4. DIGITALIZACIÓN DE SEÑALES

4.1 CONCEPTO Y VENTAJAS DE DIGITALIZACIÓN

La digitalización es el proceso de convertir información analógica en formato digital. los materiales que se convierten pueden adoptar varias formas: cartas, manuscritos, libros, fotografías, mapas, grabaciones sonoras, microformas, películas, efemérides, objetos tridimensionales, etc.

El objetivo de la digitalización es mejorar el acceso a los materiales. a tal fin, muchos de los materiales digitalizados pueden ser buscados a través de bases de datos en internet.

para que los materiales puedan ser digitalizados existen varias maneras de capturarlos: por medio de escaner, fotografía digital, grabación digital, etc. una amplia variedad de equipamiento está disponible para ayudar en este proceso.

Ventajas:

1 - La información queda asegurada de por vida, adaptada y actualizada a los tiempos y las necesidades de hoy y mañana.

2 - Podemos consultar los documentos en cualquier momento a través de distintos medios digitales como notebooks, teléfonos móviles y pcs de escritorio. Además pueden ser legalizados y asegurados gracias al uso de la firma digital.

3 - Podemos compartir los documentos de manera rápida utilizando servicios online como redes sociales y cuentas de correo.

4 - Los documentos digitalizados pueden ser modificados y se pueden pasar a varios formatos como .DOC* de word y .PDF*, una extensión muy usada en la web.

5 - Remplazamos bibliotecas y estantes que pueden ocupar una habitación de la oficina por un CD o DVD.

6 - Disminuye costos de logística en envios de documentos, viajes, cadetería, correo físico y los problemas de seguridad.

7 - Los documentos no están expuestos a manchas, agua, deterioro, cortes, rayones… u otras eventualidades que pongan en riesgo a los mismos.

8 - Las fotocopiadoras, impresoras, tintas, abrochadoras y demás insumos ya no son necesarios en la oficina.

9 - Aumenta la productividad de los empleados al facilitar el acceso a los documentos que ademas pueden ser visualizados simultaneamente.

10 - El acceso puede ser controlado con distintos niveles de permisos de usuarios.

Y mas ventajas

No solo la digitalización de documentos puede ser aplicada para fines comerciales, también puede ser usada por cualquier persona que quiera resguardar información que considere de importancia. Como papeles del hogar, tramites, datos personales, realizar copias de seguridad de sus publicaciones favoritas, fotografías y mucho mas.

4.2  TEOREMA DEL MUESTREO

Desarrollado por H. Nyquist, quien afirmaba que una señal analógica puede ser reconstruída, sin error, de muestras tomadas en iguales intervalos de tiempo. La razón de muestreo debe ser igual, o mayor, al doble de su ancho de banda de la señal analógica".

La teoría del muestreo define que para una señal de ancho de banda limitado, la frecuencia de muestreo, fm, debe ser mayor que dos veces su ancho de banda [B] medida en Hertz [Hz].

fm > 2*B

Supongamos que la señal a ser digitalizada es la voz...el ancho de banda de la voz es de 4,000 Hz aproximandamente. Entonces, su razón de muestreo sera 2*B= 2*(4,000 Hz), es igual a 8000 Hz, equivalente a 8,000 muestras por segundo (1/8000). Entonces la razón de muestreo de la voz debe ser de al menos 8000 Hz, para que puede regenerarse sin error.

La frecuencia 2*B es llamada la razón de muestreo de Nyquist. La mitad de su valor, es llamada algunas veces la frecuencia de Nyquist.

El teorema de muestreo fue desarrollado en 1928 por Nyquist y probado matematicamente por Claude Shannon en 1949.

4.3 MODULACIÓN POR PULSOS

Este tipo de modulación es la consecuencia inmediata del muestreo de una señal analógica. Si una señal analógica, por ejemplo de voz, se muestrea a intervalos regulares, en lugar de tener una serie de valores continuos, se tendrán valores discretos a intervalos específicos, determinados por la, que debe ser como mínimo del doble de la frecuencia máxima de la señal muestreada. En la modulación de pulsos, lo que se varía es alguno de los parámetros de un tren de pulsos uniformes, bien sea su amplitud, duración o posición. En este tipo de modulación se distinguen dos clases: modulación analógica de pulsos, en que la información se transmite básicamente en forma analógica, pero la transmisión tiene lugar a intervalos discretos de tiempo y modulación digital de pulsos en que la señal de información es discreta, tanto en amplitud como en tiempo, permitiendo la Transmisión de datos como una secuencia de pulsos codificados, todos de la misma amplitud. Este tipo de transmisión no tiene contraparte en los sistemas de onda continua. En la modulación digital, la señal de información es un flujo binario compuesto por señales binarias, es decir cuyos niveles de voltaje sólo son dos y corresponden a ceros y unos. La señal de muestreo es en general una sucesión de pulsos unipolares, cuyas amplitudes son proporcionales a los valores muestra instantáneos del mensaje de datos.

