Si has empezado a adentrarte en la madriguera del equipo audiófilo, probablemente te habrás encontrado con gente que te implora que compres una unidad de conversión digital a analógica (DAC). Puede ser un poco sorprendente que te digan que no tienes el equipo adecuado, pero antes de que salgas corriendo a calcular cuánto dinero te vas a gastar: lee primero este artículo para saber si realmente lo necesitas. Lo más probable es que estés completamente bien sin él.
Este es un artículo largo en el que intento ser lo más completo posible, así que siéntete libre de saltarlo. Simplemente no quiero que nadie vea esto y sienta que fue engañado o que pasé por alto algo importante.
Nota del editor: este artículo fue actualizado el 17 de marzo de 2020 para actualizar el pasaje sobre la tasa de bits para abordar los nuevos estándares de compresión de audio, y su capacidad para funcionar mejor con tasas de bits más bajas.
¿Qué es un DAC?
Un DAC simplemente convierte una señal digital en una analógica para que sus auriculares puedan crear sonido. Así de sencillo. La mayoría de los chips DAC se encuentran en las fuentes de cualquier cosa que estés escuchando, y por lo general el precio de un fabricante oscila entre los 3 y los 30 dólares. A estas alturas, es un componente muy básico de cualquier smartphone, aunque la toma de auriculares parece estar en vías de extinción (Nota de la redacción: una plaga en tu casa, Apple).
Un DAC simplemente convierte una señal digital en analógica para que tus auriculares puedan crear sonido.
Al igual que los amplificadores de auriculares, los DAC independientes surgieron como respuesta a la mala calidad de audio a nivel de consumidor. En su día, era mucho más difícil encontrar un buen hardware, y los empollones como yo teníamos que lidiar con dispositivos que no podían estar a la altura de los auriculares y altavoces de gama alta. A veces, el conjunto del DAC no estaba bien blindado -lo que introducía ruido estático- o era demasiado barato, lo que hacía que la salida fuera una mierda. Frecuencias de muestreo más bajas, MP3 mal codificados… los niños de los 80 y los 90 tenían que enfrentarse a un montón de cosas en lo que respecta al audio. ¿Quién quiere escuchar canciones de baja calidad?
Pero la música digital ha avanzado mucho desde entonces. La mejora de la tecnología ha hecho que las deficiencias, incluso de los chips más baratos, sean casi inexistentes, mientras que la calidad de la música digital se ha disparado más allá del punto de rendimiento decreciente. Si antes era cierto que el chip DAC interno de su walkman o de su ordenador portátil no era adecuado para la escucha de altas tasas de bits, hoy en día hay muchas unidades más compactas que pueden seguir el ritmo.
¿Cuándo necesito un DAC?
Comprar un DAC externo significa que el entorno ruidoso de tu ordenador no estropeará tu música, aunque las mejoras serán menores.
La razón por la que te harías con un DAC hoy en día es que tu fuente -ya sea el ordenador, el smartphone o el sistema doméstico- introduce ruido o es incapaz de emitir sonido a la tasa de bits de tus archivos. Eso es todo. Sé que es un resumen muy anticlimático, pero eso es realmente lo más importante. El único otro momento en el que podrías querer algo de súper alta gama es si estás grabando audio para aplicaciones profesionales, pero incluso entonces el equipo utilizado para procesarlo puede manejarlo de forma relativamente barata.
Debido a que los DACs son un artículo en gran medida basado en las especificaciones, casi siempre puedes elegir el que necesitas simplemente mirando el embalaje. FiiO fabrica muchos productos buenos por poco dinero, y si quieres un amplificador que acompañe al DAC para no tener que preocuparte por ninguno de los dos, su E10K es una opción sólida por menos de 100 dólares. También puedes optar por invertir dinero en el problema adquiriendo un combo de amplificador ODAC u O2 + ODAC, pero eso puede ser una exageración. Pero en serio, no inviertas demasiado dinero en esto. No merece la pena.
¿Cómo funciona un DAC?
Las tasas de bits bajas (a) pueden alterar un poco la forma de onda, pero las tasas de bits más altas (b) pueden sonar mejor en ciertas circunstancias.
Ahora que sabes el porqué del DAC, vamos a profundizar en el cómo.
Todo el audio, ya sea almacenado en vinilo o en un MP3 es una onda de compresión cuando se reproduce. Cuando los ordenadores graban una señal analógica, normalmente se mostrará en lo que se llama una forma de onda, o una representación de la onda donde el eje Y es la amplitud (lo potente que es la onda), y el eje X es el tiempo. Cada onda tendrá una cresta y un valle -llamado período- y el número de períodos que hay en un segundo se llama frecuencia (mostrada como Hz). Si has oído esta palabra antes, sabrás que la frecuencia de un sonido también se corresponde con la nota que es. Cuanto más alta es la frecuencia, más alta es la nota.
