Digitalizacion de Señales

Digitalización de las Señales

La Digitalización es el proceso mediante el cual un mensaje se convierte en una sucesión de impulsos eléctricos, equivalente a dígitos combinados (código binario), el 0 ó el 1 (en realidad es una serie de apagado y prendido de impulso combinados). Estos dígitos son los llamados bits. De esta forma, todo mensaje que es susceptible de transformarse en señal eléctrica y ser codificado digitalmente puede almacenarse en soporte informático o transmitirse como tren de impulsos por una red adecuada (hilo telefónico, microondas, fibra óptica, cable coaxial, etc.) El código digital o binario es la base del tratamiento informático y de la tecnología de la información en su estado actual.

La digitalización supone un cambio radical en el tratamiento de la información. Permite su almacenamiento en grandes cantidades en objetos de tamaño reducido o, lo que es más revolucionario, liberarla de los propios objetos y de sus características materiales y hacerla residir en espacios no topológicos (el 'ciberespacio' o la 'infosfera') como las redes informáticas, accesibles desde cualquier lugar del mundo en tiempo real. También podemos reproducirla sin merma de calidad de modo indefinido, enviarla instantáneamente a cualquier lugar de la Tierra y manipularla en modos que nuestros antepasados ni siquiera soñaron. La digitalización de la información está cambiando el soporte primordial del saber y el conocimiento y con ello cambiará nuestros hábitos y costumbres en relación al conocimiento y la comunicación y, a la postre, nuestras formas de pensar.

Muestreo, Cuantificación y Codificación.

El muestreo digital es uno de los procesos involucrados en la digitalización de las señales analogicas. Consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud de la señal analógica. El intervalo entre muestras debe ser constante. El ritmo de este muestreo, llamado frecuencia o tasa de muestreo determina el número de muestras que se toma en un intervalo de tiempo.El proceso de muestreo no debe ser confundido con el de cuantificación.
El proceso de cuantificación es uno de los pasos que se sigue para lograr la digitalización de una señal analógica. Básicamente, la cuantificación lo que hace es convertir una sucesión de muestras de amplitud contínua en una sucesión de valores discretos preestablecidos según el código utilizado. Durante el proceso de cuantificación se mide el nivel de voltaje de cada una de las muestras, obtenidas en el proceso de muestreo, y se les atribuye a un valor finito (discreto) de amplitud, seleccionado por aproximación dentro de un margen de niveles previamente fijado. Los valores preestablecidos para ajustar la cuantificación se eligen en función de la propia resolución que utilice el código empleado durante la codificación. Si el nivel obtenido no coincide exactamente con ninguno, se toma como valor el inferior más próximo.

La Codificación es el último de los procesos que tiene lugar durante la conversion Analogica-Digital.La codificación consiste en la traducción de los valores de tensión electrica analógicos que ya han sido cuantificados (ponderados) al sistema binario, mediante códigos ya definidos. La señal analógica va a quedar transformada en un tren de impulsos digital (sucesión de ceros y unos). El códec es el código específico que se utiliza para la codificación/decodificación de los datos. Y dentro de este aspecto de la codificación el códec tiene más caracteristicas:

-Número de canales: Indica el tipo de sonido con que se va a tratar: monoaural (Mono), binaural (Estéreo) o multicanal (Sistema 5.1).

-Frecuencia de muestreo: Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, mayor será la fidelidad del sonido obtenido respecto a la señal de audio original. (La frecuencia de muestreo debe ser igual al doble del ancho de banda de las señales a muestrear ya que una frecuencia menor se perdería información sobre la misma y a una frecuencia más alta no se obtendría información extra.).

-Resolucion (Número de bits): Determina la precisión con la que se reproduce la señal original. Se suelen utilizar 8, 10, 16 o 24 bits por muestra. Mayor precisión a mayor número de bits.

-Bit Rate: El bit rate es la velocidad o tasa de transferencia de datos. Su unidad es el bit por segundo (bps).

-Pérdida: Algunos códecs al hacer la Compresión eliminan cierta cantidad de información, por lo que la señal resultante, no es igual a la original.
Existen tres tipos de codificación digital, los cuales son:

• Codificacion digital Unipolar,
• Codificacion digital Polar, y
• Codificacion digital Bipolar.

En síntesis, el proceso de conversión analógico-digital o modulación por impulsos codificados (PCM) se realiza mediante tres pasos:

- Muestreo (sampling)
- Cuantificación (quantization)
- Codificación (codification),