Grabación digital
Enrique Alexandre (@e_alexandre)
Grabación en cinta
Problemática
• Las grabadoras analógicas pueden grabar hasta unos 35kHz como mucho.

• Para grabar el audio en formato dig...
Grabadores de vídeo (VTR)
• Utilizan un cabezal rotatorio (VCR)

• Se consigue una velocidad relativa cinta-cabezal muy al...
Grabadoras de audio digital (R-DAT)
• Estándar internacional de 1986

• La información se almacena utilizando codificación ...
Grabadoras DASH (Digital Audio Stationary Head)
• Se usa en equipos profesionales de hasta 48 pistas con cintas de 1/4 o 1...
Almacenamiento
óptico
El CD: características físicas
• Diámetro del disco: 120 mm

• Grosor del disco: 1.2 mm

• Velocidad de escaneo: 1.2m/s (2...
Características
• Formato PCM, 44.1 kHz, 16 bits por muestra

• Ancho de banda: 20 kHz (±0.2 dB)

• Margen dinámico: 96 dB...
Almacenamiento de la información
• La información se almacena en las irregularidades de la superficie

• Cada salto (hacia ...
Almacenamiento de la información
• La información se almacena en tramas, cada una con 192 muestras de audio.

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Modulación 8 a 14
• Objetivo: Limitar la máxima y la mínima frecuencia de la señal almacenada en
el CD.

• Procedimiento:
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Compact Disc (CD)

192 bits

Reed-Solomon
72 bits

192 bits

Modulación 8-14
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72 bits

192 bits

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99 ...
Limitaciones
• Máxima duración: 74 minutos (en principio)

• Mínima duración de una pista: 4 segundos

• Máximo número de ...
Compact Disc (CD)
DVD
• Formato de almacenamiento óptico de hasta 8.5 GB de capacidad por cara.

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Blu-ray
• Es un formato de almacenamiento óptico con una capacidad 6 veces superior
a la del DVD

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Almacenamiento
magneto-óptico
Problemática
• Materiales magnéticos:

• Facilidad para grabar y borrar datos.

• Problemas de longevidad y de densidad de...
Funcionamiento
• Grabación: 

• Un láser calienta el material magnético hasta la temperatura de Curie
(alrededor de 150ºC)...
Discos duros
Discos duros
• Ventaja: son sistemas de acceso aleatorio (RAM) -> Se puede acceder a
cualquier dato de forma muy rápida

•...
El problema de los retardos
El problema del retardo
• Parámetros interesantes:

• Latencia media <- Revoluciones por minuto

• Tamaño de la caché

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¿Cuánto ocupa el audio?

Muestreo (kHz)

bits por muestra

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Interconexión de dispositivos
• Interfaces digitales de audio

• Pensados especificamente para el audio

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• Soporta dos canales de audio digital