4.4 RELACIÓN ENTRE RUIDO Y ANCHO DE BANDA

La potencia S de la señal desempeña un papel dual en la transmisión de información. Primero, S esta relacionada con la calidad de la transmisión. Al incrementarse S, la potencia de la señal, se reduce el efecto del ruido de canal, y la información se recibe con mayor exactitud, o con menos incertidumbre. Una mayor relación de señal a ruido S/N permite también la transmisión a través de una distancia mayor. En cualquier caso, una cierta S/N mínima es necesaria para la comunicación.

4.5 LA COMPRESIÓN

Diversas técnicas para la disminución del tamaño de archivos, imágenes, sonidos, etc. La compresión pretende, en principio, transferir o almacenar la misma información empleando la menor cantidad de espacio. Esto permite ahorrar espacio de almacenamiento y disminuir el tiempo en la transferencia de datos.

Una compresión puede ser con pérdida de información/calidad (generalmente para las imágenes y sonidos), o sin pérdida de información (para archivos o información que no debe ser degradada, como documentos de texto). Ver compresión con pérdida de datos y compresión sin pérdida de datos.

La compresión de uno o más ficheros en paquetes (zip, rar, pak, arj, etc.) no solo suele resultar en un ahorro de espacio en disco, sino que mejora la portabilidad de múltiples archivos. Al descomprimirse estos paquetes, se obtiene exactamente la misma información que la original. Además los paquetes pueden partirse en distintos volúmenes.

La compresión con pérdida de datos hace referencia a otro tipo de compresión utilizado generalmente para reducir el tamaño de videos, música e imágenes. En esta compresión se elimina cierta cantidad de información básica de la original, pero, en general, esa eliminación de datos es tolerable o casi imperceptible al ojo o al oído humano.

Tanto con pérdida de datos o sin pérdida, la información se comprime a través de un compresor.

Para la compresión de datos se utilizan complejos algoritmos para descubrir redundancia de datos, datos similares entre sí, etc. Algunos algoritmos conocidos de compresión son el RLE, Huffman, LZW, etc.

4.6 MULTIPLEXIÓN EN EL TIEMPO

Es un sistema de transmisión en el cual un numero de comunicaciones están multiplexados en una portadora al asignar a cada comunicación un especio especifico de tiempo. El proceso se lleva a cabo "intercalando" las muestras de diferentes señales para que estas se puedan transmitir en forma secuencial por el mismo canal.

TDM tiene como objetivo multiplexar "n" canales PCM; según el estándar que se escoja (ETSI o ANSI), para lograr lo que se denomina un PCM de 1er orden (E1 o T1), para esto se genera un conjunto de 16 tramas PCM numeradas de la 0 a la 15, que es el ciclo completo TDM.

4.7 RELACIÓN ENTRE ANCHO DE BANDA Y VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN

El medio de transmisión de las señales limita mucho las componentes de frecuencia a las que puede ir la señal, por lo que el medio sólo permite la transmisión de cierto ancho de banda.

En el caso de ondas cuadradas (binarias), estas se pueden simular con ondas senoidales en las que la señal sólo contenga múltiplos impares de la frecuencia fundamental. Cuanto más ancho de banda, más se asemeja la función seno (multifrecuencia) a la onda cuadrada. Pero generalmente es suficiente con las tres primeras componentes.

Se puede demostrar que al duplicar el ancho de banda, se duplica la velocidad de transmisión a la que puede ir la señal.

Al considerar que el ancho de banda de una señal está concentrado sobre una frecuencia central, al aumentar esta, aumenta la velocidad potencial de transmitir la señal.

Pero al aumentar el ancho de banda, aumenta el coste de transmisión de la señal aunque disminuye la distorsión y la posibilidad de ocurrencia de errores. 

4.8 MODULACIÓN DIFERENCIAL

Es una modulación digital en la que se transmite la diferencia entre la muestra pronosticada y el valor de la muestra, mediante una señal codificada.

BIBLIOGRAFIAS:

tecnologiayinformatica.bligoo.com.ar/concepto-de-digitalizacionwww.eveliux.com/mx/Teoria-del-muestreo-de-Nyquist.html
https://www.ecured.cu/Modulaci%C3%B3n_por_amplitud_de_pulsos
http://www.alegsa.com.ar/Dic/compresion.php
https://www.ecured.cu/TDM#TDM_.28Multiplexaje_por_divisi.C3.B3n_de_tiempo.29
http://www.galeon.com/senales/aficiones1350310.html