31 marzo, 2009

Conversion analogico digital

(tomado de computer music no25)



En la esquina más escondida y oscura de tu estudio reposa el que, sin duda, es el componente más importante de todo sistema musical basado en ordenador. Puedes tener los mejores micrófonos, un preamplificar de ensueño, pastillas de guitarra maravillosas, pero al final todo tiene que pasar por un pequeño trocito de silicio que se encuentra en tu tarjeta y permite que el sonido entre en tu ordenador. Estamos hablando, por supuesto, de los conversores, o mejor dicho de los conversores analógico-digital (A/D).

Los dos parámetros principales involucrados en el proceso de la conversión A/D son la frecuencia de muestreo y la resolución en bit.

Para que un señal analógica pueda ser representada en un sistema digital tiene que ser medida y debe registrarse su valor de la forma más fiel que sea posible. La frecuencia de muestreo indica el número de veces por segundo que se mide la señal analógica; y cuanto más grande sea la resolución en bit, mayor será el número de posibles valores que pueden utilizarse para representar esa señal. La figura 1 muestra una onda analógica senoidal que esta siendo digitalizada a una frecuencia de muestreo y resolución muy bajas. Compárala con la figura 2.



(doble click en las imagenes para ampliar)


En el proceso de conversión analógico - digital, el procesador toma una cantidad de muestras por segundo, y en cada una realiza un analisis de la amplitud alcanzada, , como se ve en la imagen.  La cantidad de muestras tomadas por segundo (sample rate medido en Hz) y la cantidad de bits que utiliza para medir la amplitud de esa muestra (resolution medida en bits) determina la calidad del audio resultante. 






Suponiendo que la muestra dure un segundo, si se hacen siete mediciones la frecuencia de muestreo será de 7hz. El elevado al número de bits que indica la resolución, así que si el sistema tiene una resolución de 2bit, las mediciones pueden tomar exclusivamente cuatro valores

Al alcanzar el primer punto en el que se debe tomar una muestra, el sistema mide la amplitud de la onda en ese instante de tiempo. La amplitud en ese punto se encuentra entre 3 y 4, así que el conversor "redondea" al número entero más próximo que en este caso es 3. La diferencia entre el valor real y el "redondeado" se denomina "error digital" y se percibe como un ruido.


La figura 2 muestra la misma señal analógica muestreada al doble de la frecuencia de muestreo de la figura 1 y con una resolución de 3bit (ocho valores posibles). No te resultara difícil imaginarte que con una resolución de 16bit y una frecuencia de muestreo de 44.1khz (calidad CD), la precisión es tan alta que resulta muy complicado distinguir ente las señales digital y analógica. Como consecuencia de esto, la precisión y fidelidad de la representación digital será mucho mayor, y por lo tanto, la calidad percibida por el oyente aumentará. Así de sencillo.


Documento extraído de la revista:Computer Music nº25
http://members.fortunecity.es/zemogd/a-d.html

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