Gravação e Reprodução do Som

O primeiro protótipo do fonógrafo foi obtido pelo francês Léon Scott em 1857, quando estudava as características do som. Somente vinte anos depois, no entanto, graças a uma máquina inventada por Thomas Alva Edison, foi possível ouvir a reprodução de uma gravação. No século XX, desenvolveram-se muito as técnicas de gravação e reprodução acústica, o que resultou numa série de aparelhos domésticos destinados ao lazer.

Gravação do som é a estocagem, numa base de gravação (um disco, por exemplo) das vibrações produzidas no ar pelo som. Na reprodução, o processo se inverte, de maneira que as vibrações estocadas novamente se convertem em ondas sonoras. Os sistemas de gravação e reprodução do som visam à conservação documental de determinadas informações sobre meios físicos que permitam sua reedição posterior. A finalidade desses registros varia amplamente e pode ser tanto o lazer musical, como o comércio ou o estudo.

Entre as técnicas de gravação e reprodução do som existentes, destacam-se os sistemas de base mecânica, de que são exemplo os fonógrafos e eletrolas; os de base magnética, como os gravadores e toca-fitas que utilizam fitas cassete; e os de base óptica, caso das trilhas sonoras de filmes cinematográficos e dos discos compactos digitais, ou compact discs.

Sistemas mecânicos

O primeiro aparelho mecânico de reprodução do som, inventado por Thomas Edison em 1877 e patenteado no ano seguinte, constava de um cilindro coberto com papel de estanho e um pavilhão, que tinha no fundo um diafragma ao qual se fixava uma agulha. Uma manivela imprimia ao cilindro um movimento de rotação e outro, mais lento, de translação, de modo que a agulha, apoiada sobre o papel de estanho, nele produzia um sulco ao riscar uma curva espiral ininterrupta. Quando se emitia um som, como a voz de uma pessoa, diante do pavilhão, as ondas sonoras provocavam vibrações no diafragma, que as transmitia à agulha. Esta produzia no papel uma série de elevações e depressões decorrentes das oscilações. Desse modo, o som original era “inscrito”, na forma de sulcos, sobre o papel. Ao passar a agulha do diafragma pelo sulco traçado durante a gravação, ela acompanhava as sinuosidades existentes e tornava a vibrar de modo idêntico. Essas oscilações se transmitiam ao diafragma e depois ao próprio ar, onde novamente se formavam ondas sonoras audíveis, que repetiam os sons originais.

A máquina de Edison, embora de concepção genial, tinha algumas limitações além da imperfeição da reprodução: a gravação na folha de estanho só podia ser tocada poucas vezes, não permitia cópias nem a possibilidade de o papel ser retirado e guardado. Em 1885, Alexander Graham Bell, seu primo Chichester A. Bell e Charles Sumner Tainter substituíram o papel de estanho por um invólucro de papel encerado, que se podia recolher com facilidade.

A primeira gravação sobre um disco plano se deve ao alemão naturalizado americano Emil Berliner, que traçou num disco de zinco uma linha espiral (partindo das extremidades para o centro do disco), sobre a qual deslizava a agulha. De acordo com as patentes, porém, Edison tinha os direitos da gravação com sulcos, e Bell-Tainter os da impressão em cera. Assim, Berliner foi levado a procurar uma solução nova: sobre um disco de zinco recoberto com uma fina camada de cera, um serpenteador transversal registrava as vibrações; depois, aplicava-se um ácido que atacava somente o metal e, desse modo, produzia uma estria nos lugares em que a agulha havia retirado a cera. O disco ficava pronto depois que se derretia a cera restante.

Berliner, porém, prosseguiu com as pesquisas, pois seu sistema ainda apresentava o inconveniente de só permitir a produção de um disco de cada vez. A possibilidade de cópias surgiu depois que ele teve a idéia de recobrir o disco original com um metal mais duro e obteve um molde, isto é, uma reprodução em negativo do original, com o qual pôde fabricar outros discos.

Outra inovação importante ocorreu em 1890, quando foram instalados mecanismos de corda nos aparelhos de cilindro de Edison e de Bell-Tainter, que já encontravam boa aceitação no mercado. O próprio Berliner teve a idéia de apresentar um tipo diferente de aparelho, de preço mais baixo. Com a colaboração do mecânico Eldridge Johnson, inventou o gramofone, aparelho que em 1896 já era vendido em todos os Estados Unidos. Iniciou-se então a produção de discos aos milhares.
Feitas por meio do poder mecânico das ondas sonoras, essas gravações eram denominadas mecânicas ou acústicas. Os discos também eram tocados mecanicamente. O grande êxito do sistema fonográfico de discos planos nos Estados Unidos e na Europa incentivou o rápido aperfeiçoamento dos materiais, bem como melhoramentos estruturais, como a incorporação de motores elétricos, que resultou num aparelho denominado toca-discos.

Apesar do grande interesse suscitado pela reprodução de sons ainda nos primeiros anos do século XX, ela era ainda estridente e barulhenta, com uma gama limitada de tons. A sonoridade dependia diretamente da intensidade da voz ou do instrumento musical, pois não se conhecia nenhum processo de controle do volume acústico do disco, para aumentá-lo ou diminuí-lo, nem de regulagem da velocidade de rotação. Além disso, era impossível gravar uma seleção musical executada por uma orquestra ou um grupo numeroso de músicos e cantores, já que cada executante devia cantar ou tocar seu instrumento perto da boca de um objeto semelhante a uma corneta, usado para concentrar a energia do som.

Em 1915 houve uma verdadeira revolução quando o americano Lee De Forest inventou um amplificador de tubo a vácuo. A invenção marcou a transição da gravação acústica para a elétrica, o que imprimiu uma considerável melhora no método que, unido à utilização de novos materiais na confecção dos discos e das agulhas e ao desenvolvimento tecnológico dos sistemas de reprodução (alto-falantes, amplificadores etc.), permitiu uma excelente qualidade sonora final. Padronizou-se então a gravação de discos de 4min30s de duração e 78rpm (rotações por minuto), originalmente feitos de goma-laca e depois de resinas sintéticas termoplásticas.

A gravação de longa duração (long-playing), conhecida como LP e lançada comercialmente em 1948 pela marca Columbia, foi projetada para tocar à velocidade de 33 1/3rpm. Por usar microssulcos, permitia um tempo de reprodução de trinta minutos para cada lado do disco. Essa técnica foi uma verdadeira revolução, pois apresentava a vantagem da economia e da fabricação com vinil, material plástico flexível e resistente, que produz muito pouco ruído pela fricção. Os discos compactos de 45rpm tocavam até oito minutos por lado e foram introduzidos em 1949. Gravações estereofônicas, com dois canais separados de som gravados no mesmo sulco, foram feitas a partir de 1958. No início da década de 1970, surgiram os discos quadrafônicos, com dois canais adicionais, mas não tiveram sucesso comercial.

Sistemas magnéticos

A ideia de empregar um material magnético como base de gravação de sons, antecipada pelo inventor dinamarquês Valdemar Poulsen em 1898, só foi posta em prática pela indústria na década de 1920, quando começaram a ser utilizadas fitas magnéticas. Os primeiros gravadores usavam um arame, que era passado sob velocidade uniforme de um carretel para outro, através do campo magnético de um eletroímã. As ondas sonoras de um fone eram transformadas em impulsos elétricos e passavam para o eletroímã, que magnetizava o arame, segundo as ondas sonoras originais. Para reproduzir os sons da gravação magnética, fazia-se passar o arame pelo campo de um eletroímã semelhante, com a mesma velocidade e na mesma direção anterior. As partes então imantadas do arame produziam um impulso elétrico transmitido ao fone, onde o som era reproduzido.

Posteriormente, começaram a ser utilizadas fitas magnéticas constituídas de tiras de papel às quais se aplicava o resultado da secagem de um líquido saturado de partículas magnetizadas. Na Alemanha e nos Estados Unidos se desenvolveu, na década de 1930, um processo de gravação magnética sincronizada com as películas cinematográficas, base do sistema denominado magnetofone.

As modernas fitas de gravação magnética consistem num filme de base plástica recoberto de material magnético, geralmente óxido de ferro, embora se usem também o dióxido de cromo e partículas de metal puro. A gravação sobre essas fitas se faz por meio do gravador, que efetua a conversão do som em sinal elétrico, depois aplicado sobre uma espira enrolada ao redor de um núcleo de ferro magnetizado. Os gravadores podem ter várias velocidades e números de pistas, mas todos baseiam-se no mesmo princípio: uma bobina magnética, chamada cabeçote de gravação, atua como um ímã e magnetiza as partículas de óxido que constituem a base magnética da fita.

Nos sistemas magnéticos, o sinal elétrico a ser gravado é emitido por uma fonte, que pode ser microfone, disco, rádio etc. Depois de amplificado num circuito eletrônico, esse sinal elétrico é enviado à fita através de um cabeçote, bobina construída sobre um núcleo de ferro magnetizado, sobre cuja superfície a fita se move. A corrente na bobina produz uma força que magnetiza as partículas da fita. Para fazer a reprodução do som, basta passar o mesmo trecho da fita sobre o cabeçote de reprodução. As porções magnetizadas da fita provocam alteração do fluxo magnético no núcleo, gerando uma voltagem que é amplificada e enviada para os alto-falantes, os quais, ao vibrarem, reproduzem o som original.

