19 de junho de 2010

Gravador de áudio portátil

Até recentemente a mídia mais utilizada em gravadores de áudio portátil era a fita magnética.

A mais popular e que teve um reinado por várias décadas foi  a fita Compact Cassette, mais conhecida como fita cassete de áudio (Audio Cassette Tape), lançada pela Philips em 1962. Até hoje é possível encontrar em algumas lojas, inclusive no Japão. Por ter uma boa qualidade de áudio, foi muito utilizada para gravações de músicas, principalmente cópias de discos de vinil para ouvir em carro ou em Walkman.

A sua deficiência em altas frequências (agudos) foi compensada, para obter áudio de alta fidelidade, utilizando fitas metálicas, como dióxido de cromo (CrO2), junto com a tecnologia de redução de ruídos de alta frequência da Dolby Laboratories, chamada de Dolby NR (Noise Reduction - redução de ruído). Com Dolby NR, as frequências mais altas são gravadas em intensidades maiores, seguindo uma certa curvatura (quanto mais alta a frequência, maior a intensidade), e que na reprodução são atenuadas fazendo a compensação, reduzindo assim os ruídos de alta frequência, ou seja, o mesmo princípio utilizado em discos de vinil com a curva RIAA. Se deseja conhecer melhor esta tecnologia, veja em Dolby NR.

Depois surgiram diversas fitas menores como Mini Cassette, também lançada pela Philips em 1967; Micro Cassette, lançada pela Olympus em 1969, que usa uma fita similar à Compact Cassette, porém mais fina, e Pico Cassette, que é quase metade da Micro Cassette, lançada pela Dictaphone com apoio da JVC em 1985. São pequenas, e não têm qualidade de áudio suficiente para utilização em música de alta fidelidade, apesar de Olympus ter lançado Micro Cassette de metal para estéreo Hi-Fi (High Fidelity - alta fidelidade). Os gravadores que utilizam estas fitas são normalmente mono e mais utilizados para gravação de ditado, aula, entrevista, seminário, etc., ou seja, para gravação de voz, e por isso são conhecidos como gravadores de voz (voice recorder). Algumas fitas chegaram a ser usadas também para dados.

Depois da introdução do CD (Compact Disc) em 1982, começam os áudios digitais. Em 1987 a Sony lançou a fita DAT (Digital Audio Tape) que fazia uma boa gravação de áudio em LPCM (Linear Pulse Code Modulation) sem compressão, na amostragem de até 48KHz/16bit, mas nos estúdios chegaram a ter gravações com amostragem de até 96KHz/24bit. Conseguia fazer cópia perfeita de um CD. Além de equipamentos caros, o receio de cópias piratas, deixaram esta fita mais restrita ao uso profissional.

Na tentativa de popularizar, como foi a fita Compact Cassette analógico, foram lançados em 1992, DCC (Digital Compact Cassette) pela Philips e Matsushita (Panasonic), que era compatível com Compact Cassette analógico (backward compatible) e como concorrente o MD (MiniDisc) pela Sony. Ambos usavam compressão com perda (lossy), DCC com PASC (Precision Adaptive Sub-band Coding) baseado em MP1 (MPEG-1 Audio Layer 1) e MD com ATRAC (Adaptive TRansform Acoustic Coding). Alternativas mais baratas do que a DAT, mas não obtiveram sucesso esperado, a fita DCC ficou mais popular na Europa, principalmente na Holanda (descontinuada em 1996) e MiniDisc no Japão e alguns países da Ásia. Foram produzidos pouquíssimos gravadores portáteis.

Nos anos de 1990, com a redução constante de preço dos cartões de memória flash, como SD e Memory Stick, e contínuo aumento na sua capacidade de armazenamento, começam a surgir gravadores digitais utilizando estes cartões como meio de armazenamento. Como o objetivo é gravação de voz, ficou conhecido como Digital Voice Recorder (gravador digital de voz) ou IC Recorder no Japão.

Veja mais detalhes sobre alguns formatos mencionados em Som: Analógico x Digital.

