Neste post vamos discutir um conceito de circuito simples que pode ser usado para transformar um sinal de áudio analógico comum em uma música digital muito vibrante e nítida, adicionando um ruído externo aleatório ao áudio, que também é conhecido como ruído rosa.
O pontilhamento de vídeo é um procedimento para gerar um arquivo de imagem que pode ter uma aparência realística aprimorada. Neste processo o conteúdo para a cor de cada pixel é somado ou deduzido com valores agressivos. Essa abordagem fornece um desvio à imagem que fornece um efeito extra à textura que parece mais rica do que as imagens monocolores suaves normais. Quanto maior o dithering adicionado, mais desviante é o efeito final.
A descrição acima explica como um vídeo pode ser aprimorado por meio do método de pontilhamento, mas você ainda pode estar se perguntando o que exatamente é o pontilhamento de áudio? Como a tecnologia de dithering ajuda a transformar um sinal de áudio analógico de baixa qualidade em um áudio digital rico e mais nítido?
O que é pontilhamento de áudio
O princípio implementado para obter o dithering de vídeo também se aplica de forma idêntica à tecnologia de áudio. Quando um ruído externo amostrado aleatoriamente é adicionado a um sinal de áudio analógico, ele quebra o áudio em uma forma mais granular, transformando-o em um som mais vibrante e interessante, mais agradável aos nossos ouvidos.
Quanto maior o ruído aleatório adicionado à música de entrada, maior será a saída desviante. No circuito de dithering proposto, uma vez que usamos um conversor A/D que quebra uma onda analógica em seções, uma onda senoidal resultante parece bastante com a Fig. 1A; se um pouco mais de pontilhamento for adicionado, a saída pode se parecer com a Fig. 1B. O pontilhamento passa por cada etapa repetidamente, em vez de apenas uma vez.
Esta implementação fornece uma saída digitalizada que é muito mais gratificante de ouvir e pode até transformar uma digitalização distorcida pouco clara em algo que pode ser muito mais atraente de ouvir.
Simplesmente aplicando o método de pontilhamento, uma amostra de 1 bit e 10 kHz pode atingir uma figura bem conhecida. A faixa milagrosa para entrada de ruído é de aproximadamente 70% de 1 bit. Isso significa que, se você aplicar uma entrada de 8 bits com um sinal de entrada de 2 V pico a pico, o nível de ruído a ser induzido será:
- Vruído = Vinp-p / 2n bits x 0,7
- Vruído = Vinp-p / 28 x 0,7
- Vruído = 2 / 256 x 0,7
- Vruído = 5,5 mV
Como funciona o circuito
Referindo-se ao circuito mostrado na Fig. 2, podemos observar que a configuração usando capacitores C1 — C3, transistores Q1, Q2 e resistores R1—–R4 formam um circuito gerador de ruído rosa. O transistor Q1 é conectado como uma junção de diodo com polarização reversa e está acostumado a gerar um sinal de ruído branco (ruído aleatório). Esse sinal de ruído branco é acoplado capacitivamente à base de Q2 a C1. O transistor Q2 amplifica o sinal de ruído. A saída Q2 é aplicada a C2, para eliminar para filtrar as frequências mais altas t para que reproduza o ruído rosa com muito mais força.
As partes C4, U1, U2 e R5-R14 são configuradas para formar um circuito amplificador de áudio/amplificador de ruído/mixer, respectivamente.
A saída do gerador de ruído é suficientemente alta para servir as funções pretendidas e isso só precisa de algum buffer, isso é tudo. O sinal de ruído rosa filtrado é fornecido por meio de C3 e R5 à entrada inversora de U1, que gera uma replicação aumentada e invertida do sinal de áudio de entrada.
Op-amp U2, em associação com os resistores R12 e R8 são colocados juntos para fornecer um ganho ótimo de 100, eliminando um estágio extra de pré-amplificador antes do digitalizador. A saída de U1 e U2 se fundem na junção de R14 e C4, e são o áudio super digitalizado aprimorado finalizado que é fornecido pelos conectores de saída do circuito.
Construção
É aconselhável que você construa o circuito de áudio digitalizado sobre um PCB. Um layout de PCB para o circuito de música digital aprimorado proposto é demonstrado na Fig. 3.
Uma vez que o pcb é gravado, você pode começar a adquirir as peças e, em seguida, iniciar o trabalho de construção. Comece soldando os soquetes IC ao redor das áreas indicadas na Fig. 4. Em seguida, monte e solde todos os componentes na PCB de acordo. Certifique-se de que todos os componentes com polaridade estejam instalados usando a direção apropriada. Você pode incorporar conectores phono do tipo RCA para entrada e saída de áudio.
Fonte de energia
A única coisa importante que você precisa tomar cuidado com este circuito é a fonte de alimentação.
A fonte de alimentação deve ser especificamente uma DC pura regulada com absolutamente zero conteúdo de ondulação. Por esta razão, recomendamos o uso de baterias para alimentar o circuito. Considerando que a saída é uma saída de alta impedância, algumas baterias de 9 V podem simplesmente durar meses, mesmo que você não incorpore um interruptor, a bateria provavelmente pode durar muitos meses.
Teste
Testar o circuito aprimorador de música pontilhado é realmente muito fácil, pois você simplesmente não precisa calibrar nada aqui. Inicialmente, gire o controle de volume de áudio (R12) completamente para a posição mínima e ajuste o controle de dithering (R11) para o limite máximo.
Se você analisar a saída de áudio para o pontilhamento, poderá detectar um baixo nível de ruído rosa. Agora comece a girar R11 para baixo e mova o R12 para cima, insira uma fonte de áudio no conector AUDIO IN (J1) e analise a saída de áudio amostrada. Você poderá detectar um som que é simplesmente o áudio de entrada sem qualquer pontilhamento aprimorado.
Para habilitar a introdução do dithering, gire o pot R12 para o mínimo e comece a ajustar R11 enquanto o áudio é amostrado. Sem qualquer entrada de áudio, ajuste o potenciômetro R11 para que a amostragem do áudio de entrada salte para cima e para baixo no centro em 1 bit em cada sentido.
Em seguida, ajuste o potenciômetro R12 até encontrar o áudio atingindo a amplitude ideal. Uma vez que esses procedimentos estejam completos, você ficará surpreso ao ouvir a música digital aprimorada final, que parecerá muito mais clara, nítida, nítida e mais “aparente”.
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FONTE
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