Relationship between seed yields and nectar

La grabación analógica en cinta magnética adolece de un serio inconveniente: el excesivo ruido originado, entre otras causas, por la granularidad del material magnético de la emulsión y por la polarización de corriente alterna. Debido a este ruido, el rango dinámico que puede obtenerse resulta demasiado bajo para aplicaciones de un mínimo de calidad. De hecho, es difícil obtener una relación señal a ruido mayor de 55 a 60 dB. Esto implica que el registro en cinta magnética sería inviable para aplicaciones serias si no existieran dispositivos reductores de ruido.

Existen dos tipos de reductores de ruido: los reductores complementarios, y los

antes de grabarla, de manera de hacerla más inmune o insensible al ruido del proceso de grabación/reproducción, y luego aplican el procesamiento inverso para devolver a la señal sus características originales, pero con menos ruido. Los reductores no comple- mentarios, en cambio, toman la señal ya grabada y la procesan (durante la reproduc- ción) de manera de reducir el ruido, o bien su efecto perceptivo, en general por medio de técnicas basadas en el enmascaramiento. Según veremos a continuación, ambos tipos de reductores de ruido responden a principios que hemos estudiado anteriormente.

23.12.1. Reductores de ruido complementarios

Los reductores complementarios se basan en el concepto de la compresión y ex- pansión. Ya vimos oportunamente cómo la compresión puede ayudar a que la señal re- sulte más inmune al ruido. Simplemente, las señales de alto nivel, que por su propio nivel enmascaran al ruido, no se modifican, y en cambio las de bajo nivel, que caerían por debajo del “piso” de ruido, son amplificadas, incrementando su nivel conveniente- mente por encima del ruido. La señal así tratada se graba en la cinta. Al reproducir la grabación, interviene un expansor que restituye el rango dinámico primitivo de la señal, para lo cual deja intactas las señales de alto nivel y atenúa las de bajo nivel. Como el ruido es un componente de bajo nivel, resulta atenuado, lo cual incrementa la relación señal/ruido del sistema. El compresor actúa como un codificador, y el expansor como un decodificador.

Figura 23.24. (a) Diagrama de bloques de un sistema de reducción de

ruido complementario (b) Ejemplo de su operación.

Para ilustrar esta operación, consideremos una señal que varía entre 0,01 mV y

100 mV (Figura 23.24), es decir cuyo rango dinámico es de

Saturación Ruido 100 mV 0,01 mV 1 mV 0,1 mV 0,001 mV (b) Grabador Reproductor Compresor Expansor (a)

20 100 0 01 20 10 000 80 10 10 log , log . mV mV = = dB .

Supongamos que la saturación del sistema está precisamente en 100 mV, y que su ruido es de 0,1 mV, lo cual significa que su relación señal/ruido es

S R mV mV dB / log , log . = 20 100 = = 0 1 20 1 000 60 10 10 .

Evidentemente, las porciones de la señal que se encuentren entre 0,01 mV y 0,1 mV se perderán si no se utiliza alguna estrategia de reducción de ruido. Para ello, comprimi- mos aplicando una ganancia 1 a las señales intensas y 100 a las señales débiles. Ahora, toda la señal variará entre 100 ×× 0,01 mV = 1 mV y 1 ×× 100 mV = 100 mV.

Durante el proceso de grabación y reproducción se agrega un ruido de 0,1 mV, que estará muy por debajo del valor mínimo de la señal (que ahora es 1 mV en lugar de

0,01 mV). Para reponer el rango dinámico original, las señales intensas se mantienen,

mientras que las débiles se atenúan en 100 veces. En otras palabras, el nivel máximo continuará siendo 100 mV, y el mínimo pasará a valer 1 mV / 100 = 0,01 mV, que es su valor primitivo. Pero dado que el ruido es una señal pequeña, también se reducirá

100 veces, llegando a un valor de 0,1 mV / 100 = 0,001 mV.

Como resultado del sistema de compresión y posterior expansión complementaria se obtiene una relación señal/ruido

S R mV mV dB / log , log . = 20 100 = = 0 001 20 100 000 100 10 10 ,

valor mucho más alto que el original de 60 dB, lo cual muestra la eficacia del sistema de reducción.

Dentro de los reductores de ruido complementarios, los más célebres son el siste- ma Dolby, en sus diversas variantes, y el dbx. El primero ha tenido difusión masiva en los sistemas de grabación profesionales y de cassette compacto, y el segundo en los sis- temas profesionales de grabación multicanal (multipista) analógicos.

En la Figura 23.25 se muestra el diagrama de bloques simplificado de la sección compresora (codificador) del sistema Dolby B. El objetivo de esta sección es comprimir

solamente las señales de alta frecuencia, bajo la hipótesis de que el ruido de cinta es un

ruido de alta frecuencia. Dado que este dispositivo trabaja en función del contenido de alta frecuencia de la señal, es importante eliminar el ruido de frecuencias ultrasónicas que ésta pudiera contener. Ese objetivo lo cumple el filtro pasabajos de entrada. El preamplificador que sigue eleva el nivel de la señal, reduciendo así el efecto del ruido eléctrico generado en el propio circuito. Luego la señal se envía simultáneamente a una de las entradas de un sumador, y a un filtro pasaaltos controlado por una cadena late-

ral.

Cuando la señal tiene poco contenido de alta frecuencia, la cadena lateral tiene un nivel bajo, lo cual implica que la frecuencia de corte del filtro es baja (cerca de 1 kHz), y entonces el filtro deja pasar todas las componentes de alta frecuencia de la señal. Éstas se sumarán, amplificadas, a la señal directa, por lo cual el nivel de las altas fre- cuencias se verá incrementado.

Figura 23.25. Diagrama de bloques simplificado de la sección de

compresión (codificador) de un sistema Dolby B.

Cuando, en cambio, la señal tenga un alto contenido de alta frecuencia, la cadena lateral recibirá un nivel alto. Esto implica que la frecuencia de corte del filtro pasaaltos aumentará, dejando pasar sólo las frecuencias muy altas (de hecho, sólo las frecuencias fuera del espectro audible, que ya habían sido eliminadas por el pasabajos). Entonces la señal de salida del sumador será prácticamente la señal directa sin alteración.

En resumen, las altas frecuencias de bajo nivel resultan amplificadas, y en cambio las de alto nivel atraviesan el sistema sin modificaciones. Las bajas frecuencias (por debajo de 1 kHz), no se modifican en ningún caso.

La sección expansora (decodificador) del sistema Dolby B se ilustra en la Figura