Gravador de áudio LPCM

Os gravadores de áudio de alta definição estéreo, são conhecidos como Digital Audio Recorder (gravador de áudio digital) ou LPCM Recorder (gravador LPCM), apesar de muitos chamarem de Digital Voice Recorder.  Os áudios analógicos captados pelos microfones são digitalizados em LPCM, normalmente nas amostragens de 44.1KHz, 48KHz ou 96KHz em 16bit ou 24 bit, e armazenados sem compressão em arquivo WAVE ou WAV (extensão .wav), ou seja Waveform Audio File Format (formato de arquivo de áudio em forma de onda), que tem alta qualidade e facilidade na edição e manipulação através de software bastante simples. A maioria também grava em MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3). São armazenados em memórias internas ou removíveis que são normalmente SD/SDHC de até 32GB. Tem conector USB 2.0 para poder transferir o arquivo para PC. São aparelhos muito utilizados para gravações de músicas ao vivo, sons da natureza  e também de áudio complementar de alta definição de uma filmagem.

Têm microfones integrados, na maioria direcionáveis de boa qualidade, normalmente de condensador (condenser), mas possuem entrada para conectar microfones externos. Alguns gravadores mais sofisticados disponibilizam também o conector tipo XLR, desenvolvido pela Cannon (hoje empresa da ITT Corporation, não confundir com a Canon) para conectar microfone profissional. Por ser gravadores de alta definição, precisam ter resposta de frequência até por volta de 40KHz (para amostragem de 96KHz/24bit).

Eles também funcionam como players, ou seja, através de fone de ouvido é possível ouvir tanto a gravação realizada, como também músicas nos formatos MP3, WMA ou LPCM. É um DAP (Digital Audio Player). Alguns aparelhos têm alto-falantes.

A Sony lançou em 2005, o seu Portable Linear PCM Recorder, PCM-D1 que grava em WAV e MP3 na memória interna de 4GB, podendo aumentar adicionando Memory Stick Pro HG Duo, com medidor de volume analógico, conector de entrada e saída digital óptica, a preço salgado de US$ 2,000.00. Mais tarde lançou o modelo simplificado, PCM-D50 com praticamente as mesmas características a um preço mais acessível de US$ 600.00. Mais detalhes veja no site da Sony.

Na ilustração ao lado temos alguns gravadores com amostragem de até 96KHz/24bit. EDIROL (Roland) modelo R-09HR, que grava em WAV e MP3 em memória SD/SDHC, que custa em torno de US$ 450.00. Olympus LS-11, que grava em LPCM, MP3 e WMA, tem memória interna de 8GB, podendo adicionar cartão SD/SDHC, preço em torno de US$ 400.00. Sanyo ICR-PS605RM, Xacti Sound Recorder, grava em LPCM e MP3, com 6 microfones, vem com memória interna de 4GB, podendo adicionar micro SD/SDHC, preço de ¥37.800 (US$ 400.00). Se desejar mais detalhes dos produtos, veja nos sites da EDIROL, Olympus e Sanyo.

Ao lado temos gravadores profissionais com conector para microfone opcional tipo XLR, com amostragem de até 96KHz/24bit. Marantz PMD661, Professional Portable Field Recorder, que grava em WAV e MP3 em cartão de memória SD/SDHC, que custa US$ 599.00. Tascam (Teac Professional) DR-100, Portable Digital Recorder, que grava em WAV e MP3 em memória SD/SDHC, vem com 4 microfones (2 cardioides e 2 omnidirecionais de condensador), preço em torno de US$ 430.00. Mais detalhes  nos sites da Marantz e Tascam.

Da KORG temos o High Resolution Mobile Recorder, modelo MR-2. Faz gravação multiformato LPCM, MP3 e MP2, incluindo SACD (Super Audio CD) em DSD (Direct Stream Digital) 2.8224MHz/1bit. Em LPCM as amostragens são 44.1KHz e 48KHz em 16bit e 24bit e 88.2KHz, 96KHz, 176.4KHz e 192KHz em 24bit.  Grava em cartão de memória SD/SDHC de até 32GB. A resposta de frequência é de 10Hz a 40KHz em LPCM e de 10Hz a 100KHz em SACD, preço de US$ 900.00. Se deseja mais detalhes, veja no site da KORG.


