Fundamentos de la Modulación QAM y Técnicas de Compresión de Audio
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Modulación QAM: Conceptos y Funcionamiento
La QAM (Modulación de Amplitud en Cuadratura) es una técnica que utiliza dos portadoras de la misma frecuencia, pero desfasadas 90º. Este tipo de modulación se conoce desde la inserción de la TV en color, ya que las señales de diferencia de color modulan en amplitud a una misma portadora (subportadora de color) desfasada 90º. Esto significa que una portadora sigue a la otra, separada en un cuarto de ciclo.
En transmisiones digitales, cada una es modulada en fase y amplitud por una porción de la señal de la entrada digital. Las dos señales se combinan entonces y se transmiten como una sola forma de onda. El equipo receptor solo necesita invertir el proceso para producir una salida digital que pueda procesarse para producir luego imágenes u otra información útil. Estableciendo varios niveles de amplitud posibles para cada una de las dos portadoras, aumentará el número de bits por segundo que pueden transmitirse en un ancho de banda dado.
Psicoacústica y Compresión de Audio
Las condiciones de la audición humana permiten llevar a cabo la compresión de audio mediante los siguientes fenómenos:
Enmascaramiento frecuencial
Corresponde a la propiedad que tiene el oído humano de presentar una curva de silencio tipo campana alrededor de los tonos próximos en frecuencia y de menor volumen del dominante escuchado. Es posible suprimir todo el contenido del espacio de la campana, ya que sería imperceptible para el oído humano.
Enmascaramiento temporal
La presencia de un sonido de elevada amplitud enmascara temporalmente otros sonidos próximos menores. Se considera que el inicio y la posterior extinción del sonido no tienen un efecto instantáneo para el oído humano, por lo que aparece un tiempo de silencio en ambos extremos que produce el indicado enmascaramiento. En este caso, se puede suprimir toda la información existente inmediatamente alrededor del sonido dominante de máxima amplitud.
Optimización de datos
Las condiciones indicadas permiten suprimir datos a efectos de compresión. Para ello, solo es necesario conocer las curvas de respuesta y los algoritmos de control adecuados. Asimismo, en el rango dinámico es posible aplicar una codificación con factor de escala variable en función de la frecuencia de los tonos.