Conversión Conversión Analógico - DigitalAnalógico - Digital

TELECOMUNICACIONES 2TELECOMUNICACIONES 2PPIE 2015PPIE 2015

Dr. Augusto Arce Medina

SEÑAL ELÉCTRICA ANALÓGICASEÑAL ELÉCTRICA ANALÓGICA Aquella en la que los Aquella en la que los

valores de la tensión o valores de la tensión o voltaje varían voltaje varían

constantemente en constantemente en forma de corriente forma de corriente

alterna, incrementando alterna, incrementando su valor con signo su valor con signo

eléctrico positivo (+) eléctrico positivo (+) durante medio ciclo y durante medio ciclo y

disminuyéndolo a disminuyéndolo a continuación con signo continuación con signo eléctrico negativo (–) eléctrico negativo (–)

en el medio ciclo en el medio ciclo siguiente. siguiente.

El cambio constante de polaridad de El cambio constante de polaridad de positivo a negativo provoca que se cree un positivo a negativo provoca que se cree un

trazado en forma de onda senoidal. trazado en forma de onda senoidal. Por tanto, una onda eléctrica de sonido Por tanto, una onda eléctrica de sonido puede tomar infinidad de valores positivos y puede tomar infinidad de valores positivos y negativos (superiores e inferiores), dentro negativos (superiores e inferiores), dentro de cierto límite de volt también positivos o de cierto límite de volt también positivos o negativos, representandos siempre dentro negativos, representandos siempre dentro de una unidad determinada de  tiempo , de una unidad determinada de  tiempo ,

generalmente medida en segundos.generalmente medida en segundos.

Onda senoidal o sinusoidal alterna con frecuencia Onda senoidal o sinusoidal alterna con frecuencia de 3 Hz (hertz) ( ciclos por segundo) . de 3 Hz (hertz) ( ciclos por segundo) .

Cada ciclo está formado porCada ciclo está formado por:: amplitud de ondaamplitud de onda (A)(A), siendo positiva , siendo positiva (+)(+) cuando la sinusoide cuando la sinusoide

alcanza su máximo valor de tensión o voltaje de alcanza su máximo valor de tensión o voltaje de pico (por encima de “0” volt) y negativa pico (por encima de “0” volt) y negativa (–)(–)cuando cuando

decrece (por debajo de “–0 ” volt). decrece (por debajo de “–0 ” volt). El valor máximo que toma la señal eléctrica de una El valor máximo que toma la señal eléctrica de una

onda sinusoidal recibe el nombre de onda sinusoidal recibe el nombre de “cresta” o “cresta” o “pico” (P)“pico” (P), mientras que el valor mínimo o , mientras que el valor mínimo o negativo recibe el< nombre negativo recibe el< nombre de “vientre” de “vientre” o o “valle” (V)“valle” (V). La distancia existente entre una . La distancia existente entre una

cresta o pico y el otro, o entre un< valle o vientre y cresta o pico y el otro, o entre un< valle o vientre y el otro se denomina el otro se denomina “período” (T)“período” (T)..

MÉTODO DE GRABACIÓN DEL SONIDO MÉTODO DE GRABACIÓN DEL SONIDO ANALÓGICOANALÓGICO

Consiste en registrar Consiste en registrar en una cinta en una cinta

magnetofónica una magnetofónica una representación representación

magnética de las magnética de las variaciones sonoras variaciones sonoras

que capta el que capta el micrófono una vez micrófono una vez

que éste las que éste las convierte en señales convierte en señales

eléctricas de eléctricas de audiofrecuencia.audiofrecuencia.

Ese registro se considera como un fenómeno Ese registro se considera como un fenómeno continuo de grabación de impulsos eléctricos continuo de grabación de impulsos eléctricos

de diferentes tensiones o voltajes, que de diferentes tensiones o voltajes, que responde a la intensidad, timbres, tonos y responde a la intensidad, timbres, tonos y

frecuencia originales de los diferentes frecuencia originales de los diferentes sonidos que capta el micrófono. sonidos que capta el micrófono.

Esos impulsos eléctricos se graban en la cinta Esos impulsos eléctricos se graban en la cinta magnetofónica manteniendo siempre la magnetofónica manteniendo siempre la

forma de onda senoidal original que tenía el forma de onda senoidal original que tenía el sonido en el momento que fue captado por el sonido en el momento que fue captado por el

micrófonomicrófono

El hecho que la señal de audiofrecuencia se

registre o grabe en la cinta magnetofónica de forma continua, permite

después su fiel reproducción y

amplificación por medio de un sistema de

altavoces o bafles.

