Como o DSP pode levar o áudio a novos patamares em 2016

Como o DSP pode levar o áudio a novos patamares em 2016

Barefoot-MM27-thumb.jpgLendo o último romance de Michel Houellebecq, Submission, fiquei impressionado com uma das declarações que ele fez e como ela se refere ao futuro do áudio. O protagonista fictício do livro, falando sobre um autor que ele estudou, afirma: 'Sua obra-prima foi um beco sem saída - mas isso não é verdade para qualquer obra-prima?'





O áudio de ponta é uma obra-prima. A engenharia de áudio tradicional foi aperfeiçoada, pelo menos no sentido de que foi levada o mais longe que pode. Claro, novos amplificadores e DACs podem soar um pouco melhor do que os que temos agora. A resolução dos arquivos digitais pode ser aumentada para níveis ainda mais altos. As melhorias na produção em massa irão aumentar ligeiramente a qualidade dos alto-falantes. Ainda assim, a engenharia de áudio digital básica e analógica tradicional está praticamente em um beco sem saída. Nenhuma melhoria no design do amplificador, DAC ou alto-falante passivo provavelmente resultará em uma melhoria significativa na qualidade do som.





A boa notícia é que VERemos melhorias significativas na reprodução de áudio em 2016 e nos próximos anos. Enquanto eu caminhava pelo chão da exposição e assistia às apresentações no Show de Engenharia de Áudio na cidade de Nova York em outubro, era óbvio para mim que o processamento de sinal digital, ou DSP, apresenta inúmeras possibilidades para melhor som em qualquer sistema ... e para melhor som de produtos menores e mais baratos, também.





O DSP está embutido em muitos chips amplificadores Classe D agora, e também está disponível em módulos fáceis de programar, como aqueles de Danville Signal Processing . À medida que empresas de áudio de ponta como Bowers & Wilkins, Dynaudio, MartinLogan e outras começaram a construir produtos ativos - ou seja, alto-falantes sem fio, soundbars e subwoofers - eles têm usado DSP cada vez mais. Muitos audiófilos, talvez marcados por memórias de modos DSP de som terrível em receptores AV baratos, reagem negativamente a qualquer menção ao DSP. Minha suspeita, entretanto, é que o DSP encontrará seu caminho desses produtos de gama baixa para produtos de gama mais alta e de elite, porque os benefícios do DSP são poderosos demais para serem ignorados.

Freqüentemente pensamos em fabricantes de ponta gastando todo o tempo necessário para ajustar seus produtos, mas a realidade é que o tempo de desenvolvimento é sempre um recurso limitado para qualquer empresa, e nenhum produto é perfeito. Sempre há um momento em que os engenheiros precisam dizer: 'Isso é bom o suficiente.' O DSP permite que os engenheiros, dentro do tempo de desenvolvimento de que dispõem, experimentem muitas outras possibilidades de ajuste de produto.



No design de áudio analógico tradicional, um engenheiro faz o ajuste fino de um produto alterando fisicamente uma ou mais peças, como um resistor ou capacitor. Com o DSP, o engenheiro ajusta o desempenho usando uma interface de controle executada em um computador. Incluí uma captura de tela (abaixo) da interface EQ paramétrica de um Quickfilter Technologies QF3DFX DSP para dar uma ideia. Para qualquer filtro, o engenheiro especifica a frequência central, o Q (largura de banda), a quantidade de reforço ou corte e o tipo de filtro (passa-alta, passa-banda, passa-baixa, etc.). Qualquer mudança leva apenas alguns segundos. O engenheiro tem tempo para experimentar mais e ajustar um produto para um nível de desempenho mais alto do que poderia ser alcançado no domínio analógico.

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O DSP também permite um nível de precisão que o circuito analógico não pode atingir de maneira acessível e prática. Usando DSP, um engenheiro pode sintonizar filtros de crossover de alto-falante dentro de frações de um decibel com circuito analógico, crossovers são normalmente projetados em incrementos de 6 dB, então o engenheiro é limitado a, digamos, um roll-off de alta frequência de -12dB em um woofer onde um roll-off de -14,5 dB é o que é realmente melhor.

As frequências do filtro podem ser especificadas em frações de hertz com DSP. Com o analógico, essa precisão é praticamente impossível porque os capacitores e indutores usados ​​em circuitos analógicos são normalmente fabricados com tolerâncias de 5 ou 10 por cento. Em, por exemplo, um filtro passa-altas para um driver de médio porte em um alto-falante, mesmo uma tolerância de cinco por cento em um capacitor resultaria em uma faixa de erro de aproximadamente -25 a +30 Hz.





Observe que a interface QF3DFX oferece 10 bandas de filtro por canal. Isso permite que o engenheiro desligue as ressonâncias do alto-falante e do gabinete e as falhas de resposta sem aumentar o custo das peças ou a complexidade do circuito. Fazer isso com filtros analógicos demoraria mais, aumentaria consideravelmente o custo das peças e possivelmente afetaria a qualidade do som.

Isso é apenas arranhar a superfície do potencial do DSP porque não estou nem entrando nos outros recursos do QF3DFX. E grandes chips DSP de empresas como Analog Devices e Texas Instruments podem fazer muito mais do que o relativamente barato QF3DFX.

Obviamente, os audiófilos podem estar preocupados que o DSP exija que os sinais analógicos sejam convertidos em digital, mas os efeitos extremamente sutis de converter um sinal analógico em digital e vice-versa são várias ordens de magnitude menos significativos do que as melhorias no desempenho que o DSP oferece.

Resumindo: os alto-falantes funcionam melhor com DSP.

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Uma dica do que o DSP pode fazer foi visível no show da AES, onde o estande da Barefoot Audio atraiu algumas das maiores multidões. A empresa não só usa DSP para sintonizar seus monitores de gravação (mostrado acima) quase à perfeição - e para obter muito mais saída de graves do que seus pequenos gabinetes sugerem - mas também usa DSP para criar seu MEME (Monitor Multi-Ênfase Tecnologia de emulação). Com o toque de um botão, o MEME permite que os monitores Barefoot imitem o som do lendário (e não mais fabricado) monitor NS-10M da Yamaha, os clássicos monitores de gravação em forma de cubo Auratone e um sistema de alta fidelidade típico de consumidor.

Os audiófilos podem não querer um interruptor em seus alto-falantes para emular sons diferentes, mas podem querer um que ajuste o alto-falante para ambientes acústicos diferentes ... ou forneça algum controle de equilíbrio tonal suave e não invasivo. O programa AES provou que o DSP está se tornando mais poderoso e mais fácil de usar. Será emocionante ouvir o que os designers de produtos de áudio realizam com ele em 2016.

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