Frecuencia de Muestreo
Páginas: 5 (1045 palabras)
Publicado: 18 de abril de 2013
PRACTICA #3: “FRECUENCIA DE MUESTREO, SOBREMUESTREO Y SUBMUESTREO”
OBJETIVO:
La elaboración de la práctica presente tiene como objetivo aprender a utilizar los comandos de sobremuestreo (oversampling) y submuestreo (subsampling) presentes en Matlab para poder modificar la frecuencia de un archivo de sonido grabado en determinado tamaño y poder aumentar o reducir el número de muestrastomadas en cierto rango de tiempo para lograr la reproducción de un sonido más lento o más rápido dependiendo de la modificación realizada.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA:
Frecuencia de muestreo:
La tasa o frecuencia de muestreo es el número de muestras por unidad de tiempo que se toman de una señal continua para producir una señal discreta, durante el proceso necesario para convertirla de analógicaen digital. Como todas las frecuencias, generalmente se expresa en hercios (Hz, ciclos por segundo) o múltiplos suyos, como el kilohercio (kHz), aunque pueden utilizarse otras magnitudes.
La tasa o frecuencia de muestreo la usamos cuando queremos transformar una señal analógica (señal continua) en una señal digital (señal discreta).
La frecuencia de muestreo es la cantidad de muestras que setienen de una señal en una unidad de tiempo y se mide en Hz (ciclos por segundo).
La frecuencia de audio que percibe el ser humano está entre 20Hz y 20Khz, frecuencias más elevadas ya no percibibles por el ser humano
La frecuencia de muestreo para una señal de determinada frecuencia debe de ser mayor que el doble de la señal a esto se le conoce como la frecuencia de Nyquist y también paraevitar el aliasing.
La frecuencia de muestreo de un CD-Audio por ejemplo es de 44100, si dividimos esto entre 2 tenemos 22500 Hz que es mayor a la máxima capacidad auditiva por el ser humano.
El estándar del Cd-audio está fijado en 44100 muestras por segundo, pero esto no quiere decir que sea la frecuencia que utilizan todos los equipos de Cd-audio.
Los sistemas domésticos de baja calidadpueden utilizar tasas de 22050, 11025 muestras por segundo (limitando así la frecuencia de los componentes que pueden formar la señal).
Oversampling:
Para evitar las caídas abruptas se utiliza la técnica conocida como sobremuestreo (oversampling), que permite reconstruir, tras la conversión D/A, una señal de pendiente suave.
Un sobremuestreo consiste en aplicar un filtro digital que actúasobre el tiempo (dominio de frecuencia), cambiando de lugar las muestras, de forma que al superponerlas, se creen muestreos simultáneos virtuales. Estos muestreos simultáneos no son reales, son simulaciones generadas por el propio filtro. Estos muestreos simultáneos se obtienen utilizando el llamado coeficiente de sobremuestreo.
Las muestras obtenidas se superponen con los datos originales ylos conversores A/D los promedian, obteniendo una única muestra ponderada (por ejemplo, si se hacen tres muestreos, finalmente, la muestra tomada no es ninguna de las tres, sino su valor medio). A la salida, la frecuencia de muestreo utilizada para reproducir la señal ya no es la misma que se utilizó para tomar las muestras a la entrada, sino que es tantas veces mayor como números de muestreo se hayanhecho.
La función se representa de la siguiente manera:
y= upsampled (y, n)
Donde “n” = es el espacio que se le da a cada muestra.
Subsampling:
En el procesamiento de señales, disminución de la resolución o "submuestreo" es el proceso de reducción de la tasa de muestreo de una señal . Esto se hace generalmente a reducir la velocidad de datos o el tamaño de los datos.
El factor desubmuestreo (comúnmente denotado por M) es generalmente un número entero o una fracción racional mayor que la unidad. Este factor multiplica el tiempo de muestreo o, equivalentemente, divide la frecuencia de muestreo. Por ejemplo, si disco compacto de audio en 44.100 Hz se muestrean a 22.050 Hz antes de radiodifusión en FM , la tasa de bits se reduce a la mitad, de 1.411.200 bits / s para...
