Menu
Welcome!......Bienvenido!......Bienvenue!......Welkom!......Welkommen!......Vitejte!......Teretulnud!......Valkommen!......Udvozoljuk!......Laipni Ludzam!......Pasveikinti!......Merhba!......Powitanie!......Boas-vindas!......Bun Venit!......Vitajite!......Dobrodosli!......καλωσoρισμα!

Audio senza fili

NuoveTecnologie: Audio senza Fili

L’ ultimo baluardo delle connessioni cablate in home audio è diminuita, perché la tecnologia wireless sta sostituendo i cavi nei sistemi home audio ad alta definizione.

Tuttavia, la questione della qualità del suono rimane in discussione. La comunicazione wireless invade quasi ogni aspetto dell’ home entertainment.

L’ultimo baluardo del “cavo” sono gli altoparlanti, utilizzati in home theatre e nei sistemi audio gli utilizzatori stanno soccombendo al fascino di non vedere correre cavi tra pavimenti, pareti o sotto ai tappeti.

Tuttavia, a differenza dei cavi che collegano computer, tablet o smartphone per i quali la “qualità” Wi-Fi è definita dalla velocità di trasferimento dati, es: un film HD in streaming ha bisogno di una elevate capacità per funzionare in modo affidabile, in più l’audio aggiunge un altro parametro: la qualità del suono.

Come giudicare questa qualità? E’ un problema altamente soggettivo, il suono può sembrare buono per una persona, ma orribile per un altro ascoltatore presumibilmente più “esigente”.

Così la questione è: quale qualità audio media, da un punto di vista tecnico garantisce il miglior suono? Questa domanda non ci sorprende, in quanto tuttora l’argomento è oggetto di molte discussioni.

Gli audiofili più esperti, i quali si adombrano con qualsiasi cosa che potrebbe degradare la fedeltà audio, hanno incluso nel corso degli anni anche l’effetto (degradante) di diversi tipi di cavi di potenza, il Santo Graal di questi è il cavo trasparente.

Questo è definito come la degradazione zero con effetto sui suoni delle registrazioni originali e ancora più sui suoni analogici prima di essere mescolati, registrati e digitalizzati.

Questo scenario ideale però non è stato ancora analizzato, perché gli scienziati, ingegneri, e l’intera industria dell’intrattenimento non hanno fatto nulla per accertare se ciò corrispondeva a verità.

Per analizzare questo, sarebbe utile guardare la compressione dei dati, probabilmente questo è l’aspetto più controverso della riproduzione audio digitale.

La compressione dei dati compromette la qualità del suono, ma questa è una necessità, perché un file di dati non compresso contenente audio multicanale è molto grande.

Il file .wav utilizzato da Windows e il file AIFF utilizzato da Apple su Macintosh (ma non su iTunes, iPhone, o iPod) sono esempi di formati audio non compressi in codifica.

Un file .wav, ad esempio, pesa 7-10 MB di dati per ogni minuto audio, una canzone di 5 min. richiede almeno 35 Megabyte di spazio e un intero album almeno 500 Megabyte.

Ovviamente, questo rende questo formato e altri tipi di formati non compressi inutilizzabili nei dispositivi consumer. Guardate la tabella -1- I formati Lossy e Lossless per 5 min. di audio quanto spazio richiedono.

Diciamo la verità, se nessun metodo fosse stato scoperto per la compressione dei file digitali per ridurne le dimensioni, pur mantenendo livelli accettabili di qualità audio, il mondo audio digitale (e video) come lo conosciamo oggi non esisterebbe.

Fortunatamente, nel 1894 un fisico americano di nome Alfred Mayer (1836 -1897) ha scoperto un interessante fenomeno riferendosi a come gli esseri umani percepiscono il suono.

Questo fenomeno, chiamato mascheramento uditivo, è troppo complesso per discuterne adesso, ma viene applicato alla digitalizzazione audio registrata, esso consente di eliminare dalla traccia audio alcuni elementi sonori senza influenzare notevolmente la qualità percepita dagli esseri umani, riducendo così enormemente la dimensione del file finale.

Più di 80 anni dopo la scoperta di Mayer, scienziati e ingegneri di tutto il mondo hanno lavorato per molti anni per creare sistemi sempre più sofisticati di codifica che hanno fornito il miglior compromesso tra qualità audio e dimensione del file.

Dopo una forte concorrenza tra i molti sviluppatori e un ballottaggio tra le loro tecniche, la Motion Picture Experts Group (MPEG), fortemente sostenuta da Philips è risultata la vincente, questo formato attualmente è utilizzato dalle industrie musicali e cinematografiche.

