Muestreo de una señal.

Hoy os hablaré, sobre cómo convertimos una señal analógica a una señal digital, mediante el uso de procesado de la señal.

Vamos a partir de una conversación telefónica, de la cual vamos a obtener 1 segundo.

Para que visualmente se vea más sencillo, usaré para el ejemplo una señal tipo seno, con frecuencia 4 Hz y de amplitud 2.

Para este procesado, se realiza un muestreo de la señal, como ya os enseñé en la publicación de la FT. Esto consiste en ir tomando muestras de la señal. Para ello usaré la herramienta de procesado MATLAB.

El teorema de Nyquist relativo al muestreo de señales nos dice que como mínimo tenemos que muestrear una señal a dos veces la frecuencia. Esto lo vamos a ver con un ejemplo.

En las siguientes imágenes. Vemos la señal en rojo, con diferentes frecuencias de muestreo; 2-10-20 respectivamente.

Como veis, a medida que aumentamos la frecuencia de muestreo, la señal original de (azul), y la señal muestreada (rojo), cada vez se parecen más. En audio, un valor típico de frecuencia de muestreo es de 44,100 muestras por segundo. Se utilizan tantas muestras porque una señal, por ejemplo, de una canción no tiene patrones tan repetitivos como la señal de ejemplo que os he puesto, como podéis ver en la siguiente imagen.

Una vez que tenemos la señal muestreada, la cuantificamos, es decir, dividimos la señal en niveles, y a cada punto muestreado se le da un valor en binario, en audio se pueden poner hasta 65,536 niveles. Esos números son los que se envían. En el receptor se hace el proceso inverso, se reciben los números en binario, y se procesa la señal.

Y así (muy resumido), es como se transforma una señal analógica, como por ejemplo una llamada telefónica o una canción, a una digital.