El trabajo del DAC es tomar una grabación almacenada digitalmente y convertirla de nuevo en una señal analógica. Para ello, tiene que traducir los bits de datos de los archivos digitales en una señal eléctrica analógica a miles de veces por segundo, lo que se conoce como muestras. A continuación, la unidad emite una onda que cruza todos esos puntos. Ahora bien, como los DAC no son perfectos, a veces esto da lugar a problemas. Estos problemas son el jitter, el aliasing, el rango dinámico estrecho y la tasa de bits limitada.
Antes de entrar en los detalles de cómo funciona todo, es necesario conocer tres términos: tasa de bits, profundidad de bits y tasa de muestreo. La tasa de bits se refiere simplemente a la cantidad de datos que se expresan por segundo. La tasa de muestreo se refiere a cuántas muestras de datos se toman en un segundo, y la profundidad de bits se refiere a cuántos datos se registran por muestra.
¿Qué es el jitter?
Voy a prologar esta sección tal y como la abordé en el artículo sobre los mitos de los cables de audio: El jitter es un problema principalmente teórico en este momento, y es muy poco probable que aparezca en cualquier equipo fabricado en los últimos diez años. Sin embargo, sigue siendo útil saber lo que es y cuándo puede ser un problema, así que vamos a sumergirnos en él.
¿Recuerdas que dije que la frecuencia de muestreo puede dar lugar a algunos problemas? El jitter es uno de los que recibe mucha atención, pero no mucha comprensión. El jitter es un fenómeno que se produce cuando el reloj, o lo que le dice al DAC cuándo muestrear, no funciona tan bien como debería. Cuando los puntos de muestreo no ocurren cuando deberían, esto puede llevar a un cambio en el tono durante cortos períodos de tiempo. Cuanto más alta sea la nota que se está reproduciendo, mayor será la probabilidad de que se produzca este problema.
No tiene que preocuparse por las ligeras imperfecciones en las notas cercanas a los 20kHz porque, con toda probabilidad, no podrá oírlas de todos modos.
Sin embargo, hay que señalar que este es otro de esos problemas que ya no es tan común porque las unidades DAC de hoy son mucho mejores que las del pasado. El jitter tiende a ocurrir sólo en las notas de alta frecuencia porque esas notas tienen las longitudes de onda más cortas. Sin embargo, lo que hace que las notas de alta frecuencia sean más susceptibles a este tipo de error también hace que sea menos probable que se escuchen: la mayoría de las personas mayores de 20 años no pueden escuchar las notas en las que es más probable que se produzca el jitter.
No hay que preocuparse por las ligeras imperfecciones en las notas cercanas a los 20kHz porque, con toda probabilidad, no se pueden oír de todos modos.
¿Qué es el aliasing?
Una demostración de aliasing: las formas de onda a y b son idénticas, pero la baja frecuencia de muestreo del DAC b ha engañado al DAC haciéndole creer que la frecuencia se ha reducido a la mitad.
Básicamente, a veces un sonido que es realmente muy alto en frecuencia, como el brillo de un platillo, un armónico u otra nota alta, tendrá este extraño sonido warbling u oscilante que no estaba en la grabación original. Lo que ocurre es que el DAC está creando accidentalmente una nota de menor frecuencia porque la frecuencia de muestreo no es lo suficientemente alta.
¿Cómo evitar este problema? Aumentando la frecuencia de muestreo, por supuesto. Cuantos más puntos de datos tengas, menos probable será que se produzca un error en un determinado conjunto de frecuencias. Sin embargo, hay un punto en el que esto ya no ayuda de forma audible. Esencialmente, puedes eliminar este problema si eres capaz de muestrear al menos dos veces por período, forzando así que los errores de muestreo existan sólo en las frecuencias más altas que probablemente no podrías escuchar de todos modos. Teniendo en cuenta que los límites superiores de la audición humana van de 12 a 22kHz (es decir, de 12.000 a 22.000 periodos por segundo), duplicando esa tasa se consiguen entre 24 y 44 mil muestras por segundo, es decir, 44kHz. ¿Te suena esta última cifra? Debería: 44,1kHz es la frecuencia de muestreo más común para los archivos MP3.
¿Qué es la profundidad de bits y el rango dinámico?
Si ha escuchado archivos MP3 muy antiguos o música MIDI de mala calidad de sus viejas consolas, probablemente se dará cuenta de que no pueden subir el volumen de una pista musical muy bien, o que los instrumentos que compiten entre sí son muy difíciles de distinguir si todos van a la vez. Así es como suena un mal rango dinámico. En este caso, el rango dinámico se refiere simplemente a la diferencia entre todos los volúmenes posibles de los sonidos en un archivo determinado.
Lo que rige los límites teóricos del rango dinámico de un archivo de audio es la profundidad de bits. Básicamente, cada muestra (de la que ya hemos hablado) contiene información, y cuanta más información contenga cada muestra, más valores potenciales de salida tendrá. En términos sencillos, cuanto mayor sea la profundidad de bits, mayor será el rango de sonoridad posible de las notas. Una profundidad de bits baja, ya sea en la fase de grabación o en el propio archivo, dará lugar necesariamente a un rango dinámico bajo, haciendo que muchos sonidos se enfaticen incorrectamente (o se silencien por completo). Dado que sólo hay un número determinado de valores de sonoridad que puede tener un sonido dentro de un archivo digital, cuanto menor sea la profundidad de bits, más deficiente será el sonido del archivo, independientemente de cómo se escuche. Así que cuanto mayor sea la profundidad de bits, mejor, ¿no?
