Introducción al Audio Digital

¿Qué es el Audio Digital? 

En la actualidad es demasiado común encontrarnos con la palabra "digital" en casi cualquier parte. La digitalización va alcanzando cada vez más áreas de nuestras vidas: información, video, audio, imágenes, dinero, etc. Dentro del mundo del audio existe un debate sobre si es mejor el audio analógico o el digital. Ventajas y desventajas cada uno y defensores de ambos bandos dispuestos a demostrar que tienen la razón. Nosotros comenzaremos por explicar de manera sencilla qué es el audio digital y de qué manera influye en un sistema de audio.

Lo primero que debemos entender es que la señal de audio en principio es una señal análoga. Por ejemplo, la señal eléctrica que sale de un micrófono, de una guitarra eléctrica, teclado musical o reproductor MP3 es una señal analógica. Esto significa que es un voltaje que va variando conforme pasa el tiempo. Por este motivo se suele representar con la forma de una onda.

Fig. 1. Onda senoidal

Los cambios de amplitud (eje Y) de la onda representan las variaciones de voltaje. El eje X representa el tiempo. En la imagen podemos ver que el voltaje aumenta y disminuye conforme pasa el tiempo. Las variaciones dependerán del tipo de sonido que representa esa señal eléctrica, es decir, si se trata de un sonido agudo, grave, de una voz, de un tambor, etc.

Por otro lado, una señal digital consiste en una serie de pulsos. Por lo general se trata de pulsos eléctricos, aunque recientemente se ha desarrollado tecnología que maneja pulsos luminosos (fotónica). Estos pulsos tienen la información de la onda en forma codificada. Como los pulsos solo pueden tener dos valores (0, 1), se usa el sistema binario para representar la información codificada. Cada uno de estos valores o dígitos binarios (0, 1) son llamados bits (binary digit). Por ejemplo, en la imagen vemos una señal digital de 2 bits.

Fig. 2. Señal Digital

Esta cadena de bits solo tiene sentido si conocemos la forma en que fueron codificados. La codificación más común para el audio digital es la Modulación por Código de Pulsos (PCM). Este es el tipo de modulación que usan los archivos de audio WAV o AIFF, sin embargo existen también otros tipos de modulaciones menos comunes.

¿Audio 100% digital?

Los altavoces requieren de una señal analógica para poder funcionar, puesto que el movimiento de su cono es proporcional a las variaciones de la señal eléctrica. Esto significa que cualquier señal digital necesita ser decodificada y convertida en una señal análoga antes de llegar al altavoz. Por esta razón es erróneo afirmar que existen sistemas de audio 100% digitales. De manera similar, tampoco es buena idea pensar que el audio digital es mejor o peor que el analógico.

Como veremos más adelante, ambos tipos tienen ventajas y desventajas dependiendo de la aplicación, del propósito y del presupuesto. Podríamos decir que un sistema de audio básico puede ser digital en las etapas de procesamiento (edición, mezcla, efectos), grabación y transmisión, pero tiene que ser análogo en las etapas de preamplificación y amplificación de potencia (la señal que llega a los altavoces). Sin embargo, es muy probable que con el avance de la tecnología cada vez más etapas del audio se mantengan en el dominio digital.

Procesamiento Digital de Señales

El audio digital es en el fondo simplemente una serie de datos o números. Por este motivo, una de sus principales ventajas es que puede hacer uso del Procesamiento Digital de Señales (DSP). Este proceso consiste en la realización de numerosos cálculos que permiten modificar las características de la señal original de múltiples formas. Esto es tal como sucede con imagenes o video digital en nuestras computadoras o teléfonos inteligentes. Las aplicaciones posibles del DSP y las computadoras actuales permiten realizar cosas que serían (y fueron) imposibles con el audio analógico. El audio digital sin duda llegó para quedarse. Sus ventajas de almacenamiento, transmisión y, sobre todo, el enorme potencial de procesamiento que tiene, lo establecen como tema obligado para cualquier ingeniero de audio, productor musical o tonmeister.