Atualizações

17/set/2011: A Roland anuncia um novo LPCM Recorder R-26, que pode gravar até 6 canais simultaneamente. Possui 2 tipos de microfones estéreo (omnidirecional e direcional) embutidos e entrada para microfone estéreo XLR/TRS externo. Além de separado ou combinados pode gravar os 6 canais (3 estéreos) ao mesmo tempo, que são armazenados em arquivos diferentes, e depois poderá fazer mixagem. Os formatos são WAV e BWF em até 96KHz/24bit e MP3 em até 320Kbps, que são armazenados em cartão de memória SDHC. Resposta de frequência de 20Hz a 40KHz. Deverá estar disponível no mercado, em meado de outubro, custando em torno de US$ 599.00. No Japão, foi anunciado o início da comercialização, a partir de 23 de setembro, com expectativa de preço em torno de ¥45.000. Mais detalhes do produto no site da Roland.


Veja também:
Digitalização de imagem e som
Compactação ou compressão de áudio e vídeo
Som: Analógico x Digital
Áudio puro
Microfone


  

6 de junho de 2010

Cabos para áudio e vídeo

Todos preocupam em adquirir os melhores equipamentos para Home Theater, HDTV, Blu-ray Player, mas na hora de comprar um cabo para conexão destes aparelhos, alguns procuram o mais barato ou um substituto (quebra-galho), se não achar pedaços de fios ou cabos velhos, tudo oxidado, na caixa de sucata. Estes desprezados cabos para conexões, odiados pelas mulheres por deixar o ambiente feio e acumulando sujeiras, são tão importantes quanto os equipamentos, mas poucos dão valor. Usar um cabo inadequado de péssima qualidade, é a mesma coisa que transferir água pura de um recipiente para outro através de um cano sujo, enferrujado e com furinhos.

Para eliminar este velho problema de cabos, surgem novas tecnologias de rede sem fio para áudio e vídeo de alta definição (Veja em Transferência de imagem e som HD). Acho ótimo para compartilhar imagem e som numa rede de multimídia, mas para manter a qualidade de áudio e vídeo de um bom Home Theater, acredito que por enquanto, não tem como substituir os cabos de alta qualidade.

Material: Um bom cabo é aquele que interfere menos possível na qualidade do sinal, por isso precisa utilizar material que tenha melhor condutividade (baixa resistividade), na bitola adequada com contatos perfeitos. Metais que possuem melhor condutividade são: 1º Prata, 2º Cobre, 3º Ouro e 4º Alumínio. O metal mais utilizado é o cobre por ser mais barato (metal não precioso) e um ótimo condutor. O ouro por ter baixíssima oxidação ao ar livre, é mais utilizado para banhar os contatos dos conectores, assim manterá um bom contato elétrico e duradouro. Alguns fabricantes utilizam materiais compostos para melhorar a condutividade sem aumentar demais o custo. Os cobres livre de oxigênio (OFC - Oxygen-Free Copper) ou de alta pureza (High-Purity Copper), retiram oxigênio ou impurezas que aumentam a resistividade, mas em algumas aplicações, os resultados são insignificantes para o aumento considerável do custo.

Bitola: A bitola do fio influencia na passagem de elétron, ou seja, quanto mais grosso, menor a resistividade, e portanto maior a condutividade. Nas bitolas em AWG (American Wire Gauge), padrão americano, quanto mais grosso, menor o número. No Brasil, é usada a medida da secção do fio em mm², portanto, quanto maior é mais grosso.

Comprimento: Quanto mais comprido, a resistividade é maior, por isso deve ser o mais curto possível, ou seja não deixar enrolado, ou espalhado, pensando na possível mudança futura do layout. É melhor definir primeiro a localização dos equipamentos e comprar cabos na medida mais próxima possível da distância. Além da economia, o resultado será melhor.

Blindagem: A blindagem do cabo deve ser a melhor possível para não se tornar uma antena, pois a cada dia aumentam ondas eletromagnéticas no ambiente (Rádio, TV, Celular, Controle remoto, Rede sem fio, etc. e etc.) e inclusive para não ter interferências entre os cabos. Nos cabos de alta qualidade é comum encontrar dupla ou tripla blindagem.