Os principais tipos de fitas de gravação são a de rolo e a cassete. Os gravadores de fitas de rolo foram os primeiros a serem desenvolvidos e são usados principalmente para gravações profissionais. Podem operar a diferentes velocidades e têm grande flexibilidade, inclusive capacidade de gravar até 24 trilhas separadas. A fita cassete consiste num jogo de dois carretéis de fita dispostos num estojo retangular fechado. Embora o sistema de fitas cassete seja menos flexível e de maneira geral apresente menos fidelidade que os de fitas de rolo, os gravadores de cassete tornaram-se mais populares, principalmente devido à facilidade de operação.

Sistemas ópticos

O primeiro sistema óptico foi inventado por De Forest, que em 1923 desenvolveu técnicas de transcrição de ondas sonoras em impulsos de luz que podiam ser fotografados sobre uma tira de filme. Quando se passava o filme entre uma fonte luminosa e uma célula fotoelétrica num projetor cinematográfico, as imagens se transformavam novamente em voltagens elétricas que podiam se converter em som por um sistema de alto-falantes.

Outro tipo de gravação óptica é a de disco compacto digital (compact disc ou CD). Os métodos de gravação, leitura e reprodução sonora mediante raios laser determinou uma autêntica revolução tecnológica desses aparelhos. A durabilidade, a precisão de leitura e a qualidade do som dos compact discs determinaram a troca gradual, em determinados círculos, dos sistemas de audição fonográfica e magnética pelos de tecnologia a laser. Diferentemente dos demais métodos de gravação e reprodução, que criam “analogias” do som original e são por isso chamados de métodos analógicos, a gravação digital reproduz amostras do som a intervalos determinados e as converte em números binários, que são então gravados em fita sob a forma de uma série de pulsos. Os compact discs tornaram-se disponíveis comercialmente a partir do início da década de 1980 e alcançaram grande popularidade no início da de 1990. Outros sistemas digitais são o digital audio tape (DAT) e o digital compact cassette (DCC).

Equipamentos auxiliares

A gravação de discos e fitas magnéticas em escala industrial é realizada em estúdios e requer uma série de operações executadas por pessoal técnico e mediante o uso de aparelhos especiais. As fitas magnéticas podem ser gravadas também por amadores, por meio de processo mais simples, com aparelhagem reduzida e sem necessidade de estúdio e de conhecimentos especializados. Nas operações profissionais de gravação e reprodução do som, empregam-se instrumentos adicionais que permitam verificar as sucessivas transformações do sinal desde a emissão acústica até a gravação, e desde a leitura até sua reprodução sonora.

Os instrumentos conversores da potência acústica em elétrica se denominam microfones; neles, o som faz vibrar um diafragma, e essa vibração se transforma em pulso elétrico. As sucessivas conversões do sinal original provocam uma perda de potência que, tanto nos processos de gravação como nos de reprodução, se corrige com o emprego de amplificadores. Os elementos finais dos sistemas de reprodução são os alto-falantes, cujo funcionamento é basicamente inverso ao dos microfones.

A utilização de sistemas elétricos de conversão do sinal produz perturbações intrínsecas denominadas ruídos, que podem ser reduzidos por mecanismos de filtro e pelo uso de amplificadores de sinais. O termo alta fidelidade (ou hi-fi, do inglês high fidelity) designa um estado de qualidade mínima que se requer de uma reprodução. As condições necessárias para os sistemas de alta fidelidade são a adequação do espectro de audição a todas as freqüências de som presentes na gravação, a faixa de volume suficiente para distinguir o sinal dos ruídos e distorções, a fidelidade na reprodução temporal dos sons e na reprodução aproximada do ambiente acústico durante a gravação.

A reprodução do som pode ser monoacústica, quando se faz através de um único canal de saída; monofônica, que se vale de um canal tradutor simples, utilizada geralmente em sistemas fonográficos e radiofônicos; estereofônica, que utiliza os microfones de gravação; e quadrifônica, capaz de reproduzir fielmente o ambiente sonoro da gravação.

Fonte: biomania.com

Gravação e Reprodução do Som

Gravação e reprodução de som

Conteúdo

INTRODUÇÃO

GRAVAÇÃO DE FITA MAGNÉTICA

CLASSIFICAÇÕES DAS GRAVAÇÕES

O ÁUDIO DIGITAL

A GRAVAÇÃO POR FONÓGRAFO

SISTEMAS ESTEREOFÔNICOS MODERNOS

A ERA ELÉTRICA

GRAVAÇÃO SONORA DO FILME

O LP, HI-FI, E ESTÉREO

A INDÚSTRIA DE GRAVAÇÃO

O SOM SURROUND

GRAVAÇÕES MUSICAIS

MASTERIZANDO EM FITA

BIBLIOGRAFIA

Introdução

A gravação sonora envolve a detecção mecânica ou eletrônica de sons e a sua preservação em um meio de armazenamento—normalmente um disco, fita, ou filme. Na reprodução, ou playback, a informação codificada é recuperada do meio de armazenamento, é ampliada, e enviada para alto-falantes ou fones que recriam um fac-símile do som original.

Na gravação moderna, as ondas de pressão sonora no ar são detectadas por um ou mais microfones assim transformam as ondas de som em sinais elétricos. Podem ser combinados sinais de muitos microfones em um “misturador” (mixer) para produzir uma gravação acabada. Na música contemporânea, sinais elétricos que correspondem a sons desejados podem ser gerados diretamente por um sintetizador e combinados com os sinais de microfone. Os sinais sintetizados são transformados em som durante a reprodução.

O equipamento de reprodução sonora pode ser direcionado para um propósito especial, como um sistema de PA (public-address) , pode ser deliberadamente limitado em nível de volume ou alcance de freqüência. O equipamento que pretende reproduzir música, por sua vez, é avaliado de acordo com a precisão, ou fidelidade, de sua reprodução. Assim sistemas de alta fidelidade são aqueles que fielmente reproduzem o som original da música, autenticamente que recriam sua gama total de freqüências, alcance dinâmico (contraste forte/fraco), e timbre (qualidade de tom).

Sistemas de reprodução e gravação são caracterizados pelo número de “canais” de som que é provido: um (monofônico), dois (estereofônico), ou mais (para som surround ).

CLASSIFICAÇÕES DAS GRAVAÇÕES

Meio de Armazenamento

As gravações sonoras são classificadas em cinco categorias gerais de acordo com a tecnologia empregada para armazenar o sinal auditivo.

Gravação mecânica. Esta tecnologia é a base de todos os gravações de FONÓGRAFO. O sinal auditivo é representado por um entalhe ondeante na superfície de um cilindro ou disco. Para a reprodução, a gravação gira em uma plataforma giratória enquanto uma leve agulha segue o padrão de meneios no entalhe.

Gravação magnética. A base de toda a Gravação de Fita (tanto áudio como vídeo), técnicas magnéticas também são usadas para as pistas sonoras de alguns filmes de 70-mm. Em todos os casos, uma fita de plástico ou filme leva uma fina camada de material magnético, óxido normalmente férreo no qual um padrão magnético variado é imposto durante a gravação.

Filme óptico. Esta tecnologia é usada para as trilhas sonoras de todos quase todos os filmes. Durante a gravação um campo magnético varia a largura de uma racha estreita para controlar a quantia de luz que alcança o filme sensibilizado. A força do campo magnético muda com o som. Na reprodução o filme desenvolvido transmite uma quantia variada de luz a uma foto célula e assim recria o sinal elétrico assim.

Disco óptico. Esta é a base do DISCO COMPACTO (CD) e do VIDEODISCO. O sinal é representado por um padrão de covas microscópicas ao longo de um rasto espiral refletivo no disco. Na reprodução, o padrão é lido por um pequeno laser e uma foto célula.

Disco magneto-óptico. Esta é a base do gravador portátil versão do MiniDisc, um tipo de disco compacto. Durante a gravação do MiniDisc uma capa de material sensível em baixo da superfície de disco é exposto a um laser de um lado e a um campo magnético do lado oposto. Como cada localização ao longo de um rasto espiral dentro da zona gravadora está momentaneamente aquecido pelo laser, e o campo magnético altera a polarização óptica da área aquecida. Na reprodução estas mudanças em polarização são descobertas por um captador óptico.

Formato do sinal

As gravações sonoras também são classificadas de acordo com a forma do sinal registrada no meio de armazenamento.

Analógica

Todo o som é caracterizado por um padrão de rapidez da variação da pressão ar. Na gravação analógica, aquele padrão é imposto diretamente no médio de armazenamento, como o entalhe ondeante em um gravação de fonógrafo, o padrão magnético variado em uma fita gravada, ou o padrão de claridade variada de um filme. As Imperfeições no meio de armazenamento (por exemplo, partículas de pó em um entalhe de gravação) se tornam parte do sinal auditivo durante a reprodução.

