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Grabacion digital
La meta de la grabación es completar una muestra final de muy buena calidad, muy similar a la señal original, para completar esta tarea la grabación digital convierte la onda análoga en un conjunto de números y graba estos números en vez de la onda.
La conversión es echa por un aparato llamado conversor análogo digital ADC o tarjeta de audio, esto nos permite reproducir sonidos ya capturados desde la computadora o del aparato digital.
Hoy en dia los conversores o tarjetas de audio, cumplen con las dos funciones: la de capturar el audio y reproducir el mismo.
ADC - convertidor analogo-digital:
Captura un sonido acustico y lo convierte en datos.
DAC - Convertidor digital-analogo:
Reproduce un sonido digital y lo convierte en impulsos.
En la tarjeta de nuestra computadora
ADC es igual a las entradas:
-Line in
-Mic
DCA es igual a las salidas:
-Line out
-Bocinas
-Audifonos
Digitalizacion
El convertidor ADC o Tarjeta de Sonido de la computadora cuenta con un filtro low pass (fig. Lp1) que remueve todos los componentes de frecuencias o sonidos ubicados en las bajas frecuencias, estos componentes son considerados como ruido, por que ellos no son necesarios para la información.
Los filtros previenen aliasing (interferencia con otros componentes) en un sonido el aliasing es la generación de falsas frecuencias a través de la correcta, cuando se hace sampleo de la frecuencia, esta producen esquinas punteadas o el efecto stair-step, en sonido se produce un “zumbido”.
La unidad sample and hold, samplea el nivel de la señal análoga (mide el nivel) de una frecuencia periódica y es guardada por un momento lo suficientemente largo para que el adc (la tarjeta de audio) pueda convertir la señal cuantizada en números digitales.
La señal cuantizada (señal b) tiene la misma forma que la señal c en el diagrama anterior. Un conversor análogo digital ADC transformara la señal cuantizada en números binarios con N bit.
Señales de video y teléfono son normalmente codificada con 8 bits, sonidos (hi-fi) son codificados con 16 bits.
La señal es procesada por la Pc (amplificada, filtrada, grabada y comprimida)
A veces nosotros queremos transformar la señal digital otra vez en señal análoga, una señal Sonora debe ser análoga para que nuestros parlantes puedan reproducirla, como una señal de video debe ser análoga para un monitor.
Un conversor digital a análogo DAC (la salida de la tarjeta de audio) transforma las señales digitales en una señal análoga.
La salida del DAC la forma c que se muestra en la figura de arriba, se compone de pasos, un filtro pasa bajos lp2 remueve los componentes de las frecuencias innecesarias.
En este diagrama se muestra el proceso sample and hold, la señal análoga a es interrumpida off y on en la frecuencia, la señal cuantizada controla la interrupción.
El interruptor esta ON por un corto tiempo, lo necesario para medir el nivel de la señal, en tiempo ON es mas pequeño que T delta, el nivel de la señal medida es almacenada como el tiempo delta de T y la salida de la señal de SH es formada como la señal B.
En pocas palabras detiene la señal por unos instantes para poder "fotografiarla" tratando de capturar cuanto detalle(frecuencias) pueda.
Entre mayor resolucion logicamente hara una copia mas precisa de la señal.
En esta figura se muestra como la tarjeta de audio con ocho niveles – 3 bits. Samplea la señal en el tiempo T1. El nivel de la señal es medido y codificado por números binarios 101. El siguiente sample a T2 nos da el numero 111. Cada Nuevo sample nos da un numero binario Nuevo.
Si la frecuencia de muestreo es muy baja, perderemos información, es necesario entonces samplear al doble(48khz) en un periodo, en orden de detectar el positivo y las partes negativas de la señal. recordemos que el minimo es de 44khz
Esto significa que la frecuencia de sampleo Fc debe ser igual(44khz) o mas que el doble(48khz, 88khz, 96khz, 192khz) de la mas alta frecuencia en la señal análoga.
Fmax = a la frecuencia análoga mayor que necesitamos o queremos Samplear
DAC - Sampleo y cuantificacion
Convertidor de Analogo a digital, nos referimos a la tarjeta de audio cuando realiza la funcion de captura, logicamente convierte una señal analoga en una digital.
Ejemplifiquemos si quisiéramos grabar una onda como esta..
Asúmamos que cada división en el eje horizontal representa una milésima de segundo.
Cuando sampleamos la onda con un conversor análogo digital, tienes el control sobre estas dos variables. Frecuencia de Sampleo(khz) y cuantizacion (bits)
En la siguiente figura, asumamos que la frecuencia de muestreo es 1000 veces por segundo y la precisión es 10 los rectángulos verdes representan los sampleos, cada una milésima de segundo,la tarjeta de audio observa la onda y los picos cerca de ella y el numero mas cercano a ella, números entre 0 y 9, el numero escogido es mostrado a lo largo de la figura, estos números son representaciones digitales de la onda original, Cuando la tarjeta de audio recrea esta onda desde estos números, se obtienen la forma de onda azul que se muestra en esta figura.
Se puede ver que la línea azul pierde detalles de la onda originalcomparada con la línea roja, eso significa que la fidelidad de la onda reproductora no es muy buena, esto es un error de sampleo.
El error de sampleo se corrige incrementando la frecuencia de sampleo y los bits. Como minimo debemos usar 44khz - 16 bits, 48 khz – 24 bits es bastante aceptable, despues siguen altas resoluciones en sampleo por ejemplo 88 khz, 96khz, 192 etc.
En la siguiente figura la frecuencia y la precisión ha sido doblada otra vez, 16 bits a 44khz por segundo.
Se puede ver que la frecuencia y la precisión incrementa, la fidelidad (la similitud entre la onda original y la salida del DAC) mejora.
A este nivel la salida de la tarjeta de audio (DAC) es mucho mas parecida a la forma de onda original, para cualquier oído humano la esencia del sonido es perfecta en relación a la original.
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