Para se ter uma idéia prática dos conectores e respectivos cabos, na ilustração abaixo apresento uma imagem do painel traseiro do AV Receiver da Onkyo, modelo TX-SR806 de 7.1 canais, com as explicações das respectivas conexões. Se desejar, clique na imagem para ampliar.


Cabos para sinais analógicos

Normalmente são cabos coaxiais com conectores RCA, tanto para áudio como para vídeo, em geral identificados pelas cores padronizadas nos conectores. Um bom cabo coaxial tem uma ótima malha de blindagem, condutor central grosso e conectores banhados a ouro.


Áudio: O mais simples é o cabo coaxial de áudio estéreo (vermelho = canal direito e branco = canal esquerdo). No caso do multicanal pode-se utilizar 3 pares (5.1) ou 4 pares (7.1) de cabos estéreos, neste caso é melhor fazer a identificação, ou comprar um multicabo pronto com identificações, onde tirando o frontal (vermelho e branco), não há uma padronização de cor.

Vídeo: Para imagem de definição standard, o cabo mais simples é o cabo coaxial de vídeo composto  (Y+C) identificado na cor amarela. Apesar de não ser cabo coaxial, mas na qualidade de imagem superior, temos o cabo S-Video (Separate Video), onde o vídeo é separado em 2 componentes (Luminância - Y e Crominância - C), é um cabo com 2 pares trançados (sinal + terra) com conector mini-DIN de 4 pinos.

Vídeo componente: Cabo para imagem de alta definição. É um conjunto de 3 cabos coaxiais, onde transportam o vídeo separado em 3 componentes: Luminância - Y (Verde), Crominância azul - Cb (Azul) e crominância vermelha - Cr (Vermelho). Devido à alta frequência, exigência na qualidade é bem maior. A sigla YCbCr é conhecida após a digitalização e YPbPr em sinal analógico.

Cabos para sinais digitais

S/PDIF: Sony Philips Digital Interconnect Format ou Sony Philips Digital Interface. É uma interface para transportar sinal de áudio digital com ou sem compressão como Dolby Digital, DTS e LPCM de um CD/DVD/BD Player para um AV Receiver, através de cabo coaxial ou cabo de fibra óptica. Suporta amostragens de 44.1KHz ou 48KHz em até 20bits, ou seja, áudio de definição standard. O cabo coaxial com conector RCA, é identificado na cor de laranja. A qualidade dos cabos coaxiais para áudio digital deve ser bem superior do que o do analógico. No caso do cabo óptico deve preocupar em manter uma certa curvatura para não prejudicar a passagem da luz. Na ilustração, cabo coaxial para áudio digital de alta qualidade da Esoteric, MEXCEL 7N-DA6300/R1, onde 1 par de cabo com 1m de comprimento tem o preço sugerido de ¥588.000 (US$6,300.00).

DVI: Digital Visual Interface, para conexão de vídeo, normalmente encontrado em monitor de PC e em projetor de imagem. É compatível com HDMI, por isso é possível fazer a conversão usando apenas um adaptador simples.


HDMI: No caso do cabo HDMI, que transporta sinal de áudio e vídeo de alta definição, numa curta distância é teoricamente imune à degradação de sinal, porque utiliza correção de dados. Mas devido à alta frequência, numa distância maior começa a ter deterioração razoável do sinal, impossibilitando a correção. Por ser cabo de pares trançados (sinal + terra), até a distância da trança começa a ser importante. Normalmente encontrados em cabos redondos, mas existem os de cabos planos ou chatos. Na ilustração, cabo chato da Wireworld, que fabrica diversos cabos de alta qualidade.


No cabo de HDMI temos, o de categoria 1 e categoria 2:

Categoria 1, conhecido como standard (padrão), normalmente até a versão 1.3, utiliza fios mais finos, em torno de 28AWG (0.081mm²) e testado até 74.5MHz, suficiente para imagens 720/60p e 1080/60i.

