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El audio digital es la codificación digital de una señal eléctrica que representa una onda sonora. Consiste en una secuencia de números binarios y se obtiene del muestreo y cuantificación digital de la señal eléctrica (que en este tema se llama señal analógica, para contraponerla a la señal digital) posteriormente se puede codificar o comprimir, dando lugar a formatos más compactos (compresión de audio).
El muestreo consiste en tomar la amplitud de la señal eléctrica a intervalos regulares de tiempo (tasa de muestreo). Para cubrir el espectro audible (20 a 20000 Hz) suele bastar con tasas de muestreo de algo más de 40000 Hz (el estándar CD-Audio emplea una tasa un 10% mayor con objeto de contemplar el uso de filtros no ideales), con 32000 muestras por segundo se tendría un ancho de banda similar al de la radioFM o una cinta de casete, es decir, permite registrar componentes de hasta 15 kHz, aproximadamente. Para reproduccir un determinado intervalo de frecuencias se necesita una tasa de muestreo de poco más del doble (Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon). Por ejemplo en los CDs, que reproducen hasta 20 kHz, emplean una tasa de muestreo de 44,1 kHz (frecuencia Nyquist de 22,05 kHz).
La cuantificación consiste en representar el valor de la señal en binario. Por ejemplo, utilizando cuantificación lineal, una codificación lineal de 8 bits discriminará entre 256 niveles de señal equidistantes (28). También se pueden hacer cuantificaciones no lineales, como es el caso de cuantificadores logarítmicos como la Ley Mu o la Ley A, que, a modo de ejemplo, aún usando 8 bits funcionan perceptualmente como 10 bits lineales para señales de baja amplitud en promedio, como la voz humana por ejemplo.
El formato más usado de audio digital PCM lineal es el del CD de audio: 44,1 kHz de tasa de muestreo y cuantificación lineal de 16 bits (que mide 65536 niveles de señal diferentes).
El principal problema del audio en una biblioteca digital es el tamaño de los archivos, a mayor calidad mayor espacio, e incluso con características pobres de calidad los archivos son grandes de cualquier manera. Asimismo, los recursos internos del equipo que reproduce el sonido se ven sometidos a un pesado procesamiento. El audio de una pequeña conferencia que pudiéramos grabar y que formara parte del acervo de información requeriría de más espacio que una enciclopedia. Por ejemplo, el tamaño de los archivos de un minuto de grabación 8-bit estéreo, a diferentes frecuencias de muestreo es:
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11.025 kHz
22.050 kHz
44.1 kHz
48 kHz
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1.25 Mb
2.52 Mb
5.04 Mb
5.49 Mb
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Y el tamaño aproximado de un minuto de grabación a 16-bit:
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11.025 kHz
22.050 kHz
44.1 kHz
48 kHz
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2.52 Mb
5.04 Mb
10.08 Mb
10.98 Mb
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La memoria y el espacio en disco aumentan de manera lineal con el incremento de la frecuencia.
Un reproductor de audio digital es un dispositivo que almacena, organiza y reproduce archivos de audio digital. Comúnmente se le denomina reproductor MP3 (debido a la ubicuidad de este formato), pero los reproductores de audio digital reproducen a menudo otros formatos de archivo. Algunos formatos son propietarios, por ejemplo Windows Media Audio (WMA) y Advanced Audio Coding (AAC) y, hasta cierto punto, el MP3. Algunos de estos formatos también pueden incorporar tecnología DRM restrictiva, como WMA DRM, que a menudo forman parte de ciertos sitios de descargas de pago. Otros formatos son totalmente libres de patentes o son abiertos, como Ogg Vorbis, FLAC, y Speex (todo parte del proyecto abierto de multimedia Ogg).
Existen principalmente tres tipos de reproductores de audio digital:
Reproductores de CD MP3 - Dispositivos que reproducen CDs. A menudo, puede ser usados para reproducir CDs de audio y CDs de datos caseros que contienen MP3 u otros ficheros de audio digital.
Reproductores basados en Flash - Éstos son dispositivos que almacenan ficheros de audio digital en memoria interna o externa, como tarjetas de memoria, ejemplo: Reproductores MP3, MP4 y reproductores MP5 Normalmente son dispositivos con poca capacidad de almacenamiento, típicamente entre 128MB-4GB, que pueden ser a menudo ampliados con memoria adicional.
Reproductores basados en disco duro - Dispositivos que leen ficheros de audio digital desde un disco duro. Estos reproductores tienen capacidades de almacenamiento más grandes, desde 1,5GB a 100GB, dependiendo en la tecnología del disco duro. El iPod de Apple, el Creative Zen y el Commodore eVIC son ejemplos de populares reproductores basados en disco duro
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APOLINAR JUAREZ GUZMAN
CRISTIAN ISRAEL PEREZ LIVARES
MOISES EMICENTE RODRIGUEZ
VICTOR CUELLAR OLVERA
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