Audio digital

PREGUNTAS FRECUENTES SOBRE AUDIO DIGITAL
Federico Miyara. Universidad Nacional de Rosario (UNR) http://www.eie.fceia.unr.edu.ar/~acustica/audigfaq.htm P1. ¿Qué es el audio digital? R: Es la representación de una señal de audio mediante números, en general codificados en forma binaria (es decir con ceros y unos). P2. ¿Por qué se utiliza el audio digital? R: Porque tiene algunas ventajas sobre elaudio analógico que lo hacen insustituible. En primer lugar permite ser almacenado en forma inalterable. Dado que lo que se almacenan son números, es decir símbolos, es mucho mós difícil alterar la información guardada que en el caso en que se guarda un campo magnético proporcional a la señal, como en un cassette. Otra ventaja es que permite aprovechar la tecnología de procesamiento digital deseñales para introducir efectos, modificaciones o mejoras imposibles o muy difíciles de lograr analógicamente. Por ejemplo, es posible conseguir retardos, efectos de reverberación, supresión de ruido, etc. P3. ¿Cómo se pasa de una señal eléctrica a una señal digital? R: Se utiliza un proceso de muestreo (discretización en el tiempo) y digitalización (discretización en amplitud). El muestreo consisteen tomar valores de la señal a intervalos regulares de tiempo. La digitalización consiste en subdividir el rango útil total de la señal en cierta cantidad de "casilleros" o subintervalos numerados, y asignar a cada muestra el número de subintervalo en el cual se encuentra. Por ejemplo, si el rango de una señal que varía entre 0 y 10 V se subdivide en 16 subintervalos, a una muestra de 7,3 V se leasignará un número igual a la parte entera de 7,3*16/10 = 11,68, es decir 11. Este proceso es llevado a cabo por un conversor analógico/digital. P4. ¿Cómo quedan físicamente representados los números asignados después de la digitalización? R: Pueden representarse de varias formas, pero todas ellas utilizan la numeración binaria. En esa numeración sólo se usan los dígitos 0 y 1, denominados bits(binary digits, o dígitos binarios). Así como en la numeración decimal al llegar a 9 se pasa a 10, en la numeración binaria al llegar a 1 se pasa a 10. Una vez en versión binaria, cada bit puede estar representado por una tensión eléctrica (por ejemplo "0" = 0 Volt y "1" = 5 Volt), por un campo magnético (por ejemplo "0" = Sur y "1" = Norte), por un haz luminoso (por ejemplo "0" = oscuro y "1" =iluminado), etc. El conjunto de bits que representan a una única muestra se suelen llamar palabra. P5. ¿Cómo se elige la cantidad de subintervalos en que se divide el rango útil de la señal? R: Normalmente se elige como una potencia de 2, de manera que los valores asignados a las muestras están entre 0 y 2n - 1, donde n corresponde a la cantidad de bits, es decir de dígitos binarios.

P6. ¿Qué esla resolución de un sistema de audio digital? R: Es la cantidad de bits que se utiliza para representar las muestras de audio, es decir la cantidad de bits que conforman cada palabra (ver P4). Cuanto mayor sea la resolución, más precisa será la representación. Por ejemplo, con una resolución de 8 bits, el rango de variación de la señal se divide en 256 subintervalos, mientras que con una resoluciónde 16 bits lo hace en 65536 subintervalos, cuya amplitud será, por consiguiente, mucho menor. El audio digital para el consumo masivo (por ejemplo el CD o las placas de sonido de las computadoras) tiene una resolución de 16 bits. En sistemas de audio profesional se utilizan 20 bits y aún 24 bits P7. ¿Qué es la frecuencia de muestreo? R: También llamada tasa de muestreo, es la cantidad de muestraspor unidad de tiempo. Cuanto mayor sea, mayor es la respuesta en frecuencia del sistema. El estándar para los discos compactos (CD) es de 44,1 kHz. P8. ¿Cómo se elige la frecuencia de muestreo? R: Debe ser mayor que el doble de la máxima frecuencia fmáx presente en la señal. Esta condición se denomina condición de Nyquist. Obsérvese que no es suficiente que sea mayor que el doble de la máxima...