cap 15 23 24 y 25

Soporte teórico
Capitulos 15, 23, 24 y 25 del libro
Acústica y Sistemas de Sonido
por el Ing. Federico Miyara

Audio Digital

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15.

Capítulo 15

Audio Digital
15.1. Introducción
Las técnicas digitales han cobrado en las últimas décadas una importancia fundamental en el desarrollo de nuevas tecnologías para la generación, el procesamiento, el
almacenamiento y el análisis del sonido. Ello hasido posible gracias al avance vertiginoso de la microelectrónica y su aplicación a la producción de dispositivos poderosos y
complejos capaces de manejar y transformar cada vez más con mayor precisión y rapidez la enorme cantidad de información contenida en el sonido.
Una de las primeras consecuencias de la aplicación de la tecnología digital al audio fue el desarrollo de sistemas dealmacenamiento del sonido de gran confiabilidad,
inalterabilidad y fidelidad. Otra fue el gran impulso al desarrollo de instrumentos musicales electrónicos de gran complejidad y versatilidad. La tercera consecuencia fue el
desarrollo y aplicación de técnicas para el procesamiento de la señal sonora, que permitieron no sólo el mejoramiento de procesos que antes se llevaban a cabo analógicamente
sino también laintroducción de nuevos procesos, entre los cuales se encuentran una
gran cantidad de efectos tales como retardos, modulaciones, reverberaciones y espacializaciones de gran realismo y naturalidad, cuya implementación analógica sería mucho
más costosa y por lo tanto destinada a un mercado mucho más restringido.
La idea básica detrás del audio digital es la de representar el sonido por medio denúmeros (“digital” viene de dígito, es decir número). Aún antes de profundizar el análisis, es fácil ver que esto tiene varias ventajas. En primer lugar, se elimina el problema
de la alterabilidad de la información. Es mucho más fácil guardar un número que la
magnitud física que ese número representa. Por ejemplo, si quisiéramos guardar una
varilla de 57,235 cm de longitud, tendríamos seriasdificultades, ya que la dilatación a
causa de la temperatura, o cualquier partícula de polvo que se adhiriera a sus extremos,
o simplemente el desgaste, podrían causar un error. Esto, que es válido para la longitud
de una varilla, lo es más para el campo magnético almacenado en una cinta grabada.
En segundo lugar, existen algoritmos (métodos de cálculo) para realizar digitalmente no sólo todos los tipos deprocesamiento utilizados en el audio tradicional, como
la amplificación, la mezcla, la modulación, el filtrado, la compresión y expansión, etc.,
sino muchos otros más, entre los cuales se encuentran los retardos, los sincronismos, los
desplazamientos de frecuencia, la generación de sonidos por diversos procedimientos,
etc. Estos algoritmos pueden implementarse en una computadora de propósitogeneral o
bien en dispositivos específicos llamados procesadores digitales de señal (DSP).

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En tercer lugar, el reemplazo de los procesadores analógicos por sus equivalentes
digitales permite evitar la degradación de la señal a causa del ruido analógico, lo cual es
conveniente dado que el ruido analógico es muy difícil de eliminar.

15.2. Numeración binaria
Dado quetodos los sistemas digitales se basan en la numeración binaria, antes de
comenzar a describir los procesos básicos de muestreo y digitalización del sonido nos
referiremos brevemente a esa numeración. En la numeración decimal (el sistema que
empleamos habitualmente), se utilizan diez símbolos (los dígitos 0, 1, 2, ..., 9) en un
sistema posicional para representar las sucesivas cantidades. Estosignifica que cada
nueva cifra que se agrega tiene un peso 10 veces mayor que la que se encuentra a su
derecha. Por ejemplo,
27 = 2 × 10 + 7 ,
306 = 3 × 102 + 0 × 10 + 6 .
En la numeración binaria, se utilizan sólo dos símbolos (los dígitos 0 y 1), también en
un sistema posicional, sólo que ahora cada nueva cifra tiene un peso sólo 2 veces mayor
que la anterior. Por ejemplo,
101 = 1 × 22 + 0 × 2 +...