El Tektronix 465 es un osciloscopio excelente, has hecho una buena compra.
Además este es un tema que sirve para comprender el procesado digital de la señal en la realidad, no en ideales teóricos imposibles en la práctica. Lo que hacen los osciloscopios es exactamente lo mismo que hacen los equipos de Audio: reproducir la señal de la manera más fiel posible.
Comprender el funcionamiento de los osciloscopios es especialmente interesante para todos aquellos que acostumbran a usar Nyquist y Shannon como armas arrojadizas, sin saber realmente de que están hablando.
Esto es Nyquist en el mundo real:
[Digitizer’s real-time sample rate = 3 to 4 times digitizer’s bandwidth
Nyquist theorem states that to avoid aliasing, the sample rate of a digitizer needs to be at least twice as fast as the highest frequency component in the signal being measured. However, sampling at just twice the highest frequency component is not enough to accurately reproduce time-domain signals. To accurately digitize the incoming signal, the digitizer’s real-time sample rate should be at least three to four times the digitizer’s bandwidth. To understand why, look at the figure below and think about which digitized signal you would rather see on your oscilloscope]Utilizar el doble de frecuencia de muestreo que la que queremos reproducir es necesario para evitar los efectos de aliasing, pero resulta insuficiente para reproducir correctamente la señal. El texto anterior es de National Instruments; en otro artículo que leí hace unos meses, creo que de Agilent y que no he conseguido encontrar de nuevo para ponerlo aquí, recomendaban seis veces más, lo que quiere decir que para reproducir correctamente 20kHz haría falta una frecuencia de muestreo no de 44.1kHz, sino de 264.6kHz.
La imagen habla por si misma, también pertenece al documento de National Instruments. Nada de veleidades audiofilas o subjetivas aquí, ni siquiera hablan de Audio. Objetividad pura y dura:
Y las ecuaciones de Shannon van en la misma dirección, como la de interpolación que dice claramente que es necesario un número infinito de muestras para reproducir la señal en su totalidad:
La ecuación contiene una suma de infinitos, lo que implica que no puede ser trasladada directamente al mundo real, ya que no hay nada infinito en el mundo físico. Ni siquiera es necesario saber muchas matemáticas o comprender la ecuación, es simple Física elemental de Bachillerato (al menos en el que yo di explicaban Termodinámica) la Termodinámica niega categóricamente la posibilidad de la existencia de sistemas sin pérdidas, o lo que es lo mismo del movimiento perpetuo.
Como ya se ha dicho una y otra vez los ceros y los unos no existen, lo único que hace funcionar los circuitos es el flujo de Electrones, y el flujo de Electrones no es gratis, nada lo es en términos energéticos. Eso es lo que quieren decir los Físicos cuando afirman que no hay comidas gratis, en el mundo real todo cuesta algo en términos de Energía, lo que implica pérdidas siempre, que se producen en los circuitos resulta evidente por el mero hecho de que se calientan lo que es una pérdida energética, si no las hubiera no se calentarían.
Ni siquiera hay que que saber tampoco nada sobre sistemas digitales, es suficiente con Lógica Elemental de Bachillerato (de nuevo, en el que yo di se estudiaba Filosofía y dentro de ella Lógica y las Reglas de los Silogismos, no sé ahora) 'A Premisas Falsas Conclusiones Equivocadas'. Si se parte de una premisa tan absolutamente falsa como que todo son ceros y unos todo lo que se desarrolle posteriormente a partir de ellas resulta invalido.
En otras palabras: no es posible tener archivos 'Lossless'. No sé quien inventó el término pero me parece que está a la altura de aquello del 'crecimiento negativo', dos ejemplos de lo que hace aborrecer el marketing.
Tanto Nyquist como Shannon, además de los fabricantes de osciloscopios, dicen lo mismo: que para reproducir correctamente la señal es necesario aumentar el número de muestras. Justo como funcionan los sistemas, y los osciloscopios, analógicos.
Los sistemas digitales disminuyen el número de muestras a medida que se incrementa la frecuencia de la señal, ya que al tener una frecuencia de muestreo fijo a las frecuencias más altas pueden tomarle menos muestras. Los sistemas analógicos toman
todas las muestras, lo que significa que funcionan justo al revés que los digitales: a medida que aumenta la frecuencia también aumenta el número de muestras (que es lo que dice Nyquist) que tienden a infinito (que es lo que dice Shannon). Los sistemas analógicos cumplen mejor las ecuaciones digitales.
Queda claro que hay que incrementar el número de muestras si se quiere una señal que se aproxime a la realidad. MP3, 'Lossless', ó 44.1kHz fueron compromisos debidos a los límites tecnológicos de la época: en potencia de procesado, en capacidad de almacenaje, o en ancho de banda de Internet.
Va siendo hora de que en el mundo del Audio Digital se pongan las pilas de una vez (en el de los Osciloscopios Digitales ya lo han hecho hace tiempo, le llevan bastante ventaja) y saquen al mercado un formato capaz de reproducir correctamente la señal y que empiece a competir de tú a tú con el campo analógico.
Un estandar posible sería el que han propuesto los profesionales: 1Bit 5.6Mhz.
http://guitarramania.com/index.php/contenidos/home-studio/350-ahora-resulta-que-menos-es-mas-grabacion-digitalDeberían ponerse de acuerdo de una vez los fabricantes para adoptarlo y eliminar así la multitud de ellos que existen en la actualidad y que solo sirven para estorbar el desarrollo de productos de calidad. Pero ahora mismo, si se está interesado en la música y no en el equipo, la única alternativa que le queda al usuario es el vinilo de antes de 1980.
Porque todas estas 'chorradas' tecnológicas no sirven para nada si la calidad de las grabaciones sigue su marcha descencente.
Saludos, Raúl
