Amostragem x Pedaleiras Digitais (II)

Bem, continuando o tema anterior, vamos mostrar uma situação real.

Todos sabem que a taxa de amostragem do CD é de 44KHz (44 mil Hertz). Por que este valor? Porque a frequência máxima de audição de um ser humano vai até 22KHz (22 mil Hertz). Bem, há controvérsias. Talvez a maioria de nós não escute nem 15KHz direito, mas para se manter a fidelidade do sistema estipulou-se os 22KHz. Observando o critério de Nyquist falado anteriormente, a taxa de amostragem deve ser no mínimo 2 vezes a frequência máxima do sinal a ser amostrado. Então, 22KHz x 2 = 44KHz.

Beleza, o sinal já foi convertido pra digital (não vou falar de quantização agora, mas para gravar um CD isso certamente aconteceu) e agora precisamos passar para analógico. O que fazer? Lembram que o sinal amostrado tinha uma transformada de Fourier (a partir de agora vou falar de espectro do sinal) com várias cópias do sinal original espalhadas em múltiplos da frequência de amostragem (pra relembrar vejam a figura  1)?

Figura 1

Para recuperar o sinal original basta filtrar (veja figura 2). Algumas pessoas dizem que este filtro é para suavizar a onda quadrada (digital). De certa forma não está errado este conceito, mas o que acontece realmente é que eliminamos as componentes de mais alta frequência que são caracteristicas do nosso sinal digital "quadrado". Esta recuperação é feita sem perdas. Reparem que depois da filtragem temos o espectro do nosso sinal original antes da amostragem. Não é parecido, é o mesmo sinal!!! Isso precisa ficar bem claro. Então, o processo de amostragem do sinal não o deteriora, desde que obedecido o critério de Nyquist.

Figura 2

E o nosso filtro, será que ele é tão perfeito que não vai deixar passar um resquício das frequências mais altas? Bem, claro que não, mas em se tratando de áudio nosso próprio ouvido vai filtrar tudo acima de 15KHz.

Tudo perfeito até aqui então. O mundo digital não fez nada demais com o sinal da nossa guitarra e nem modificou o seu timbre. Imagina o camarada gravar a guitarra no estúdio e o nosso CD player mudar o timbre... Realmente isso não acontece.

E o filtro anti-aliasing? Nada demais também. É só um filtro que é aplicado no sinal a ser amostrado que vai garantir que não vai passar nenhuma frequência mais alta que possa provocar o aliasing. No caso do CD, este filtro tem que barrar tudo acima dos 22KHz.

No próximo post vamos falar finalmente dos primeiros efeitos que podemos gerar com processamento digital, os delays digitais. Pretendo fazer uma comparação com os delays ditos "analógicos" e os delays de fita.