Resolución y rango dinámico

Rango Dinámico o Dynamic Range

Una definición rápida y que no causa mucha polémica del "Rango Dinámico" es aquel nivel de señal que un sistema puede soportar sin generar distorsión cuando hablamos de un aparato que grabe o reproduzca audio. Formalmente, el Rango Dinámico describe la relación entre el sonido más suave comparado contra el más alto de un instrumento o señal electrónica, medida en decibeles (dB).

Ya que definimos los bits , podemos ahora comentar que por cada bit que se aumente de resolución, se incrementa en 6 dB el Rango Dinámico, por lo cual con una resolución de 16 bits, la relación señal/ruido es de 96 db. Entonces, incrementar la resolución en bits nos aumentaría también el rango dinámico, es decir, alejando la señal deseada del piso del ruido, lo que resulta en una grabación más limpia y de mayor profundidad.

El Dynamic range es usado en el equipo de audio para indicar la salida máxima de un equipo y para medir su "noise floor" (ruido de fondo). Como referencia, el rango dinámico del oído humano es de alrededor 120 db.

Gus Lozada
Gerente de Soporte Técnico y Especialista de Producto
M-Audio
http://m-pulso.m-audio.com/articles/may2005/audio_digital.php

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Resolución y rango dinámico

Uno de los mayores problemas al grabar audio con una placa  es conseguir el nivel de grabación adecuado. La resolución en bit está relacionada con los posibles valores que puede tomar la señal, de modo que si el nivel de entrada no esta ajustado justo al máximo antes de que la señal distorsione, no se aprovecharan por completo esos 16bit. En realidad, la mayoría de la gente trabaja aprovechando solo con 12 o 13bit.

En los sistemas analógicos hay también un nivel de grabación máximo, pero no es definido: existe un valor nominal por encima del cual la señal empieza a distorsionar, pero se trata de una distorsión cálida y agradable que en muchos casos puede incluso utilizarse de forma deliberada.

En los sistemas digitales, por el contrario, cualquier señal que sobrepase el nivel nominal será recortada irremediablemente, produciendo un efecto que se conoce como clipping (saturación) y que se percibe como una distorsión de la señal

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imagen: Mabel Bravo. Edición de audio digital CFP 2009

La resolución en bit nos lleva directamente al concepto de rango dinámico, que representa la diferencia entre los sonidos mas suaves y los más fuertes. En un sistema de 16bit, un sonido suave podría representarse con , pongamos 4bit. En un sistema de 24bit ese sonido se representaría con 6bit, lo que supone una precisión cuatro veces mayor (cada bit dobla la cantidad de valores posibles). l.  

Así que otra de las ventajas de la grabación a 24 bit, es la de poder representar de forma precisa un mayor margen dinámico.

Cada bit de una muestra añade 6 dB de margen dinámico, por lo que con 8 bits obtendríamos 48 dB de rango dinámico, con 16 bits 96 dB y con 24 bits 144 dB. Como el margen dinámico útil (sin llegar al umbral de dolor) es de unos 110 dB y el de los sistemas analógicos de cinta de unos 72 dB, pareció en principio que cuantizar a 16 bits era una buena solución.

Por otro lado, es importante tener en cuenta que a mayor número de bits (resolución), aumenta considerablemente el espacio requerido para almacenar la información.