Modulação de frequência (FM). Usado para gravar o som e a imagem em videodiscos e em vídeo cassetes “Hi-Fi”, a FM também é usado no RÁDIO E RADIODIFUSÃO de TELEVISÃO. O padrão de onda sonora é representado através de variações na freqüência de um “sinal de portador” cuja freqüência comum está em 1 megahertz (MHz). Esta aproximação requer circuitos complexos, mas evita as limitações da gravação analógica direta

Digital

A codificação digital é o método de processamento de dados fundamental para a maioria dos computadores atuais e para uma série de técnicas de sampling e em outros campos. Na gravação sonora digital, o som é representado indiretamente por um código binário (dois estado) código no qual os sinais gravados alternam entre os estados ON (ligado) e OFF (desligado). De vários possíveis esquemas de codificação, o mais usados é o “pulse code modulation” (PCM). São incluídos códigos de correção de erro na gravação e permitem a recriação perfeita do sinal de áudio original durante a reprodução.

Em princípio, cada destes três métodos de gravação (analógico, FM, e digital) pode ser usado para gravar sinais de áudio ou de vídeo e pode ser empregado com quaisquer das cinco tecnologias de armazenamento e além de outras numerosas combinações. Por exemplo, o armazenamento por disco mecânico para a reprodução foi usado para a gravação analógica (a gravação de fonógrafo familiar), para a gravação FM (o sistema de videodisco CED que foi comercializado brevemente nos Estados Unidos pela RCA), e para gravação digital (o sistema de Teldec propôs uma vez como uma alternativa ao disco compacto).

A gravação por FONÓGRAFO

A gravação de fonógrafo foi o primeiro meio eficaz para capturar, preservar, e reproduzir o som. Permaneceu o meio de gravação mais popular durante quase um século.

Histórico

Métodos práticos de gravação de ondas sonoras ondas na superfície de um disco ou cilindro e os tocando de volta foram descritos em 1877 por Charles Cros na França e por Thomas Edison nos Estados Unidos. Edison transformou sua idéia em um modelo de funcionamento, e ele é creditado como o real inventor do fonógrafo. Embora a patente de Edison de 1878 descreva cilindro e disco de gravação, o seu protótipo e a primeira produção comercial enfocaram no formato de cilindro.

No fonógrafo de Edison foi embrulhada uma folha fina de estanho firmemente presa ao redor de um cilindro de metal anteriormente entalhado que foi virado lentamente à mão. Quando Edison falou na boca de um chifre cônico, as ondas de som se concentraram no ápice estreito do chifre e causaram vibração em um fino diafragma , e uma agulha cega anexada ao diafragma inscreveu estas vibrações como entalhes na chapa. O mesmo aparato tocou a gravação de volta por meio um chifre maior para ampliar as vibrações fracas apanhadas pela agulha. Considerando que a qualidade sonora era apenas suficiente para reproduzir fala inteligível, Edison previu seu uso principalmente como uma máquina de ditando.

Durante os anos de 1880, com o resultado de experiências patrocinadas pelo inventor do telefone Alexander Graham Bell, a fidelidade do fonógrafo de Edison foi melhorada substituindo a chapa por uma capa de cera na qual a agulha vibrando poderia gravar entalhe de profundidade variada. Se fosse desejado, a cera poderia ser raspada para preparar o cilindro liso para uma gravação nova. Edison somou um motor elétrico para girar o cilindro a velocidade de uniforme, e ele concebeu um método de produzir várias cópias de uma gravação chapeando o cilindro de metal para criar um molde. Dentro de alguns anos, produção de cilindros e tocadores tinha se tornado um negócio comercial significativo. Para um níquel por reprodução, reprodutores de fonógrafo em salas de estar proporcionaram a milhares de ouvintes a primeira experiência de som registrado.

Em 1888, porém, um imigrante alemão chamado Emile BERLINER demonstrou um gramofone de funcionamento no qual foram gravadas ondas de som em um entalhe espiral na superfície de um disco plano, com uma agulha que vibra de lado a lado em lugar de para cima e para baixo. Durante a década seguinte Berliner melhorou o som inicialmente pobre da gravação de disco e inventou um método de discos gravados por produção em massa a custo inferior ao de moldes de metal. Ele também começou a fabricar tocadores de disco dirigidos por motores de spring-wound. Victor Talking Machine Company, formada em 1901, atraiu rapidamente artistas e o público para o formato de disco.

Cilindros proveram som ligeiramente melhor, e Edison continuou a produzi-los até os anos vinte, mas por 1910 o disco tinha se tornado o formato dominante, principalmente porque podiam ser moldados milhares de discos de um só Master. A facilidade de gravação uma canção em um disco em um único desempenho atraio o mundo dos os cantores de ponta—Enrico Caruso, Fyodor Chaliapin, John McCormack, e muitos outros. A produção de massa permitia que o preço dos discos fosse interior ao dos cilindros.

O fonógrafo acústico ganhou popularidade mundial rapidamente, entretanto sofreu de duas limitações básicas. Primeiro, desde que a agulha de gravação só foi movido através de vibração sonora, gravou melhor sons altos e favoreceu as os cantantes de ópera e instrumentistas de metal em detrimento dos tons sutis de violino e toca harpa, por exemplo.

Segundo, na reprodução, que a produção acústica do sistema dependeu do poder mecânico gerado pelas paredes de entalhe que empurram a agulha de um lado para outro. A reprodução da expressão da voz humana era notavelmente boa mas não pôde gerar o volume total ou o alcance tonal do som orquestral. Estas limitações só foram melhoradas em parte pelo uso de grandes, chifres elaboradamente contornados para enfocar o som gravado e ampliá-lo na reprodução. Em 1912 a invenção do Audion, amplificador de tubo de vácuo por Lee de Arborizam, assim, inspirou esforços para desenvolver fonógrafos eletricamente ampliados.

A Era Elétrica

Sistemas de gravação e reprodução ampliada foram desenvolvidos nos Bell Telephone Laboratories, a tecnologia foi autorizada para outras companhias, e as primeiras gravações elétricas—usando o microfone, desenvolvidas pelo transmissor de telefone de Alexander Graham Bell—foram realizadas em 1925. As vantagens principais de gravação elétrica eram práticas. Poderiam ser gravados sons suaves, pois a saída do microfone foi amplificada para dirigir uma agulha de corte eletromagnético. O microfone foi conectado por um arame flexível, assim os artistas já não precisaram agrupar a boca de um chifre ao redor. Na reprodução poderia ser usada uma montagem com agulha pequena, pois sua força já não gerava o som diretamente; com amplificação suficiente o som reproduzido poderia encher tanto um quarto grande como um teatro de cinema.

A gravação manufaturada foi nitidamente rechaçada durante os anos trinta devido ao advento do rádio de âmbito nacional que radiodifunde aos seus consumidores uma provisão infinita de entretenimento a nenhum custo. Em 1928 a Corporação de Rádio de América (RCA) comprou a the Victor Talking Machine Company e forma a RCA Victor; depois de dois anos prósperos, porém, a RCA converteu a maioria das fábricas Victor para produção de rádio. Para durante uma década, quase todos progresso em reprodução sonora foram financiados pela indústria do cinema e através de laboratórios de pesquisa. Microfones de condensador de largo alcance foram produzidos pela Western Electric, enquanto o alto-falante dinâmico (eletromagnético) era patenteado pela General Electric em 1928. A maioria dos fundamentos do projeto do alto-falante moderno, inclusive o uso correto de um woofer grande e um tweeter pequeno reproduzir baixo e freqüências altas, respectivamente, foram estabelecidos em Hollywood por volta de 1935. Foram produzidas gravações em estéreo experimentais primeiro em 1931 nos Bell Telephone Laboratories.

A Produção de fonógrafos foi detida pela Segunda Guerra Mundial, e a invasão japonesa no Sudeste da Ásia cortou a provisão de verniz, o material básico que tinha sido usado para as gravações de disco desde 1900. Forçados a encontrarem um substituto, os fabricantes de gravação descobriram as virtudes do vinil, uma resina de plástico derivada do petróleo. Provou ser uma escolha fortuita, pela liberdade do ruído da superfície do vinil que foi crucial para o desenvolvimento pós-guerra da gravação do LP

O LP, Hi-Fi, e Estéreo

O tempo de reprodução da gravação em 12 polegadas (30.5 cm) permaneceu abaixo de 5 minutos de 1900 até as 1948, quando um time de engenheiros de CBS encabeçado por Peter GOLDMARK e William Bachman desenvolveu a gravação com micro entalhe do LP (long-play). Um tempo de reprodução de 20 minutos por lado foi alcançado reduzindo a velocidade a da plataforma giratória de 78 para 33 revoluções por minuto (rpm) e empregando entalhes estreitos, de perto espaçados. A maleabilidade e baixo ruído do vinil que é um líquido gelado em lugar de um sólido frágil, facilitou o uso do entalha de 0.003 polegadas (0.0076 cm) nos quais as ondas de som são representadas através de meneios microscopicamente pequenos.

Tinham sido feitas gravações experimentais de 33-rpm durante os anos trinta, mas elas logo eram desgastadas devido as pressão da agulha pesadas da época. O desenvolvimento da nova gravação de LP incluiu a criação de braços de baixa massa que emprega uma força localizada de menos de 0.5 onças (14 gramas). Esta força foi reduzida a 1 grama nos anos oitenta.

