Inter sample peaks

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Los picos entre muestras son aquellos picos de tension que aparecen generalmente en etapas de conversion digital/analogica y en procesos digitales como diezmados, interpolaciones, filtrados paso bajo, etc…

Estos picos entre muestras son realmente tensiones que no se han muestreado en el dominio analogico, debido a que la frecuencia del reloj de muestreo no coincidia con estos valores de tension. Esto en principio no tendria porque ser un problema, salvo:

– Estos valores no muestreados, posean un nivel de tension superior a cualquier nivel de tension muestreado
– Ajustemos el valor cuantificado de las muestras a los 0 dBFS

Cuando se ajusta la escala, de tal forma que las muestras de mayor nivel, esten tocando el fondo de escala (0 dBFS), los valores de tension no muestreados y de un nivel superior a las muestras que estan tocando los 0 dBFS van a producir diferentes efectos:

– En el entorno digital, cuando se realice un sobremuestreo (interpolacion), un submuestreo (diezmado), cuando se filtre paso bajo, etc… podran aparecer estas muestras fantasmas, que si bien no estaban en un principio en el conjunto de nuestras muestras, forman parte inherente de la informacion que hemos obtenido de nuestro muestreo original. En este contexto, si hemos apurado mucho el fondo de escala, y debido al procesado digital que realizamos, aparecen muestras con un nivel de tension superior al resto, si previamente se ha asignado el valor de 0 dBFS a las muestras originales, claramente la nueva muestra va a adquirir tambien este valor, debido a que se ha llegado al fondo de escala, y no existen mas bits para cuantificar los sobreniveles que se producirian, produciendose por tanto una distorsion y falta de fidelidad respecto a la informacion original.

– En el entorno analogico, donde mejor se percibe los efectos de estas muestras fantasma, es en los DACs. Todo conversor ADC y DAC, trabaja con una tension de referencia, la cual es utilizada para compararla con el nivel de tension de cada muestra ya sea en la entrada ADC o en la salida del DAC, para poder asignarle un codigo en la cuantificacion en la entrada (ADC) o bien un nivel de tension en la salida (DAC) conforme a su codigo de cuantificacion. Si bien en la entrada somos nosotros los que actuamos sobre el conversor, para que los niveles de tension de las muestras no esten por encima de la tension de referencia, mediante el uso de potenciometros, etc… en las etapas de salida, DACs, no existe esta posibilidad, ya que es el valor de cuantificacion previamente asignado el que le dice al DAC, la tension de salida del conversor.
El problema surge en los DACs, ya que generalmente esta tension de referencia es a su vez la tension de alimentacion del DAC. De tal forma que cuando se han apurado el valor de las muestras a los 0 dBFS y como consecuencia del filtro de reconstruccion del DAC aparece un nivel de tension superior al de las muestras a 0 dBFS, el DAC es incapaz de proporcionar la tension correcta a este nuevo valor, asignandole tal como pasaba anteriormente, el maximo valor posible de tension que es la tension de referencia y produciendo por tanto un recorte o distorsion.

Debe quedar claro que estas muestras fantasmas, son valores reales de tension que no se han muestreado, pero son inherentes a la informacion de la señal muestreada, segun concluyo Nyquist en su teorema del muestreo. Es decir estos niveles de tension, existen, otra cosa es que se hayan muestreado y aparezcan como muestras en nuestro conjunto de muestras, pero existir existen, aunque no se vean en el conjunto de muestras.

Acciones que se pueden realizar:

* La accion mas logica parece ser la de no apurar a los 0 dBFS el valor cuantificado de las muestras, dejandose un margen de unos 3 dBFS podria ser suficiente. Logicamente los imperativos en el tipo de musica que se hace ahora, obliga a machacar la forma de onda contra el techo, con lo cual los masterizadores son contrarios a perder esos 3 dB de margen.

* Usar un medidor de picos entre muestras, que nos descubran estas muestras fantasmas. Logicamente hay que pagar por ello.

* Simular cualquier tipo de procesado digital o actuacion de un DAC, simplemente realizando una interpolacion (sobremuestreo) de la señal muestreada, y observar las nuevas muestras que aparecen, para tratar de cazar a estas muestras fantasmas.

Para mas informacion se puede leer el siguientes documentos:

http://www.tcelectronic.com/media/10139 … aes121.pdf

http://www.tcelectronic.com/media/10181 … erload.pdf

http://www.tcelectronic.com/media/10182 … bfs_le.pdf

 

Y aquí tenéis un vídeo sobre el tema muy interesante

 

En nuestro foro también estamos discutiendo este tema ahora mismo

http://audioforo.com/phpbb3_1/viewtopic.php?p=411#p411

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