Señal de bias

MUESTREO:

-Filtro (dibujo):

En la conversión de analógica a digital, la señal de entrada puede contener frecuencias muy altas. Aunque están por encima del intervalo audible humano, si no se eliminan por filtraje antes de la etapa de muestreo (sampling), se transformarán o se detectarán en el intervalo de las frecuencias audibles durante la grabación y la reproducción.La señal de entrada debe pasar por un filtro pasabajos. Esta etapa (antialising) elimina las altas fr no deseadas antes del muestreo y entonces antes de cualquier proceso. Es un defecto en el muestreo, si no se corrige este fenómeno, las fr se solapan. Este tipo de filtro es digital y de muy alta selectividad. (7º A 9º orden)

-Frecuencia:

1.En la grabación digital, el proceso del muestreo implica que se toman muestras (valores = voltajes) de la señal original en intervalos fijos y se modulan en impulsos que son una representación de la forma de onda original. La mayor fr. De una señal q ha de ser codificada debe hacerse con una fr de muestreo de por lo menos el doble de su fr máxima. El ritmo de los intervalos fijados para las muestras se llama fr. De muestreo (Nyquist).
2.En audio digital se utilizan normalmente 3 fr de muestreo: 32, 44.1 y 48 Khz. La utilizada internacionalmente 32 khz, el máximo de transmisión de radio es de 15 khz, para grabación digital en cinta.. Se pueden usar 48, 96 y 188 Khz (sist profesionales).
3. El aliasing (foto) es el efecto que causa que señales continuas distintas se vuelvan indistinguibles cuando se muestrean digitalmente. Cuando esto sucede, la señal original no puede ser reconstruida de forma precisa a partir de la señal digital.

Codificación:

Los voltajes se convierten a través de un proceso llamado codificación en un código de dígitos binarios (bits) compuesto por una serie de impulsos. En la conversión de analógica a digital (CAD) si hay  1s  existe voltaje si hay 0s  hay ausencia de este. En un sist. De audio digital, las señales enviadas tienen 2 estados y conmutan en tiempos predeterminados en función de una señal reloj estable. Una cantidad expresada como un nº binario se denomina palabra digital.En un número binario, los dígitos representan el incremento de las potencias de 2 a partir del LSB. Se define también el MSB y la longitud de palabra. Existen dos formas de poder utilizar las señales binarias con el objeto de transportar muestras de audio: Transmisión en Paralelo y Transmisión en serie. La cantidad depende del nº de bits, puede ser de 3 bits, de 4 (0101), etc.. Cada bit indica dos niveles distintos de cuantificación. Por ejemplo, una palabra de 2 bits puede cuantificar 4 niveles diferentes, el 00, 01, 10 , 11 seria así sucesivamente. Una palabra digital de “n” bits produce  2ⁿ niveles discretos. Si hay mas niveles de cuantificación mayor será la palabra digital y mejor relación con la señal original.

CORRECION ERROR:

Las pérdidas de señal (dropouts) hacen que un mayor número de bits situados en un área resulten defectuosos. A estos fallos se les denomina ráfaga de Error. En el sistema binario, un bit presenta sólo dos estados. Si uno de ellos es incorrecto sólo hay q invertirlo para que sea correcto. La principal dificultad se encuentra en identificar los bits que están defectuosos ya q se consigue añadiendo bits redundantes para la codificación de los datos. Cuantos más fallos haya, más redundancia será necesaria. El nivel de redundancia es igual al nivel de fallos que pueden tratarse.

Codificación Redundante

: Los más usuales son: Reed-Solomon y Viterbi FEC: Describen una técnica para enviar bits redundantes suficientes para reconocer la información afectada por errores y en ciertas instancias corregirla. Una comparación entre ellos se fundamenta en la relación entre la redundancia(incremento de velocidad), reducción de BER (Bit Error Code).

FEC a Bloques

: Las variantes más usadas son BCH y CIRC (Reed-Solomon).Se denomina Código Cíclico a un FEC a bloques que utiliza un polinomio generador con un FSR (feedback shift register). Existen ciertas variantes del FEC a bloques, los más usadas son: código BCH: Es el tipo de código más conveniente para errores independientes. Código de lectura entrelazada cruzada Reed-Solomon(Code CIRC). Es una variante del BCH y la más apropiada para ráfagas de errores, y es la que se usa en el caso de la grabación de sonido. FEC convolucional, aplicando el algoritmo de Viterbi. El método, denominado decodificación de máxima probabilidad o algoritmo de Viterbi-1976.

