Se realiza el procedimiento de digitalizacion de una señal de audio a distintas calidades de muestreo y compresión del archivo. Esto, haciendo uso del software Audacity.

1. 1
DIGITALIZACI ´ON DE AUDIO
Pablo Cruz Rodr´ıguez - 212356358
pablo.crodriguez@alumnos.udg.mx
Docente: Ricardo Montiel Mena
Materia: Comunicaciones II
Fecha: 18 de febrero de 2017, Ciclo: 2017A
Ingenier´ıa en Comunicaciones y Electr´onica
Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenier´ıas
Universidad de Guadalajara.
Resumen—En el siguiente reporte se dan a conocer las
partes del proceso de digitalizaci´on para una se˜nal de audio.
Se describen los conceptos, adem´as se realiza una pr´actica de
digitalizaci´on, donde se identifican las etapas del mismo.
I. OBJETIVO
Realizar el proceso de digitalizaci´on de un audio en al
menos 4 tipos de velocidades de muestreo, mencionar las
caracter´ısticas de cada uno, definir las etapas de digitalizaci´on
y concluir.
II. MARCO TE ´ORICO
Digitalizaci´on: Es un proceso que consiste en convertir una
se˜nal anal´ogica en una se˜nal discreta, con lo cual se facilita
su almacenamiento, transferencia y reproducci´on.
Este procedimiento esta compuesto de tres partes
significativas: Muestreo, Cuantificaci´on y Codificaci´on.
II-A. Muestreo
Si se tiene una se˜nal continua, muestrear consiste en tomar
muestras de esa se˜nal a intervalos de tiempo regulares y con
una frecuencia igual o mayor al doble de la m´axima frecuencia
que alcanza la se˜nal original (continua). Esto es:
Fs ≥ 2fm´ax (1)
donde B es la frecuencia m´as alta de la se˜nal que se desea
muestrear. A esto se le conoce como condici´on de Nyquist.
II-B. Cuantificaci´on
Se hace un redondeo o truncamiento de los valores de
amplitud, a sus valores m´as pr´oximos permitidos. En esta etapa
suele existir la mayor p´erdida de calidad, ya que a diferencia
del muestreo donde las muestras son valores reales, en esta
etapa los valores son valores preestablecidos para el sistema
de digitalizaci´on.
Figura 1. Cuantificaci´on
Ejemplos de cuantificaci´on: 4bits que equivale a 24
posibles
valores de amplitud, 16bits (calidad CD) con lo que se logran
216
valores de amplitud.
II-C. Codificaci´on de audio
Es un proceso en el que se convierten valores de tensi´on
el´ectrica de la se˜nal cuantificada, en valores binarios, por
medio de c´odigos preestablecidos.
III. EQUIPO UTILIZADO
Tarjeta de sonido Xenyx 302 USB.
Micr´ofono Sennheiser e835.
Auriculares Sony MDR-ZX100
Computadora personal ThinkPad T430
Software Audacity 2.1.2
Cable de micr´ofono Krack Audio.
Cable USB 2.0
IV. CARACTER´ISTICAS DEL EQUIPO
IV-A. Tarjeta de sonido Xenyx 302 USB
- Respuesta en frecuencia: 20 – 20,000 Hz
- Resoluci´on1
: 8, 16 bit.
- Canales: 1, 2
- Frecuencia de muestreo: 8, 11.025, 16, 32, 44.1, 48 kHz
IV-B. Micr´ofono Sennheiser e835
- Tipo: Din´amico.
- Respuesta en frecuencia: 40 – 16,000 Hz.
1Resoluci´on de audio se refiere a nivel de cuantificaci´on.

2. 2
IV-C. Software Audacity 2.1.2
- Frecuencia de muestreo: 8 – 192000Hz
- 2
Formato de muestreo: 16, 24, 32 bit.
- Multipista.
- Multicanal.
V. DESARROLLO
1. Se realizaron las conexiones entre la computadora, la
tarjeta de sonido externa, el micr´ofono y auriculares.
Figura 2. Configuraci´on del hardware para la grabaci´on
2. Se realiz´o la primer grabaci´on, con las caracter´ısticas
previamente establecidas en Audacity:
Frecuencia de muestreo FS = 8kHz
Resoluci´on: 32bit
Calidad de salida: mp3 8kbps
Canales: 2.
Figura 3. Captura de pantalla de Audacity. En el recuadro rojo las carac-
ter´ısticas de grabaci´on.
2Formato de muestreo es tambi´en otra forma de hablar de nivel de
cuantificaci´on
Figura 4. An´alisis espectral de la grabaci´on. La frecuencia m´as alta de la
se˜nal muestreada: fm´ax ≈ 4kHz
Enlace del audio 1: https://drive.google.com/open?id=
0ByAGyaATL1OETy1OU3liUmdRQ0U
3. Segunda grabaci´on con las caracter´ısticas siguientes:
Frecuencia de muestreo FS = 16kHz
Resoluci´on: 16bits
Calidad de salida: mp3 16kbps
Canales: 2.
Figura 5. Captura de pantalla. En rojo caracter´ısticas de grabaci´on
Figura 6. An´alisis espectral de la se˜nal muestreada, con fm´ax ≈ 8kHz
Enlace del audio 2: https://drive.google.com/open?id=
0ByAGyaATL1OEZkVTcHM5VFZpd0E
4. Tercer grabaci´on

