Audio dixital

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Unha onda sonora, en cinza, representada dixitalmente en vermello.

O son dixital consiste na representación dixital dun sinal eléctrico dunha onda sonora por medio do código binario, obténdose pois unha secuencia de valores enteiros.

O proceso de conversión carrexa unha perda de datos, e é sabido que o son dixital nunca poderá representar o son analóxico de maneira plena, mais, a evolución tecnolóxica chegou a un alto grao de precisión, até o punto de as diferenzas non sexan perceptibles polo oído humano. A precisión da representación dixital do son varía de acordo coa taxa de mostraxe de frecuencia e a cantidade (profundidade) de bits para cada mostra. Canto maiores sexan estes valores, maior será a fidelidade do son dixital en relación ao son analóxico.

Un sinal analóxico é aquel cunha amplitude que pode tomar en principio calquera valor, isto é, o seu nivel en calquera mostra non está limitado a un conxunto finito de niveis predefinidos como é o caso dos sinais cuantificados. Un sinal dixital é aquel cunhas dimensións (tempo e amplitude) que non son continuas senón discretas, o que significa que o sinal necesariamente terá uns determinados valores fixos predeterminados en momentos tamén discretos.

O proceso que envolve, na captación ou gravación, a conversión do son analóxico en dixital e, na reprodución, a conversión do son dixital en analóxico, permite que o son sexa almacenado e reproducido por medio dun CD, MiniDisc ou DAT, de bandas sonoras de filmes dixitais, de arquivos de son en diversos formatos, como WAV, AIFF, MP3, OGG, e outros medios.

Mostraxe dixital dun sinal de audio.

A mostraxe consiste en fixar a amplitude do sinal eléctrico a intervalos regulares de tempo (taxa de mostraxe). Para cubrir o espectro audible (20 a 20000 Hz) adoita bastar con taxas de mostraxe de algo máis de 40000 Hz, con 32000 mostras por segundo teríase un ancho de banda similar ao da radio FM ou unha fita de casete, é dicir, permite rexistrar compoñentes de até 15 kHz, aproximadamente. Para reproducir un determinado intervalo de frecuencias necesítase unha taxa de mostraxe de pouco máis que o dobre (Teorema de mostraxe de Nyquist-Shannon).

A cuantificación consiste en converter o nivel das mostras fixadas no proceso de mostraxe, normalmente, un nivel de tensión, nun valor enteiro de rango finito e predeterminado. Por exemplo, utilizando cuantificación linear, unha codificación linear de 8 bits discriminará entre 256 niveis de sinal equidistantes (28).

O formato máis usado de son dixital PCM linear é o do CD de audio: 44,1 kHz de taxa de mostraxe e cuantificación de 16 bits (que mide 65536 niveles de sinal diferentes) y que, en la práctica, permite rexistrar sinais analóxicas con compoñentes ata os 20 kHz e con relacións sinal a ruído de máis de 90 dB.