, aunque también están disponibles como dispositivos independientes.
Cuando se trabaja con múltiples dispositivos de audio digital, es necesario sincronizar sus relojes internos para asegurarse de que registran todo perfectamente en el tiempo hasta la última muestra. De lo contrario, se corre el riesgo de crear artefactos digitales en forma de desagradables clics y chasquidos.

En la mayoría de los estudios caseros, el reloj de la interfaz de audio funciona como el reloj maestro de cualquier dispositivo adicional. Pero en los estudios profesionales, que a menudo requieren un enrutamiento de señal más complejo, muchos ingenieros optan por utilizar un dispositivo autónomo.

De manera similar a la actualización de una interfaz de grabación todo en uno a preamplificadores y DAC independientes, un reloj de palabra dedicado puede ofrecer una mejora significativa en el sonido.

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