A aceitação do formato de LP estava no princípio lenta, porque necessitava a compra de um tocador de gravação novo, mas o LP teve a vantagem constrangedora de acomodar uma sinfonia inteira ou um musical da Broadway em um disco. Em 1949, a RCA introduziu um segundo formato de micro entalhe, um disco de 45 rpm de umas 7 polegadas (17.8 cm),. Este se tornou o formato padrão para singles enquanto o formato LP de 12 polegadas segurou álbuns de canção e composições mais longas. Durante a próxima década, a maioria dos fonógrafos operou a todas as três velocidades: 78, 45, e 33 rpm.

A introdução do disco de LP foi acompanhada através de duas mudanças dramáticas no caráter de gravações sonoras:

Gravação de amplo alcance de Freqüência (full-range recording)

As gravações pós-guerra reproduziram o alcance total de freqüências fielmente audível para o ouvido humana, de 30 a 15,000 ciclos por segundo. Isto era realizado através de equalização com o uso de circuitos de amplificação para fortalecer freqüências altas gravadas e baixas freqüências na reprodução, de forma que todas as freqüências são reproduzidas igualmente bem. A combinação da gravação de amplo alcance de Freqüência com o disco de vinil silencioso lançou a era da alta-fidelidade na qual virtualmente qualquer som poderia ser reproduzido com precisão na sala de estar. Em vez de comprar um aparelho de rádio-fonógrafo, hobbistas à procura do melhor som começaram a experimentar com componentes separados (plataforma giratória, amplificador, alto-falantes, e assim sucessivamente).

Masterizando em Fita

Antes para 1950, todas as gravações eram diretamente gravadas em um disco de master. Se uma nota errada fosse tocada, a performance tinha que ser repetida enquanto o disco de mestre fosse desde o princípio regravado. Com a introdução do gravador de fita magnética, a arte de gravação ganhou liberdade nova. São entrançadas fitas facilmente, assim erros podem ser editados fora. Podem ser gravadas as várias partes de uma performance podem ser separadamente e podem ser combinadas para produzir uma fita acabado. Porque máquinas de fita são portáteis, podem ser feitas gravações em qualquer lugar- em uma catedral, ou um concert hall, ou ao ar livre em um festival de jazz.

O movimento da alta-fidelidade reavivou o interesse no SOM ESTEREOFÔNICO, o uso de dois canais gravados para aumentar o realismo da música reproduzida provendo as impressões direcionais e de espaço que podem ser ouvidas em concertos ao vivo. O estéreo de duplo entalhe experimental foi demonstrado nos LPs durante os primeiros anos da década de 1950, e foram produzidas alguns fitas em estéreo durante o meio dos anos 50, mas o estéreo não ficou popular até o que LPs com estéreo de único entalhe que foram introduzidos em 1957. O LP estéreo permaneceu o meio dominante de música gravada até os anos oitenta, quando foi suplantado pelo cassete de fita de tamanho de bolso e o disco compacto totalmente digital.

Para fazer uma gravação estéreo, o sinal da fita de master é amplificado e enviado para rolos eletromagnéticos prendidos a uma agulha cortante de ponta afiada que corta um entalhe de dois lados, entalhe de estéreo em um disco coberto com acetato ou cobre suave. O disco de master resultante é galvanizado e a chapa é separada para formar um “master de metal” que é uma impressão negativa perfeita do disco original. Este negativo é rechapeado para produzir um molde positivo, chamado uma “mãe” que é chapeada para produzir várias estampas negativas repetidamente. As estampas que representam os dois lados de uma gravação estão montadas em cima das mandíbulas de uma imprensa, um ” biscoito ” de vinil é colocado entre elas, e a imprensa fecha por aproximadamente 20 segundos. Depois o disco moldado e esfriado é removido, o buraco do centro é perfurado, e a gravação é etiquetado e empacotado.

O som surround

Na reprodução em estéreo, cada ouvido ouve sons de ambos os alto-falantes. Para compensar esta mistura dos dois canais, os engenheiros de gravação usam freqüentemente um grande microfone da largura de uma ou escolhe microfones que têm um padrão de captação com direcionalidade equivalente à das orelha. O Empresário John C. Koss descobriu que escutando-se a gravações em estéreo por fones de ouvido se tinha a impressão de som cheio e espaçoso que parecia envolver o ouvinte, com separação de left/right (Esquerdo/Direito) exagerada. Som binaural , quando a gravação é feita com microfones em uma “dummy head” (cabeça postiça) , isto evita a separação exagerada e provê um realidade única, uma perspectiva de “você está lá”.

Em princípios dos anos 70 foram lançadas gravações de quatro canais “quadrafônicas” em uma tentativa de prover semelhança com a realidade por alto-falantes. Comercializado em três formatos incompatíveis com inadequado desenvolvimento tecnológico, LPs quadrafônicos foram um fracasso comercial. Mas foram combinados circuitos quadrafônicos com a gravação com amplo alcance de Freqüência (full-frequency-range recording ) para criar o Dolby Estéreo (com som surround) para o cinema. Nos fins dos anos de 1980 as reproduções em “surround” ficaram populares em instalações “home theater” de áudio e vídeo, e os produtores começaram a usar o mesmo processo para gravações de música. Nos anos noventa o formato surround de cinco canais foi adotado como o padrão mundial para a próxima década.

GRAVAÇÃO de FITA MAGNÉTICA

Nas ultimas décadas a gravação magnética se tornou a mais popular de todas as tecnologias de gravação, principalmente por causa da facilidade com que podem ser registrados sinais magnéticos, editar, copiar, apagar, ou regravar. A gravação magnética é usada em audiotapes, vídeos, e discos de computador.

Gravação magnética está baseado no eletromagnetismo. Quando uma corrente elétrica flue em uma bobina ou um fio, gera um campo magnético. Reciprocamente, quando um de campo magnético se movimenta aproximo a um fio, gera uma corrente elétrica neste fio. Este fenômeno físico é a base de gravação (conversão de um sinal elétrico para um padrão magnético) e da reprodução (conversão do padrão magnético para um sinal elétrico).

Desenvolvimento inicial

Embora os princípios de gravação magnética foram descritos por Oberlin Smith em 1888, o primeiro gravador magnético prático foi patenteado em 1898 pelo inventor dinamarquês Valdemar POULSEN. O dispositivo, chamado de Telegraphone, grava em um fio de aço longo, fino. Foram fabricados gravadores de fio e postos à venda no início do século, mas a qualidade sonora deles era inferior à do cilindro e ou do disco. Durante os anos vinte alguns gravadores experimentais empregaram uma fita de de aço de meia polegada (1.27 cm) vez de um fio, mas um carretel desta fita era pesado e caro.

Em 1928 uma patente alemã foi emitida para uma fita de papel de peso leve coberta com pó de ferro e provando que a gravação magnética não requeria uma tira contínua de metal sólido. A AEG Telefunken desenvolveu um gravador de fita chamado de Magnetophon, e a BASF, uma firma química alemã, trabalhou na fita. A BASF substituiu o filme de acetato celuloso por uma fita de papel quebrável e desenvolveu um processo seguro e usando partículas minúsculas de óxido férreo. (Segurança era um problema porque pó férreo é inflamável.)

O Magnetophon foi introduzido em 1936, mas sua qualidade sonora era medíocre – adequado para fala mas não para música. Em 1939, enquanto lidando com Magnetophons na cadeia de rádio alemã, o engenheiro Walter Weber descobriu que se adicionando um tom ultra-sônico para o sinal durante a gravação se rendia um som muito bom nas fitas. Este “AC bias” era a chave a alta-fidelidade na gravação magnética.

Quando o a unidade de sinalização do Exército norte-americano entrou na Alemanha ao término de Segunda Guerra Mundial, seus engenheiros estavam surpresos com a excelência das gravações de Magnetophon “AC bias. Depois da guerra o Magnetophon como gravador foi produzido pela Ampex Corp. na Califórnia, a pedido do cantor popular Bing Crosby de da cadeia de rádio ABC. (Por causa da fidelidade inadequada de gravações de disco, programas musicais de radiodifusão eram “ao vivo” para a a costa Leste, metade dos Estados Unidos, e tinha que ser executado novamente depois três horas para a Costa Oeste. A fita permitiu ao espetáculo de Crosby ser pré-gravado e editado para a radiodifusão sem sacrificar qualidade sonora.) As máquinas da Ampex, gravando em fita de ¼ de polegada (0.64 cm) que se moviam a 30 polegadas (76.2 cm) por segundo, foram adotadas logo ao longo da gravação e campos de radiodifusão.

Com ajuda de fitas melhores e circuitos de igualação (que ajustam amplificação precisa do som em todas as freqüências), as velocidades de fita foram repetidamente divididas (para 15, 7-1/2, 3-3/4, e finalmente 1-7/8 polegadas (38, 19, 9.5, e 4.76 cm) por segundo para cassetes), enquanto o desenvolvimento de cabeças magnéticas menores permitiu que várias pistas paralelas fossem gravadas em cada fita. Um formato de quatro canais (estéreo bidirecional) foi o padrão para gravações não profissionais desde 1955. Enquanto isso, gravadores de estúdio ganharam flexibilidade elevando o número de independentemente pistas de gravação , de quatro pistas em fitas de ¼ no início dos anos 50 até 24 ou 32 pistas em fitas de 2 polegadas (5.08 cm) nos anos oitenta.