SONIDO DIGITALSONIDO DIGITAL

Con el avance de la Con el avance de la ciencia y la técnica, tanto ciencia y la técnica, tanto

la transmisión como la la transmisión como la grabación de los sonidos e grabación de los sonidos e imágenes analógicas han imágenes analógicas han sufrido grandes cambios sufrido grandes cambios en estos últimos años. en estos últimos años.

La introducción de las La introducción de las técnicas digitales, técnicas digitales,

permiten hacer muchas permiten hacer muchas cosas más, con mayores cosas más, con mayores

ventajas y más ventajas y más versatilidad que con la versatilidad que con la tecnología analógica.tecnología analógica.

Muchos de los dispositivos que Muchos de los dispositivos que conocemos en la actualidad como conocemos en la actualidad como digitales, reciben o captan primero digitales, reciben o captan primero las señales de forma analógica para las señales de forma analógica para

convertirlas después en señales convertirlas después en señales digitales. digitales.

Ese es el caso, por Ese es el caso, por ejemplo, de los ejemplo, de los

reproductores de reproductores de CDs y DVDs, el CDs y DVDs, el

módem que módem que emplean los emplean los

ordenadores para la ordenadores para la recepción/transmisiórecepción/transmisió

n de datos, las n de datos, las cámaras fotográficas cámaras fotográficas y de vídeo digitales, y de vídeo digitales, el teléfono móvil o el teléfono móvil o

celular, etc. celular, etc.

Para realizar la conversión, esos dispositivos utilizan, como elemento intermedio, un dispositivo denominado conversor analógico-digital o ADC (Analogic to Digital Converter),

que recibe primeramente las señales eléctricas en forma de onda senoidal analógica (como la que proporciona el micrófono) y a continuación las convierte en señales digitales, codificadas en valores numéricos binarios, es decir, en "ceros" y "unos" ( 0 - 1 ).

1. 1. Onda sonora o acústica (voz, música, efectos, etc.). Onda sonora o acústica (voz, música, efectos, etc.). 2.2. Micrófono. Micrófono.

3.3. Onda senoidal analógica que se< obtiene  después  que  el  Onda senoidal analógica que se< obtiene  después  que  el  micrófono  convierte  los  sonidos  en  señales  eléctricas  de  micrófono  convierte  los  sonidos  en  señales  eléctricas  de 

audiofrecuencia. audiofrecuencia. 4.4. ADCADC (Analogic to Digital Converter–Conversor Analógico Digital). (Analogic to Digital Converter–Conversor Analógico Digital).

5.5. Señal digital formada por ceros y< unos ( 0 - 1 ), obtenida Señal digital formada por ceros y< unos ( 0 - 1 ), obtenida después que la señal analógica es procesada por el ADC. después que la señal analógica es procesada por el ADC.

6.6. Salida  de  la  señal< de audio digitalizada, lista para ser Salida  de  la  señal< de audio digitalizada, lista para ser grabada.grabada.

En las cámaras En las cámaras fotográficas y de vídeo fotográficas y de vídeo

digitales, así como en los digitales, así como en los escáneres, existe un escáneres, existe un

sensor denominado sensor denominado CCDCCD ((Charge Coupled DeviceCharge Coupled Device – –

Dispositivo de carga Dispositivo de carga acoplada) o, en su acoplada) o, en su

defecto, un sensor defecto, un sensor CMOSCMOS ((Complementary Metal Complementary Metal Oxide SemiconductorOxide Semiconductor – – Semiconductor de óxido Semiconductor de óxido

metálico metálico complementario), que complementario), que son los encargados de son los encargados de convertir las imágenes convertir las imágenes que reciben en señales que reciben en señales eléctricas analógicas.eléctricas analógicas.

En ese caso, al igual que ocurre con el micrófono, un ADC se encarga de

convertir esas señales analógicas en señales digitales de imagen, para que puedan ser almacenadas como tales en una videocinta, en la tarjeta de

memoria del dispositivo, o en cualquier otro dispositivo de almacenamiento

digital, para su posterior visualización.

SensorSensor CCD CCD (Charge Coupled Device - (Charge Coupled Device - Dispositivo de carga acoplada) de una cámara Dispositivo de carga acoplada) de una cámara

fotográfica digital, que permite captar fotográfica digital, que permite captar imágenes analógicas en forma de impulsos imágenes analógicas en forma de impulsos

eléctricos. eléctricos. Una vez tomada la foto, un Una vez tomada la foto, un ADCADC o conversor o conversor

analógico-digital se encarga de convertir las analógico-digital se encarga de convertir las señales analógicas en señales eléctricas de señales analógicas en señales eléctricas de

unos (1) y ceros (0), que serán las encargadas unos (1) y ceros (0), que serán las encargadas de convertir la imagen original en imagen de convertir la imagen original en imagen

digitalizada para su procesamiento o impresión.digitalizada para su procesamiento o impresión.