3. 3
Frecuencia de muestreo FS = 48kHz
Resoluci´on: 32bits
Calidad de salida: mp3 320kbps
Canales: 2.
Figura 7. Captura de pantalla. Audio 3
Figura 8. An´alisis espectral de la se˜nal muestreada a 48kHz, se observa que
la frecuencia m´axima fm´ax ≈ 16kHz
Enlace del audio 3: https://drive.google.com/open?id=
0ByAGyaATL1OELWVtb2l3VjJmQW8
5. Se realizaron 2 grabaciones m´as, a distintas calidades,
tanto de muestreo, resoluci´on, y formato digital.
Audio 4:
Frecuencia de muestreo FS = 48kHz
Resoluci´on: 32bits
Formato digital de salida: ogg 64kbps
Canales: 2.
Enlace del audio 4: https://drive.google.com/open?id=
0ByAGyaATL1OEWEI2Q29FTmVUUFU
Audio 5:
Frecuencia de muestreo FS = 48kHz
Resoluci´on: 32bits
Formato digital de salida: FLAC sin compresi´on
Canales: 2.
Enlace del audio 5: https://drive.google.com/open?id=
0ByAGyaATL1OENmNEdkVxNVh6NmM
VI. CONCLUSIONES
Sistema de audio
Analizando el sistema de audio implementado para esta
pr´actica, a partir de las caracter´ısticas en la secci´on IV, es
posible deducir que la salida estuvo limitada a una respuesta
en frecuencia de 40 - 16kHz (micr´ofono), resoluci´on de
16bits (tarjeta de sonido y software) y frecuencia de muestreo
de 8 - 48kHz (tarjeta de sonido).
Audios 1 y 2: Cumplen con la condici´on de Nyquist, ya
que como muestra la figura 4, 4kHz = 8kHz/2; As´ı mismo
en la figura 6 8kHz = 16kHz/2. Esto afecta directamente
la calidad de sonido que se pudo escuchar, ya que el o´ıdo
humano promedio es capaz de percibir desde 20 hasta 20,000
Hz y lo que se escuch´o de estas dos primeras grabaciones no
es ni la mitad de ese rango, y no es que la voz tenga un rango
de frecuencias muy amplio (esto varia dependiendo de cada
persona), pero s´ı tiene arm´onicos en las frecuencias mayores
hasta 20kHz, que en este caso se est´an omitiendo y puesto
que no se coloc´o un filtro antisolapamiento a la entrada del
DAC, esto se convierte en ruido auditivo.
En el audio 3, el espectro de frecuencias solo alcanza los
16kHz, y pareciera que no cumple con la ecuaci´on 1, pero
como ya se mencion´o, el sistema implementado est´a limitado
a una respuesta en frecuencia de 16kHz por el micr´ofono,
as´ı que m´as bien, un muestreo de 48kHz est´a bastante sobrado.
Como se ha visto la calidad de audio depende de muchos
factores en un sistema de digitalizaci´on, desde la respuesta
en frecuencia del micr´ofono, seguido por la frecuencia de
muestreo y resoluci´on de la tarjeta de sonido, hasta por los
algoritmos y codificaci´on que soporta el software.
VII. BIBLIOGRAF´IA
https://www.youtube.com/watch?v=eNZv07rkdIU
http://www.asifunciona.com/electronica/af conv ad/conv
ad 5.htm
http://prof.usb.ve/tperez/docencia/2422/contenido/
Cuantifico/CUANTIFICO.htm
https://es.wikipedia.org/wiki/Codificaci%C3%B3n digital
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/pcm2902.pdf
https://media.music-group.com/media/PLM/data/docs/
P0ADV/302USB QSG WW.pdf
http://en-de.sennheiser.com/downloads/download/file/3538/
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http://www.fotonostra.com/digital/muestreoaudio.htm
http://manual.audacityteam.org/man/glossary.html#sample
format
Oppenheim, A. V., Schafer, R. W., Buck, J. R., & Garc´ıa,
J. P. (2000). Tratamiento de se˜nales en tiempo discreto (Vol.

4. 4
2). M´exico: Prentice Hall.
Tomasi, W. (2003). Sistemas de comunicaciones electr´oni-
cas. Pearson educaci´on.