Adaptado de: Flickr user chunso Eso es ciertamente una cantidad impresionante de equipo, pero bastante exagerado.
Bueno, aquí es donde nos encontramos con los límites de la percepción humana una vez más. La profundidad de bits más común es de 16, lo que significa que por cada muestra hay 16 bits de información posibles, o 65.536 valores enteros. En términos de audio, eso supone un rango dinámico de 96,33dB. En teoría, eso significa que ningún sonido por debajo de 96 dB debería ser eliminado o asignado incorrectamente a un valor de sonoridad.
Aunque eso no suene muy impresionante, realmente tienes que pensar mucho en cómo escuchas la música. Si eres como yo: eso viene de los auriculares 99+% del tiempo, y vas a estar escuchando tu música a un volumen mucho más bajo que eso. Por ejemplo, yo intento limitar mis sesiones a unos 75dB para no cocer mis oídos prematuramente. A ese nivel, el rango dinámico añadido no va a ser perceptible, y cualquiera que te diga lo contrario está simplemente equivocado. Además, tu oído no es igual de sensible en todas las frecuencias, por lo que tus oídos son el cuello de botella aquí.
Aunque soy un gran fanático cuando se trata de excesos tontos en la tecnología de audio, este es un punto que me veo obligado a conceder. Sin embargo, la necesidad de archivos de 24 bits para los oyentes ocasionales es dramáticamente exagerada.
Entonces, ¿por qué tanta gente jura por el audio de 24 bits cuando los 16 bits están bien? Porque esa es la profundidad de bits en la que teóricamente no debería haber problemas nunca para el oído humano. Si te gusta escuchar grabaciones muy silenciosas (por ejemplo, música orquestal) y tienes que subir el volumen para que se oiga todo, necesitas mucho más rango dinámico que con una canción pop demasiado alta y sobreproducida para que se oiga bien. Aunque nunca pondrías tu amplificador a 144dB, la codificación de 24 bits te permitiría acercarte a eso.
Además, si grabas música, siempre es mejor grabar a una frecuencia de muestreo alta, y luego reducir la muestra, en lugar de lo contrario. De esta manera, se evita tener un archivo de alta tasa de bits con un rango dinámico de baja tasa de bits, o peor: ruido añadido. Aunque soy un gran fanático de los excesos tontos en la tecnología de audio, este es un punto que me veo obligado a conceder. Sin embargo, la necesidad de archivos de 24 bits para los oyentes ocasionales es dramáticamente exagerada.
¿Cuál es una buena tasa de bits?
Si bien la profundidad de bits es importante, lo que la mayoría de la gente conoce en términos de audio que suena mal es una tasa de bits limitada, o una compresión de audio agresiva. ¿Alguna vez has escuchado música en YouTube y has notado inmediatamente la diferencia al cambiar a una pista de iTunes o a un servicio de streaming de alta calidad? Estás escuchando una diferencia en la calidad de la compresión.
Si has llegado hasta aquí, probablemente seas consciente de que cuanto mayor es la profundidad de bits, más información tiene que convertir y emitir el DAC a la vez. Por eso, el bitrate -la velocidad a la que se decodifican los datos musicales- es algo importante. Si la tasa de bits es baja, es posible que no se conviertan suficientes datos para crear la onda analógica, lo que significa que se convierte menos información, lo que significa que se escucha un audio más pobre. Es tan sencillo como eso.
320kbps está perfectamente bien para la mayoría de las aplicaciones… y la verdad es que la mayoría de la gente no puede notar la diferencia.
Entonces, ¿cuánto es suficiente? Suelo decirle a la gente que la tasa de 320kbps está perfectamente bien para la mayoría de las aplicaciones (suponiendo que se escuchen archivos de 16 bits). Diablos, es lo que usa Amazon para su tienda, y la verdad es que la mayoría de la gente no puede notar la diferencia. A algunos de ustedes les gustan los archivos FLAC, y eso está bien para fines de archivo, pero ¿para escuchar en el móvil? Basta con utilizar un archivo MP3 u Opus de 320 kbps; la compresión de audio ha mejorado a pasos agigantados en los últimos 20 años, y los nuevos estándares de compresión son capaces de hacer mucho más con mucho menos de lo que solían. Una tasa de bits baja no es un indicio inmediato de que el audio será malo, pero no es una señal alentadora.
Si tienes espacio de sobra, tal vez no te importe tanto el tamaño de nuestros archivos, pero por lo general no todos los smartphones vienen con 128 GB de serie… todavía. Pero si no puedes distinguir entre un MP3 de 320 kbps y un FLAC de más de 1400 kbps, ¿por qué vas a quemar 45 MB de espacio cuando puedes hacerlo con 15?