SensorSensor CCD CCD (Charge Coupled (Charge Coupled Device - Dispositivo de carga Device - Dispositivo de carga

acoplada) de una cámara acoplada) de una cámara fotográfica digital, que fotográfica digital, que

permite captar imágenes permite captar imágenes analógicas en forma de analógicas en forma de

impulsos eléctricos. Una vez impulsos eléctricos. Una vez tomada la foto, un tomada la foto, un ADCADC o o

conversor analógico-digital se conversor analógico-digital se encarga de convertir las encarga de convertir las

señales analógicas en señales señales analógicas en señales eléctricas de unos (1) y ceros eléctricas de unos (1) y ceros (0), que serán las encargadas (0), que serán las encargadas

de convertir la imagen de convertir la imagen original en imagen original en imagen digitalizada para su digitalizada para su

procesamiento o impresión.procesamiento o impresión.

Otro ejemplo de Otro ejemplo de conversión analógico-conversión analógico-

digital lo tenemos en el digital lo tenemos en el módemmódem que que

comúnmente se utiliza comúnmente se utiliza para recibir y enviar para recibir y enviar mensajes de correo mensajes de correo

electrónico y/o multimedia electrónico y/o multimedia por el ordenador o por el ordenador o

computadora y para computadora y para conectarnos a Internet. conectarnos a Internet.

El principio de El principio de funcionamiento del funcionamiento del módem se basa en módem se basa en

transformar las señales transformar las señales analógicas que se reciben analógicas que se reciben

a través de la línea a través de la línea telefónica en señales telefónica en señales digitales, para que el digitales, para que el sistema operativo del sistema operativo del

ordenador o computadora ordenador o computadora las pueda interpretar.las pueda interpretar.

Muchos de esos dispositivos, como el Muchos de esos dispositivos, como el propio módem y las grabadoras de propio módem y las grabadoras de

sonido y de imágenes digitales, poseen sonido y de imágenes digitales, poseen también un también un DACDAC ( (Digital-to-Analog Digital-to-Analog

ConverterConverter – Conversor digital-analógico) – Conversor digital-analógico) que realiza después el proceso inverso, que realiza después el proceso inverso, es decir, convierten las señales digitales es decir, convierten las señales digitales

en señales analógicas.en señales analógicas.

Esa nueva conversión de digital a Esa nueva conversión de digital a analógico es estrictamente necesaria analógico es estrictamente necesaria hacerla, porque el sonido analógico hacerla, porque el sonido analógico es el único audible, o sea, el único es el único audible, o sea, el único que reconoce nuestro sentido de que reconoce nuestro sentido de

oído. oído.

Igualmente, los impulsos Igualmente, los impulsos eléctricoseléctricos analógicos analógicos son son

los únicos capaces de los únicos capaces de mover el cono de un mover el cono de un

altoparlante o bafle para altoparlante o bafle para reproducir de nuevo los reproducir de nuevo los sonidos originales, cosa sonidos originales, cosa que no pueden hacer los que no pueden hacer los

impulsos eléctricos de  “1” impulsos eléctricos de  “1” y “0” del código binario o y “0” del código binario o

digital. digital. Por tanto, para hacer Por tanto, para hacer audible la codificación de audible la codificación de los sonidos digitales por los sonidos digitales por

el/los altoparlantes o el/los altoparlantes o bafles, es necesario bafles, es necesario

convertirlos de nuevo en convertirlos de nuevo en señales eléctricas señales eléctricas

analógicas, con sus analógicas, con sus correspondientes correspondientes

variaciones de tensiones o variaciones de tensiones o voltajes. voltajes.

DIGITALIZACIÓN DE LA SEÑAL DIGITALIZACIÓN DE LA SEÑAL ANALÓGICAANALÓGICA

En una señal eléctrica analógica, los valores En una señal eléctrica analógica, los valores de tensión positivos y negativos pueden de tensión positivos y negativos pueden mantenerse con un valor constante, o mantenerse con un valor constante, o

también pueden variar en una escala que va también pueden variar en una escala que va de "0" volt, hasta el valor máximo que tenga de "0" volt, hasta el valor máximo que tenga

fijado, pasando por valores intermedios. fijado, pasando por valores intermedios. Sin embargo, en la señal digital, a diferencia Sin embargo, en la señal digital, a diferencia

de la analógica, solamente existen dos de la analógica, solamente existen dos condiciones: hay voltaje o no hay voltaje y condiciones: hay voltaje o no hay voltaje y su variación no ocurre de forma continua, su variación no ocurre de forma continua,

sino de forma discreta, a intervalos de sino de forma discreta, a intervalos de tiempo determinados.tiempo determinados.

