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| Imagenes cortesía de la revista Mecánica Popular |
Puede usted entrar en cualquier tienda de discos fonográficos de los Estados Unidos y, por una suma que varía de 8 a 15 dolares, comprar un disco hecho con equipo digital en un estudio profesional. Es cierto que han salido al mercado solo unos cuantos de estos discos producidos por tales compañías como la London Records, la Telarc, la Denon y la RCA. Pero pronto aparecerán más, estableciendo nuevas normas de fidelidad e iniciando una nueva era de sonido estereofónico. Y transcurrirá poco tiempo antes de que estos discos sean relegados al pasado por otros discos de audio que se tocan con un haz de laser.
Para enterarse de como es este sonido digital, escuche usted la versión Telarc (DG - 10039) de las danzas de Polovtsiande Borodin, o posiblement la grabación titulada "Año nuevo en Vienna", de la London Records (LDR-1001/2), que contien principalmente música de Johann Strauss.
Sé que podrían contradecirme; pero de acuerdo con mi sentido del oido, esots discos constituyen las grabaciones más extraordinarias que jamás se han efectuado. Cada Faceta del sonido resalta con la misma claridad que si se hubiera grabado en cristal. proporcionándole a la música una calidad de verdadera intimidad que no se experimenta normalmente con grabaciones convencionales. Los sonidos agudos son verdaderamente brillantes, y los sonidos grabes se escuchan con tal claridad que le parece a uno tener los tambores a su lado mismo. A esto hay que añadir un fondo casi silencioso y la falta casi absoluta vibraciones del disco, y tendrá una idea de las razones por las cuáles estos nuevos discos digitales tienen un sonido jamás escuchado antes.
Revolución en el estudio
Y todo esto es apenas el primer paso de lo que se conoce como la revolución digital.
En la actualidad, la tecniología digital todavía se halla limitada al estudio. Es allí donde unos convertidores transforman la señal análoga de audio del micrófono en partículas digitales que se graban en una cinta maestra. El procedimiento digital, que se explica en detalle más adelante, proporciona una definición del sonido mejor a frecuencias extremas, conjuntamente con una mejor relación entre la señal y los ruidos.
Esta técnica es la responsable del sonido superior de los discos digitales, como otros que aparecerán dentro de poco. A fin de poderse tocar en tocadiscos convencionales, las grabaciones digitales todavía tienen que tranferirse a discos convencionales de larga duración, y esto constituye un grave inconveniente, ya que no todo el sonido que se capta en la grabación maestra digital puede introducirse en las angostas huellas de un disco convencional o en las huellas de un cartucho fonográfico. Hay que reducir los pasajes más fuertes aproximadamente 30 decibeles para que el equipo casero actual pueda reproducir esos sonidos.
Y esto es lo que ha dado paso al segundo paso de la revolución digital: un tipo de disco y un tocadiscos radicalmente nuevos para poder apreciar todas las características inherentes al sonido digital.
Uso de haces de laser.
Ya están en camino los dispositivos semejantes: introducen en la casa de uno la tecnología digital con un tocadiscos especial en que se emplea un has de laser como "aguja". Se están perfeccionando ahora dos versiones del fonógrafo de laser, una de la Philips y otra de la Sony. Escuché las dos versiones. ¿Cuál fue mi reacción? Digamos que, aparte de la música producida por hombres de carne y hueso, nunca he escuchado nada comparable.
Los creadores de estos aparatos saben que tienen todas las de ganar con ellos, así lo manifiestán: "Este es un avance mucho más significativo que la aparición de las grabaciones eléctricas allá en la década de 1920", proclamó un ejecutivo de la Philips cuando se presentó el nuevo fonografo de laserde esa firma durante una reunión de la Sociedad de Ingeniería de Audio de los Estado Unidos en la ciudad de Nueva York. "Es más importante que el cambio de discos de 78rpm a discos de larga duración, o que el cambio del sonido monofónico al sonido estereofónico.
Gran cambio de principios
La grabación digital constituye, en realidad, el primer cambio fundamental de los principios de grabación dados a conocer por Edison hace más de un siglo. El método de Edison era de tipo análogo, osea, que se grababa en el disco ensí, primero con la primitiva bocina de estaño y, desde 1925, a través del micrófono.
Aún cuando aparecieron después las grabaciones en cintas, todavía se utilizaba el principio análogo: los trazos magnéticos en la cinta copiaban la forma de las ondas musicales. En ambos casos, las huellas de los discos o las cintas magnétofónicas mostraban una imagen del sonido musical, el tipo de onda que vería uno si "reprodujera" la señal de audio en la pantalla de un osciloscopio.
El problema con este método análogo es que se presta demasiado a la distorsión. Entre el micrófono y los altoparlantes, la señal se va distorsionando cada vez más.
La distorsión más grave se produce en la punta de la aguja. Esa pequeña punta de diamante experimenta grandes dificultades, adaptándose a todos esos rápidos zig-zagueos en las huellas de un disco.