OBJETIVO:
La elaboración de la práctica presente tiene como objetivo aprender a utilizar los comandos de sobremuestreo (oversampling) y submuestreo (subsampling) presentes en Matlab para poder modificar la frecuencia de un archivo de sonido grabado en determinado tamaño y poder aumentar o reducir el número de muestrastomadas en cierto rango de tiempo para lograr la reproducción de un sonido más lento o más rápido dependiendo de la modificación realizada.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA:
Frecuencia de muestreo:
La tasa o frecuencia de muestreo es el número de muestras por unidad de tiempo que se toman de una señal continua para producir una señal discreta, durante el proceso necesario para convertirla de analógicaen digital. Como todas las frecuencias, generalmente se expresa en hercios (Hz, ciclos por segundo) o múltiplos suyos, como el kilohercio (kHz), aunque pueden utilizarse otras magnitudes.
La tasa o frecuencia de muestreo la usamos cuando queremos transformar una señal analógica (señal continua) en una señal digital (señal discreta).
La frecuencia de muestreo es la cantidad de muestras que setienen de una señal en una unidad de tiempo y se mide en Hz (ciclos por segundo).
La frecuencia de audio que percibe el ser humano está entre 20Hz y 20Khz, frecuencias más elevadas ya no percibibles por el ser humano
La frecuencia de muestreo para una señal de determinada frecuencia debe de ser mayor que el doble de la señal a esto se le conoce como la frecuencia de Nyquist y también paraevitar el aliasing.
La frecuencia de muestreo de un CD-Audio por ejemplo es de 44100, si dividimos esto entre 2 tenemos 22500 Hz que es mayor a la máxima capacidad auditiva por el ser humano.
El estándar del Cd-audio está fijado en 44100 muestras por segundo, pero esto no quiere decir que sea la frecuencia que utilizan todos los equipos de Cd-audio.
Los sistemas domésticos de baja calidadpueden utilizar tasas de 22050, 11025 muestras por segundo (limitando así la frecuencia de los componentes que pueden formar la señal).
Oversampling:
Para evitar las caídas abruptas se utiliza la técnica conocida como sobremuestreo (oversampling), que permite reconstruir, tras la conversión D/A, una señal de pendiente suave.
Un sobremuestreo consiste en aplicar un filtro digital que actúasobre el tiempo (dominio de frecuencia), cambiando de lugar las muestras, de forma que al superponerlas, se creen muestreos simultáneos virtuales. Estos muestreos simultáneos no son reales, son simulaciones generadas por el propio filtro. Estos muestreos simultáneos se obtienen utilizando el llamado coeficiente de sobremuestreo.
Las muestras obtenidas se superponen con los datos originales ylos conversores A/D los promedian, obteniendo una única muestra ponderada (por ejemplo, si se hacen tres muestreos, finalmente, la muestra tomada no es ninguna de las tres, sino su valor medio). A la salida, la frecuencia de muestreo utilizada para reproducir la señal ya no es la misma que se utilizó para tomar las muestras a la entrada, sino que es tantas veces mayor como números de muestreo se hayanhecho.
La función se representa de la siguiente manera:
y= upsampled (y, n)
Donde “n” = es el espacio que se le da a cada muestra.
Subsampling:
En el procesamiento de señales, disminución de la resolución o "submuestreo" es el proceso de reducción de la tasa de muestreo de una señal . Esto se hace generalmente a reducir la velocidad de datos o el tamaño de los datos.
El factor desubmuestreo (comúnmente denotado por M) es generalmente un número entero o una fracción racional mayor que la unidad. Este factor multiplica el tiempo de muestreo o, equivalentemente, divide la frecuencia de muestreo. Por ejemplo, si disco compacto de audio en 44.100 Hz se muestrean a 22.050 Hz antes de radiodifusión en FM , la tasa de bits se reduce a la mitad, de 1.411.200 bits / s para...
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