Estudiante

Introducción a la transmisión digital de señales analógicas de audio y vídeo

La mayoría de las personas suponen que la tendencia en las comunicaciones ha sido el paso de analógico a digital. En realidad, la comunicación digital llegó primero. El primer medio práctico de comunicación electrónica se realizó por medio del código Morse, que es digital. Sin embargo, no es binario, ya que utilizatres elementos (punto, raya y espacio) en lugar de dos.
Alfredo Borque Palacín

Figura 1

uchas de las señales utilizadas en la comunicación moderna son digitales (por ejemplo, los códigos para los caracteres alfanuméricos y los datos binarios utilizados en los programas de computadora). También en la transmisión de señales analógicas a menudo se utilizan técnicas digitales. Digitalizar unaseñal suele dar como resultado una mejor calidad de transmisión, con una reducción de distorsión y una mejora en la relación señal a ruido. En la figura 1 se muestran varios tipos posibles de transmisión de señales. En la figura 1(a) se envía una señal analógica sin modulación en un canal. Un ejemplo representativo es un sistema ordinario de altavoces para conferencias en exteriores que consiste en unmicrófono, un amplificador y un altavoz, y como canal un conductor. En la figura 1(b) se muestra la transmisión analógica usando modulación y desmodulación. La difusión de radio y televisión son dos buenos ejemplos. En las figuras 1(c) y 1(d) se empieza en una señal digital (por ejemplo, un archivo de datos de una computadora). En (c), el enlace maneja directamente algún tipo de señal de pulsosdigitales. En (d), el canal no puede transmitir pulsos de manera directa (un canal de radio, por ejemplo, requiere un proceso de modulación, y una conexión telefónica ordinaria no para señales de cd). En estos casos la señal digital se modula en una portadora en un extremo y se desmodula en el otro. El módem mostrado es una combinación de modulador y desmodulador. En las figuras 1(e) y 1(f) semuestra una señal analógica que se digitaliza en el transmisor y se convierte de nuevo a la forma analógica en el receptor. La diferencia entre estos dos sistemas es que en (e) la transmisión es digital, en tanto que en (f) el canal de transmisión no puede transportar pulsos, de modo que se requiere modulación y desmodulación. La transmisión analógica de señales analógicas, como la voz, al parecertiene sentido. De hecho, es más simple que convertir la señal a digital y luego volverla a su estado original. De manera similar, al parecer es evidente que las señales que empiezan como digitales, como el contenido de memorias de computadora, deben mantenerse en forma digital hasta donde sea posible. Lo que a primera vista parece difícil es

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la idea de convertir las señalesanalógicas a la forma digital para transmisión. En realidad, el uso de técnicas digitales con señales analógicas es una de las áreas de más rápido crecimiento en las comunicaciones por varias buenas razones. Los efectos del ruido y la distorsión en señales analógicas, una vez presentes es muy difícil eliminarlos. Además, los efectos de estas anomalías son acumulativos. El ruido se agrega en eltrasmisor, en el canal y en el receptor. Si en el sistema de comunicación hay varios recorridos por los amplificadores y canales, como en un sistema telefónico de larga distancia, la relación señal a ruido disminuye poco a poco al aumentar la distancia desde la fuente. Los sistemas digitales no son inmunes al ruido y a la distorsión, pero es posible reducir su efecto. Consideremos la señal digitalsimple mostrada en la figura 2.

Figura 2

Supongamos que un transmisor genera 1 V para un uno binario y 0 V para un cero binario. En el receptor que cuenta con un umbral de decisión en 0,5 V se examina la señal a la mitad del pulso; es decir, se considera como un uno cualquier señal con una amplitud mayor que 0,5 V, y cualquier amplitud menor que esa representa un cero. En la figura 2(a) se...