OCULTACIÓN:

Es un proceso mediante el cual puede calcularse el valor de una muestra que se ha perdido a partir de las que la rodean. El valor de la muestra calculado no tiene por qué ser exactamente igual que el original por lo q la ocultación puede ser percibida. Existen Cuatro muy utilizados: - Silenciamiento. - Mantenimiento de palabra previa.- Interpolación lineal. - Interpolación de alto orden: Es similar al anterior, pero mejorado, la muestra que falta se promedia con varias anteriores y varias posteriores, resultando un nivel más exacto. Se utiliza en aplicaciones muy críticas, con gran pérdida de información. La ocultación es posible redistribuyendo o remezclando la secuencia de las muestras antes de la grabación. Las muestras impares son separadas de las pares. Los grupos de muestras pares e impares pueden grabarse en lugares diferentes por lo q si se produce una ráfaga de error, se vea afectado sólo uno de los grupos.

Entrelazado:

cuando se añade redundancia igual a la magnitud de la perdida en cada código resulta ineficaz. Se puede mejorar la eficacia del sistema si se emplea la técnica del entrelazado.

Codificación MI CANAL:

Para altas densidades de grabación, utilizaremos varios canales; las tolerancias físicas provocan desplazamientos de fase, o errores de sincronización entre las pistas paralelas, por lo que cada una de ellas debe ser independiente hasta que sea corregida la base de tiempos de la señal reproducida. El proceso de modulación de los datos en serie para que se auto sincronicen con la frecuencia de reloj se denomina codificación del canal. La codificación del canal también modela el espectro de la forma de onda en serie, con el fin de hacer que sea más eficaz. Con un buen código de canal, se pueden almacenar mayor cantidad de datos en un determinado soporte. El modelado del espectro se utiliza en los CD y en los DAT. La frecuencia mínima de la señal se producirá cuando tengamos un gran número de “0” ó “1” seguidos, mientras que secuencias cambiantes de 0,1,0,1,0,1,0,1… provocará una frecuencia muy elevada. Entre estos dos rangos, el margen es tan amplio, que se ha de establecer unos límites a la trama a grabar; se utiliza una técnica denominada modulación 8 a 14 (EFM). Se trata de sustituir muestras de 8 bit por otras de 14.

Sistema de Modulación(dibujo):

Para poder almacenar la secuencia de 1s y 0s, variable del sistema, se emplea una técnica para asegurar el éxito, la modulación de no retorno a cero invertido. (NRZI NRZ1). En este sistema, los 1s, son representados por transiciones que se producen justo a la mitad del tiempo que les corresponde. Si antes de que aparezca 1 tenemos un nivel bajo, cuando llega este número, (justo a la mitad del nivel que le corresponde) se pasa a nivel alto. Lo mismo ocurre si antes de que aparezca un 1 tenemos nivel alto, cuando llega este número, (justo a la mitad del nivel que le corresponde), se pasa a nivel bajo. La sucesión de 0s, no produce cambios. También si tenemos un 1 y pasamos a 0, no se produce variación.(Permaneciendo en nivel alto. NRZI) La siguiente sucesión de 1s, se cambiará de nivel, en cada media transición salvo en el caso final de transición a 0, que no cambia de nivel. 

Codificación EFM

En Audio una muestra de 16bits, se le llama Palabra y media palabra indica un Símbolo, de una Muestra dada. Para corregir las deficiencias en la modulación NRZI, a la secuencia binaria de una muestra cuantificada, se le convierte a otra secuencia distinta. (También binaria). Este proceso de conversión actúa directamente sobre los símbolos que constituyen las muestras. Con este proceso, cada símbolo de 8 bits es convertido a una secuencia única de 14 bits. (Almacenada en una memoria ROM). Por lo q el sincronismo del reloj de bits puede ser regenerado a partir de los datos. La frecuencia de los niveles de voltaje tiene q ser limitada después de que se realice la NRZI. Los símbolos de 14 bits deben cumplir la siguiente regla: El número de ceros no debe ser mayor de 10 ni menor de 2 entre dos unos, y no puede contener unos contiguos entre símbolos. (Regla de 2 a 10).  De las 277 combinaciones posibles, se eliminan las 21 más perjudiciales y se utilizan 256. Al final de cada símbolo de 14bits se agregan 3bits llamados de acoplamiento o fusión.(merging bits) Los bits merging, hacen cumplir la regla 2 a 10 y mantienen todos los patrones libres de corriente continua. A la señal resultante, se le conoce como señal: EFM-NRZI, EFM o EFMI Es la señal a grabar en un CD o en una Cinta Digital.