Estudio retroprospectivo

Digitalización:

representación discreta de la señal analógica, que permite recuperar esta posteriormente con un error nulo o Mínimo. ETAPAS: MUESTREO, Cuantificación, Codificación.

MUESTREO

Teorema de Nyquist– Para obtener una señal discreta en tiempo que sea una versión fiel de una señal analógica debe usarse una frecuencia de muestreo:
Fs>=2·BW– En caso contrario, la señal discreta en tiempo incluirácomponentes espectrales no existentes en la señal analógica, no pudiéndose recuperar esta sin error. Este error se denomina aliasing.
filtro antialising:-El filtro antialiasing facilita el cumplimiento del teorema de Nyquist.-Como no es perfecto, introduce distorsiones lineales en la señal:1º Distorsión de amplitud por tener una banda de paso no plana (rizado).2º Distorsión de fase o de retardo de grupo.-No siempre elimina totalmente el aliasing. -La salida del filtro es lo que REALMENTE se digitaliza.

Cuantificación CON N BITS

La amplitud de las muestras se discretiza:-El rango dinámico de la señal de entrada se divide en 2^N tramos. N es el número de bits. – A la amplitud se le asigna el valor del tramo al que pertenece. Ya no hay tensión sino un número entero: Del 0 al 2N ‐1 en vídeo y del ‐2(N‐1) al 2(N‐1) ‐1 en audio. – Todas las amplitudes del mismo tramo proporcionan el mismo valor (Aparece el error de cuantificación, que se podrá apreciar al recuperar la señal analógica).

CODIFICACIÓN

-Cada valor se expresa en binario con N bits. -La salida es un conjunto de muestras de N bits: conjunto de «1» y «0». -Codificación de señal positiva: 1º Típico en vídeo.2º Los valores van del 0 al (2^N ‐1). – codificación de señal negativa y positiva:
bit signo y complemento a 2.

A/D AUDIO:MUESTREO:

Ancho de banda básico de audio: 20 kHz.-Frecuencia de muestreo bajas:1º  44.1 kHz (CD).2º 48 kHz (equipos estudio y Grabadores actuales). 3ºRequiere filtro antialiasing muy abrupto que introduce mucha distorsión de fase en la señal que se digitaliza. -Frecuencia de muestreo altas: 96 kHz y 192 kHz (DVD‐Audio,Blu‐Ray) y Filtro antialiasing más suave, con menor distorsión. -El muestreo real no se hace con “deltas” sino con pulsos: circuito “Sample&Hold”.

A/D Audio: cuantificación:

En audio existe la posibilidad de usar dos tipos de cuantificaciones:1º Lineal: Cada tramo del cuantificador tiene asociado el mismo rango de tensiones de la señal. 2º No lineal: Los intervalos de cuantificación de tensiones bajas son más pequeños que los de tensiones altas. Disminuye el impacto del error de cuantificación. Existen dos tipos estandarizados: Ley A y Ley u. Uso casi exclusivo en digitalización de voz. -El Audio cuantifica valores binarios negativos: Se utiliza la codificación en complemento a 2.

AES3:

Estándar, también conocido como AES/EBU, usado en equipos equipos de estudio estudio y del que se deriva el SPDIF doméstico-Digitaliza 2 canal de audo (típicamente estéreo  : L y R) y sus datos se organizan de forma multiplexada TDM.- Complemento a 2.- Los datos de cada muestra de cada canal digitalizado (hasta 24 bits) se introducen introducen en una trama de datos digitales de 32 bits.- Código de canal: BiPhase‐Mark – Más adecuado para transmisión serie por cable. – Para cada nuevo bit, el nivel de tensión cambia al principio del símbolo: “0”, el nivel se mantiene toda la duración del bit.  “1”, el nivel cambia a la mitad de la duración del bit. – El nivel eléctrico no es significativo para el dato lógico. – El resultado es una señal cuyo pulso más estrecho dura la mitad  del tiempo de bit.4:4:4.Si las tres señales se muestrean a la frecuencia básica, sea cual sea esta. 2º 4:2:2. Si las dos señales de color se muestrean a frecuencia mitad de la básica. Para YCbCr. -Se pueden derivar por submuestreo en el dominio digital otras estructuras: 1º 4:1:1. Las dos señales de color se diezman horizontalmente respecto a 4:2:2. 2º 4:2:0. Las dos señales de color se diezman verticalmente respecto a la 4:2:2.- Los filtros antialiasing deben cumplir una plantilla estandarizada:1º Para cumplir con la plantilla de distorsión de retardo de grupo o distorsión de fase, requieren incorporar un filtro de corrección de fase. 2º Las plantillas permiten un cierto grado de aliasing, ya que solo tienen una atenuación de 12 dB a la frecuencia de Nyquist. 3º En vídeo, un ligero aliasing no siempre es detectable, e incluso a veces favorece la sensación psicovisual de“imagen con detalles” (existen estudios estadísticos). 27 MHz para 4:2:2 576i 4:3 y 16:9 anamórfico, 36 MHz para 4:2:2 576i 16:9 mejorado, 148.5 MHz para 4:2:2 HDTV 720p y 1080i, 222.75 MHz para 4:4:4 HDTV 720p y 1080i, 297 MHz para 4:2:2 HDTV 1080p. -La señal de vídeo digital se serializa y se le dota de un código de canal y un interface eléctrico adecuados. -Siempre usa datos de 10 Bits: de muestreo original, rellenados desde muestreos a 8 bits o adaptados desde muestreos a 12 bits. -Código de canal: S‐NRZ‐I. -Problemas y límites de la señal SDI: ancho de banda elevado, recuperación de reloj, respuesta en frecuencia de los cables, desadaptaciones de impedancias.