quinta-feira, 12 de julho de 2012

Amostragem x Pedaleiras Digitais (III)

Continuando a série "Amostragem x Pedaleiras Digitais", vamos falar sobre um tema bastante polêmico que é a questão dos famosos delays "analógicos". Coloquei analógico entre aspas porque vamos ver que os atuais pedais de delay ditos analógicos não são tão analógicos assim.

Antigamente, quando a microeletrônica era menos desenvolvida e os chips eram muito caros, a primeira solução para se fazer uma máquina de eco era utilizando uma fita cassete sem fim onde a cabeça de reprodução ficava separada da cabeça de gravação. Alterando-se a velocidade da fita, o tempo do delay mudava. A figura 1 mostra o esquema geral de um delay de fita (tape echo) e a figura 2 mostra a foto de uma unidade RE-201 da Roland.

Figura 1



Figura 2




Estes tipos de unidade eram grandes e caras. Além do que, com o tempo, a fita se deteriorava exigindo sua troca. Além disso, as fitas ainda tinham uma SNR (relação sinal/ruido) ruim, introduzindo chiados indesejáveis.

Com o passar do tempo surgiram os BBDs (bucket-brigade devices). O termo bucket-brigade surgiu numa época onde os bombeiros ficavam parados e passavam baldes de água de mão em mão para poder apagar um incêndio (figura 3). O termo se popularizou e passou a ser utilizado para transportar outros itens além de baldes. Dada a semelhança, os BBDs são chips onde cargas elétricas são armazenadas em capacitores (semalhante ao balde com água). De tempos em tempos (este tempo é dado por um relógio que gera pulsos em tempos determinados - os geradores de clock) esta carga é passada para o próximo da fila, deste para o próximo e assim por diante (figura 4). Desta forma ficou fácil reproduzir as antigas câmeras de eco de fita. Mudando-se a frequência de clock (de forma semelhante a mudar a velocidade da fita), mexia-se no tempo do delay.

Figura 3


Figura 4



As unidades de eco fabricadas com estes chips não são completamente analógicas. Apesar de as cargas serem armazenadas em capacitores (e desse modo não necessitar de "quantização", que é a segunda etapa da conversão AD), ainda assim é necessário fazer a amostragem do sinal (reler os dois artigos anteriores para entender o que é amostragem). Ou seja, passamos a trabalhar no domínio do tempo, não mais contínuo, mas agora chamado "tempo discreto".

Vamos fazer uma conta rápida para entendermos porque não conseguimos tempos muito grandes de delay com estes BBDs. Falando de áudio, para realizarmos uma amostragem satisfatória, precisamos de uma taxa de 44KHz, ou seja 44000 amostras por segundo (lembram? Critério de Nyquist -> 44KHz = 2 x 22KHz que é a frequência máxima audível). Significa que para termos um delay de 1 segundo, precisamos de 44000 "baldes". Estes chips normalmete têm 4000, ou seja, 10 vezes menos, o que daria um delay de apenas 100 milisegundos. Utilizando-se 4 chips em série, dá mais ou menos 400 milisegundos (a maioria dos delays "analógicos" chega nessa faixa). Na saída utiliza-se um filtro de reconstrução para recuperar o sinal original (veja o post anterior).

E os delays digitais? As memórias e o poder de processamento baratearam muito nos últimos anos. Fica então muito fácil quantizar e guardar estas amostras do sinal numa memória (não mais em "baldes"). O processador então aguarda um tempo programado e faz a conversão DA do que está na memória. De novo, fazendo uma conta rápida, 1 segundo de delay necessita de 44Kbytes de memória (muito barato hoje em dia onde um pente de 4Mbytes custa menos de 100 reais). Os delays digitais têm então a vantagem de poder produzir tempos de atraso maiores. Na saída, o mesmo filtro de reconstruçaõ para recuperar o sinal original.

Qual a diferença entre estes dois delays? Apenas que o último possui uma etapa a mais que é a quantização. Será que a quantização influi tanto no timbre de um instrumento a ponto de muitos "abominarem" o uso dos delays digitais e preferirem os "analógicos"? Será que dá pra ouvir os "degraus" do sinal  digital? Vamos desmistificar no próximo post onde vamos explicar finalmente o que é a quantização.



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