Conversión A-D: proceso de muestreo

Published On Oct-05-2017

Transcripción

El muestreo es, en esencia, la medición periódica del voltaje instantáneo de la señal analógica original. En la práctica, el equipo de audio se desvía levemente del desempeño ideal, aunque por un margen lo suficientemente pequeño como para ser despreciable, al menos en términos de evaluación subjetiva de la calidad de audio. Analicemos el proceso básico de muestreo de audio.

En primer lugar, el muestreo debe ser regular, ya que el proceso de timebase correction previo a la conversión digital-analógico asume que el muestreo original fue regular. Por lo tanto, el primer paso para el muestreo consiste en generar una señal de pulsos con amplitud y período constantes, como se muestra en la sección “a” de la siguiente figura. Luego, la forma de onda de la señal original se utiliza para modular la amplitud de la secuencia de pulsos, de la misma manera que el modulator modula la amplitud del carrier en la transmisión de radio AM.

Es necesario evitar la sobre modulación u over-modulation. Esto se da cuando los picos en la señal original exceden la amplitud máxima de los pulsos. Si esto sucede, la señal no será muestreada de manera apropiada. Para evitar la sobre modulación, se aplica un voltaje fijo o DC offset a la señal analógica original, de manera que el cero de esta señal coincida con la mitad de la amplitud de los pulsos. Como resultado, todo el rango dinámico de la señal de entrada será registrado correctamente. En caso de que se dé clipping, este será simétrico, afectando tanto los picos superiores como inferiores.

Figura 7.2. Proceso de muestreo

La señal muestreada, conformada por pulsos ya modulados, contiene una cantidad infinita de armónicos, como muestra la sección “a” de la siguiente figura. Sin embargo, el proceso de muestreo genera armónicos adicionales, los cuales no corresponden al contenido espectral original de la señal muestreada. Este contenido se denomina sidebands o images, ya que son bandas adyacentes a los armónicos que sí pertenecen a la señal que se desea transmitir, como se muestra en la sección “b”. La frecuencia fundamental corresponda a “F sub b”, mientras que los armónicos corresponden a múltiplos de la frecuencia de muestreo “F sub s”.

Es posible convertir la señal muestreada, de nuevo en una señal en función de tiempo continuo, al pasar la señal por un filtro low-pass. Este filtro posee una respuesta que impide el paso de las sidebands, por lo que su señal de salida es la señal con las bandas originales o basebands.. Al considerar este filtro según su acción en el dominio de la frecuencia, decimos que se trata de un filtro anti-image. Si consideramos el filtro según su acción en el dominio del tiempo, decimos que se trata de un filtro de reconstrucción.

Figura 7.3. Sidebands

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