Las variaciones que sufren los valores de Las variaciones que sufren los valores de tensión o voltaje en una señal analógica, al tensión o voltaje en una señal analógica, al

convertirse en digital se transforma en convertirse en digital se transforma en código numérico binario, representado código numérico binario, representado

exclusivamente por los dígitos “0” y “1”. exclusivamente por los dígitos “0” y “1”. En ese caso, el “0” significa que no existe En ese caso, el “0” significa que no existe

ningún impulso eléctrico de tensión o ningún impulso eléctrico de tensión o voltaje, mientras que el “1” significa que sí voltaje, mientras que el “1” significa que sí hay voltaje con un mismo valor siempre en hay voltaje con un mismo valor siempre en

volt.volt.

En la actualidad infinidad de dispositivos En la actualidad infinidad de dispositivos electrónicos, como los ordenadores o electrónicos, como los ordenadores o computadoras (PC),  los equipos de computadoras (PC),  los equipos de

grabación y reproducción de audio y vídeo grabación y reproducción de audio y vídeo modernos, los teléfonos fijos y móviles o modernos, los teléfonos fijos y móviles o celulares, así como una gran cantidad de celulares, así como una gran cantidad de

dispositivos destinados a realizar dispositivos destinados a realizar investigaciones científico-técnicas y de investigaciones científico-técnicas y de

análisis médicos, basan su funcionamiento análisis médicos, basan su funcionamiento en la tecnología digital.en la tecnología digital.

Por otra parte, todos los CDs y DVDs Por otra parte, todos los CDs y DVDs que utilizamos en nuestras casas, ya que utilizamos en nuestras casas, ya

sean previamente grabados, o vírgenes sean previamente grabados, o vírgenes para grabar imágenes, películas, para grabar imágenes, películas,

juegos, programas para el ordenador, juegos, programas para el ordenador, música, etc., emplean, igualmente, música, etc., emplean, igualmente,

técnicas digitales para almacenar los técnicas digitales para almacenar los datos.datos.

CONVERSIÓN ANALÓGICO DIGITALCONVERSIÓN ANALÓGICO DIGITAL

Una vez aclaradas las diferencias Una vez aclaradas las diferencias básicas entre la tecnología analógica y básicas entre la tecnología analógica y

la digital, veamos ahora cómo se la digital, veamos ahora cómo se efectúa el proceso de conversión de una efectúa el proceso de conversión de una

tecnología a otra.tecnología a otra.

Para realizar esa tarea, el conversor Para realizar esa tarea, el conversor ADCADC (Analog-to-Digital Converter - (Analog-to-Digital Converter -

Conversor Analógico Digital) tiene que Conversor Analógico Digital) tiene que efectuar los siguientes procesos:efectuar los siguientes procesos:

   

1.1.- Muestreo - Muestreo de la señal analógica.de la señal analógica.2.- 2.- CuantizaciónCuantización de la propia señal de la propia señal3.- 3.- Codificación Codificación del resultado de ladel resultado de la

cuantización, en código binario.cuantización, en código binario.

Muestreo de la señal analógicaMuestreo de la señal analógica

Representación gráfica de Representación gráfica de medio ciclo positivo medio ciclo positivo (+) (+) , , correspondiente a una correspondiente a una

señal eléctrica analógica señal eléctrica analógica de sonido, con sus de sonido, con sus correspondientes correspondientes

armónicos. Como se armónicos. Como se podrá observar, los podrá observar, los

valores de variación de la valores de variación de la tensión o voltaje en esta tensión o voltaje en esta sinusoide pueden variar sinusoide pueden variar en una escala que va de en una escala que va de

“0” a “7” volt.“0” a “7” volt.

Para convertir una señal analógica en Para convertir una señal analógica en digital, el primer paso consiste en realizar digital, el primer paso consiste en realizar

un muestreo un muestreo (sampling)(sampling) de ésta, o lo que es de ésta, o lo que es igual, tomar diferentes muestras de igual, tomar diferentes muestras de

tensiones o voltajes en diferentes puntos de tensiones o voltajes en diferentes puntos de la onda senoidal. la onda senoidal.

La frecuencia a la que se realiza el La frecuencia a la que se realiza el muestreo se denomina razón, tasa o muestreo se denomina razón, tasa o

también frecuencia de muestreo y se mide también frecuencia de muestreo y se mide en kilohertz (kHz). en kilohertz (kHz).

En el caso de una grabación digital de En el caso de una grabación digital de audio, a mayor cantidad de muestras audio, a mayor cantidad de muestras

tomadas, mayor calidad y fidelidad tendrá tomadas, mayor calidad y fidelidad tendrá la señal digital resultante.la señal digital resultante.

