Conversión analógico digital
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Conversión analógico digital. Los conversores digital-analógico son interfaces entre el mundo abstracto digital y la vida real analógica. La operación reversa es realizada por un conversor analógico-digital (ADC).
Sumario
Esquema del proceso
Aplicación
Muchos equipos y dispositivos modernos requieren procesar las señales analógicas que reciben y convertirlas en señales digitales para poder funcionar. Por ser las grabadoras y reproductoras de música en CDs los equipos digitales más conocidos, veremos primero qué es el sonido en sí, qué se entiende por analógico y qué por digital, para una mejor comprensión de este tema.
Reproductores de sonido
El sonido se compone de variaciones de presión o vibraciones de moléculas de aire que llegan hasta los sentidos del oído en forma de ondas acústicas. Esas ondas serán audibles siempre que su frecuencia se limite a un rango superior a los 20 hertz o ciclos por segundo, para los sonidos más graves e inferior de los 20 mil hertz (20 kHz) o ciclos por segundo, para los más agudos.
Cualquier cuerpo que vibre dentro de esa gama de frecuencias, podrá ser captado por el oído como una onda sonora audible. Más allá de los 20 kHz, las ondas se convierten en ultrasonidos, cuyas frecuencias el oído humano es incapaz de percibir, no así algunos animales como el perro, por ejemplo, que puede captar sonidos de hasta unos 30 kHz de frecuencia.
El sonido, independientemente que sea natural o artificial, posee intensidad, tono, timbre y frecuencia, lo cual los diferencia a unos de los otros y permite representarlos gráficamente como una onda senoidal, de amplitud y frecuencia variable.
Si uno o varios sonidos diferentes presentes en una onda sonora son captados, por ejemplo, por un micrófono, obtendremos señales eléctricas analógicas de baja frecuencia o audiofrecuencia, es decir, frecuencias audibles, similares en su forma a las ondas sonoras que le dieron origen.
Esas señales eléctricas las podemos amplificar y/o enviar a través de un cable (como sucede con el teléfono, por ejemplo), o transmitirla también por vía inalámbrica, tal como ocurre con las ondas que emiten las estaciones de radio.
Pero si además de la amplificación o transmisión de las ondas de sonido, contamos con un equipo adecuado de registro, esas señales eléctricas analógicas de audiofrecuencia también se pueden grabar y guardar en un medio masivo de almacenamiento, como pudiera ser una cinta magnetofónica, una videocinta, un CD, un DVD, etc., para su posterior reproducción.
Señal electrónica analógica
Señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían constantemente en forma de corriente alterna, incrementando su valor con signo eléctrico positivo (+) durante medio ciclo y disminuyéndolo a continuación con signo eléctrico negativo (–) en el medio ciclo siguiente.
El cambio constante de polaridad de positivo a negativo provoca que se cree un trazado en forma de onda senoidal. Por tanto, una onda eléctrica de sonido puede tomar infinidad de valores positivos y negativos (superiores e inferiores), dentro de cierto límite de volt también positivos o negativos, representandos siempre dentro de una unidad dedeterminada de tiempo, generalmente medida en segundos.
Grabación del sonido analógico
El método de grabación del sonido analógico consiste, por ejemplo, en registrar en una cinta magnetofónica una representación magnética de las variaciones sonoras que capta el micrófono una vez que éste las convierte en señales eléctricas de audiofrecuencia.
Ese registro se considera como un fenómeno continuo de grabación de impulsos eléctricos de diferentes tensiones o voltajes, que responde a la intensidad, timbres, tonos y frecuencia originales de los diferentes sonidos que capta el micrófono.
Esos impulsos eléctricos se graban en la cinta magnetofónica manteniendo siempre la forma de onda senoidal original que tenía el sonido en el momento que fue captado por el micrófono
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 digital
Con el avance de la ciencia y la técnica, tanto la transmisión como la grabación de los sonidos e imágenes analógicas han sufrido grandes cambios en estos últimos años.
La introducción de las técnicas digitales, permiten hacer muchas cosas más, con mayores ventajas y más versatilidad que con la tecnología analógica.
Muchos de los dispositivos que conocemos en la actualidad como digitales, reciben o captan primero las señales de forma analógica para convertirlas después en señales digitales.
Ese es el caso, por ejemplo, de los reproductores de CDs y DVDs, el módem que emplean los ordenadores para la recepción/transmisión de datos, las cámaras fotográficas y de vídeo digitales, el teléfono móvil o 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 ).
En las cámaras fotográficas y de vídeo digitales, así como en los escáneres, existe un sensor denominado CCD (Charge Coupled Device – Dispositivo de carga acoplada) o, en su defecto, un sensor CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor – Semiconductor de óxido metálico complementario), que son los encargados de convertir las imágenes que reciben en señales 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.
Fuentes
- García Álvarez, José Antonio E. Así funciona la conversión analógico digital. Consultado: 12 de septiembre de 2012.
- Img.directindustry.es - Foto
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