Modernos Formatos de Fita

Em um gravador de fita a fita é enrolada em carretel um carretel para a provisão de fita, inserido depois das cabeças de gravação e reprodução, e colocado em um carretel para o recebimento. Durante os anos cinqüenta foram feitas muitas tentativas fechar carretéis e gravar em um pacote fechado para eliminar a inconveniência de manipulação de fita. Sem dúvida o desígnio mais próspero foi o “cassete compacto”, uma caixa de plástico pequena que contém carretéis e grava que foi introduzido por Philips em 1964. Como a fita no cassete só tinha 0.15 polegadas de largura (0.38 cm) e se movia apenas a 1-7/8 polegadas por segundo, um cassete de tamanho bolso poderia acomodar uma gravação longa. Em 1970, com refinamentos na eletrônica e em fitas e em cabeças gravadoras, o cassete pôde entregar som de estéreo de alta-fidelidade.

Fitas cassete fizeram a música portátil. Foram desenvolvidos os tocadores de cassete estéreo para automóveis durante os anos setenta, seguidos por uma durabilidade maior de pinhas que deu poder aos tocadores de fita de ir em qualquer lugar nos anos oitenta – do Walkman com unidades de fones de ouvido minúsculas até potentes boom-box . Lá volta de 1983 o cassete compacto era o meio mais popular para música gravada, e era ainda extensamente usado para outras aplicações: em secretárias eletrônicas, por exemplo, e como um meio de armazenamento de programas para computadores pessoais baratos. Um formato até menor, o microcassette que corre a uma velocidade de fita de 15/16polegadas (2.4 cm) por segundo, substituiu o cassete standard em grande parte para a gravação de voz.

Nos últimos anos diversificaram os formatos gravadores magnéticos rapidamente. Os gravadores de hoje podem ser classificados de pelo menos de quatro modos: (1) através de sinal de manipulação: somente áudio ou vídeo com som; (2) através de forma física: carretel aberto ou cassete – a maioria sistemas de carretel aberto são intencionais para o uso profissional, enquanto o formato que o consumidor emprega é um cassete com um mecanismo de enfiar a fita automático; (3) método de gravação: direto analógico, modulação de freqüência (FM), ou digital (PCM); (4) através de relação de cabeça-fita: estacionário-encabecado ou helicoidal-esquadrinhado. Em máquinas de cabeça estacionária a fita se move por uma linha direta pelas das cabeças, e são gravados sinais em rastos paralelos ao longo da duração da fita. No helicoidal-esquadrinhado as cabeças magnéticas gravadoras estão montadas no beira de um tambor que gira rapidamente de forma que o que é inclinado a um ângulo, como os movimentos de fita passam lentamente, as cabeças registram rastos diagonais pela fita. O padrão de cabeça fixa é usado em gravadores analógicos e em máquinas de DCC (Cassete Compacto Digital). Já o helicoidal é achado em gravadores de vídeos e em decks de DAT (Audiotape Digital).

MODULAÇÃO de FREQUÊNCIA (FM), desenvolveu-se nos anos trinta pela radiodifusão, foi adaptado para sinais de vídeo gravadores e dados científicos durante os anos cinqüenta. Em videodiscos, desenvolveu-se nos anos setenta, imagem e som são ambos registrados como sinais de FM. Gravadores de videocassette Hi-Fi usam o formato helicoidal para gravar o vídeo e para o áudio o sinal FM. Os Videocassete Hi-Fi usam a gravação principalmente da imagina com som, mas eles também podem ser usados para gravar o apenas o som e alcançam um nível de fidelidade que é só secunda a um gravador de fita digital. Em Videocassete ordinários só a imagem é gravada no formato de sinal FM helicoidal-esquadrinhado , enquanto o som é gravado diretamente em forma analógica por uma cabeça estacionária.

Fita magnética

Embora as fitas gravadoras evoluíram em qualidade durante o último meio século, a composição fundamental delas permanece a mesmo: uma mistura de partículas de ferro-óxido e verniz cobrindo um fino filme de plástico.

A fabricação da fita começa com o filme básico, ou apoio. Enquanto acetato celuloso ainda é ocasionalmente usado, mais e mais fitas de alta qualidade empreguam filme de poliéster como base, isto porque ele é flexível, forte, e inalterado pela umidade. Rolos grandes de filme claro, tipicamente com dois pés (0.6 m) de largura e menos de 0.001 polegada (0.0025 cm) de espessura, é coberto continuamente e então cortado em fitas individuais.

O material magnético mais amplamente usado é óxido férrico gamma, uma forma de ferrugem finamente pulverizada. Audiotapes de High-bias e a maioria do vídeos usam dioxido de cromo ou pó de óxido de ferro tratado com cobalto. Em fitas de partícula de metal com alto desempenho , é combinado ferro pulverizado com outros metais em vez de oxigênio. Em todas as fitas modernas existem formações amoldadas de partículas magnéticas, tipicamente com 5 millionths de uma polegada de espessura por 20 ou 30 millionths de uma polegada de comprimento. A fitas modernas usam resinas de plástico para a “liga” que cola o pó magnético para a base. A resina está misturada com um solvente produzir um líquido de consistência de tinta. Então as partículas magnéticas são mexidas em e são misturadas até toda partícula ser completamente coberta. (Se as partículas ficarem acumuladas, metal com metal, os seus campos magnéticos podem se cancelar.)

Uma camada fina da mistura, menos de 0.0004 polegada (0.02 mm) de espessura, é esparramado no filme claro. Enquanto a camada ainda está em forma semi-líquida, passa debaixo de um imã poderoso que gira as partículas para as orientar longitudinalmente ao longo da fita. Então a fita atravessa fornos secantes que evaporam o solvente e deixam a mistura de partícula-liga colada com firmeza ao apoio. A fita seca é apertada entre-cilindros de metal polidos para produzir uma superfície lisa, e então cortada em fitas individuais da largura desejada.

Gravando

Um gravador de de fita consiste em dois sistemas: (1) um “mecanismo de transporte” de fita que move a fita pelas das cabeças a uma velocidade uniforme; e (2) um sistema eletrônico de gravação-reprodução que prepara o sinal para ser gravado e amplia isto na reprodução.

Atualmente a gravação ou a reprodução é realizada por uma “cabeça” um eletroímã pequeno montado em uma cápsula protegida. Para a gravação, uma corrente gera um campo magnético na cabeça que é imposto nas partículas magnéticas da fita. Para a reprodução, os campos magnéticos do movimento da fita geram correntes elétricas minúsculas na cabeça. Em cada momento a cabeça está em contato magnético com uma área muito pequena de fita. Em um cassete auditivo, está esta área aproximadamente 0.0025 mm de largura por 0.5 mm de altura, contendo milhares de partículas. Alguns gravadores têm cabeças separadas por gravar e reproduzir.

Cada partícula microscópica de óxido férreo é um imã individual orientado longitudinalmente na fita, com um polo para o norte e o outro para o sul. Em uma fita não gravada, aproximadamente a metade das partículas é magnetizada adiante com os seus pólos norte , e a outra metade é para o sul. Quando se expõe um campo magnético forte o bastante para superar a coercitividade delas (resistência para mudar), as partículas adotam a direção de campo imposta e invertem os pólos se necessário. Assim o processo de gravação simplesmente é um de sacudir a orientação magnética de cada partícula de uma forma ou de outra. Uma vez fixas, as partículas retêm as suas orientações magnéticas até expostas a outro campo forte.

Desde que um sinal digital só consiste em uns e zeros, em alguns gravadores digitais o padrão magnético é alternadamente tudo para o norte ou tudo para o sul.

Para a gravação analógica, o sinal de áudio é combinado a um forte sinal de AC bias que alterna de norte para sul aproximadamente 100.000 vezes por segundo. O resultado é que a forma de onda de áudio é representada fielmente pela porcentagem de partículas com o polo norte voltado para frente a cada localização ao longo do pista gravada. Para apagar uma gravação, um cabeça limpadora expõe a fita a uma versão mais intensa do sinal de bias cujas reversões rápidas de polaridade deixam aproximadamente a metade das partículas magnetizada em cada direção.

Cópia de Gravações

Quando um LP ou CD é impresso, uma hora inteira de música é duplicada em cada ciclo de impressão de 30 segundos. Fazer fitas pré-regravadas, a fita “Master” (mestre) é corrida e é copiada do princípio ao fim, um processo que acontece simultaneamente em dúzias de gravadores. Normalmente o master e as cópias são corridas 64 vezes mais rapidamente que normal, assim uma fita de uma hora é copiada em menos que um minuto.

Um dos principais atrativos de um gravador de fita é a facilidade com que pode copiar gravações existentes ou radiodifusões de rádio ao vivo. Em muitos sistemas estéreo podem ser gravadas fitas de CDs, do rádio ou outras fitas.