Durante el proceso de muestreo se Durante el proceso de muestreo se asignan valores numéricos asignan valores numéricos

equivalentes a la tensión o voltaje equivalentes a la tensión o voltaje existente en diferentes puntos de la existente en diferentes puntos de la sinusoide, con la finalidad de realizar sinusoide, con la finalidad de realizar

a continuación el proceso de a continuación el proceso de cuantización.cuantización.

Para realizar el Para realizar el muestreo (sampling) muestreo (sampling)

de una señal de una señal eléctrica analógica y eléctrica analógica y convertirla después convertirla después en digital, el primer en digital, el primer

paso consiste en paso consiste en tomar valores tomar valores

discretos de tensión discretos de tensión o voltaje a intervalos o voltaje a intervalos

regulares en regulares en diferentes puntos de diferentes puntos de

la onda senoidal.la onda senoidal.

Por tanto, una señal cuyo muestreo se Por tanto, una señal cuyo muestreo se realice a 24 kHz, tendrá menos calidad y realice a 24 kHz, tendrá menos calidad y

fidelidad que otra realizada a 48 kHz. fidelidad que otra realizada a 48 kHz. Sin embargo, mientras mayor sea el Sin embargo, mientras mayor sea el

número de muestras tomadas, mayor será número de muestras tomadas, mayor será también el ancho de banda necesario para también el ancho de banda necesario para

transmitir una señal digital, requiriendo transmitir una señal digital, requiriendo también un espacio mucho mayor para también un espacio mucho mayor para

almacenarla en un CD o un DVD.almacenarla en un CD o un DVD.

CONDICIÓN DE NYQUISTCONDICIÓN DE NYQUIST El ingeniero sueco Harry Nyquist formuló el siguiente teorema para obtener una grabación

digital de calidad:

“La frecuencia de muestreo mínima requerida para realizar una grabación digital

de calidad, debe ser igual al doble de la frecuencia de audio de la señal analógica que

se pretenda digitalizar y grabar”.

Este teorema recibe también el nombre de “Condición de Nyquist”.

Es decir, que la tasa de muestreo se Es decir, que la tasa de muestreo se debe realizar, al menos, al doble de la debe realizar, al menos, al doble de la frecuencia de los sonidos más agudos frecuencia de los sonidos más agudos que puede captar el oído humano que que puede captar el oído humano que

son 20 mil hertz por segundo (20 kHz). son 20 mil hertz por segundo (20 kHz). Por ese motivo se escogió la frecuencia Por ese motivo se escogió la frecuencia

de 44,1 kHz como tasa de muestreo de 44,1 kHz como tasa de muestreo para obtener “calidad de CD”, pues al para obtener “calidad de CD”, pues al ser un poco más del doble de 20 kHz, ser un poco más del doble de 20 kHz,

incluye las frecuencias más altas que el incluye las frecuencias más altas que el sentido del oído puede captar. sentido del oído puede captar.

Cuantización de la señal analógicaCuantización de la señal analógica

Una vez realizado el muestreo, el Una vez realizado el muestreo, el siguiente paso es la cuantización siguiente paso es la cuantización

(quantization)(quantization) de la señal analógica. de la señal analógica. Para esta parte del proceso los valores Para esta parte del proceso los valores continuos de la sinusoide se convierten continuos de la sinusoide se convierten

en series de valores numéricos en series de valores numéricos decimales discretos correspondientes a decimales discretos correspondientes a los diferentes niveles o variaciones de los diferentes niveles o variaciones de

voltajes que contiene la señal analógica voltajes que contiene la señal analógica original.original.

Por tanto, la cuantización representa el Por tanto, la cuantización representa el componente de muestreo de las componente de muestreo de las

variaciones de valores de tensiones o variaciones de valores de tensiones o voltajes tomados en diferentes puntos voltajes tomados en diferentes puntos

de la onda sinusoidal, que permite de la onda sinusoidal, que permite medirlos y asignarles sus medirlos y asignarles sus

correspondientes valores en el sistema correspondientes valores en el sistema numérico decimal, antes de convertir numérico decimal, antes de convertir

esos valores en sistema numérico esos valores en sistema numérico binario. binario.

Proceso de Proceso de cuantización cuantización

(quantization) (quantization) de la señal de la señal eléctrica eléctrica

analógica para analógica para su conversión su conversión

en señal digital.en señal digital.

Codificación de la señal en código binarioCodificación de la señal en código binario

Después de realizada la cuantización, Después de realizada la cuantización, los valores de las tomas de voltajes los valores de las tomas de voltajes se representan numéricamente por se representan numéricamente por

medio de códigos y estándares medio de códigos y estándares previamente establecidos. Lo más previamente establecidos. Lo más

común es codificar la señal digital en común es codificar la señal digital en código numérico binario.código numérico binario.

