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3. Frecuencia del Muestreo

Frecuencia de Muestreo o Sampling

La frecuencia de muestreo es un número que indica la cantidad de muestras que se toman en determinado intervalo de tiempo, por ejemplo, en un segundo. Se mide en hercios (Hz) o en su múltiplo el Kilohercio (kHz). Para alcanzar la calidad de sonido de un CD audio, necesitamos una frecuencia de 44100 Hz (tomar 44100 muestras por segundo). Las frecuencias de muestreo estándares son: 44100 Hz (calidad CD), 22050 Hz (calidad radio) y 11025 Hz (calidad voz).

 

 

El oído humano es capaz de escuchar sonidos en el rango de 20 a 20.000 Hertzios. Por esta razón se ha elegido como frecuencia de muestreo de 44,1 Khz. como la más adecuada, porque es el doble de la frecuencia más aguda que podemos escuchar. Ello significa que, para convertir la señal a digital, se toma una muestra 44100 veces por segundo. A mayor número de muestras mejor calidad y, obviamente, a menor número la calidad es baja.

Más allá

Nivel de Muestreo o Tamaño: 
  • La resolución o tamaño de la muestra (sample size en inglés) es el número que indica cuántos bits (dígitos binarios, ceros y unos) se utilizan para representar cada muestra, es decir, el número de bits que se necesitan para grabar la de cada muestra. Las tarjetas de sonido antiguas ofrecían resoluciones de 8 bits (valores para representar las amplitudes de cada muestra), mientras que las actuales tienen un tamaño de muestra de 16 bits (valores).
  • El estándar definido cuando se crearon los discos compactos de audio especifica que el sonido digital almacenado en ellos debe poseer una frecuencia de 44,1 kHz y 16 bits estéreo. Esto significa que se deben tomar unas 44100 muestras por segundo, cada una se representará con 16 bits, y en dos canales independientes (sonido estéreo).
  • Por lo tanto, si queremos saber cuántos ceros y unos se necesitan para almacenar 3 minutos de sonido digital con calidad de CD, debemos realizar el siguiente cálculo:
a) 3X60=180 segundos,
b) 180X44100=7938000 muestras,
c) 7938000X16= 127008000 bits,
d) 127008000X2 canales = 254.016.000 bits = 30,28 Mb

Por tanto, una canción de unos 4 minutos ocuparía unos 40 MB.

 

  • La solución para poder tratar de forma adecuada esta gran cantidad de información es la COMPRESIÓN con la menor pérdida de calidad posible de la señal original.
  • La resolución define el rango dinámico de la tarjeta de sonido, con 8 bits se tiene un rango dinámico de 48 dB y con 16 bits de 96 dB.