Uma fita ou pode ser copiada conectando-se dois gravadores ou usando um deck de dublagem (dubbing deck), um gravador com dois compartimentos de cassete e conexões internas para copiar. Esta atividade, como o fotocopiar de livros e artigos de revista, pode ser pouco ético se viola o direito autoral da pessoa que criou a gravação original. Para limitar a cópia sem autorização, todos os gravadores digitais vendidos para uso de consumidor contêm um Serial Copying Management System (Sistema de Administração de Copias Consecutiva) ,SCMS, de permite copiar uma gravação digital mas previne a cópia de ser copiada mais adiante em forma digital.

O Áudio Digital

Em sistemas de gravação analógicos, uma representação da onda de som é armazenada diretamente no meio gravador. Na gravação digital o que é armazenado é uma descrição da onda de som, expressa como uma série de números binários (dois estados) números como os que são registrados um simples sinal ligado-desligado. Os métodos usados para codificar uma onda de som em forma numérica e com precisão reproduzi-la em playback foi desenvolvido durante os anos cinqüenta, notavelmente em pesquisa nos Laboratórios Bell Telephone. Gravação digital passou a ser prática aproximadamente em 1970 com a chegada dos chips de circuito integrado que permitiram encolher o circuição de um computador para o tamanho de um quarto de mesa.

Embora os gravadores digitais utilizáveis já fossem desenvolvidos no início dos anos de 1970 em várias nações, a Sony e a Victor Corp. do Japão fizeram primeiramente uma gravação digital prática fabricando conversores que armazenam sinais digitais e auditivos em vídeo. (Gravadores multi-pistas digitais usados em estúdios, de 8 a 32 canais de som, empregam o formato de carretel aberto; Gravadores digitais de dois usando o mesmo processo de esquadrinhamento helicoidal que é usado para gravar sinais de televisão. )Por volta de 1976 as principais companhias de gravação estavam fazendo LPs de fitas de Master digitais. O PCM-F1 conversor da Sony (1981), permitiu a gravação digital em uma escala de consumo. O VIDEOCASSETE, tornou o processo tão barato que até mesmo as companhias de gravação menores puderam dispor disto. Com o Audiotape digital (DAT) foi introduzido gravadores para uso de consumidor em 1987.

Da mesma maneira que a gravação de áudio digital foi originada com o videoteipe, a gravação digital em disco compacto (CD) está baseado em tecnologia criada para o videodisco óptico. O sistema de disco lazer que usa um laser de baixo poder para ler um sinal de vídeo codificado como uma série de covas microscópicas em um disco refletivo, foi desenvolvido pela Philips na Holanda durante a metade dos anos 70 e foi adaptado depois para o áudio digital com a gravação de discos compactos.

Enquanto companhias americanas criaram os ingredientes que tornaram as gravações digitais possível (laser, plásticos, circuitos de computador, código PCM, e chip de circuito integrado), o sistema de CD foi desenvolvido pela Philips na Europa e a Sony no Japão. Um comitê de indústria adotou o formato de CD como um padrão internacional, e os primeiros CDs apareceram no mercado em 1983. O CD tem 12 cm (4.7 polegadas) de diâmetro e contém até 74 minutos de música.

O sucesso do CD desenvolveu vários formatos de alternativos: o mini-CD, com 3 polegadas (7,6 cm) CD limitou-se a 20 minutos de música; CD-V, ou CD-video, contendo 20 minutos de música mais 5 minutos de vídeo,; CD-ROM, (CD-read-only memory), contendo 500 megabytes de dados codificados de computador ou programas,; o CD-I, ou CD interativo, contendo uma mistura de audio, vídeo, e programação de computador. Em 1993 o MiniDisc, um formato de miniatura que também usa tecnologia de disco óptica para playback, foi introduzido para aplicações portáteis e de automóvel.

Amostragem e quantização (Sampling e Quantization)

Enquanto há muitos métodos de representar um sinal em código digital, a aproximação usada para a alta-fidelidade auditiva é chamada modulação de código de pulsação linear, ou PCM. É um processo de duas fases que usa tanto amostragem de som como quantização binária. A intervalos regulares (44,000 vezes por segundo), uma amostra é guardada momentaneamente em um circuito que congela a forma de onda sonora e sustenta sua voltagem fixa, enquanto um circuito de quantização seleciona o código binário que representa a proximadamente a voltagem amostrada.

Em um sistema de 16 bits de PCM o quantizer tem 65,536 possíveis valores de sinal para escolher de, cada amostra por uma sucessão de igual de 16 uns e zeros diferentes. Com 88.000 conversões de 16 bits por segundo (44,000 em cada canal), um total de 1.4 milhões de bits de código é gerado durante cada segundo de música, ou cinco bilhões pedaços por hora.

Codificação de Percentual

No início dos anos de 1990, foram desenvolvidos métodos mais eficientes de codificação digital que requer menos pedaços por segundo. Estes confiam em filtros digitais que dividem o sinal entrante em muitas bandas de freqüência e circuitos de computador que constantemente comparam o sinal em cada faixa com o limiar da audição naquela freqüência. Porções do sinal que são muito fracas para ouvir, ou aquele é mascarado através de sons mais altos a freqüências adjacentes, são excluídos do código digital. Esteprocesso reduz o taxa de bits para estéreo digital de 1.4 milhões para menos que 400.000 bits por segundo, apenas com uma pequena perda de qualidade sonora.

A codificação Percentual é a base do MiniDisc, do Cassete Compacto Digital, do rádio digital radiodifundindo, e do Sistema de som Dolby Digital Surround de cinco canais para filmes. A codificação Perceptual também é usada na televisão de alta-definição, para a imagem e para o som.

Correção de erro

Muito do circúito em um gravador de fita digital ou o tocador de CD é dedicado a descobrir e corrigindo qualquer erro de leitura dos bits que poderia ser causado através de falhas microscópicas da fita, discos impressos com defeitos , poeira, ou arranhões.

Correção de erro está baseado em prova de paridade. Quando a gravação é feita, um pedaço extra é somado ao término de todo código digital e indica se o número de “uns” no código é excedente ou igual. No playback esta conta de paridade é repetida para descobrir se qualquer pedaço mudou. O teste com cruzamento da conferencia de paridade envolve várias combinações dos pedaços em cada código, é possível identificar quais pedaços estão errados, e os corrigir, reconstruindo o código original exatamente. Esta aritmética de alta velocidade é trabalho simples para o microprocessador contido em todo gravador digital e tocador de CD.

As amostras de dados são intercaladas (interleaved) seqüencialmente na fita ou disco, deforma que as amostras que originalmente eram a tempo contíguas não são colocadas adjacentemente uma ao outra no disco. A ordem correta é restabelecida durante playback,armazenando os dados digitais brevemente em uma memória de aleatório e lendo isto em uma ordem diferente. Durante este desintercalar (deinterleaving), qualquer bloco grande de dados incorretos causado por um arranhão ou falha de impressão será dividida em grupos pequenos de dados ruins entre amostras boas e isto tornará mais fácil o trabalho do sistema de verificação de paridade em identificar e corrigir os pedaços de dados perdidos.

O Disco Compacto

O código digital é gravado no disco na forma de covas microscópicas ao longo de um rasto que começa perto do centro do disco em espirais externas para a extremidade. As covas são aproximadamente 0.5 micrômetros de largura, com um espaçamento de uniforme de 1.6 micrômetros devido a difração da luz em um espectro de arco-íris colorido (1 micrômetro é um milionésimo de um metro, ou 1/25.000 de uma polegada).

A produção em massa de CDs, como a dos LPs, começa com um disco master. Pode ser coberto com cobre no qual as covas são ornadas com relevos por uma agulha piezoeléctrica, ou com uma lâmpada sensível foto resistente. No caso posterior um laser varia entre a posição ligado e desligado pelo código digital, e um banho químico dissolve as áreas expostas ao laser para formar as covas. O chapeamento com níquel e as operações de emolduramento produzem uma estampa negativa de metal que é usada para imprimir o padrão espiral de covas no disco de plástico final. A superfície perfurada é coberta com uma capa molecular espessa de alumínio refletivo, recoberto com uma camada protetora de laca, que é coberta pela etiqueta impressa.

Para o playback, um laser é focalizado na superfície traseira transparente do disco sobre as covas iluminadas, e um sensor óptico detecta a reflexão alternadamente forte e fraca. Arranhões pequenos e partículas de pó que aparecem no plástico tem pouca influencia, pois elas estão fora de foco. O disco toca do centro para fora e gira a aproximadamente a 500 rpm reduzindo a velocidade a 20 rpm conforme gradualmente se aproxima da extremidade, de forma que as covas passam debaixo do raio laser a uma velocidade linear constante de 1.25 m (4 ft) por segundo. Depois de desintercalar e corrigir os erros o código digital é enviado a um conversor digital-analógico e filtros de saída que recriam a forma de onda sonora original em cada canal.

