Frecuencia de muestreo
Lucas Fernandez
| Definición Breve | Es el numero de muestras por segundo con que se registra una señal de audio analógica para transformarla en una señal de audio digital. |
|---|---|
| Tema | Audio Digital |
| Subtema | Frecuencia de muestreo |
| Audio | <embed>https://www.youtube.com/watch?v=hRhVb6iRArg</embed> |
Frecuencia de muestreo (Sample rate)
La frecuencia de muestreo (sample rate) indica el numero de muestras por segundo que se toman de una señal de audio analógica (tiempo continuo) para transformarla en una señal de audio digital (tiempo discreto). Cuanto mayor es la frecuencia de muestro, la digitalización de la señal sera representada con mayor calidad y semejante a la original. Es expresada en Hercios (Hz ciclos por segundo)
Digitalización
Muestreo y retención (Sample & hold)
El circuito Sample & hold se encarga de muestrar la señal analógica en un momento dado y retiene el valor de la muestra por el tiempo que sea necesario. La finalidad de este circuito consiste en mantener la señal constante para lograr la conversión A/D (Analógica a digital)
Cuantización
" Consiste en asignarle un valor discreto a cada una de las muestras obtenidas en la etapa previa ". La resolucion del convesor A/D determinara los posibles valores de amplitud de la señal, cuanto mayor sea esta resolución tendremos una representación mas fiel de nuestra señal.
Ruido de cuantización
" Se define como la diferencia entre la señal muestreada antes de cuantizar y la señal muestreada cuantizada ". Representa la perdida de la calidad del audio luego del proceso de cuatización.
Codificación
La codificación consiste en asignarle un codigo a cada una de las muestras ya cuantizadas. Existe gran variedad de codigos digitales para ser utilizados, pero el mas comun es el codigo binario.
Parametros de conversión:
- Frecuencia de muestreo
- Numero de canales (binaural, monoaural, multicanal)
- Resolución (nro. de bits)
- Bit Rate (tasa de transferencia, bits p/segundo)
Ejemplos de Rango Dinámico en distintos generos musicales
Rango Dinámico de John Williams – Star Wars Operture – Género: Clásica Sinfónica
Rango Dinámico de U2 – Bad – Género: Rock Grounge )
Rango Dinámico de Hector Lavoe – El Cantante – Género: Salsa )
Rango Dinámico de Eminem – The Real Slim Shady – Género: Hip-Hop )
Audio de John Williams
Audio de U2
Audio de Hector Lavoe
Audio de Eminem
Podemos ver que dentro de los géneros musicales el de menor rango dinámico es el Hip-Hop seguido por el Rock y por el otro extremo tenemos a la Música Sinfónica y a la Salsa, siendo la Sinfónica la de mayor rango dinámico. Esto es así en primer lugar por la naturaleza de cada género, mientras el Hip-Hop siempre tiene presente una percusión y bajo base muy repetitivos y que no cambian de nivel, la música Sinfónica tiene una instrumentación mucho más amplia y diferentes matices durante la ejecución, digamos que la Salsa (y géneros similares) están a la mitad del camino de estos dos estilos, en cuanto a rango dinámico se refiere. Pero muchas veces no es así, desde mediados de los noventa, se han forzado las mezclas para siempre tener un nivel alto, con ello reduciendo el rango dinámico y esto origina, quitarle un poco de esencia y naturalidad a la música. Tambien hay que saber qué el rango dinámico se ve afectado tanto por el medio de grabación, por el soporte de reproducción así como el equipo usado para la reproducción, es decir por los micrófonos usados en la grabación y la manera en que se grabó, si el registro fue en cinta o en equipos digitales o si se reproduce en bocinas de una laptop o por un equipo de alta fidelidad. Por ejemplo el LP tiene mayor rango dinámico que las cassettes compactos, los CD’s tienen mayor rango dinámico teórico que los cassettes compactos, aunque se sabe que adolecen en registro y reproducción de frecuencias bajas y ahora con los nuevos formatos como el DVD y el Blu-Ray estos poseen un mayor rango dinámico que todos los anteriores.
Db ( Decibel )
El Db es la medición en el rango dinámico y equivale a la décima parte de un Bel. Una unidad de referencia para medir la potencia de una señal o la intensidad de un sonido. El nombre Bel viene del físico norteamericano Alexander Graham Bell (1847-1922). El decibel es una unidad relativa de una señal, tal como la potencia, voltaje, etc. Los logaritmos son muy usados debido a que la señal en decibeles (dB) puede ser fácilmente sumada o restada y también por la razón de que el oído humano responde naturalmente a niveles de señal en una forma aproximadamente logarítmica.
Compresión Dinamica en el Audio
Consiste en la reducción del rango dinámico de la grabación original. O sea, en reducir las diferencias entre los sonidos más fuertes y los más débiles de la grabación, haciendo un poco más fuertes los que están grabados como débiles, y algo más débiles los que están grabados fuertes. En nuestra percepión sonora será la de una música o audio más denso, más lleno, con más sonoridad, los sonidos tenues ya no serán tan tenues. Pero a la vez, perderá dinámica, pudiendo perder sensación de vida y realismo, y resultando más saturado.
Otro uso común y necesario de la compresión del rango dinámico, es en sonorización profesional (conciertos, auditorios, estadios, clubs, etc), para conseguir una función de limitación de picos. Si configuramos adecuadamente los parámetros de un compresor de audio, podemos conseguir que no tenga ningún efecto sobre el audio, y que sólo afecte a los picos que llegan a un limite máximo, que serán recortados. Esta configuración no comprimirá el rango dinámico, será transparente para el audio normal, pero recortará los picos maximos si pasan del limite que estipulemos. Este uso es una funcionalidad diferente del mismo procesado, y es muy necesario en sistemas de sonorización profesional de alta potencia que están rindiendo durante varias horas seguidas, y donde un pico inesperado por encima de lo previsto podría averiar amplificadores o altavoces.
Otros procesadores de rango dinámico
Limitador: reduce el nivel de la señal que está por encima del umbral hasta el nivel de ese umbral haciendo que ningún sonido sobrepase ese nivel. En el caso de los limitadores, el ratio suele estar ajustado a infinito.
Expansor atenúa los niveles que están por debajo del umbral haciendo que suenen más tenues todavía. De esta manera este procesador funciona al contrario que un compresor, ya que está aumentado el rango dinámico.
Bibliografia
- https://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_de_muestreo
- http://www.elo.jmc.utfsm.cl/sriquelme/apuntes/sample%20and%20hold/samplehold.pdf
- https://wikitacora.wikispaces.com/file/view/Tema+6.+Circ.+de+muestreo+y+retenci%C3%B3n.pdf
- http://www.fotonostra.com/digital/muestreoaudio.htm
- http://www.unimusica-peru.com/produccion_musical_frecuencia_muestreo.htm
- Análsis espectral - la transformada de Fourier en la música, Gustavo Basso. Coleccion universitaria (2001)
- http://www.dtic.upf.edu/~egomez/teaching/sintesi/SPS1/Tema2-Digitalizacion.pdf