A10 Conversores ADC/DAC y Procesamiento Digital de Senales

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Convertir una señal analógica del mundo real en datos digitales exige respetar, antes que nada, un principio fundamental: la frecuencia a la que se toman las muestras de la señal debe ser al menos el doble de la frecuencia más alta contenida en ella. Si se muestrea a una tasa menor, aparecen frecuencias falsas en el resultado digital que no existían en la señal original —el aliasing—, un fenómeno que no puede corregirse después de ocurrido, porque una vez mezclada la frecuencia falsa con las reales, ya no hay forma de distinguir cuál era cuál.

Todo conversor analógico-digital tiene, además, una resolución limitada por el número de niveles discretos que puede distinguir, lo cual introduce un límite teórico a la relación entre la señal y el ruido de cuantización que ese conversor puede alcanzar, límite que crece cuantos más bits de resolución tiene el conversor; en la práctica, el desempeño real de un conversor siempre es algo peor que ese límite teórico debido a imperfecciones del propio circuito —retomando esta misma limitación por ruido que ya describió el modelo correspondiente de este catálogo—, por lo que se mide también una resolución "efectiva" que resume su desempeño real, más honesto que la resolución nominal.

Una vez la señal está en formato digital, los filtros digitales permiten procesarla con gran flexibilidad: unos, de respuesta finita, garantizan que todas las frecuencias se retrasen exactamente lo mismo —una propiedad muy valorada en audio y comunicaciones, análoga a la que ya buscaba la aproximación Bessel entre los filtros analógicos—, aunque suelen requerir más recursos de cálculo que la alternativa de respuesta infinita para lograr una especificación equivalente.

Por eso este módulo, que abre con una condición de muestreo que no admite excepciones, cierra retomando esta misma transformada rápida de Fourier que ya describió el modelo de análisis en frecuencia: es la herramienta central que permite calcular el contenido en frecuencias de una señal ya digitalizada, y sostiene aplicaciones tan distintas entre sí como el audio digital, las comunicaciones modernas, el radar y los instrumentos de medición.

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