O formato relacionado MiniDisc (ou MD) provê o mesmo tempo de playback do CD (até 74 minutos), mas o disco é muito menor em diâmetro, 6,4 cm (2.5 polegadas), e é encaixado dentro de uma cápsula protetora retangular. O MD emprega codificação perceptual que com uma taxa de bits de 300.000 pedaços por segundo para estéreo e de fato envolve duas tecnologias de disco diferentes. Os MDs pré-gravados são miniatura CDs(discos ópticos) e são de produção em massa. Por outro lado, um MD doméstico gravável emprega gravação magneto-óptica: Os seus uns e zeros digitais são representados por mudanças na polarização ótica em lugar de usar covas microscópicas.

Audiotape digital

As máquinas de Audiotape digital (DAT) trouxeram para casa uma gravador e para o carro um reprodutor que como o CD empregam o mesmo código 16-bit PCM , com semelhantemente técnica de intercalar (interleaving) e correção de erro. O código digital é gravado em umafita em formato de esquadrinhamento helicoidal, assim como um VIDEOCASSETE, usando uma versão menor do mecanismo em um VIDEOCASSETE de 8mm.

Um segundo formato de fita digital, Cassete Compacto Digital (DCC), foi lançado pela Philips em 1992. Cassetes de DCC correm à mesma velocidade dos cassetes analógicos, 1-7/8 polegadas por segundo (4.75 cm por segundo), e emprega codificação percentual com uma taxa de dados de 384.000 bits por segundo. Os pedaços são distribuídos entre oito rastos ultra estreitos em cada direção de movimento da fita.

SISTEMAS Estereofônicos MODERNOS

Depois de Segunda Guerra Mundial com a chegada das gravação com alta gama de freqencias,gravador de fita magnética, e a gravação do long-playing estimulou interesse popular no som de alta fidelidade e uma expansão rápida da indústria de gravação. Desde então, o interesse pela reprodução sonora melhor e mais conveniente foi estimulado por uma seqüência constante de inovações – fitas estéreo(1954); a compacta caixa de som com suspensão acústica (1955); o gravações de LPs estéreo(1958); rádio de FM estéreo (1962); a expansão da gravação em multi-pistas durante os anos sessenta, somando nova variedade e criatividade para a música Rock; a chegada dos transistores durante o mesmo período, tornando o equipamento menor, mais barato, e mais fidedigno; a redução de ruídos da Dolby (1967); gravações de cassete de estéreo (1970); o som de quatro canais (início dos anos setenta); Dolby Estéreo som para filmes (1976); gravação digital (final dos anos setenta); Walkman estéreo de fone portátil (1980); o disco compacto (1983); o VIDEOCASSETE estéreo Hi-Fi (1984); som de televisão estéreo(1985); o DAT (1987); sistemas de vídeo home theater com som Dolby Surround (final dos anos oitenta); rádio digital por montagens de TV a Cabo (1991); o Cassete Compacto Digital (1992); e o MiniDisc (1993).

O ouvinte de música de hoje tem um alcance muito maior de escolha de equipamento. A qualidade sonora mais alta e a maior flexibilidade operacional são obtidas conectando componentes auditivos individuais para formar um sistema. “Rack systems” (componentes de áudio pré-selecionados e instalados em uma prateleira (rack) por um fabricante ou negociante) oferece menos flexibilidade. Os Estéreos de uma peça “, com tudo alojado em um chassi exceto as caixas de som, sacrificam a qualidade sonora a favor de simplicidade e baixo custo.

Um semelhantemente alcance de custo e potencial de qualidade sonora está disponível em sistemas de estéreo projetados para instalação em automóveis. Nos últimos anos os ouvintes norte-americanos gastaram mais dinheiro em carro com som Hi-Fi que em equipamento de áudio para casa.

Anatomia de um Sistema de Estéreo

Os componentes de áudio seguintes, em combinação, compõem um sistema de estéreo completo.

O Tocador de gravação (Record Player). Este componente consiste em três sub-itens: um cartucho captador cuja agulha nele montada localiza o entalhe e traduz seus meneios em um sinal elétrico; um braço que sustenta o cartucho sobre o entalhe com uma força correta para baixo; e uma plataforma giratória com motor que gira a gravação na velocidade exigida.

O tocador de CD (CD Player). Tocadores de Disco compactos podem ser feitos para disco único ou mudadores (changers) de múltiplos discos. Um mudador pode ser um modelo de carrossel que aceita 5 CDs em uma bandeja circular grande ou um mudador de revista para o qual são pré-instalados 5 a 10 CDs em um portador com aberturas. Um tocador de combinação (combi) dirige os CDs (únicos ou múltiplos) e também toca vídeo laserdiscs de 8 ou 12polegadas.

O teipe deck. Este normalmente é um tocador de cassete ou uma gravador, talvez para facilitar a cópia com dois compartimento para dublagem de fitas. Audiófolos que preferem a qualidade sonora mais alta podem usar outros sistemas de gravação: DAT, DCC, MiniDisc, gravador de rolo, ou a porção de áudio de um VIDEOCASSETE Hi-Fi.

O sintonizador (Tuner). Este componente recebe radiodifusão (broadcasts) de rádio,normalmente de tanto de estações AM como de FM. A frase “sintonizador digital” (digital tuner) que só pode se referir ao uso de uma exibição de freqüência numérica não deve serconfundido com um verdadeiro sintonizador de digital-rádio. Na FM estéreo, a qualidade de recepção depende do tamanho, para onde aponta, e localização da antena receptora. O somde estéreo pode ser distorcido por um interferência de multipath causada por reflexões de sinal. O sinal de Rádio digital que é relativamente imune a esta falta é enviado para as casas pelos mesmos fios que enviam a televisão a cabo. Pela metade dos anos de 1990, o rádio digital também pôde ser radiodifundido por estações de FM e AM.

Amplificadores. Um amplificador integrado, ou completo consiste em um pré-amplificador e um amplificador de força (power). O amplificador de força dirige a caixa de som. Tem uma provisão de força (transformador e condensador de filtro), e mais uma fase de produção que se comporta como um portão eletrônico controlado pelo sinal de áudio, que abre e fecha para regular o fluxo de corrente da provisão de força para a caixa de som. Todo o fluxo de corrente elétrica causa a vibração do alto-falante para frente e para traz, produzindo o som.

O pre-amplificador tem duas funções: amplia e iguala o sinal muito pequeno produzido pelo cartucho de estéreo e permite a mudança entre outras entradas, como a Fita cassete e o sintonizador. Freqüentemente uma unidade pequena, normalmente inclui volume e controles de tom.

O receptor (receiver) é um afinador e um amplificador integrado, combinados em um único chassi para conveniência e economia.

Caixas de som (Loudspeakers). Um sistema de caixas de som normalmente consiste em dois ou mais alto-falantes (woofer, midrange, tweeter); um circuito de crossover que envia baixas freqüências para o woofer e freqüências altas para o tweeter; e um gabinete. As Caixas de som são classificadas a propósito do crossover de divide o alcance de freqüência (duas vias, três vias, e assim sucessivamente) e também pela relação do woofer para o gabinete(suspensão acústica, bass reflex, corner horn, open-baffle). Para o estéreo bem equilibrado, as caixas da esquerda e da direita devem estar igualmente distantes do ouvinte. Se você esta ligeiramente mais próximo de uma, seu som chegará primeiro, desbalanceando a imagem de estéreo. A maioria da caixas deveria ser elevadas em lugares ou estantes de forma que o se som possa viajar em uma linha direta a suas orelhas, desobstruído da mobília.

Fones (Headphones). Fones simplesmente são caixas de som em miniatura que enviam diretamente nas orelhas. Eles provêem separação de estéreo dramática e claridade vívida, sem a mistura que acontece quando sons circulam ao redor em um quarto, e eles requerem tão pouca força que podem ser alimentados por rádios operados com bateria e tocadores de fita.

Outros Componentes. Acessórios processadores de sinal podem ser somados a um sistema em ordem manipular ou aumentar o som. Exemplos: um equalizador gráfico (um controle de tom elaborado), um subwoofer (para baixo mais poderoso), ou um decodificador de som surround com caixas acústicas extras (para reproduzir efeitos sonoros direcionais em filmes e TELEVISÃO bem como o efeito espacial de uma grande sala de concerto).

Avaliando o desempenho

Enquanto ouvidos educadas são o melhor juiz de qualquer sistema de reprodução de som, muitas das qualidades de desempenho desejáveis de equipamento de áudio podem ser medidos em testes de laboratório que dão avaliações para distorção e ruído (o equipamento deveria modificar o som tão pouco quanto possível), poder de produção (o mais é o melhor), alcance dinâmico (o maior número é o melhor), e resposta de freqüência(idealmente, o equipamento deveria reproduzir o alcance inteiro de freqüências audível para o ouvido, de 30 Hz para 15,000 Hz, apenas com pequenas divergências de resposta precisa).

Redução de ruído

Todos os processos de gravação somam algum ruído de baixo nível para o som reproduzido. Muito da excelência de gravações de estéreo modernas está devido a processos que reduzem ruído de fundo de forma que todo detalhe do som original é claramente audível contra um fundo de silêncio de veludo. A equalização (EQ) é usada em todo meio de gravação: durante a gravação os harmônicos de alta freqüência naturalmente fracos na música são ampliados para uma quantia padrão. Durante o playback as altas freqüências estão reduzidos pela mesma quantia e restabelecem o equilíbrio tonal original, enquanto o ruído da gravação também é reduzido.

