Frecuencia de muestreo

Keywords: Frecuencia de muestreo, Muestreo, Señal digital, Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, Cuantificación, Hercios, Señal analógica

Frecuencia a la que se toman muestras de una señal analógica para convertirla en señal digital. Generalmente se mide en hercios (o ciclos por segundo), aunque se pueden utilizar otras medidas.

Para convertir una señal analógica en señal digital, el primer paso a realizar es el muestreo, consistente en tomar valores de la señal cada cierto tiempo. A continuación, se realiza un proceso de cuantificación, donde el valor de cada muestra se normaliza; si, por ejemplo, vamos a trabajar con 256 posibles niveles de señal, aproximaremos cada muestra al valor más cercano (mientras más valores tengamos, mejor calidad de señal, aunque la cantidad de información será mayor). Por último, asignaremos una secuencia a cada uno de esos valores (normalmente, cada nivel tiene asignado un valor digital).

Como hemos dicho, el muestreo es el primer paso en la conversión de analógico a digital. Para que el muestreo sea efectivo, es necesario tomar tantas muestras como sea posible; mientras más muestras se tengan, mejor representada va a quedar la señal, aunque también va a ser mayor la cantidad de información generada.

Se ha calculado un valor mínimo para que el muestreo se haga de forma correcta. Es el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, según el cual la frecuencia de muestreo debe ser, al menos, el doble de la frecuencia máxima de la señal original.

Nos puede servir como ejemplo el proceso de digitalización de una señal de audio de calidad. Generalmente se asume que una señal de audio tiene una frecuencia de 20 Hz a 20 kHz. Según el teorema de Nyquist, la frecuencia de muestreo debería ser, al menos, de 40 kHz. Así se cumple en el mundo del audio digital, donde se suele trabajar a frecuencias de 44'1 kHz (utilizada en los CD's de audio) o 48 kHz (en el caso de audio profesional).