Il runner-up, è simile al MPEG (poi si è dimostrato che è migliore) è stato sviluppato da un gruppo di scienziati e ingegneri Tedeschi guidati da Karlheinz Brandenburg.

Questi studiosi non erano supportati dalle grandi lobbi del settore, e furono battuti dalla Motion Picture Experts Group. Il loro formato si chiama MPEG Audio Layer 2 (MP2 in breve).

La tecnica di Brandeburg è quella che poi è diventata definitivamente il famoso formato MP3.

Lo Schema di compressione ad alte prestazioni di dati “lossy“, come l’ MP2 e l’ MP3 sono un enorme passo in avanti, in quanto hanno consentito la memorizzazione a centinaia o migliaia di canzoni e altri contenuti audio di essere riprodotti in apparecchi di consumo compatti come i “Lettori MP3” (poi quasi completamente sostituiti dall’ iPod di Apple ), così come qualsiasi altro prodotto, dai telefoni cellulari alle pen-drive USB, che impiegano la memoria a stato solido.

Inoltre, questi file hanno avuto un enorme successo sul Web con la condivisione, anche a velocità di trasmissione dati relativamente basse, grazie alle dimensioni dei file qualche Mega i tempi di trasferimento sono abbastanza brevi.

I files MP3 senza dubbio hanno avuto un ruolo nella crescita del peer-to-peer come Napster, E-Mule – Kazaa, e Bearshare. Questi files hanno reso possibile la condivisione peer-to-peer ma anche la diffusione della pirateria musicale, causando un danno enorme all’industria musicale.

Per molte persone, il formato audio MP3 è “abbastanza buono”, ma dato che non è una riproduzione fedele al 100% di quella originale, molti Audiofili continuano a denigrarlo.

Questo vale anche per il formato MPEG-4 utilizzato dai prodotti audio consumer Apple, ITunes, Sony, e altri, anche se l’ MPEG-4 viene considerato da alcuni di avere una qualità audio migliore rispetto all’ MP3.

Gli Audiofili però sostengono che ” ciò che viene tagliato è importante ai fini dell’Alta Fedeltà”, e il loro punto di riferimento per un confronto è ironicamente il disco in vinile che come mezzo analogico non ha alcuna perdita o compressione.  Giudicate voi.

Wikipedia offre un modo pratico per ascoltare tre versioni dello stesso assolo di chitarra acustica codificato in tre formati diversi, in modo che possiate giudicare voi stessi quale qualitativamente è più fedele.

Il primo è un file .wav non compresso, il secondo utilizza un codec Lossy chiamato Ogg Vorbis generalmente considerato paragonabile in termini di qualità del suono a un Advanced Audio Coding (AAC) sviluppato da AT & T Bell Laboratories, Fraunhofer, Dolby Laboratories, Sony Corporation, Nokia, e altri.Terzo e ultimo un file MP3.

Ma torniamo alla trasmissione senza fili, non ci sorprende che tanti Audiofili sono prudenti in merito alla tramissione via onde radio, in quanto vi è la possibiltà che questa degradi la fedeltà, tutto però dipende dalla compressione-decompressione (codec) utilizzata.

Poichè i sistemi wireless casalinghi trasmettono in Bluetooth, Wi-Fi, e vari altri formati, questo a dato origine ad altre discussioni su quale formato sia più adatto al trasferimento audio.

Bluetooth e Wi-Fi:

La maggior parte dei sistemi audio wireless utilizza il Bluetooth o il Wi-Fi, soprattutto perché sono gli standard altamente sviluppati per i quali è disponibile una quantità immensa di hardware, e perché non esiste uno standard unico per l’ audio wireless.

Bluetooth e WiFi sono stati adattati per l’ audio wireless, ma essi sono stati creati per scopi completamente diversi e di conseguenza nessuno dei due ha i giusti requisiti specificamente dedicati all’ alta fedeltà HI-FI per il wireless audio.

Detto questo, Bluetooth è costruito con a una serie di parametri, ciascuno dedicato ad uno scopo specifico, uno dei quali è lo streaming audio Bluetooth o A2DP (Advanced Audio Distribution Profile).

Supporta l’ MPEG 3 e MPEG 4, l’Advanced Audio Coding (AAC) e l’ High-Efficiency Advanced Audio Coding (HE-AAC) utilizzato da Apple, Sony e altre società, così come l’ ATRAC sviluppato da Sony .

L’ A2DP supporta anche i codec proprietari come apt-X sviluppato da Cambridge Silicon Radio (ora RSI), una versione di questo codec utilizza una tecnica “quasi senza perdite“.

Poiché il Bluetooth non è Lossless, per definizione non è una soluzione di alta fedeltàapprovata”.

Tuttavia, il Bluetooth quando viene impiegato, la qualità del suono può essere molto buona.