Gravadores de fitas cassete analógicas usam um EQ (equalizador) que é tipicamente fixado em “normal”, “high bias” ou “metal”. Os sistemas de redução de ruído Dolby usam processos de EQ mais complexos que variam com nível de sinal e freqüência; eles são identificados através das letras (Dolby B, C, ou S). o seletor Dolby de um gravador pode afetar o equilíbrio tonal do som como também seu conteúdo de ruído. Os sistemas Dolby são usados na produção da maioria gravações de música e som para filmes.

Gravação sonora do filme

Já nos anos de 1890, Thomas Edison produziu uma série de cinetoscópios falantes “talking kinetoscopes”, filmes que foram acompanhados através de som de fonógrafos de cilindro. Foram feitas muitas outras tentativas para trazer som para os filmes, mas tudo enfrentaram os mesmos obstáculos: volume inadequado para encher um teatro e sincronização incerta entre som e imagem. Ambos os problemas foram resolvidos em última instância através de Lee De Forest. A sua invenção do Audion de tubo calçou o modo para reprodução sonora eletricamente ampliada, e durante os anos vinte ele desenvolveu o “Phonofilm”, um sistema para gravar o som diretamente no filme.

Por 1930, o Phonofilm tinha sido adotado pelos principais estúdios de filme, e, com refinamentos, permanece a base de som de filme óptico até o dia de hoje. A pista sonora óptica é gravado no espaço estreito entre a extremidade do quadro do filme de e os buracos de roda dentada. A exposição da pista sonora é controlada por uma válvula liminosa que consiste em um par de tiras de metal que dobram quando impulsionadas pelo sinal do áudio ampliado e gerando quantias variadas de luz ao filme. Na gravação com densidade variada, a válvula luminosa varia a exposição do filme. Na gravação com área variada (usada para os filme de Hollywood com 35mm), a válvula luminosa varia a largura da pista sonora exposta. Em qualquer caso, quando o filme desenvolvido é projetado, a pista sonora transmite quantias variadas de luz a uma célula fotoelétrica e gera um sinal elétrico que é ampliado e enviado a uma caixa de som.

Até recentemente os filme mais elaborados de 70mm eram gravados em pista magnéticas com faixas cobertas de óxido de ferro para serem usados na exibição. Nos primórdios dos anos de 1990 estes foram substituídos por formatos de gravação digitais como Dolby SR-D. Estes usam codificação percentual para combinar cinco canais de som surround em um código digital compacto (apenas 320.000 bits por segundo) eles são gravados como um padrão de pontos e hífen no espaço entre os buracos de roda dentada do filme.

Em um teatro de cinema, as caixas acústicas são localizados atrás da tela que é perfurada com muitos buracos pequenos para deixar o som passe livremente. Podem ser instaladas caixas adicionais ao longo das paredes para efeitos surround.

A INDÚSTRIA de gravação

História

Desde os dias insipientes do cilindro de cera de Edison, a indústria gravadora foi uma mistura complexa de arte e comércio altamente lucrativo, ambos pela atração universal da música e pela padronização mundial de todo formato de gravação importante. São ouvidas gravações e fitas dos artistas populares de hoje ao redor do mundo – uma situação que é notavelmente diferente de outras indústrias de mídia. (Por causa de diferenças de idioma, livro e distribuição de revista tende a parar a limites nacionais; a venda internacional de videocassetes é incapacitada através de formatos de televisão incompatíveis.)

A indústria gravadora teve duas eras douradas “imensamente lucrativas”. A primeiro mediu as três décadas da chegada da produção em massa de discos gravados em 1901 até aproximadamente 1930. O segundo estendeu-se do início dos anos 50 ao dia presente. Antes de e durante a Primeira Guerra Mundial, as gravações eram a forma mais popular de entretenimento de casa. A chegada do gravador elétrico em 1925 estimulou um ressurgimento forte em vendas de gravações durante os anos de 1920 depois de uma breve baixa pós-guerra. Mas a depressão dos anos trinta e o crescimento do rádio que ofereceu entretenimento a nenhum custo – reduzido as vendas de gravações a 93 por cento emexatamente quatro anos. A indústria foi salva pela revogação de Proibição em 1933:Era necessário gravar para reabastecer as jukeboxes (máquinas de tocar música) em cantinas reabertas em todas as partes do país. Tocadores de gravações operados com moedas esparramaram rapidamente em restaurantes, farmácias – em qualquer lugar que as pessoas reuniam-se.

Depois de Segunda Guerra Mundial, As industrias de gravação se preocuparam com crescimento de televisão que mataria as vendas de gravações, como rádio fez depois de1930. De fato, a TELEVISÃO desencadeou a segunda era de ouro da indústria. Quando a TELEVISÃO assumiu os programas de drama, comédias, e óperas de sabão que tinham sido sustentadas pelo rádio, as estações de rádio foram deixadas sem nada para radiodifundir. Para ficar no ar, elas viraram tocadoras de gravações a tempo integral e provendo exposição ilimitada para o produto da indústria de gravação.

Com esta campanha de saturação de publicidade livre no rádio, mais o fascino da gravações Long-play e o som de alta-fidelidade, fizeram as vendas de gravação prosperar. Como estações de rádio competiram para audiências radiodifundindo os 40 top hits e novas gravações, elas estimularam o crescimento explosivo de música Rock. A chegada do rádio de transistor pequeno, portátil completou este processo dando para os adolescentes a liberdade para escutar reservadamente, longe da sala de estar. As vendas anuais nos E.U.A. anual das gravadoras passaram de $200 milhões no início dos anos de 1950 a $9bilhões em 1992. Este total foi dominado por CDs que por aquele ano tinha ultrapassado cassetes como o meio de gravação mais popular.

Gravações musicais

Há duas vias básicas a fazer nas gravações atuais. Nas gravações em estilo documentário, a meta é capturar um desempenho musical e produzir uma gravação de sons substancialmente como um concerto. Se os artistas são poucos em número, eles visitam um estúdio de gravação. Se o conjunto é grande, como uma orquestra sinfônica, é trazido um equipamento de gravação para a sala de concerto. De 2 a 20 microfones são montados em pedestais ou são pendurados em fios. Como os artistas ensaiam, os sinais de microfone são misturados como de forma a obter um som bem equilibrado; então a música é executada e é gravada em 2, 4, ou 8 canais. Se erros acontecem, são repetidas porções da música; depois a fita será entrançada para substituir seções defeituosas com as versões corretas. Quando uma gravação satisfatória do desempenho inteiro foi obtida, a fita editada é copiada e produzia em cassetes e CDs.

Para muitos grupos de Rock um estúdio de gravação é um laboratório experimental onde são inventados sons e um desempenho é ajuntado, uma pista de cada vez. Uma gravação pode começar como uma linha vocal ou um padrão rítmico em uma das 24 pista de uma fita. Pistas adicionais (acompanhamento de piano, sintetizador de teclado, tambores, ornamentos de violão) são gravados individualmente. Após isto, várias pistas podem ser aumentadas usando processadores notáveis para adicionar efeitos – mudança em qualidade de tom, distorção para encrespar, “bite”, eco, dobra ou reverberação eletrônica. Finalmente todas as pistas são misturados e re-misturadas até que um resultado satisfatório seja alcançado. O alvo é alcançar uma gravação que está em seus próprios méritos como uma realização artística, independente de se poder duplica-la em concerto. Uma vez que muitos experimentos estão envolvidos, muitos grupos de Rock têm os seus próprios pequenos estúdios de gravação onde muito do trabalho preliminar é acabado.

Um tipo novo de tecnologia de gravação, derivou de pesquisa na criação e gravação de MÚSICA ELETRÔNICA, a está começando a tornar o muito mais flexível o processo de gravação para os estúdios. A gravação chamada de “Tapeless”, armazena digitalmente codificações de som na memória de acesso randômico (RAM) de um computador especialmente equipado e no disco rígido do computador para armazenamento permanente. Usando a RAM o técnico de gravação tem acesso quase instantâneo para o que há pouco foi gravado, uma característica que pode ser de imensa valia para a dublagem de sons adicionais ou conserto de notas defeituosas. As gravações podem ser editadas, copiadas e repetidas: mudança de tempo ser alteração na afinação; música e efeitos sonoros eletronicamente sincronizados. A tecnologia teve uso particularmente intenso nas gravações para filme onde sinais eletrônicos criam e coordenam efeitos visuais, musicais, e sonoros para uma precisão que antes dos computadores era apenas cruamente atingível.

Um estúdio de gravação consiste basicamente de duas salas: uma grande que é cuidadosamente isolada acusticamente de forma que os sons pode ser gravados com precisão com a garantia de que nenhum ruído não desejado intrometerá; e uma pequena sala de monitoração que contém os gravadores de fita, mixers, processadores de efeitos, e caixas acústicas de alta qualidade que são usadas para avaliar a gravação.

Peter W. Mitchell
Tradução: Glauber L. A. Santiago

Bibliografia

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Fonte: www.ufscar.br