Pulse Code Modulation: método de representación

Published On Dec-06-2017

Transcripción

Existen distintas maneras en las que el audio puede ser representado de manera digital. La más común, si no universal, se conoce como Modulación de Código de Pulso, o PCM por sus siglas en inglés, Pulse Code Modulation. El audio representado en esta forma es luego procesado por distintos métodos de DSP y codificado en diferentes formatos digitales. A continuación, estudiamos los principios que explican el método de representación PCM.

La siguiente figura ilustra el proceso de representación de audio PCM. El eje X representa el tiempo transcurrido. El eje Y representa la amplitud de la señal de audio entrante. En este caso, se trata del voltaje instantáneo de la señal de audio analógica.

La amplitud de la señal continua de entrada se mide de manera periódica. Este proceso se denomina muestro o sampling. El ritmo al que se toma cada medición o muestra es determinado por la frecuencia de muestreo o sample rate. Por ejemplo, en un sistema digital con un sample rate de 44.1kHz, se toman 44100 muestras por segundo.

El voltaje instantáneo de la señal de entrada al momento que se toma cada muestra se registra como un número entero, los cuales luego son almacenados o transmitidos a la siguiente etapa en el sistema digital. Nótese que la señal continua original se descarta, únicamente permanecen los valores de voltaje correspondientes a cada muestra.

Figura 1.3. Representación PCM

Podemos deducir, entonces, que cualquier variación en la frecuencia con la que se toman las muestras, afectará el momento en el que se toma cada muestra y, por lo tanto, reducirá la fidelidad del audio.

Es común que las muestras lleguen a la siguiente etapa del sistema de audio con una frecuencia irregular. Para corregir esto, las muestras se almacenan temporalmente en una memoria, la cual luego se lee con base en una señal clock estable, generada localmente. Esto se denomina timebase correction y es utilizado por todos los sistemas de audio digital confiables.

Es importante comprender que le proceso de muestreo o sampling es analógico. La señal se vuelve digital, una vez que se codifican en código binario los valores discretos de los voltajes instantáneos.

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