L’ ADC audio di Texas Instruments con il modulo PCM186xx con front-end universale è un esempio di un dispositivo costruito per essere compatibile con il Bluetooth, alcune sue funzioni di elaborazione del segnale digitale sono ottime anche senza carico.

L’ Elaborazione digitale del suono è un fattore di vitale importanza per l’industria dell’ elettronica mobile.

A differenza del Bluetooh, la connessione WiFi è in grado di trasmettere in modo affidabile le informazioni la cui larghezza di banda dati  al suo interno è a doppio canale 80 MHz per l’ IEEE 802.11ac e 40MHz per l’ IEEE 802.11n, in modo da essere compatibile con tutti i formati audio e video tra cui il video HD (alta definizione) e anche 4K Ultra e High Dynamic Range (HDR) streaming video.

Il WiFi ha di gran lunga una più ampia gamma rispetto al Bluetooth e può essere utilizzato non solo per collegare un sistema home theater, ma  anche per diffondere un sistema audio / video in tutta la casa in modo ottimale.

Mentre la gamma limitata del Bluetooh è adeguata per il collegamento tra amplificatore e le casse acustiche, ma non è adatto per trasferire il segnale in più stanze, proprio per questo motivo viene utilizzato principalmente per lo streaming audio e video da un dispositivo come uno smartphone ad un altoparlante alimentato.

A differenza del Bluetooth, il Wi-Fi supporta i codec Lossless, i quali riproducono in modo ottimale l’alta fedeltà audio. Per chi già possiede una connessione WI-FI, sarà facile integrare un sistema audio wireless nel mixer esistente o in altri prodotti collegati.

In figura si vede lo schema a blocchi del dispositivo Audio front-end PCM 186X della Texas Instruments, creato per l’home-theater, con atoparlanti in Bluetooth, unità automotive e processore array microfonico.

Il PCM 186X è alimentato a 3.3 V, non richiede una PGA esterna, la realizzazione rispetta la normativa sulla progettazione eco-compatibile europea. Ha un ingombro di soli 7,8 mm per 4,4 mm.

Se solo avessimo uno standard ….

Questo è ciò che il presidente dell’Associazione Wireless Audio (WISA) ha detto.

L’ associazione spera di raggiungere uno standard progettato esclusivamente per trasferire Audio wireless ad alta definizione.

La WISA si è costituita nel 2011, quando un gruppo di produttori di apparecchiature audio hanno deciso di collaborare per creare uno standard wireless-audio-centric.

Ogni fabbricante di altoparlanti o altri dispositivi audio o di elettronica di consumo, rivenditori o installatori, possono aderire alla WISA che dà loro accesso alle specifiche di conformità e di riferimento e agli schemi del gruppo.

Come le connessioni WI-FI o di altri standard, tutti i prodotti con il marchio WISA devono rispettare tutti i parametri della certificazione WISA 1.0 con prove e specifiche tecniche.

Un componente WISA certificato utilizza canali Dynamic Frequency Selection (DFS) tra 5.2 e 5.8 GHz che in precedenza erano riservati per applicazioni militari.

Dispositivi wireless più vecchi operano nella stessa banda di frequenza utilizzata da molti altri prodotti casalinghi come il Baby monitor, microonde e telefoni cordless.

Tuttavia come parte dello sforzo dell’amministrazione Obama vi è la possibilità di allargare di più lo spettro elettromagnetico attualmente assegnato al governo per uso commerciale, della banda di frequenza tra i 5.2 e 5.8 GHz, che ora sono disponibili in base condivisa.

Condividere significa che i prodotti operanti a queste frequenze non possono interferire con servizi esistenti, e possono essere ottenuti monitorando canali disponibili e passando a un altro canale se un servizio primario è operativo su quello originale.

Se questo suona famigliare, è perchè le stesse restrizioni sono state applicate alle frequenze “spazio bianco” create quando c’è stato il passaggio dalle trasmissioni televisive analogiche al digitale nel 2009 (in Italia nel 2013).

Tuttavia WISA considera questo un ulteriore passo in avanti spostarsi su un altro canale se viene rilevata qualsiasi tipo di interferenza, senza interrompere il flusso dati, un passo necessario per la creazione di un ambiente incontaminato per l’Audio ad Alta Definizione.

Sistemi WISA certificato attualmente utilizzano lo stesso schema di trasmissione come l’ IEEE 802.11a Wi-Fi con la differenza che gli altoparlanti WISA che ricevono il segnale audio non sono posizionati in rete, e questo aiuta ad evitare molte interferenze.

Un trasmettitore Wisa può trasmettere fino a otto canali audio (suono surround 7.1) con un massimo di 32 altoparlanti in una stanza o in una casa intera.