Categoria 2, conhecido como High-speed (alta velocidade), a partir da versão 1.3, utiliza fios mais grossos, em torno de 24AWG (0.205mm²), testado para sinal de 340MHz (10.2Gbps), para imagens de 1080/60p e 2160/30p. Pode atingir até 10m sem problema. Cabos compridos precisam aumentar ainda mais a qualidade dos materiais utilizados e fios com bitola maior, acarretando em aumento considerável de custo, podendo atingir até 20m. Em distâncias muito maiores recomenda-se a utilização de Repeater (repetidor) ou Booster (amplificador). Na ilustração temos o cabo HDMI série M2000, Hyper-Speed Cable e SuperThin Cable da Monster Cable, que é testado até 21Gbps, sendo ótimo para display com refresh rate de 480Hz e Deep Color de 16 bit, que custa US$200.00 para cabo de 1.2m. Mais detalhes e outros produtos, veja no site da Monster Cable.

Cabos para caixas acústicas

Os fios ou cabos para caixas acústicas são bem críticos. A resistência do cabo não deve exceder a 5% da impedância da caixa acústica, conforme o Roger Russell. A impedância é uma carga resistiva equivalente de um circuito entre dois pontos, medida também em Ohms (Ω), onde numa caixa acústica é composto de bobinas de alto-falantes (voice coil) e filtros passa faixa (divisor de frequência para cada tipo de alto-falante), composto de capacitores e bobinas, por isso a impedância (capacitor e bobina) varia conforme a frequência do sinal, e a resistência do cabo não, complicando ainda mais.

As impedâncias das caixas acústicas em geral são de 2Ω a 16Ω, e os mais comuns são de 4Ω a 8Ω. Como exemplo, numa caixa acústica com impedância de 4Ω, a resistência do cabo deve ser menor do que 0.2Ω. A alta resistência do cabo, além de provocar a perda da potência, afeta na qualidade do som. A resistência do cabo depende do comprimento e da bitola, ou seja, quanto mais comprido, mais grosso deve ser. Normalmente recomendam que o comprimento máximo de um cabo não ultrapasse 15m.

A tabela ao lado é para o comprimento máximo de alguns cabos (paralelo), considerando a bitola do fio de cobre (AWG e mm²) e a impedância da caixa acústica (4, 6 e 8Ω). Se possível utilize sempre um cabo de bitola um pouco maior, para assegurar. Se deseja conhecer mais, veja em Speaker Wire, A History do Roger Russell.

O borne para estes cabos, tanto no AV Receiver como na caixa acústica, normalmente utiliza um modelo que aceita plugue banana, pino ou terminal forquilha (Spade ou Y-Lug), facilitando a conexão. Em equipamentos profissionais é mais comum utilizar o Speakon da Neutrik que tem trava. Em equipamentos mais simples normalmente encontramos de engate rápido de pressão (spring clip).


Na ilustração abaixo, temos os cabos para caixas acústicas de altíssima qualidade, para equipamentos high-end. Da Analysis temos o cabo Big Silver Oval, que tem condutor de cobre livre de oxigênio com cobertura de prata, e que um cabo de 1.2m custa US$750.00 e o cabo Golden Oval que tem cobertura de ouro que custa US$9,600.00 (1.2m). Da Jorma Design, temos a série de cabos Jorma Prime, onde um cabo para caixa acústica de cobre com pureza de 99.999999%, cobertura de ouro, de 1m custa US$12,800.00. Se deseja conhecer mais, inclusive outros cabos, visite os sites da Analysis e Jorma Design.


Se não comprar um cabo pronto, não esqueça em utilizar um cabo que tenha identificação de polaridade (bicolor paralelo) e tome cuidado para não inverter. O vermelho é positivo e o preto, negativo. Se inverter, o som desta caixa sairá defasado em relação às outras, prejudicando no desempenho e no efeito surround. Para caixas correlatas esquerda e direita (frontal, surround, surround back), utilize preferencialmente cabos de mesmo comprimento.

Veja também:
Som: analógico x digital
Áudio puro
Disco de vinil
Áudio de alta definição do Blu-ray
Microfone