La codificación La codificación permite asignarle permite asignarle valores numéricos valores numéricos

binarios binarios equivalentes a los equivalentes a los

valores de tensiones valores de tensiones o voltajes que o voltajes que

conforman la señal conforman la señal eléctrica analógica eléctrica analógica

original.original.

En este ejemplo En este ejemplo gráfico de gráfico de

codificación, es codificación, es posible observar posible observar

cómo se ha cómo se ha obtenido una obtenido una

señal digital y el señal digital y el código binario código binario

correspondiente correspondiente a los niveles de a los niveles de

voltaje que voltaje que posee la señal posee la señal

analógica.analógica.

La siguiente tabla muestra los valores numéricos del 0 al 7, pertenecientes al La siguiente tabla muestra los valores numéricos del 0 al 7, pertenecientes al sistema decimal y sus equivalentes en código numérico binario. En esta sistema decimal y sus equivalentes en código numérico binario. En esta tabla se puede observar que utilizando sólo tres bits por cada número en tabla se puede observar que utilizando sólo tres bits por cada número en

código binario, se pueden representar ocho niveles o estados de código binario, se pueden representar ocho niveles o estados de cuantización.cuantización.

Y en esta otra tabla se puede ver la sustitución que se ha Y en esta otra tabla se puede ver la sustitución que se ha hecho de los valores numéricos correspondientes a los hecho de los valores numéricos correspondientes a los voltajes de las muestras tomadas de la señal analógica voltajes de las muestras tomadas de la señal analógica utilizada como ejemplo y su correspondiente conversión a utilizada como ejemplo y su correspondiente conversión a valores en código binario.valores en código binario.

BITS DE RESOLUCIÓN DEL AUDIO DIGITALBITS DE RESOLUCIÓN DEL AUDIO DIGITAL

En una grabación analógica la longitud de la En una grabación analógica la longitud de la sinusoide u onda senoidal grabada en una sinusoide u onda senoidal grabada en una cinta, por ejemplo, determina la calidad y cinta, por ejemplo, determina la calidad y

fidelidad que tendrá después la fidelidad que tendrá después la reproducción de los sonidos, es decir, lo que reproducción de los sonidos, es decir, lo que se conoce como "respuesta de frecuencia". se conoce como "respuesta de frecuencia". En las antiguas grabaciones en cintas En las antiguas grabaciones en cintas magnetofónicas analógicas de ¼ pulgada magnetofónicas analógicas de ¼ pulgada

de ancho y carrete abierto, las grabaciones de ancho y carrete abierto, las grabaciones de audio se podían efectuar a diferentes de audio se podían efectuar a diferentes

velocidades de giro de la cinta.velocidades de giro de la cinta.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA CONVERSIÓN VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA CONVERSIÓN ANALÓGICO DIGITALANALÓGICO DIGITAL

Ventajas:Ventajas:

No introduce ruidos en la transmisión. No introduce ruidos en la transmisión. Se guarda y procesa mucho más fácilmente que la analógica. Se guarda y procesa mucho más fácilmente que la analógica. Posibilita almacenar grandes cantidades de datos en diferentes soportes Posibilita almacenar grandes cantidades de datos en diferentes soportes Permite detectar y corregir errores con más facilidad. Permite detectar y corregir errores con más facilidad. Las grabaciones no se deterioran con el paso del tiempo como sucede con Las grabaciones no se deterioran con el paso del tiempo como sucede con

las cintas analógicas. las cintas analógicas. Permite realizar regrabaciones sucesivas sin que se pierda ninguna Permite realizar regrabaciones sucesivas sin que se pierda ninguna

generación y, por tanto, calidad. generación y, por tanto, calidad. Permite la compresión para reducir la capacidad de almacenamiento. Permite la compresión para reducir la capacidad de almacenamiento. Facilita la edición visual de las imágenes y del sonido en un ordenador o Facilita la edición visual de las imágenes y del sonido en un ordenador o

computadora personal, utilizando programas apropiados. computadora personal, utilizando programas apropiados. El rayo láser que graba y reproduce la información en CDs y DVDs nunca El rayo láser que graba y reproduce la información en CDs y DVDs nunca

llega a tocar físicamente su superficie. llega a tocar físicamente su superficie. No la afecta las interferencias atmosféricas (estática) ni de otro tipo No la afecta las interferencias atmosféricas (estática) ni de otro tipo

cuando se transmite por vía inalámbrica, como ocurre con las cuando se transmite por vía inalámbrica, como ocurre con las

transmisiones analógicastransmisiones analógicas. .

