El audio digital es una codificación de la señal sonora (analógica) en términos numéricos discretos (digital). El sistema de codificación utilizado para ello es el sistema binario se basa en que cualquier valor puede ser representable sólo con combinaciones de 0 y 1. Sin entrar en detalles, diremos que este sistema es muy práctico ya que sólo necesitamos dos “estados” para manejar esta información: 0/1; no luz/luz; no voltaje/voltaje; campo magnético/no campo magnético.
El problema de hacer un tratamiento digital del sonido es que los sonidos naturales, los micrófonos, los altavoces y nuestro oído son analógicos, por lo que es necesario realizar conversiones tanto para la grabación como para la emisión. Al conjunto de procedimientos para el procesamiento de la señal digital se lo suele denominar DSP (Digital Signal Procesing).
Las señales digitales pueden obtenerse mediante:
1. Procedimientos específicos (Síntesis Digital)
2. Transformando una señal acústica o analógica en una señal digital (Sampling, Muestreo).
El proceso de digitalización del sonido
La conversión del sonido analógico en digital se obtiene de dos procesos: el muestreo y la cuantificación digital de la señal eléctrica. Para ello es necesario un conversor de analógico a digital (ADC), con el que cuenta cualquier equipo digital que tenga una entrada de audio (microfono, line in, etc).
Del mismo modo, habrá un DAC (Digital to Analog Converter, Conversor Analógico a Digital) que se encargará de “leer” las sucesión de valores y volver a transformar la onda digitalizada en una señal analógica (réplica de la onda analógica original). Allí habrá una salida (LINE OUT) para direccionar la señal hacia un amplificador, procesador, auricular o cualquier equipo analógico.
El muestreo
Por muestrear entendemos medir el valor de la señal analógica en un momento puntual a intervalos de tiempo constantes. El número de veces por segundo que se toma dicha muestra de la señal analógica para digitalizarla, se denomina frecuencia de muestreo o sample rate, y estará expresada en Hertz (Hz,). Así, 1 Hz será 1 muestra por segundo; 10Khz, 10000 muestras por segundo.
La cuantización
A cada muestra que se toma, se le asigna un valor que representará la amplitud de ese sample, esa asignación es la cuantización. La amplitud total (del máximo positivo al máximo negativo) estará dividida en tantos “escalones” (valores) como la resolución en bits lo permita.
Como vemos en el cuadro, cuanto más cantidad de bits tengamos, más valores intermedios tendremos. Lo que hará que los “escalones” sean más pequeños y la onda digitalizada más parecida a la señal original.
Rango dinámico y relación señal/ruido
El rango dinámico de una sistema de sonido (expresado en decibelios), depende del cociente la máxima y la mínima amplitud que el sistema puede producir. Una forma aproximada y rápida de calcular el rango dinámico de un sistema digital es mediante la fórmula: número de bits*6.
En un aparato electrónico, la relación señal/ruido se mide en dB, e indica la diferencia entre el nivel máximo que el dispositivo puede emitir, y el nivel de ruido existente cuando la señal es silencio (el ruido de fondo). Cuanto mayor sea esta diferencia, más limpio será el sonido del dispositivo. Cuantos más bits utilicemos, más nítido y con menos ruido se percibirá el sonido.
Ventajas e inconvenientes del audio digital
Ventajas:
• Gran capacidad de almacenaje de información; comparando precios, tamaño y capacidad, con el audio analógico.
• La posibilidad de hacer copia de copia sin perder calidad.
• La perdurabilidad del original. En el caso de los CDs y otros discos ópticos, ya que no hay contacto físico con el sistema lector, y los materiales son más resistentes al tiempo, la humedad, el calor, etc.
• La posibilidad de localización rápida y precisa de un fragmento.
• El tamaño cada vez más reducido de los equipos.
• Las infinitas ventajas de la edición no-lineal: deshacer, copiar, pegar, etc.
Inconvenientes:
Si bien aumentando la frecuencia de muestreo y la resolución en bits tenemos un aumento de la calidad sonora, también tenemos “otros aumentos”:
• Aumento del tiempo de procesamiento: cada proceso que realicemos con esa señal llevará más tiempo cuanto más calidad tenga.
• Aumento de la cantidad de memoria requerida para almacenamiento: La unidad de masa requerida para guardar 1 minuto de sonido stereo, 16 bits, 44.1 Khz será de 10 Mb:16bits = 2 bytes; x 2 canales = 4 bytes; x 44.100 = 176.400 bytes por segundo; x 60 = 10.584.000 bytes por minuto = 10 Mb por minuto.
