O que é distorção de áudio e o que a causa?

Um par de alto-falantes sendo consertados em uma bancada sob luz azul.

Passe algum tempo comprando produtos de áudio, seja um alto-falante Bluetooth ou um amplificador de fone de ouvido audiófilo, e você ouvirá falar de distorção. Mas o que é distorção de áudio e de onde ela vem?

O que é distorção de áudio?

Não ajuda que a definição de distorção seja muito vaga, mesmo que você a limite apenas à distorção de áudio. Se uma forma de onda de áudio sair de um determinado sinal alterada ou deformada em comparação com o sinal de entrada, isso é tecnicamente distorção.

Existem dois tipos de distorção de áudio: linear e não linear. A distorção linear é uma mudança na amplitude de um sinal, enquanto a distorção não linear é uma mudança no conteúdo de frequência de um sinal. Embora ambas sejam formas de distorção de áudio, quando a maioria das pessoas fala sobre distorção audível, está falando sobre distorção não linear.

A distorção linear não acrescenta nada ao sinal. Em vez disso, muda diretamente. Isso pode ocorrer de maneiras muito perceptíveis, como alterar o tom ou o volume de um som, ou de maneiras mais sutis, como alterar a fase de um sinal.

A distorção não linear adiciona frequências adicionais ao sinal. Eles podem soar como uma textura granulada sobre o som, quase como se você estivesse ouvindo um disco de vinil antigo . Ele pode adicionar um zumbido, assobio ou crepitação às gravações.

Dito isto, a distorção não linear nem sempre é desagradável. A maior parte da produção musical pop usa várias formas de distorção não linear ao longo do processo de mixagem, mesmo em gravações que soam limpas e imaculadas.

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Neste artigo, estamos nos concentrando no lado desagradável da distorção de áudio com as três formas mais comuns que você provavelmente encontrará. Estes são distorção harmônica total, corte e distorção do alto-falante.

Distorção Harmônica Total (THD)

Distorção harmônica são sons que foram adicionados às frequências originais presentes em um sinal. A distorção harmônica total é uma medida de quanto de um sinal de áudio consiste nessas frequências harmônicas recém-adicionadas em comparação com o original.

As frequências harmônicas nem sempre são indesejadas. Se a música fosse apenas frequências fundamentais, seria muito chato. Os harmônicos do som são o que conferem aos instrumentos seus timbres únicos. A corda E grave de uma guitarra tem aproximadamente 83 Hz, mas os harmônicos em frequências diferentes são o que lhe confere o som de uma corda de guitarra.

Não é só para isso que os harmônicos são úteis. Por exemplo, os engenheiros de áudio muitas vezes melhoram as frequências harmônicas em torno dos instrumentos graves para garantir que você possa ouvi-las em alto-falantes menores que fisicamente não conseguem reproduzir a frequência fundamental.

Quando os componentes do seu sistema estéreo adicionam harmônicos a um sinal, eles geralmente não são agradáveis. É por isso que os fabricantes pretendem manter a distorção harmónica total dos seus componentes o mais baixa possível. O THD de um amplificador classe D , por exemplo, costuma ficar bem abaixo de um por cento.

Há uma razão para esse número de um por cento: esse é o nível em que as pessoas começarão a perceber isso. Embora apenas algumas pessoas consigam ouvir uma distorção bem abaixo de um por cento, a maioria notará quando ela ultrapassar esse valor.

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A distorção harmônica está presente em qualquer produto que inclua um estágio de amplificação, desde o telefone até o sistema de home theater . Felizmente, você não ouvirá isso com frequência e não precisa se preocupar com isso.

Recorte

Clipping é o que acontece quando um sinal ultrapassa um limite específico. Esse limite geralmente é a potência nominal de um amplificador, mas o corte pode ocorrer em um sinal de áudio em muitos estágios diferentes por vários motivos.

Não importa como ou por que o sinal excede o limite, isso efetivamente corta os picos do sinal. O local onde o corte está acontecendo em uma cadeia de sinal determinará o quão abruptamente isso acontecerá, o que significa que o corte pode variar de uma distorção quase imperceptível a um som alto e irregular que faz você mergulhar em busca do botão liga / desliga do seu aparelho de som.

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O recorte digital é normalmente a variedade mais desagradável. Isso pode acontecer em software, conversores analógico para digital (ADC) ou digital para analógico (DAC) de um componente ou em um produto independente, como um DAC externo . Não importa o que aconteça, não é algo que você queira ouvir.

É claro que o som desagradável do recorte geralmente é resultado de como você o usa, e no mundo analógico pode soar ótimo. Distorção e overdrive da guitarra são formas de clipping, permitindo que a guitarra cante de uma maneira que não poderia ser feita de outra forma.

Dito isso, quando ocorre um corte em seu sistema estéreo, devido a uma incompatibilidade de componentes ou simplesmente ao aumentar muito o volume, isso nunca é uma coisa boa.

Distorção de alto-falante

A distorção do alto-falante é exatamente o que parece e parece que o alto-falante está tentando se despedaçar.

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A boa notícia é que, na maioria das vezes, o que você ouve como um alto-falante distorcendo pode, na verdade, ser apenas um recorte. Este é provavelmente o seu amplificador lutando para acionar o alto-falante e distorcendo ao exceder sua potência máxima para tentar levar o som ao alto-falante. Abaixe o volume e isso irá parar.

Outras vezes, o que você ouve é um movimento não linear no driver do alto-falante, que deve se mover linearmente. Isso pode ser resultado do uso de um amplificador muito potente ou de uma incompatibilidade de ohms entre o alto-falante e o amplificador.

Em um alto-falante, à medida que o sinal elétrico atinge a bobina de voz do driver, o driver deve se mover com a forma de onda. Se o sinal de áudio for muito poderoso, o movimento pode começar a atingir os extremos, o que significa que não será possível empurrar mais ar. É aqui que você começa a ouvir a distorção real do alto-falante.

Se isso continuar, pode danificar fisicamente o alto-falante, portanto, se você achar que está ouvindo distorções nos alto-falantes, diminua o volume o mais rápido possível. Mesmo que seja um clipping, isso geralmente significa que algo não está certo no seu aparelho de som ou sistema de home theater.

Para ter certeza de que tudo está conectado corretamente, dê uma olhada em nosso guia para conexões de fiação de home theater .