Teoria de la telecomunicacion

2.3 CONVERSIÓN DE ANALÓGICA A DIGITAL

Para enviar la voz humana a larga distancia. Es necesario digitalizarla puesto que las señales digitales son menos vulnerables al ruido. Esto se denomina conversiones de analógicos a digital o digitalización de una señal analógica. Para llevarlo a cabo. Es necesario efectuar una reducción del numero de valores, potencialmente infinitos en un mensajeanalógico, de forma que puede ser representados como un fuljo digital con una perdida mínima de información.

En la conversión de analógica a digital, se representa la información contenida en una onda continua como una serie de pulsos digitales (unos o ceros).

La conversiones de analógica a digital puede hacer uso de cualquiera de las señales digitales. La estructura de la señales detransporte no es el problemas. En lugar de eso, el problema es como trasladar la inforacion desde un numero infinito de valores a un nuero discretos de valores sin perder sentido o calidad.

2.3.1 TEOREMA DE MUESTREO

Desarrollado por H. Nyquist, quien afirmaba que una señal analógica puede ser reconstruída, sin error, de muestras tomadas en iguales intervalos de tiempo. La razón de muestreodebe ser igual, o mayor, al doble de su ancho de banda de la señal analógica".
La teoría del muestreo define que para una señal de ancho de banda limitado, la frecuencia de muestreo, fm, debe ser mayor que dos veces su ancho de banda [B] medida en Hertz [Hz].
fm > 2·B
Supongamos que la señal a ser digitalizada es la voz...el ancho de banda de la voz es de 4,000 Hz aproximandamente. Entonces,su razón de muestreo sera 2*B= 2*(4,000 Hz), es igual a 8000 Hz, equivalente a 8,000 muestras por segundo (1/8000). Entonces la razón de muestreo de la voz debe ser de al menos 8000 Hz, para que puede regenerarse sin error.
La frecuencia 2*B es llamada la razón de muestreo de Nyquist. La mitad de su valor, es llamada algunas veces la frecuencia de Nyquist.
El teorema de muestreo fuedesarrollado en 1928 por Nyquist y probado matematicamente por Claude Shannon en 1949.

Ejemplos prácticos:
El en área de la MÚSICA, a veces es necesario convertir material analógico [en acetato, cassetes, cintas magneticas, etc] a formato digital [en CD, DVD]. Los ingenieros de sonido pueden definir el rango de frecuencia de interés.
Como resultado, los filtros analógicos son algunas veces usados pararemover los componentes de frecuencias fuera del rango de interes antes de que la señal sea muestreada.

Por ejemplo, el oído humano puede detectar sonidos en el rango de frecuencias de 20 Hz a 20 KHz. De acuerdo al teorema de muestreo, uno puede muestrear la señal al menos a 40 KHz para reconstruir la señal de sonido aceptable al oísdo humano. Los componentes más arriba de 40 KHz no podrán serdetectados y podrían contaminar la señal. Estos componentes arriba de los 40 KHz son removidos a través de filtros pasa banda o filtros pasa bajas.
Algunos de las razones de muestreos utilizadas para grabar musica digital son las siguientes:
Razón de muestreo/ Frecuencia de Nyquist
22,050 kHz = 11,025 kHz (Nyquist)
24,000 kHz = 12,000 kHz 
30,000 kHz = 15,000 kHz 44,100 kHz = 22,050 kHz 
48,000 kHz = 24,000 kHz
|Es muy importante tomar en consideración que la frecuencia más alta del material de audio será grabada. Si la frecuencia de 14,080 |
|Hz es grabada, una razón de muestreo de 44.1 kHz deberá ser la opción elegida. 14,080 Hz cae dentro del rango de Nyquist de 44.1 kHz|
|el cual es 22.05 kHz.|
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|La razón de muestreo elegida determina el ancho de banda del audio de la grabadora usada. Considerando que el rango del oido es de |
|20 Hz a 20 kHz, una razón de muestreo de 44.1 kHz...