Conversión A-D: muestreo y aliasing en audiovisuales

Published On Oct-05-2017

Transcripción

El fenómeno de aliasing puede ser analizado en el dominio del tiempo. Consideremos la siguiente figura, en la que se muestra la forma de onda de una señal analógica en un gráfico de amplitud contra tiempo.

Figura 7.5. Aliasing en función del tiempo

En el primer gráfico, la frecuencia de muestreo es lo suficientemente alta como para representar apropiadamente la forma de onda de la señal entrante. En el segundo gráfico, la frecuencia de la señal de entrada es lo suficientemente alta como para que la frecuencia de muestreo sea incapaz de registrarla apropiadamente. Como resultado, al convertir de nuevo la señal a analógico en el D-A, se reconstruirá una onda de frecuencia más baja que la original, representada en la figura por la línea punteada. Se ha aliasing, ya que la frecuencia de la señal de entrada es mayor a la mitad de la frecuencia de muestreo.

Es común observar aliasing en audiovisuales, debido a los frame rates o cuadros por segundo relativamente bajos que se utilizan, al menos hasta los últimos años. Por ejemplo, un video analógico con un frame rate de cuadros por segundo o 24Hz, producirá aliasing cuando un objeto cambie con una frecuencia mayor a 12Hz. Por ejemplo, los rayos de una rueda de bicicleta suelen distorsionarse, ya que, a menudo, cambian con una frecuencia mayor a 12Hz. Conforme la frecuencia con la que los rayos de la rueda pasan por el mismo punto se acerca a 24Hz, la rueda parecerá permanecer estática.

Figura 7.6. Aliasing en video

Debido a que el límite superior del rango de frecuencias del sistema auditivo humano, en condiciones ideales, es de 20kHz, la frecuencia de muestreo del disco compacto es suficiente como para representar todas las frecuencias audibles. Sin embargo, muchos instrumentos producen armónicos con frecuencias que exceden el rango audible. Asimismo, existen micrófonos y dispositivos analógicos capaces de procesarlos. Si estos armónicos, aunque indetectables para el oído humano, alcanzaran el convertidor A-D, se produciría aliasing dentro del rango audible. Para evitar esto, los convertidores suelen incluir un filtro low-pass antes de la conversión A-D.

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