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Linear Pulse Code Modulation

método utilizado para representar digitalmente señales analógicas muestreadas De Wikipedia, la enciclopedia libre

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LPCM (del inglés Linear Pulse Code Modulation, en español «Modulación por Impulsos Codificados Lineal») es una forma específica de PCM en la que los niveles de cuantificación son linealmente uniformes, a diferencia de otros sistemas de codificación que emplean escalas logarítmicas como la Ley A o la Ley µ.[1]

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Definición y fundamentos

El PCM es el método estándar para representar señales analógicas en formato digital, mediante el muestreo de la amplitud de la señal a intervalos uniformes y su cuantificación al valor digital más cercano.[2] En el caso del LPCM, esa cuantificación se realiza de forma lineal, manteniendo la fidelidad de la señal original sin compresión perceptual.[3]

Sus principales parámetros técnicos determinan la calidad del audio:

  • Frecuencia de muestreo: 44,1 kHz (CD), 48 kHz (DVD), hasta 96 kHz o 192 kHz en equipos profesionales.[2]
  • Profundidad de bits: 8, 16, 20 o 24 bits por muestra.[1]
  • Número de canales: desde mono o estéreo hasta configuraciones multicanal como 7.1.[4]
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Tasa de bits y aplicaciones prácticas

La tasa de bits (bitrate) de LPCM depende directamente de la frecuencia de muestreo, la profundidad de bits y los canales de audio. Por ejemplo:

  • Audio estéreo (2 canales) a 48 kHz y 16 bits ≈ 1,54 Mbit/s.
  • Multicanal (8 canales) a 96 kHz y 24 bits ≈ 9,2 Mbit/s.[2]

El LPCM es ampliamente utilizado en múltiples contextos:

  • Medios ópticos: es el formato base de CD de audio, y está definido dentro de los estándares de DVD y Blu-ray Disc.[5]
  • Grabación profesional: en estudios de edición y masterización de audio.[1]
  • Archivos informáticos: formatos como WAV o AIFF almacenan típicamente audio LPCM sin comprimir.[6]
  • Interfaces digitales: usado en protocolos como AES3, S/PDIF o HDMI para transmitir audio sin compresión.[7]
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Historia y evolución

El método PCM fue inventado por el ingeniero británico Alec Reeves en 1937.[8] El LPCM se popularizó en telecomunicaciones, medios ópticos y producción musical. En Japón, la cadena NHK desarrolló los primeros grabadores PCM en la década de 1960; Denon realizó las primeras grabaciones comerciales digitales hacia 1971.[3]

La invención del disco compacto en 1982 consolidó el uso de LPCM en el mercado de consumo, con una frecuencia de 44,1 kHz y 16 bits por muestra.[9]

Detalles técnicos adicionales

  • Teorema de Nyquist–Shannon: la frecuencia de muestreo debe ser ≥ 2 veces la frecuencia máxima de la señal.[10]
  • Error de cuantificación: depende de la resolución en bits; puede mitigarse con técnicas de dithering.[11]
  • Jitter de reloj: una sincronización deficiente degrada la calidad.[12]
  • Relación señal-ruido: cada bit adicional añade ~6 dB de rango dinámico (16 bits ≈ 96 dB, 24 bits ≈ 144 dB teóricos).[1]
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Véase también

Referencias

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