La rinascita del vinile nell’era post-CD (16-bit, 44.1kHz) con l’avvento della musica digitale ad alta risoluzione senza perdita (lossless)

Un’introduzione al segnale musicale analogico

Il segnale audio analogico è un tipo di segnale elettrico che riproduce le vibrazioni meccaniche e acustiche del suono in maniera continua. Di seguito, alcune delle sue caratteristiche:

ampiezza: rappresenta l’intensità del suono e può variare in modo continuo e si misura in decibel (dB).

frequenza: indica il numero di cicli che il segnale compie in un secondo. Determina la tonalità o la frequenza del suono e si misura in hertz (Hz). Ad esempio, una frequenza più alta corrisponde a un suono più acuto, mentre una frequenza più bassa corrisponde a un suono più grave:
– Basse (da 20 Hz a 250 Hz)
– Medio basse (da 250 Hz a 1000 Hz)
– Medio alte (da 1000 Hz a 5000 Hz)
– Alte (da 5000 Hz a 20000 Hz)

Il flusso del segnale audio analogico segue un percorso dalla sorgente (come un microfono o un pick-up) all’emettente o dispositivo di uscita (come un altoparlante o un registratore). Questo flusso del segnale è continuo e non presenta interruzioni.

Diversamente dai segnali digitali, che impiegano valori discreti per rappresentare l’informazione campionata, i segnali audio analogici sono continui e variano in maniera “fluida”.

Panoramica sul segnale musicale digitale: frequenza e risoluzione

Ignorando le fonti musicali digitali (come la musica elettronica), la musica digitale si riferisce a un prodotto o una composizione musicale analogica trasformata in segnale audio digitale.

La digitalizzazione di un brano analogico, denominata campionatura, è un processo che impiega hardware e software specializzati (li vedremo!) per convertire la musica in file digitali, garantendo un’adeguata frequenza e risoluzione. La campionatura trasforma le onde sonore analogiche in valori discreti, assicurando la massima fedeltà possibile alla fonte analogica originale.

La frequenza di campionamento indica quante volte al secondo un segnale audio viene “campionato”. Una frequenza di campionamento più alta consente una registrazione più dettagliata del segnale. Questa frequenza si misura in Hertz (Hz) o Kilohertz (kHz), ma non va confusa con la frequenza del segnale analogico (infatti, secondo il teorema di Nyquist-Shannon, la frequenza di campionamento deve essere almeno il doppio della frequenza più alta analogica che si desidera registrare quindi, una frequenza di campionamento di 44,1 kHz ovvero quella del CD musicale, può riprodurre frequenze analogiche fino a 22,05 kHz udibile dall’uomo).

La risoluzione rappresenta invece la “gamma” dinamica ovvero la precisione della rappresentazione del suono. Essa si misura in bit. Ad esempio la risoluzione di un CD musicale è di 16 bit per campione (2^16 = 65536 valori possibili attribuibili).

Il CD musicale

Il Compact Disc (CD) è un supporto ottico utilizzato per la memorizzazione di dati in formato digitale. Introdotto per la prima volta nel 1982, ha rivoluzionato anche il modo di ascoltare musica. La sua creazione è frutto della collaborazione tra Philips e Sony, due aziende tecnologiche che hanno combinato il sistema binario con la tecnologia laser per la riproduzione audio.

Questa scoperta, all’epoca rivoluzionaria, è stata introdotta nel mercato ed  il CD è diventato rapidamente il formato dominante per l’ascolto della musica registrata, sostituendo gradualmente i vinili e le cassette. Me tapino!

Il primo album disponibile su CD è stato “Visitors” degli ABBA nel 1982. Questo disco rappresentò un punto di svolta nella storia della musica. Negli Stati Uniti invece il debutto del CD avvenne solo due anni dopo, con l’uscita di “Born in the USA” di Bruce Springsteen nel settembre 1984.

Le specifiche tecniche standard del CD audio sono state finalizzate nel 1980, ovvero 44 anni fa che, in termini di progresso tecnologico, equivale a ere geologiche! Questo standard include una frequenza di campionamento di 44,1 kHz e una profondità (risoluzione) di 16 bit.

Alta Risoluzione Digitale (formati PCM 16-24 bit e DSD)

Nel panorama della musica digitale, ci sono due formati principali usati per il campionamento. Il formato PCM (Pulse Code Modulation) che utilizza una risoluzione variabile tra 16 e 24 bit ed il formato DSD (Direct Stream Digital) che impiega un solo bit di risoluzione, rappresentando due soli valori: 0 o 1 (inferiore o superiore).
Immaginando di disegnare una linea curva, possiamo dividerla in un numero discreto di punti e indicarne l’altezza per ciascuno di essi (PCM). In alternativa, possiamo rappresentare la differenza (incrementale o decrementale) rispetto al punto precedente (DSD). Questo dimostra come il DSD, usando un singolo bit di informazione, debba campionare la forma d’onda analogica a una frequenza molto più elevata rispetto al PCM. Di conseguenza, è relativamente semplice convertire un segnale DSD in PCM, ma non vale lo stesso per il verso contrario!

Siamo ora in condizione di elencare alcuni formati di file musicali:

PCM:
La risoluzione è espressa in bit, mentre la frequenza di campionamento è espressa in kilohertz (kHz). Ecco alcuni esempi di risoluzione e gamma dinamica (frequenza):

• 16 bit (CD): 96 dB di gamma dinamica con 65.536 gradazioni.
• 24 bit (DVD musicale!): 144 dB di gamma dinamica con 16.777.216 gradazioni.
• 32 bit: 192 dB di gamma dinamica con 4.294.967.296 gradazioni.

In parole semplici, maggiore è la risoluzione, più l’informazione digitale si avvicina al segnale analogico originale. Le registrazioni moderne spesso utilizzano risoluzioni di 24 bit o addirittura 32 bit per ottenere una qualità superiore.

DSD:
Le attuali versioni del DSD ad alta risoluzione sono:

• DSD64:
  • Corrisponde a un tasso di campionamento di 2,8 MHz (2.822.400 Hz), che è 64 volte la frequenza audio del CD (44.1kHz).
  • È simile a un campionamento PCM a 24bit/88,2 kHz.
• DSD128:
  • Registra a un tasso di campionamento di 5,6 MHz (5.644.800 Hz), ovvero 128 volte la frequenza del CD.

In sintesi, il DSD128 garantisce una qualità superiore, ma la differenza potrebbe non essere sempre percepibile su ogni sistema audio. La scelta tra DSD64 e DSD128 dipende dalle tue preferenze personali e dall’attrezzatura che utilizzi.

La musica liquida

In sostanza, la musica liquida rappresenta l’evoluzione digitale dell’ascolto musicale, consentendo agli appassionati di fruire della musica senza bisogno dei tradizionali supporti fisici. È, tuttavia, essenziale comprendere le tecniche di acquisizione e i formati per garantire un’esperienza di ascolto di alta qualità.

Ora, per concludere questa breve introduzione, ti invito a immergerti in un campionamento digitale che ho creato di un celebre brano musicale in PCM 24 bit 192kHz (FLAC). Ti aspetto nel prossimo articolo, dove esploreremo insieme strumenti e tecniche per campionare i nostri dischi in vinile!