De la misma forma, si el archivo es mono, se reducirá a la mitad; si su resolución en Bits es 8, se reducirá a la mitad; si su Sample Rate es 22.05 Khz, se reducirá también a la mitad.
El problema de hacer un tratamiento digital del sonido es que los sonidos naturales, los micrófonos, los altavoces y nuestro oído son analógicos, por lo que es necesario realizar conversiones tanto para la grabación como para la emisión. Al conjunto de procedimientos para el procesamiento de la señal digital se lo suele denominar DSP (Digital Signal Procesing).
Las señales digitales pueden obtenerse mediante:
1. Procedimientos específicos (Síntesis Digital)
2. Transformando una señal acústica o analógica en una señal digital (Sampling, Muestreo).
El proceso de digitalización del sonido
La conversión del sonido analógico en digital se obtiene de dos procesos: el muestreo y la cuantificación digital de la señal eléctrica. Para ello es necesario un conversor de analógico a digital (ADC), con el que cuenta cualquier equipo digital que tenga una entrada de audio (microfono, line in, etc).
Del mismo modo, habrá un DAC (Digital to Analog Converter, Conversor Analógico a Digital) que se encargará de “leer” las sucesión de valores y volver a transformar la onda digitalizada en una señal analógica (réplica de la onda analógica original). Allí habrá una salida (LINE OUT) para direccionar la señal hacia un amplificador, procesador, auricular o cualquier equipo analógico.
El muestreo
Por muestrear entendemos medir el valor de la señal analógica en un momento puntual a intervalos de tiempo constantes. El número de veces por segundo que se toma dicha muestra de la señal analógica para digitalizarla, se denomina frecuencia de muestreo o sample rate, y estará expresada en Hertz (Hz,). Así, 1 Hz será 1 muestra por segundo; 10Khz, 10000 muestras por segundo.
La cuantización
A cada muestra que se toma, se le asigna un valor que representará la amplitud de ese sample, esa asignación es la cuantización. La amplitud total (del máximo positivo al máximo negativo) estará dividida en tantos “escalones” (valores) como la resolución en bits lo permita.
Como vemos en el cuadro, cuanto más cantidad de bits tengamos, más valores intermedios tendremos. Lo que hará que los “escalones” sean más pequeños y la onda digitalizada más parecida a la señal original.
Rango dinámico y relación señal/ruido
El rango dinámico de una sistema de sonido (expresado en decibelios), depende del cociente la máxima y la mínima amplitud que el sistema puede producir. Una forma aproximada y rápida de calcular el rango dinámico de un sistema digital es mediante la fórmula: número de bits*6.
En un aparato electrónico, la relación señal/ruido se mide en dB, e indica la diferencia entre el nivel máximo que el dispositivo puede emitir, y el nivel de ruido existente cuando la señal es silencio (el ruido de fondo). Cuanto mayor sea esta diferencia, más limpio será el sonido del dispositivo. Cuantos más bits utilicemos, más nítido y con menos ruido se percibirá el sonido.
Ventajas e inconvenientes del audio digital
Ventajas:
• Gran capacidad de almacenaje de información; comparando precios, tamaño y capacidad, con el audio analógico.
• La posibilidad de hacer copia de copia sin perder calidad.
• La perdurabilidad del original. En el caso de los CDs y otros discos ópticos, ya que no hay contacto físico con el sistema lector, y los materiales son más resistentes al tiempo, la humedad, el calor, etc.
• La posibilidad de localización rápida y precisa de un fragmento.
• El tamaño cada vez más reducido de los equipos.
• Las infinitas ventajas de la edición no-lineal: deshacer, copiar, pegar, etc.
Inconvenientes:
Si bien aumentando la frecuencia de muestreo y la resolución en bits tenemos un aumento de la calidad sonora, también tenemos “otros aumentos”:
• Aumento del tiempo de procesamiento: cada proceso que realicemos con esa señal llevará más tiempo cuanto más calidad tenga.
• Aumento de la cantidad de memoria requerida para almacenamiento: La unidad de masa requerida para guardar 1 minuto de sonido stereo, 16 bits, 44.1 Khz será de 10 Mb:16bits = 2 bytes; x 2 canales = 4 bytes; x 44.100 = 176.400 bytes por segundo; x 60 = 10.584.000 bytes por minuto = 10 Mb por minuto.
De la misma forma, si el archivo es mono, se reducirá a la mitad; si su resolución en Bits es 8, se reducirá a la mitad; si su Sample Rate es 22.05 Khz, se reducirá también a la mitad.
2 comentarios:
hola María: de las veces que he leido los temas que has tratado,para mí,la mejor explicada,te animo a que escribas mas. Eduardo
Gracias, Eduardo. :)
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