DesventajasDesventajas

• Para su transmisión requiere un mayor Para su transmisión requiere un mayor ancho de banda en comparación con la ancho de banda en comparación con la analógica. analógica.

• La sincronización entre los relojes de un La sincronización entre los relojes de un transmisor inalámbrico digital y el receptor transmisor inalámbrico digital y el receptor requiere que sea precisa, como ocurre con requiere que sea precisa, como ocurre con el el GPS ( (Global Positioning SystemGlobal Positioning System - Sistema - Sistema de Posicionamiento Global). de Posicionamiento Global).

• Las transmisiones de las señales digitales Las transmisiones de las señales digitales son incompatibles con las instalaciones son incompatibles con las instalaciones existentes para transmisiones analógicas.existentes para transmisiones analógicas.

LOS BITS Y LOS BYTESLOS BITS Y LOS BYTES

Se conoce que una PC constituye un dispositivo electrónico Se conoce que una PC constituye un dispositivo electrónico

digital. digital.

La palabra “digital” está relacionada con el término “dígito”, La palabra “digital” está relacionada con el término “dígito”,

que a su vez significa “dedo”.que a su vez significa “dedo”.

La etimología proviene de que nuestros antepasados tenían La etimología proviene de que nuestros antepasados tenían

que contar con los dígitos o dedos las piezas que cazaban. que contar con los dígitos o dedos las piezas que cazaban.

De ahí también que las impresiones que dejan los dedos De ahí también que las impresiones que dejan los dedos

cuando tocamos un objeto se denominen “huellas cuando tocamos un objeto se denominen “huellas

digitales”.digitales”.

Se supone que por la necesidad que Se supone que por la necesidad que tenían esos primeros “homo sapiens” de tenían esos primeros “homo sapiens” de utilizar los diez dedos de las manos para utilizar los diez dedos de las manos para contar (recurso que aún utilizan muchos contar (recurso que aún utilizan muchos niños e incluso no muy niños), surgió el niños e incluso no muy niños), surgió el

sistema numérico que aprendemos desde sistema numérico que aprendemos desde muy temprano en la escuela, compuesto muy temprano en la escuela, compuesto

por diez dígitos o números que van del “0” por diez dígitos o números que van del “0” al “9”. al “9”.

Ese sistema que todos conocemos, se Ese sistema que todos conocemos, se denomina denomina "sistema numérico decimal", o "sistema numérico decimal", o

"de base 10"."de base 10".

Pero , el sistema decimal no es el único que existe Pero , el sistema decimal no es el único que existe para realizar cálculos simples o complejos. para realizar cálculos simples o complejos. Coexisten, otros sistemas numéricos, Coexisten, otros sistemas numéricos,

desconocidos para la mayoría de las gentes, desconocidos para la mayoría de las gentes, Por ej. el "sistema numérico hexadecimal", de Por ej. el "sistema numérico hexadecimal", de

"base 16", y el "sistema numérico binario", de "base 16", y el "sistema numérico binario", de "base 2". "base 2".

Este último es el más utilizado en informática y Este último es el más utilizado en informática y emplea para efectuar todas las operaciones emplea para efectuar todas las operaciones

matemáticas solamente el “0” y “1”, dígitos con matemáticas solamente el “0” y “1”, dígitos con los cuales los ordenadores realizan todas las los cuales los ordenadores realizan todas las operaciones para las que fueron concebidos. operaciones para las que fueron concebidos.

De ahí su denominación de De ahí su denominación de "dispositivos "dispositivos digitales".digitales".

El sistema numérico binario fue el escogido El sistema numérico binario fue el escogido por los ingenieros informáticos para el por los ingenieros informáticos para el

funcionamiento de los ordenadores, porque funcionamiento de los ordenadores, porque era más fácil para el sistema electrónico de era más fácil para el sistema electrónico de la máquina distinguir y manejar solamente la máquina distinguir y manejar solamente

dos dígitos, o sea, el "0" y el "1" que dos dígitos, o sea, el "0" y el "1" que componen el sistema numérico binario, en componen el sistema numérico binario, en lugar de los diez dígitos (del 0 al 9), que lugar de los diez dígitos (del 0 al 9), que

constituyen el sistema numérico decimal.constituyen el sistema numérico decimal.

De no haber existido el sistema matemático De no haber existido el sistema matemático binario, el desarrollo de una tecnología para que binario, el desarrollo de una tecnología para que los ordenadores pudieran funcionar empleando el los ordenadores pudieran funcionar empleando el sistema decimal hubiera sido tan costosa que los sistema decimal hubiera sido tan costosa que los

ordenadores no hubieran estado siquiera al ordenadores no hubieran estado siquiera al alcance de la mayoría de las empresas, tal como alcance de la mayoría de las empresas, tal como

ocurría con las voluminosas computadoras o ocurría con las voluminosas computadoras o “mainframes”“mainframes” que se utilizaron a partir de los años que se utilizaron a partir de los años

50 del siglo pasado.50 del siglo pasado.

