Spiegazione della qualità audio: profondità di bit vs. Frequenza di campionamento

Quando si parla di qualità audio, può diventare un po' difficile capire tutto quello che sta succedendo. Le persone usano termini diversi per definire un file audio, e quel che è peggio è che le aziende in genere non spiegano quando schiaffeggiano questo gergo audio sui loro prodotti.

Due termini in cui ci imbattiamo spesso sono profondità di bit e frequenza di campionamento. Questi sono due termini comuni che vediamo quando esaminiamo le proprietà di un file audio. È importante sapere cosa significano e come influiscono sulla qualità audio, quindi diamo un'occhiata a cosa significano questi termini.

Che cos'è la frequenza di campionamento?

Le immagini digitali sono composte da pixel, piccoli frammenti di dati di colore che si combinano per formare un'immagine coerente. Pensa a un file audio digitale come a un'immagine digitale. Quando l'audio viene registrato, il suono viene rilevato da un microfono e viaggia al convertitore analogico-digitale (ADC) come corrente elettrica.

L'ADC preleva più campioni della corrente e assegna loro una sequenza di cifre binarie (diversi 1 e 0); pensa ai campioni come all'equivalente audio dei pixel.

Proprio come più pixel per pollice quadrato significano un'immagine più nitida, più campioni al secondo significano un audio più nitido. Il numero di campioni prelevati al secondo è chiamato frequenza di campionamento.

Frequenza di campionamento standard

Esistono frequenze di campionamento standard con cui entrambe le società di software e hardware devono essere compatibili affinché tutto funzioni correttamente. Se fai qualsiasi tipo di lavoro con l'audio, dovresti avere familiarità con alcuni degli standard. Ad esempio, 8kHz è una frequenza di campionamento standard per la registrazione della voce umana. Si tratta della frequenza di campionamento minima per comprendere il parlato; più basso, e l'ascoltatore avrà difficoltà ad accertare le parole.

Quando si tratta di musica, l'audio di qualità CD ha una frequenza di campionamento di 44,1 kHz. Ciò significa che l'ADC preleva 44.100 campioni al secondo! Va solo da lì, poiché lo standard successivo è 48kHz; questa frequenza di campionamento viene utilizzata maggiormente per le colonne sonore dei film.

All'estremità superiore dello spettro, abbiamo 96kHz, più che raddoppiando i campioni al secondo di 44,1kHz e consentendo un audio più chiaro. Tuttavia, c'è una controversia che circonda questa frequenza di campionamento, poiché le persone in genere non sanno se è necessario 96kHz.

Molti esperti ritengono che 96kHz sia semplicemente eccessivo. Apple offre anche l'audio a 192kHz!

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Che cos'è la profondità di bit?

La frequenza di campionamento si occupa della chiarezza dell'audio, mentre la profondità di bit si occupa della quantità di rumore nell'audio. Tornando indietro, a ciascun campione viene assegnata una sequenza di cifre binarie dall'ADC. Il numero di cifre binarie per campione è chiamato profondità di bit.

L'ADC assegna a ciascun campione le cifre binarie in base all'ampiezza dell'audio (la forza della corrente che viaggia dal microfono). Ecco come replica l'onda sonora in forma digitale. Più bit per campione (più pin di uscita sull'ACD), più accuratamente l'ADC può replicare l'onda.

Tuttavia, gli ADC sono solo in grado di assegnare un numero finito di tensioni a ciascun campione. Quindi, se un campione cade tra due tensioni, viene automaticamente arrotondato per eccesso; questo è chiamato rumore di quantizzazione.

Il grafico sopra mostra un esempio di un'onda sonora che è stata registrata tramite un ADC a 2 bit. Anche se l'onda originale (rosso) raggiunge livelli casuali, il segnale digitale quantizzato (blu) atterra solo con incrementi di 0,25 volt. Bit rate inferiori introducono rumore digitale nell'audio, poiché minore è la profondità di bit, meno accuratamente viene riprodotta l'onda.

Profondità bit standard

Proprio come con la frequenza di campionamento, ci sono diverse profondità di bit standard che si incontrano nel settore. L'audio a 8 bit sembra essere la profondità di bit minima che vedrai. Con esso, sentirai una discreta quantità di rumore, ma l'audio è ancora utile.

Il passo successivo è in genere l'audio a 16 bit, che è ciò che è presente con l'audio di qualità CD. Di solito, non sentirai alcun rumore con l'audio a 16 bit e la maggior parte delle persone può registrarlo e modificarlo senza troppi problemi. Oltre a ciò, abbiamo l'audio a 24 bit. Questa profondità di bit è preferita tra gli ingegneri audio professionisti. Con l'audio a 24 bit, non hai rumore e una migliore gamma di ampiezze con cui lavorare.

Infine, abbiamo l'audio a 32 bit, che è avvolto da controversie, proprio come la frequenza di campionamento di 96kHz. Molte persone credono che non sia necessario. Puoi modificare l'audio bene a 16 e 24 bit e a 32 bit sembra che sia esagerato.

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Qual è la frequenza di campionamento ottimale e la profondità di bit?

Quindi, quali sono le frequenze di campionamento e le profondità di bit ottimali per le tue esigenze?

Ascolto casuale

Se sei un ascoltatore occasionale, non avrai davvero bisogno di nulla di più alto dell'audio a 16 bit. Alcuni servizi offrono profondità di bit più elevate per far sembrare che equivalga a un audio più chiaro, ma non è così. Dovresti anche andare bene con una frequenza di campionamento di 44,1 kHz se sei un ascoltatore occasionale.

Audiofili e ingegneri del suono

Il discorso cambia quando si parla di audiofili e ingegneri del suono; sanno quali DAC sono e utilizzano altre apparecchiature per ottenere il massimo dalla loro musica. L'audio a 24 bit dovrebbe essere la scelta migliore in termini di rumore e gamma dinamica. Può essere più morbido senza alcun rumore udibile e più forte senza distorsioni.

Quando si tratta di frequenza di campionamento, la conversazione diventa un po' confusa. Alcune persone affermano di non riuscire a distinguere tra 96kHz e 44,1kHz, mentre altri affermano di poter sentire la differenza.

Frequenza di campionamento vs. Profondità di bit: ora lo sai

La tecnologia può essere complicata e peggiora con termini diversi che vengono lanciati in giro senza alcuna spiegazione. Ci imbattiamo continuamente in frequenza di campionamento e profondità di bit quando si tratta di audio digitale e conoscere di più su questi termini ti aiuterà a capire meglio cosa stai ascoltando.

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