Companding

Praticamente todos os sistemas de microfone sem fio usam alguma forma de companding para reduzir o ruído. A interferência de radiofreqüência de baixo nível e o ruído de RF ambiente introduzem excessivo ruído de áudio nas transmissões sem fio. As regulamentações governamentais e as limitações dos circuitos disponíveis também restringem a relação sinal/ruído (SNR) máxima que pode ser alcançada. Sem o companding, também conhecido como compansion ou compressão/expansão, a relação sinal/ruído de áudio nos sistemas sem fio seria de apenas 60-80 dB, muito baixa para a maioria das aplicações profissionais. Quando se emprega o companding, é possível atingir SNRs de 100 dB ou mais.

O termo "companding" é uma combinação das palavras "compressing" e "expanding", enquanto "compansion" é uma combinação de "compression" e "expansion". Ambos os pares de palavras significam "compressão" e "expansão". Em um sistema sem fio com companding, o sinal de áudio é comprimido no transmissor e expandido no receptor. O processo de compressão reduz a faixa dinâmica do áudio antes que ele seja transmitido. A faixa dinâmica original de 100 dB aproximadamente é reduzida para 50 dB em um compressor "2:1". No receptor sem fio, um expansor "1:2" aumenta novamente a faixa dinâmica do áudio recebido de 50 dB para os 100 dB originais.

A finalidade do processo de companding é preservar a relação sinal/ruído do áudio original. Se o áudio fosse transmitido com sua faixa dinâmica original, a SNR seria baixada para cerca de 60 a 80 dB pelo ruído introduzido na transmissão sem fio. Entretanto, como a faixa dinâmica do áudio transmitido é reduzida para apenas 50 dB, ela quase não é afetada pelo ruído de transmissão.

Ou seja, o ruído introduzido pela radiotransmissão é 20-40 dB maior do que o do áudio original. Com o companding, porém, o ruído de transmissão é 10-30 dB menor que o do áudio comprimido. Quando o áudio é expandido no receptor, o ruído de transmissão é expandido junto com o áudio. Os componentes do áudio que estiverem 50 dB abaixo da saída total serão expandidos para 100 dB abaixo da saída total, enquanto o ruído de transmissão que estiver 60 dB abaixo da saída total teoricamente será expandido para 120 dB abaixo da saída total. Entretanto, 120 dB abaixo da saída total fica abaixo tanto do ruído do áudio original como do ruído residual do circuito. Assim, o ruído da transmissão terá sido efetivamente eliminado.

O companding também é eficiente para reduzir zumbidos, assobios e tons de áudio de baixo nível causados por interferência leve. Por exemplo, um tom de áudio apenas 50 dB abaixo da saída total seria altamente desagradável. Com o companding, o tom ficaria 100 dB abaixo da saída total e, embora ligeiramente audível, dificilmente seria questionado.

O companding também pode melhorar o alcance útil dos sistemas sem fio. Conforme o alcance aumenta, o áudio de um sistema sem fio gradualmente começa a apresentar ruído. Sem o companding, a SNR de um sistema sem fio típico cairia para 80 dB em distâncias relativamente curtas. Com o companding, a SNR do áudio comprimido pode cair para 40 dB antes que a SNR da saída caia para 80 dB. Isso representa uma melhora de algo em torno de dois-para-um a dez-para-um no alcance, dependendo das condições.

Infelizmente, o processo de companding não é perfeito. A compressão e a expansão do áudio inevitavelmente introduzem pequenas imperfeições. Em sistemas bem projetados, essas imperfeições são quase imperceptíveis mesmo quando se escuta com cuidado. Entretanto, a qualidade do áudio depende muito dos circuitos de companding específicos que são empregados, da precisão dos componentes dos circuitos e do cuidado com que o sistema é projetado e fabricado. Como esses fatores não aparecem nas especificações do produto, é essencial escutar atentamente o áudio quando se estiver avaliando sistemas sem fio. Pode haver enormes diferenças na qualidade do áudio entre sistemas com especificações semelhantes.

Retornar ao sumário