Esas enormes máquinas sólo la podían adquirir Esas enormes máquinas sólo la podían adquirir empresas muy poderosas, que las utilizaron hasta empresas muy poderosas, que las utilizaron hasta que comenzaron a ser desplazadas, a partir de los que comenzaron a ser desplazadas, a partir de los

años 80 del siglo pasado, por los ordenadores o años 80 del siglo pasado, por los ordenadores o computadoras personales (PC).computadoras personales (PC).

Para su funcionamiento, tal como ya se Para su funcionamiento, tal como ya se mencionó, el ordenador utiliza el sistema mencionó, el ordenador utiliza el sistema numérico binario basándose en un código numérico binario basándose en un código

o programa que le sirve para recibir, o programa que le sirve para recibir, interpretar y ejecutar los datos. interpretar y ejecutar los datos.

Todos los programas, instrucciones, textos Todos los programas, instrucciones, textos y órdenes que introducimos en el y órdenes que introducimos en el

ordenador éste las recibe en código ordenador éste las recibe en código binario como una cadena de ceros y unos. binario como una cadena de ceros y unos.

Cada cero (“0”) y cada uno (“1”), Cada cero (“0”) y cada uno (“1”), representa un representa un “bit”“bit” de información. La de información. La palabra “bit” constituye el acrónimo de palabra “bit” constituye el acrónimo de

BBinary Diginary DigITIT, que significa “dígito binario”. , que significa “dígito binario”.

Para formar cada carácter Para formar cada carácter alfanumérico, es decir una alfanumérico, es decir una letra, número o signo, los letra, número o signo, los ingenieros informáticos, ingenieros informáticos,

después de realizar después de realizar muchas pruebas, optaron muchas pruebas, optaron por combinar ocho bits o por combinar ocho bits o cadena de ceros y unos cadena de ceros y unos

para formar un “octeto” al para formar un “octeto” al que denominaron “byte”.que denominaron “byte”.

A cada carácter alfanumérico le asignaron A cada carácter alfanumérico le asignaron un byte de información y estructuraron 256 un byte de información y estructuraron 256 valores binarios distintos en un código que valores binarios distintos en un código que

llamaron ASCII llamaron ASCII (American Standard Code for (American Standard Code for Information Interchange – Código Estándar Information Interchange – Código Estándar

Americano para Intercambio de Americano para Intercambio de Información)Información)..

En el Código ASCII los valores binarios entre En el Código ASCII los valores binarios entre 0 y 31 corresponden a instrucciones, entre 0 y 31 corresponden a instrucciones, entre

32 y 127 corresponden al alfabeto 32 y 127 corresponden al alfabeto alfanumérico y entre 128 y 255 a caracteres alfanumérico y entre 128 y 255 a caracteres

de otros idiomas y signos menos de otros idiomas y signos menos convencionales. convencionales.

Cuestionario Previo. PRACTICA DIRIGIDA Cuestionario Previo. PRACTICA DIRIGIDA TELECOMUNICACIONES IITELECOMUNICACIONES II

Como se producía la grabación y reproducción de sonido y video en cinta Como se producía la grabación y reproducción de sonido y video en cinta magnetofónica? magnetofónica?

Como se `produce la grabación y reproducción en CD y en DVD?Como se `produce la grabación y reproducción en CD y en DVD? Cual es el papel del Cual es el papel del CCDCCD ( (Charge Coupled DeviceCharge Coupled Device – Dispositivo de carga – Dispositivo de carga

acoplada) o, en su defecto, un sensor acoplada) o, en su defecto, un sensor CMOSCMOS ( (Complementary Metal Oxide Complementary Metal Oxide SemiconductorSemiconductor – Semiconductor de óxido metálico complementario), en – Semiconductor de óxido metálico complementario), en las cámaras digitales fotográficas y de video?las cámaras digitales fotográficas y de video?

En forma concreta, explique el papel de un MODEMEn forma concreta, explique el papel de un MODEM Explique el rol de un micrófono y un parlante en un sistema de sonido. Explique el rol de un micrófono y un parlante en un sistema de sonido.

Estos se pueden activar por medio de señales digitales? Por que?Estos se pueden activar por medio de señales digitales? Por que? Cuales on los tres procesos para obtención de una señal digitalizadaCuales on los tres procesos para obtención de una señal digitalizada Enuncie y explique brevemente el Teorema de NyquistEnuncie y explique brevemente el Teorema de Nyquist