Y cuando el problema se agrava de verdad (como en los pasajes fuertes o en los tonos agudos o bajos extremos) el mejor captador fonográfico muestra una tendencia a no seguir fielmente la trayectoría de la huella, produciéndose grandes distorsiones del sonido como resultado de esto. Lo mismo sucede con la cinta. Las señales fuertes causan sobrecargas magnéticas (distorsiones y pérdidas de sonidos agudos) y los sonidos suaves no pueden escucharse debido a los zumbidos de la cinta.
A través de toda la historia de la grabación de sonidos, durante los 100 a;os que han pasado desde el invento de Edison, se han desplegado todos los esfuerzos posibles para superar estas dificultades. Sin embargo, la grabación análoga todavía adolece de ruidos de fondo y de distorsiones marginales. Y la gama dinámica entre los sonidos más fuertes y los más suaves no puede ser grabada totalmente en un disco, ni siquiera se aproxima a la dinámica de la música en vivo.
Un matrimonio de audio
La grabación digital soluciona todos estos problemas con gran facilidad. Puede decirse que constituye un matrimonio entre la computadora y el fonógrafo, y a base del sonido que produce se trata de una excelente pareja. Las computadoras le han proporcionado a los ingenieros de audio la clave básica para limitar los problemas del sistema análogo. El secreto radica en la "digitalización" de la señal. El sonido original, captado por el micrófono, se transmite a un convertidor análogo/digital donde se transforma cada frecuencia digital en un número binario que resulta inteligible para los circuitos de la computadora.
Al igual que en la mayoría de las computadoras, estos números se expresan como una serie de pulsaciones que representan el 1 y el 0.
Es por esto que el sistema también se conoce como "modulación de clave de pulsaciones" ó PCM.
Ya no existe esa problemática y zigzagueante onda análoga. Solo queda un rápido flujo informátivo de partículas digitales para expresar las frecuencias y las amplitudes del sonido musical.
En el estudio de grabación, se graban estas partículas en cintas de igual forma como las computadoras digitales registran datos informativos.
La ventaja es evidente. Al traducirse en números, la señal se vuelve inmune a las distorsiones y a los ruidos.
Los números, definidos con precisión, no permiten ninguna distorsión.
La onda numéricamente definida no puede ser alterada por un segmento defectuoso de la huella o por una ampliación defectuosa.
Lo que es más, la "información musical" se vuelve independiente del material en el cuál se graba. En otras palabras, la superficie no surte ningún efecto sobre el sonido.
Si alguna vez ha rechinado los dientes al escuchar discos ruidosos, polvorientos o rayados, fácilmente podrá apreciar lo superior que es el sonido de un disco digital.
Grabaciones con luz
Como puede verse en el dibujo, el revestimiento de aluminio de un disco
de grabación digital refleja el haz de luz de laser. Un diodo reacciona a
los cambios para producir una señal de audio.
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| Imagen cortesía de Mecánica Popular. |
Para grabar un disco digital, se utiliza la señal de pulsaciones, a fin de modular un haz de laser que produce picaduras en la superficie de un disco maestro que gira con rápidez.
La secuencia de picaduras y espacios en blanco representa los "ceros" y los "unos" de la información digital.
Una vez que se graba el disco maestro de esta forma, pueden sacarse copias de él, tal como se hace con los disco fonográficos convencionales.
Se trata de un procedimiento rápido y económico que permite que el costo básico de cada disco sea lo suficientemente bajo para competir con los discos fonográficos comunes.
El procedimiento se invierte para la reproducción.
Un pequeño laser de estado sólido (el elemento más importante del fonógrafo digital) apunta su haz hacia el disco giratorio. Cada picadura y cada espacio en blanco vuelve a reflejar el haz de una manera diferente. Las reflexiones se proyectan a través de prismas hacia un diodo detector sensible a la luz que, igual que el medidor de luz de una cámara, transforma la luz incidental en impulsos eléctricos.
Las reflexiones variables reproducen la señal digital, debido a que cada picadura equivale a 1, y cada espacio en blanco equivale a 0. Los números que vuelven a captarse de esta forma se transforman otra vez en ondas análogas e impulsan al amplificador final y los altoparlantes.
El haz de laser de reproducción debe apuntarse y enfocarse con precisión sobre la espiral de picaduras en el disco.
Para compensar cualquier deformación del disco, un espejo especial vigila las refelxiones del haz. Este espejo, conectado a un mando controlado por un servomecanismo de precisión, mantiene al laser "apuntado" (alineado con las picaduras espirales) de manera semejanta a como un piloto automático mantiene a un avión volando a lo largo de su trayectoria correcta.
La exploración de laser ofrece una enorme ventaja en relación a la exploración mecánica realizada por los cartuchos fonográficos convencionales. No hay ningún contacto directo con el disco. Lo único que "toca" el disco es el haz de luz, el cuál no produce ningún desgaste.
Es posible que los discos digitales tengán una duración indefinida. Como lo manifestó uno de los ingenieros relacionado con este nuevo desarrollo, los discos digitales constituyen el medio para archivar más duradero que se ha creado hasta ahora. Cualquier cosa grabada digitalmente puede durar más que cualquier otro método de preservación de mensajes, incluyendo la piedra grabada, la cuál se desmorona con el tiempo.
