Fundamentos del Almacenamiento de Sonido y Grabación Magnética

Almacenamiento de Señales de Sonido

Procedimientos de Almacenamiento

• Procedimientos magnéticos: Magnetófonos y MiniDisc.
• Procedimientos electrónicos: Memorias de estado sólido.
• Procedimientos mecánicos: Discos de vinilo y CD.

Principios Fundamentales del Magnetismo

Inducción de campo magnético

Es el cociente que resulta de dividir la inducción magnética entre la permeabilidad del medio.

Inducción magnética

Cantidad de inducción magnética que puede adquirir un material.

Permeabilidad magnética

Indica el número de veces que la inducción magnética en un material es mayor que la intensidad del campo magnético que la genera.

Materiales Magnéticos

• Ferromagnéticos: Poseen una alta capacidad para imantarse de forma permanente.
• Paramagnéticos: Presentan una débil imantación ante la presencia de un campo magnético.
• Diamagnéticos: No presentan imantación; son repelidos débilmente por los campos magnéticos.

Componentes y Características de la Grabación Magnética

Características de la cinta magnética

• Alta estabilidad térmica.
• Alta flexibilidad.
• Mínima elasticidad.

Cabeza magnética

Dispositivo que crea campos magnéticos a partir de las variaciones de la corriente eléctrica de la señal de audio.

Pista

Se refiere al ancho de la zona sobre la cinta donde será grabada la señal magnética.

Proceso Reversible

Durante la reproducción, el campo magnético variable de la cinta en movimiento inducirá una corriente eléctrica en la bobina de la cabeza magnética, reconstruyendo la señal original.

El Fenómeno de la Histéresis Magnética

La histéresis magnética es el fenómeno que permite el almacenamiento de información en materiales ferromagnéticos. Se puede entender como una inercia o resistencia del material a cambiar su estado magnético.

Magnetismo Remanente (Remanencia)

Es la inducción magnética que queda en el núcleo del material una vez que el campo magnético externo que la originó es nulo.

Campo Coercitivo (Coercitividad)

Es la intensidad de campo magnético de sentido contrario que es necesaria para anular por completo el magnetismo remanente de un material.

Optimización del Proceso de Grabación

Polarización (Bias)

La polarización es una señal de alta frecuencia que se suma a la señal de audio para reducir la distorsión. Sus ventajas son:

• La señal útil se sitúa en las zonas más lineales de la curva de transferencia magnética.
• Aprovecha las dos partes lineales de la curva de histéresis.
• La señal de polarización, por su alta frecuencia, no será captada durante la reproducción.
• La inducción remanente es nula en ausencia de señal de audio.

Tipos de Cintas

• Normal (Tipo I): Compuesta por óxido férrico.
• Cromo (Tipo II): Requiere aproximadamente un 50% más de polarización que la normal.
• Ferrocromo (Tipo III): Una combinación de las dos anteriores.
• Metal (Tipo IV): Partículas de metal puro, requiere aún más polarización.

Pendiente de caída

La respuesta en frecuencia de la grabación depende de las características de la cabeza de grabación y del tipo de cinta utilizada.

Ecualización

• En grabación (Pre-énfasis): Se incrementa el nivel de las frecuencias agudas para mejorar la relación señal/ruido.
• En reproducción (De-énfasis): Se utiliza un filtro de paso bajo para atenuar los agudos y restaurar el balance tonal original, reduciendo a su vez el siseo (hiss) de la cinta.

Ruido en la Grabación y Sistemas de Reducción

Causas del ruido

• Ruido del soporte: Inherente a la naturaleza y distribución de las partículas de la capa magnética.
• Bajo margen dinámico: Empeora la relación señal/ruido, haciendo el ruido más perceptible en pasajes de bajo volumen.

Sistemas Dolby

Dolby A

• Diseñado para entornos profesionales.
• Divide el espectro de audio en cuatro bandas de frecuencia.
• Aplica un control dinámico de ganancias independiente en cada banda, comprimiendo las señales de bajo nivel durante la grabación y expandiéndolas en la reproducción.

Dolby B

• Orientado a entornos domésticos.
• Actúa principalmente sobre las frecuencias altas, que son más vulnerables al ruido.
• Durante la grabación, incrementa el nivel de las señales débiles en las altas frecuencias.
• Durante la reproducción, decrementa el nivel de esas mismas frecuencias, atenuando también el ruido de la cinta que se introdujo en el proceso.

Digitalización de una Señal de Audio

Consiste en tomar una serie de muestras de la señal analógica a intervalos de tiempo iguales. Cada muestra es un número que representa la amplitud de la señal en ese instante.

Teorema de Muestreo (Nyquist-Shannon)

Establece que la frecuencia de muestreo debe ser mayor o igual al doble de la máxima frecuencia que se desea captar. Esto garantiza que la señal original pueda ser reconstruida perfectamente a partir de las muestras tomadas.