Codificación de señales digitales: HDB3, NRZ-L, ASK, PSK, FSK y más

Codificación de Señales Digitales

Funcionamiento Detallado de HDB3 y NRZ-L

HDB3 (High Density Bipolar of order 3)

El código HDB3 sustituye secuencias de bits que provocan niveles de tensión constantes por otras que garantizan la anulación de la componente continua y la sincronización del receptor. Las secuencias de cuatro ceros (violaciones) se reemplazan por una de las siguientes secuencias:

• 000V
• B00V

Donde:

• V es el bit de violación y mantiene la polaridad anterior.
• B es un bit de relleno y cambia la polaridad respecto al pulso anterior.

NRZ-L (Non Return to Zero-Level)

En NRZ-L, un voltaje positivo representa un bit '0', y un voltaje negativo representa un bit '1'.

• Se utilizan dos niveles de tensión diferentes para los dígitos binarios 0 y 1.
• El nivel de tensión se mantiene constante durante la duración del bit.
• No hay transiciones al nivel cero de tensión (no hay retorno a cero).

Métodos de Modulación Digital: ASK, PSK y FSK

• FSK (Frequency Shift Keying): Modulación por desplazamiento de frecuencia. La frecuencia de la portadora varía entre dos valores que representan el '1' y el '0' lógicos.
• ASK (Amplitude Shift Keying): Modulación por desplazamiento de amplitud. La amplitud de la portadora varía entre dos niveles que representan el '1' y el '0' lógicos.
• PSK (Phase Shift Keying): Modulación por desplazamiento de fase. La fase de la portadora varía entre dos ángulos que representan el '0' y el '1' lógicos.

Parámetros de un Códec de Audio

Un códec de audio se define por varios parámetros clave:

1. Número de canales: Indica el tipo de sonido (monoaural, binaural o multicanal).
2. Frecuencia de muestreo: Cantidad de muestras de amplitud tomadas por unidad de tiempo.
3. Resolución (Número de bits): Determina la precisión con la que se reproduce la señal original.
4. Bit rate: Velocidad o tasa de transferencia de datos (bits por segundo, bps).
5. Pérdida: Algunos códecs eliminan información durante la compresión (compresión con pérdidas), lo que resulta en una señal resultante diferente de la original.

Formatos de Audio y Video: MP3, MP4 y MP5

• MP3: Formato de compresión de audio que reduce significativamente el tamaño del archivo sin una pérdida notable de calidad.
• MP4: Formato contenedor que almacena datos de audio y video comprimidos.
• MP5: No es un formato estándar. Es una nomenclatura comercial para designar a reproductores multimedia portátiles capaces de reproducir audio, video e imágenes.

Transmisión Asíncrona

En la transmisión asíncrona:

• Los datos se transmiten carácter a carácter (de 5 a 8 bits).
• La separación entre caracteres es uniforme.
• En estado de reposo, el receptor busca una transición de 1 a 0 (bit de inicio).
• Se muestrea la señal de entrada varias veces.
• Normalmente, se añade un bit de inicio (0), bits de datos, un bit de paridad (opcional) y uno o dos bits de parada (1). Sirven para sincronizar la transmisión y detectar errores.
• Luego, se busca la siguiente transición de 1 a 0.