El disco digital tampoc requiere cuidados especiales. No necesita limpiadores químicos ni cepillos, ni tampoco tiene uno que preocuparse de que dejen huellas de los dedos en él. El disco está revestido de un plástico duro y transparente. Los arañazos, el polvo y las huellas dactilares en esta capa, no surten ningún efecto sobre el sonido, debido a que el haz de laser busca la información debajo de este recubrimiento de plástico. El haz no "lee" las manchas en la superficie. "Ve" la información digital abajo, a través de esas manchas.
Tanto sonido como imagen
Si ha seguido usted los desarrollos de la televisión, probablemente reconocerá que el fonográfo digital es una versión del sistema de videodiscos MCA/Magnavox que se está probando ahora en el mercado de varias ciudades norteamericanas, principalmente en Miami y Portland.
Se utiliza el mismo sistema de laser para grabar las imágenes o los sonidos. Algunos jefes de la industria creen que con este método se terminará con la separación tradicional de la imagen y del sonido. En el futuro una sola unidad reproductora de laser, podrá transmitir señales de alta calidad a una panntalla de televisión o a un sistema estereofónico, o a ambos simultáneamente.
Se trata de algo todavía distante. Hasta el presente, los fonógrafos digitales experimentales que se muestran aqui, son solo para el audio, y son diferentes entre sí.
El disco de Philips tien un diámetro de apenas 4 1/2" (11.43cms.), y su espesor es el de una moneda pequeña. Una docena de ellos podrían llevarse facilmente en un bolsillo.
El reproductor de laser es igualmente pequeño, mucho menor que los fonógrafos convencionales para discos de larga duración.
La Sony utiliza un disco convencional de 12" (30.48cms.) para dos y media horas de música, y el disco Philips, de tamaño menor, contiene música para una hora.
En otros respectos, la diferencia entre los 2 sistemas es ligera. Cada uno capta la señal musical "registrando" la onda a un índice dos veces mayor que el de la frecuencia audible más alta.
Los sonidos más fuertes en audio son de aproximadamente 20.000 hertzios (Hz), y la onda se registra con pulsaciones eléctricas a aproximadamente 40.000 Hz. Cada registro representa un punto en la onda, y a cada uno de estos puntos se le asigna un número digital.
A fin de registrar el volumen correcto para cada frecuencia, la Philips emplea una clave digital de 14 partículas que permiten 16.000 combinaciones, creando así un alcance dinámico de 85 decibeles.
La Sony emplea una clave de 16 partículas, logrando un alcance de más de 90 decibeles.
Como resultado de esto, la música brota contra un fondo absolutamente silencioso, y hasta los pasajes musicales más estruendosos se escuchan con extraordinaria fidelidad. Por supuesto que los altoparlantes y los amplificadores de reproducción deben ser capaces de retransmitir sonidos a este gran volúmen.
En los dos sistemas, Philips y Sony, el laser explora el disco desde abajo, y se mueve desde el diámetro interior hasta el borde exterior, exactamente de manera opuesta a los discos convencionales.
Para conservar constante la velocidad del movimiento, ya sea que se toque la parte interior o exterior del disco, la Philips ofrece una aracterística de velocidad variable para el plato giratorio, que varía de 500 rpm cerca del centro a 215 rpm en el borde exterior.
Las picaduras en el disco tienen aproximadamente 0,6 micrones de ancho y 0,2 micrones de profundidad.
Para hacerse una idea de estas dimensiones, considere que el punto, al final de esta frase, tiene un diámetro de aproximadamente 500 micrones. El tamaño increíblemente pequeño de estas picaduras permite que el diminuto disco Philips de cabida a un total de aproximadamente 6000 millones de partículas, que es lo que se requiere para producir música durante una hora en un disco de tipo digital.
Desacuerdo sobre normas
Técnicamente, el fonógrafo digital se encuentra listo para ser colocado en el mercado, pero todavía no han decidido los fabricantes hacer esto. Se debe a que no se han puesto de acurdo sobre normas técnicas. Antes de que el formato digital resulte económicamente práctico, los discos y los tocadiscos, a través de todo el mundo, tendrían que ser compatibles, de igual forma como sucede con el equipo y los discos estereofónicos de larga duración.
Pero el establecimiento de normas resulta problemático, de bido a las rivalidades comerciales.
Cada compañía aboga por su propio sistema para que o acepten internacionalmente y poder vender franquicias a todo el mundo. La polémica en torno a los discos digitales son grandes (especialmente en los Estados Unidos, donde hay que formular las normas sin violar las leyes contra monopolios) y es posible que tengamos que esperar un par de años antes de poder disfrutar de la música de discos digitales.
Mientras tanto, podemos escuchar sonido grabado digitalmente en discos de larga duración de tipo convencional. Es cierto que estos discos todavía confrontan ciertos problemas, como defectos superficiales y distorsiones del sonido en las huellas. Pero el nuevo procedimiento digital les proporciona a los discos actuales una gran ventaja en cuanto a fidelidad, brindándonos un sonido muchísimo mejor que el que hemos estado escuchando hasta ahora.
Fuente: Mecánica Popular/Junio 1980
