O documento discute a conversão de ondas sonoras em sinais elétricos de áudio, podendo ser analógicos ou digitais. Também aborda transdutores como microfones e alto-falantes, além de compressão de áudio em formatos como MP3 e WMA.

2. Recapitulando:
Vimos:
- Acústica
- Características do Som
HOJE: Sinal Eletronico de Áudio

3. Sinais de Áudio
Analógicos
Digitais

4. Onda Sonora x Sinal de Áudio
• Problema
– é muito difícil manipular o som enquanto forma mecânica de
energia
• Solução:
– deve-se transformá-lo em uma outra forma de energia mais
conveniente por meio de transdutores
– A forma de energia mais adequada é a elétrica, ou seja, em um
sinal de áudio
• Vantagens
– mais fácil de controlar, modificar e armazenar
– cria inúmeras e novas possibilidades de manipulação
– permite “ida e volta” através de transdutores como o microfone e o
alto-falante

5. Onda Sonora x Sinal de Áudio
Onda
sonora
(mecânica)
Onda
elétrica
analógica

6. Sinal de Áudio Analógico
Representa analogicamente todas as
características do som, através de um sinal
elétrico, gerado por um circuito oscilador ou
transformador.

7. Transdutores acústicos
O microfone é um dispositivo eletromecânico
utilizado para converter o som - energia mecânica -
em energia elétrica.
O microfone de cristal utiliza o efeito piezoelétrico;
quando um pedaço de sal de Rochelle é precionado
ou torcido, cria-se entre duas de suas faces uma
diferença de potencial.

8. Transdutores acústicos
Microfones

9. Transdutores acústicos
Microfones

10. Transdutores acústicos
Os primeiros alto-falantes surgiram entre 1924 e 1925, como
equipamento capaz de ampliar o som produzido pelos
fonógrafos elétricos primitivos. Os diminutos movimentos
comunicados à agulha, quando de sua passagem pelo sulco do
disco, eram transformados em sinais elétricos que precisavam
ser reconvertidos em vibrações mecânicas. E essa função não
podia ser exercida pelas cornetas acústicas dos fonógrafos
mecânicos. Surgiu, assim, o alto-falante de bobina móvel,
desenvolvido pelos norte-americanos. A simplicidade de sua
construção e a boa qualidade de reprodução sonora
possibilitadas pelo novo dispositivo fizeram com que ele
permanecesse praticamente inalterado até hoje.

11. Transdutores acústicos
Alto Falantes

12. Transdutores acústicos
Alto Falantes
Para melhorar a reprodução o alto-falante passou a ser
montado em uma caixa acústica. Trata-se de uma caixa
selada, revestida internamente com isolantes acústicos, de
modo que a emissão sonora da superfície posterior do cone
fica perfeitamente controlada. As caixas desse tipo,
requerem maior potência do amplificador, mas oferecem
melhor resposta em baixa freqüência

13. Processamento de sinais de áudio
• Uma vez transformado em sinal elétrico... várias
manipulações são possíveis
• Mudança de dinâmica
– Amplificação/atenuação, Compressão/expansão, limitação,
redução de ruído, modificação de envoltórias...
• Mudança de espectro
– Filtragem e equalização
• Outros
– Adição (mixagem)
– Gravação (em fita, disco, etc.)
– adicionamento de ambiência e efeitos (chorus, flanging, etc.)

14. Sinal de Áudio Digital
memória
Computador ou
dispositivo eletrônico
Conversão
A/D
Pré-amplificador
Conversão
D/A
Amplificador

15. Sinal de Áudio Digital
Amostragem

16. Sinal de Áudio Digital
CODEC´S
Um codec de áudio é um dispositivo de hardware ou
um programa de computador que codifica/decodifica dados
de áudio digital de acordo com um determinado tipo
de arquivo de áudio ou áudio "streaming". O termo codec é
uma combinação de coder-
decoder ("compressor/descompressor"). O objeto
do algoritmo dum codec é representar os sinais de alta
fidelidade do áudio com a quantidade mínima de bits,
preservando ao mesmo tempo a qualidade. Isto pode
efetivamente reduzir o espaço de armazenamento e a largura
de banda exigidos para transmissão do arquivo de áudio
armazenado.