Gli altoparlanti riproducono compresso (cioè senza perdita di dati) a 24 bit audio utilizzando il tasso di campionamento nativo dei media in riproduzione, ad una frequenza di campionamento fino a 96 kHz.

La latenza del sistema è di 5 ms, che è meno della maggior parte dei processori video TV, rendendo WISA adatto anche per i videogiochi i quali funzionano molto bene.

Con molto meno latenza del Bluetooth, sui 40ms per aptX® mentre la bassa latenza standard del Bluetooth e di circa 150ms.

L’Associazione WISA certifica che il trasmettitore WISA non ha effetti negativi sulla qualità del suono e “trasferisce il suono in modo ottimale come fa un filo di rame, se non meglio.”

Siccome l’audio viene trasmesso in digitale agli amplificatori, i quali sono adattati dal produttore per il digitale, così pure le membrane degli altoparlanti delle loro casse acustiche, l’associazione WISA afferma che gli altoparlanti wireless certificati possono effettivamente suonare meglio rispetto alle versioni con cavo dello stesso altoparlante.

I vantaggi e gli svantaggi del Bluetooth del Wi-Fi, e del WISA sono riportati nella tabella 2.

Tabella 2: Comparazione tra Bluetooth, Wi-Fi, e WiSA

Altre Alternative

Oltre ai sistemi che utilizzano Bluetooth, Wi-Fi, o WISA, vi è anche il protocollo di AirPlay di Apple che permette lo streaming wireless di audio, video, immagini dei dispositivi e foto tra i vari dispositivi.

L’azienda concede in licenza la tecnologia ad altri produttori di apparecchiature per consentire ai loro prodotti di essere compatibili con Apple.

Per lo streaming audio, e la transcodifica del flusso dati viene utilizzato il codec Apple Lossless ad una frequenza di campionamento di 44,1 kHz a due canali che hanno la crittografia AES.

Il Produttore di altoparlanti senza fili Sonos utilizza una rete wireless peer-to-peer online chiamata SonosNet che consente la connessione agli altoparlanti amplificati Sonos in tutta la casa e in zone separate.

L’ultima versione, SonosNet 2.0, integra la tecnologia Multiple Output Multiple Input (MIMO) con l’hardware IEEE 802.11n per migliorare le prestazioni.

Ci sono molte altre alternative offerte dai vari produttori, molti dei quali utilizzano la connessione Wi-Fi per la trasmissione.

In conclusione

Quasi ogni nuova invenzione promettente nell’industria elettronica inizia con un gruppo frammentato di concorrenti, approcci talvolta presuntuosi, e, alla fine, uno soltanto regnerà sovrano.

Ci sono molti esempi in questo campo, dal tentativo piuttosto infruttuoso di Hewlett-Packard nel personalizzare il General Purpose Interface Bus (GPIB), la battaglia tra standard wireless concorrenti negli Stati Uniti (vinta da LTE), la gara di potenza tra i vari standard wireless per la supremazia nel collegamento e, naturalmente, la leggendaria battaglia dei supporti ottici tra il VHS di JVC e il Betamax di Sony che JVC alla fine ha vinto.

La situazione nella comunità home audio è molto meno controversa, ed è discutibile che la maggior parte delle persone probabilmente non hanno idee (o forse si preoccupano) quale formato durerà più a lungo e se quello che esce dagli altoparlanti è ascoltabile.

Questo scenario potrebbe plausibilmente continuare per molto tempo fino a quando un innovativo standard, magari open-source verrà adottato dalla maggior parte o da tutti i produttori audio.

Fino ad allora, la connessione Wi-Fi dominerà nella maggior parte delle applicazioni audio casalinghe e soprattutto in tutti gli ambienti di un edificio, mentre il Bluetooth regnerà sovrano per lo streaming e per i dispositivi portatili per gli altoparlanti amplificati.

Vi è certamente in previsione l’adozione di un unico standard per l’audio ad alta definizione, almeno per i sistemi ad alto livello di qualità.

Sarebbe una grande innovazione per gli acquirenti di questi sistemi, così come  per i consulenti audio, gli installatori e i produttori.

Il resto di noi potrebbe semplicemente accettare di utilizzare qualsiasi cosa che ci proporranno i produttori o venditori di sistemi audio e saremo loro grati di non dover più fare i conti con cavi e fili vari.

 

Condividi questo post!

Autore: papete


  SU

Utilizzando il sito, accetti l'utilizzo dei cookie da parte nostra. maggiori informazioni

Questo sito utilizza i cookie per fornire la migliore esperienza di navigazione possibile. Continuando a utilizzare questo sito senza modificare le impostazioni dei cookie o cliccando su "Accetta" permetti il loro utilizzo.

Chiudi