Explicación de la calidad de audio: profundidad de bits frente a frecuencia de muestreo
Cuando se habla de calidad de audio, puede resultar un poco difícil entender todo lo que sucede. La gente usa diferentes términos para definir un archivo de audio, y lo que es peor es que las empresas no suelen explicar cuando aplican esta jerga de audio a sus productos.
Dos términos con los que nos encontramos a menudo son profundidad de bits y frecuencia de muestreo . Estos son dos términos comunes que vemos cuando examinamos las propiedades de un archivo de audio. Es importante saber qué significan y cómo afectan la calidad del audio, así que echemos un vistazo a lo que significan estos términos.
¿Qué es la frecuencia de muestreo?
Las imágenes digitales se componen de píxeles, pequeños bits de datos de color que se combinan para formar una imagen consistente. Piense en un archivo de audio digital como en una imagen digital. Cuando se graba audio, el sonido es captado por un micrófono y viaja al convertidor analógico a digital (ADC) como corriente eléctrica.
El ADC toma múltiples muestras de la corriente y les asigna una secuencia de dígitos binarios (varios 1 y 0); Piense en las muestras como el equivalente en audio de los píxeles.
Así como más píxeles por pulgada cuadrada significan una imagen más nítida, más muestras por segundo significan un audio más nítido. El número de muestras tomadas por segundo se denomina frecuencia de muestreo.
Tasas de muestreo estándar
Hay frecuencias de muestreo estándar con las que tanto las empresas de software como las de hardware deben ser compatibles para que todo funcione correctamente. Si realiza algún tipo de trabajo con audio, debe estar familiarizado con algunos de los estándares. Por ejemplo, 8 kHz es una frecuencia de muestreo estándar para grabar la voz humana. Se trata de la frecuencia de muestreo mínima para comprender el habla; cualquier menor, y el oyente tendrá problemas para determinar las palabras.
Cuando se trata de música, el audio con calidad de CD tiene una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz. ¡Esto significa que el ADC toma 44,100 muestras por segundo! Solo sube a partir de ahí, ya que el siguiente estándar es 48kHz; esta frecuencia de muestreo se utiliza más para bandas sonoras de películas.
En el extremo superior del espectro, tenemos 96 kHz, más del doble de las muestras por segundo de 44,1 kHz y permite un audio más claro. Sin embargo, existe una controversia en torno a esta frecuencia de muestreo, ya que la gente normalmente no sabe si es necesario 96 kHz.
Muchos expertos creen que 96 kHz es una exageración. ¡Apple incluso ofrece audio a 192 kHz !
¿Qué es la profundidad de bits?
La frecuencia de muestreo se ocupa de la claridad del audio, mientras que la profundidad de bits se ocupa de la cantidad de ruido en el audio. Dando la vuelta, el ADC asigna a cada muestra una secuencia de dígitos binarios. El número de dígitos binarios por muestra se denomina profundidad de bits.
El ADC asigna a cada muestra los dígitos binarios en función de la amplitud del audio (la fuerza de la corriente que viaja desde el micrófono). Así es como replica la onda sonora en forma digital. Cuantos más bits por muestra (más pines de salida en el ACD), con mayor precisión el ADC puede replicar la onda.
Sin embargo, los ADC solo pueden asignar un número finito de voltajes a cada muestra. Entonces, si una muestra cae entre dos voltajes, se redondea automáticamente; esto se llama ruido de cuantificación.
El gráfico anterior muestra un ejemplo de una onda de sonido que se registró a través de un ADC de 2 bits. Aunque la onda original (roja) alcanza su punto máximo a niveles aleatorios, la señal digital cuantificada (azul) solo aterriza en incrementos de 0,25 voltios. Las velocidades de bits más bajas introducen ruido digital en el audio, ya que cuanto menor es la profundidad de bits, con menor precisión se reproduce la onda.
Profundidades de broca estándar
Al igual que con la frecuencia de muestreo, existen diferentes profundidades de bits estándar con las que se encuentra en la industria. El audio de 8 bits parece ser la profundidad de bits mínima que verá. Con él, escuchará una buena cantidad de ruido, pero el audio seguirá siendo útil.
El siguiente paso es típicamente el audio de 16 bits, que es lo que está presente con el audio con calidad de CD. Por lo general, no escuchará ningún ruido con el audio de 16 bits, y la mayoría de las personas pueden grabarlo y editarlo sin muchos problemas. Por encima de eso, tenemos audio de 24 bits. Esta profundidad de bits es la preferida entre los ingenieros de audio profesionales. Con audio de 24 bits, no tiene ruido y tiene un mejor rango de amplitudes para trabajar.
Por último, tenemos audio de 32 bits, que está envuelto en controversia, al igual que la frecuencia de muestreo de 96 kHz. Mucha gente cree que no es necesario. Puede editar audio sin problemas en 16 bits y 24 bits, y 32 bits parece exagerado.
¿Cuál es la frecuencia de muestreo y la profundidad de bits óptimas?
Entonces, ¿cuáles son las frecuencias de muestreo y las profundidades de bits óptimas para sus necesidades?
Escucha casual
Si eres un oyente ocasional, no necesitarás nada más alto que el audio de 16 bits. Algunos servicios ofrecen profundidades de bits más altas para que suene como si se equipara a un audio más claro, pero ese no es el caso. También debería estar bien con una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz si es un oyente ocasional.
Audiófilos e ingenieros de audio
La conversación cambia cuando hablamos de audiófilos e ingenieros de audio; saben qué son los DAC y utilizan otros equipos para aprovechar al máximo su música. El audio de 24 bits debería ser la mejor opción en términos de ruido y rango dinámico. Puede ser más suave sin ningún ruido audible y más fuerte sin ninguna distorsión.
Cuando se trata de frecuencia de muestreo, la conversación se vuelve un poco turbia. Algunas personas dicen que no pueden distinguir la diferencia entre 96 kHz y 44,1 kHz, mientras que otras afirman que pueden escuchar la diferencia.
Frecuencia de muestreo frente a profundidad de bits: ahora lo sabe
La tecnología puede ser complicada y empeora con diferentes términos que se lanzan sin ninguna explicación. Nos encontramos con frecuencia de muestreo y profundidad de bits todo el tiempo cuando se trata de audio digital, y saber más sobre estos términos lo ayudará a comprender mejor lo que está escuchando.