17. Sinal de Áudio Digital
CODEC´S
A maioria dos codecs são implementados como bibliotecas
que servem de interface para um ou mais tocadores de
mídia, tais como o XMMS, Winamp ou o Windows Media
Player.
Em alguns contextos, a expressão "codec de áudio" pode
referir-se à implementação de hardware duma placa de som.
Quando usada desta maneira, a expressão codec de
áudio refere-se ao dispositivo que codifica um sinal de áudio
analógico.

18. Sinal de Áudio Digital
Compressão MP3
O algoritmo de compressão do MP3, desenvolvido pelo
IIS (Institut Integrierte Schaltungen), na Alemanha, em 1987,
é muito mais complexo que um simples compactador e se
fundamenta na exclusão de sons baseado nas limitações da
audição humana.
Além das limitações físicas do ouvido, o som tem que
viajar através dos nervos até o córtex auditivo do cérebro
onde é transformado em diferentes percepções das quais
tomamos consciência.

19. Sinal de Áudio Digital
Compressão MP3
O ser humano pode perceber sons na faixa de freqüências de 20 Hz
a 20 kHz devido às limitações físicas do ouvido. A faixa compreendida
entre 1000 e 5000 Hz é melhor percebida. Com a idade vamos
diminuindo a percepção das freqüências mais elevadas.
O princípio do mascaramento em freqüência.
Sempre que um som é mais forte, mascara outros mais baixos.
Quando uma forte batida do prato em uma música executada por uma
orquestra nos chega ao ouvido, por um momento, apenas esse som é
percebido, mascarando o som dos demais instrumentos. Esse princípio
fundamenta a eliminação de todos os sons mascarados em um
determinado arquivo.

20. Sinal de Áudio Digital
Compressão MP3
O princípio do mascaramento temporal.
Quando um som forte nos chega ao ouvido há uma fração de
tempo de cerca de 200 milisegundos durante a qual nosso ouvido não
percebe som algum. Esse princípio permite a eliminação de muitos
dados de um arquivo sonoro sem prejuízo para a nossa impressão
auditiva.
O princípio da redundância estereofônica.
A limitação do ouvido humano para detectar a direção das baixas
freqüências, chamada de redundância estereofônica, também permite
eliminar parte da informação de áudio sem afetar significativamente
nossa impressão.

21. Sinal de Áudio Digital
Compressão MP3 – Antes da Compressão

22. Sinal de Áudio Digital
Compressão MP3 – Depois da Compressão

23. Sinal de Áudio Digital
Compressão WMA
Windows Media Audio (WMA) é um formato
produzido pela Microsoft que tem grande
compatibilidade com o Windows Media Player.
Entretanto, pode ser reproduzido pelo Winampe
outros reprodutores de áudio, com exceção do
iTunes, que oferece serviço de codificação de WMA
ao AAC. Oferece qualidade de áudio similar ao MP3,
porém pode haver limitação em relação à
licenciatura por ser proprietário.

24. Sinal de Áudio Digital
Compressão WMA
Vale ressaltar que este formato, assim como o MP3 , é
um formato lossy, ou seja, ocorre nele a remoção de
certas freqüências e harmônicos / informações em
geral contidas no fluxo de áudio original durante a
compressão neste formato. Além de ter uma tamanho
levemente reduzido em relação a uma música no
formato.mp3. O primeiro codec WMA era baseado no
trabalho anterior de Henrique Malvar e de sua equipe.
De acordo com o artigo publicado, a tecnologia foi
transferida para a equipe do Windows Media Team da
Microsoft.

25. Sinal de Áudio Digital
Extensões de Arquivos de Áudio
Na realidade existem uma infinidade de extensões de
arquivos de áudio.
WAV
DAT
PCM
AIF
APE
OGG
AAC
Confira o LINK
http://www.fileinfo.com/filetypes/audio

26. Sinal de Áudio Estereofônico

27. Sinal de Áudio Binaural

28. Email: rubens.evangelista@aedu.com
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