De lo analógico a lo digital

Podemos diferenciar entre dos señales del sonido: analógico y digital.

El sonido analógico es una función continua, y se denomina así ya que imita a la señal original. Este tipo de señal se reproduce y guarda por medio de procesos electrónicos. Las vibraciones de las ondas sonoras son captadas por un micrófono, transformándose en señales eléctricas, llegando a dispositivos analógicos a través de impulsos eléctricos por medio de un cable.

• Dispositivos y soportes analógicos

-          Tocadiscos: La mayoría de los equipos de grabación analógica han caído en desuso, cintas de cassette (la información de las señales eléctricas captadas por un micrófono era grabadas magnéticamente) y discos de vinilo (reproducían en los surcos las ondas sonoras originales).

Pero los soportes analógicos pierden calidad a medida que van siendo, o bien copiados o usados, debido al contacto físico de los cabezales con el soporte del sonido.

Los primeros soportes de grabación de audio digital se crearon a principios de los años 80. Los sintetizadores y samplers digitales aparecieron también en estas fechas.

El soporte digital más importante ha sido el compact disc o CD, creado por Philips y Sony. En los CDs estándar se pueden almacenar hasta 700 mb de datos y se reproducen a través de un lector óptico. El declive de este soporte comenzó con la aparición de los mp3

-Las ventajas del sonido digital frente al analógico son numerosas:

Los sonidos en soporte digital n pierden calidad y su calidad de sonido es mayor que el analógico.

La manipulación y edición es más sencilla y con más posibilidades.

El almacenamiento de archivo es infinito sin embargo el almacenamiento de archivo de sonido analógico está limitado debido al espacio.

 Sin embargo, el sonido digital es toda aquella señal sonora, normalmente analógica, que se reproduce, guarda y edita en términos numéricos discretos. La señal analógica se codifica a través del sistema binario.

En el sistema binario cualquier valor puede ser representado en términos de 1 y 0. Todas las vibraciones producidas por el aire son transformadas en señales eléctricas y éstas en combinaciones de 1 y 0. Esta codificación se produce utilizando un convertidor de señal conocido como sampler

CONVERSIÓN ANALÓGICO DIGITAL

Una vez visto las diferencias éntrelos soportes, veamos cómo se produce la conversión de una a otra.

Para realizar esa tarea, el conversor ADC (Analog-to-Digital Converter - Conversor Analógico Digital) tiene que efectuar unos procesos, los cuales son:

1.- Muestreo de la señal analógica.

2.- Cuantización de la propia señal

3.- Codificación del resultado de la cuantización, en código binario.

Para convertir una señal analógica en digital, lo primero es realizar un muestreo o sampling, es decir; tomar diferentes muestras de voltajes en diferentes puntos de la onda sonora. La frecuencia a la que se produce se define como frecuencia de muestreo, y se mide con Kilohertz. En la grabación digital de audio, a mayor cantidad de muestras, mayor calidad de la señal digital.

Para convertir una señal analógica en digital, el primer paso consiste en realizar un muestreo (sampling) de ésta, o lo que es igual, tomar diferentes muestras de tensiones o voltajes en diferentes puntos de la onda senoidal. La frecuencia a la que se realiza el muestreo se denomina razón, tasa o también frecuencia de muestreo y se mide en kilohertz (kHz). En el caso de una grabación digital de audio, a mayor cantidad de muestras tomadas, mayor calidad y fidelidad tendrá la señal digital resultante.

Durante este proceso se asignan unos valores números que equivalen al voltaje existente en los diferentes puntos de la sinusoide, con el objetivo de realizar el siguiente proceso: el de la cuantificación.

En este proceso, los valores continuos que han sido dados anteriormente, se convierten en series de valores numéricos discretos correspondientes a las distintas variaciones de voltajes que contienen la señal original analógica. Por lo que representa el componente de muestreo de las variaciones de valores de voltajes tomados en diferentes puntos de la onda sinodial, que permite medirlos y asignarles sus correspondientes valores en el sistema numérico decimal, antes de convertir esos valores en sistema numérico binario.

Después de este proceso, los valores tomados se representan a través de números pro medio de códigos establecidos previamente, la mayoría de las veces en códigos binarios. A este proceso se le denomina codificación.

Pero para escuchar los sonidos digitalizados, se realiza lo contrario que el muestreo, a través de los circuitos CDA se produce la conversión de digital a analógico.

El DSP, es un procesador de señal digital, un microprocesador rápido y poderoso. Realiza el procedimiento de datos en tiempo real. Este procesador adquiere una señal digital y la procesa para mejorarla, en este caso obteniendo un sonido más claro.

Sus características son las siguientes:

-          Alta velocidad de cálculos aritméticos.

-          Transferencia de datos.

-          Arquitecturas de memoria de múltiple acceso.

 Cuando se digitaliza un sonido que contiene frecuencias superiores a las que puede codificar, se produce el fenómeno del aliasing, que convierte esas frecuencias no cuantizables en otras que sí lo son, pero que no están presentes en el sonido original, lo que introduce unos artefactos indeseables.