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Grabación digital

  1. 1. Grabación digital Enrique Alexandre (@e_alexandre)
  2. 2. Grabación en cinta
  3. 3. Problemática • Las grabadoras analógicas pueden grabar hasta unos 35kHz como mucho. • Para grabar el audio en formato digital se necesita llegar hasta los MHz. • Las señales digitales admiten niveles de distorsión mucho más elevados que las analógicas • Primera aproximación: utilizar los grabadores de vídeo (VTR)
  4. 4. Grabadores de vídeo (VTR) • Utilizan un cabezal rotatorio (VCR) • Se consigue una velocidad relativa cinta-cabezal muy alta mediante un cabezal rotatorio. Así se pueden utilizar velocidades de arrastre de la cinta más bajas. • Es el sistema de los grabadores de video, y soporta sobradamente el ancho de banda requerido para grabar audio digital
  5. 5. Grabadoras de audio digital (R-DAT) • Estándar internacional de 1986 • La información se almacena utilizando codificación PCM con frecuencias de muestreo de 32, 44.1 ó 48 kHz. • Utiliza un cabezal rotatorio y una cinta de 1/8 de pulgada • Almacena 2 horas de audio en 60 metros de cinta.
  6. 6. Grabadoras DASH (Digital Audio Stationary Head) • Se usa en equipos profesionales de hasta 48 pistas con cintas de 1/4 o 1/2 pulgadas • 3 velocidades de cinta: ! Velocidad de la cinta ! Frecuencia de muestreo Rápida Media Lenta ! 44.1 kHz 70.01 cm/s 35.00 cm/s 17.50 cm/s ! 48 kHz 76.20 cm/s 38.10 cm/s 19.05 cm/s • Se necesitan 1, 2 ó 4 pistas para grabar un canal de audio respectivamente.
  7. 7. Almacenamiento óptico
  8. 8. El CD: características físicas • Diámetro del disco: 120 mm • Grosor del disco: 1.2 mm • Velocidad de escaneo: 1.2m/s (200rpm - 500rpm) • Ancho de la pista: 1.6 μm • Longitud de la pista: 5.38 km
  9. 9. Características • Formato PCM, 44.1 kHz, 16 bits por muestra • Ancho de banda: 20 kHz (±0.2 dB) • Margen dinámico: 96 dB • Además de la señal de audio, se graba mucha información auxiliar de corrección de errores, sincronismos, etc. La tasa binaria final se llega a multiplicar por 3
  10. 10. Almacenamiento de la información • La información se almacena en las irregularidades de la superficie • Cada salto (hacia arriba o hacia abajo) representa un ‘1’. Cualquier otra cosa es un ‘0’. Etiqueta Capa de protección Capa reflectante Substrato transparente 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0
  11. 11. Almacenamiento de la información • La información se almacena en tramas, cada una con 192 muestras de audio. • Las muestras de distintas tramas se barajan, para evitar la propagación de errores • Además, se generan 8 símbolos de paridad de 8 bits, 4 en el medio de la trama y 4 al final. • El sistema de corrección de errores está basado en un sistema Reed-Solomon. • Finalmente, la información se modula siguiendo un esquema EFM (modulación 8 a 14)
  12. 12. Modulación 8 a 14 • Objetivo: Limitar la máxima y la mínima frecuencia de la señal almacenada en el CD. • Procedimiento: • Convertir cada palabra de 8 bits en una palabra de 14 bits • La palabra de 14 bits se codifica con un salto por cada ‘1’ • Se garantiza que no habrá dos unos separados más de 10 muestras ni menos de 2. 01100101 00000000100010
  13. 13. Compact Disc (CD) 192 bits Reed-Solomon 72 bits 192 bits Modulación 8-14 198 bits 72 bits 192 bits Merging bits 99 bits 198 bits 72 bits 192 bits Sincronismo 27 bits 99 bits 198 bits 72 bits 588 bits 192 bits
  14. 14. Limitaciones • Máxima duración: 74 minutos (en principio) • Mínima duración de una pista: 4 segundos • Máximo número de pistas: 99
  15. 15. Compact Disc (CD)
  16. 16. DVD • Formato de almacenamiento óptico de hasta 8.5 GB de capacidad por cara. • Formatos de audio: • PCM • MPEG-1 Layer II (en reproductores PAL) • Dolby Digital • Formatos opcionales: • DTS • MPEG-1 Layer II (en reproductores NTSC)
  17. 17. Blu-ray • Es un formato de almacenamiento óptico con una capacidad 6 veces superior a la del DVD • Codificadores de audio soportados: • Dolby Digital • DTS • PCM • Codificadores opcionales: • Dolby Digital Plus • DTS-HD • Dolby TrueHD • DTS-HD Master Audio
  18. 18. Almacenamiento magneto-óptico
  19. 19. Problemática • Materiales magnéticos: • Facilidad para grabar y borrar datos. • Problemas de longevidad y de densidad de grabación. • Materiales ópticos: • Alta longevidad y densidad de grabación. • Las propiedades ópticas de los materiales no son siempre fáciles de modificar.
  20. 20. Funcionamiento • Grabación: • Un láser calienta el material magnético hasta la temperatura de Curie (alrededor de 150ºC). En ese momento basta con un campo magnético muy débil para grabar la información. • Reproducción: • La luz reflejada a partir de un material magnetizado sufre una ligera rotación en el plano de polarización. • Borrado: • Se aplica el láser para calentar el material y se aplica un campo magnético.
  21. 21. Discos duros
  22. 22. Discos duros • Ventaja: son sistemas de acceso aleatorio (RAM) -> Se puede acceder a cualquier dato de forma muy rápida • Dos opciones: • Fijos: Suelen dar mejores prestaciones • Móviles: Suelen tener menor densidad de almacenamiento • La información se suele organizar en pistas y sectores
  23. 23. El problema de los retardos
  24. 24. El problema del retardo • Parámetros interesantes: • Latencia media <- Revoluciones por minuto • Tamaño de la caché • Tasa de transferencia
  25. 25. ¿Cuánto ocupa el audio? Muestreo (kHz) bits por muestra kbits/s Mbytes/min Mbytes/h 96 16 3072 12.0 1318 48 16 1536 11.0 660 44.1 16 1412 10.0 606 32 16 1024 7.4 440
  26. 26. Interconexión de dispositivos • Interfaces digitales de audio • Pensados especificamente para el audio • Unidireccionales • Punto a punto • Redes de ordenadores • Bidireccionales • Multipunto • No tienen por qué garantizar calidad de servicio para audio
  27. 27. AES/EBU (AES-3) • Soporta dos canales de audio digital • Distancias de hasta 100m
  28. 28. IEC 60958-3 • Históricamente ligada al SPDIF de Sony/Philips • Muy similar al AES-3 pero con distintos conectores • Utilizada para aplicaciones de consumo
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