3. Analógico y digital – Fundamentos teóricos
Seguramente en tu búsqueda de micrófonos inalámbricos ya has tropezado con los términos „analógico“ y „digital“. En este capítulo vamos a abordar cómo funciona básicamente una transmisión de radiofrecuencia, en qué se diferencian los sistemas analógico y digital y cuáles son en la práctica las ventajas e inconvenientes.
Cómo funciona la radiocomunicación
Una transmisión por radio se basa en ondas electromagnéticas en el rango de frecuencia de las ondas de radio. A diferencia de las ondas sonoras, las ondas electromagnéticas no requieren de ningún medio como transmisor, y solo precisan en comparación con el sonido una pequeña fracción de su potencia para lograr el mismo alcance. Además se propagan mucho más rápido a la velocidad de la luz. De hecho las ondas de radio se pueden comparar con la luz, solo que se sitúan en un espectro de frecuencia más bajo y ofrecen con ello propiedades más ventajosas que el proyectar sombras o atravesar objetos.
Sin embargo no estaría todo hecho convirtiendo señales de audio de banda ancha en ondas electromagnéticas. Si se hiciera esto, sería como si nos llamáramos todos al tiempo en una habitación. No habría un filtro con el que entender a aquellos que realmente quisiéramos escuchar. Para que una señal transmitida se llegue al receptor correcto, nos servimos de un truco: Se lleva la señal a transmitir (analógica o digital) como modulador por decirlo así a cuestas a una oscilación sinusoide de alta frecuencia, la llamada onda portadora. El receptor correspondiente, que está exactamente ajustado a esa onda portadora, recibe entonces exclusivamente esa señal y tan solo tiene que desmodularla. El desvío a través de las ondas portadoras específicas es por tanto la clave para la transmisión multicanal.
Sistemas analógicos y ruido
Los sistemas de radiofrecuencia analógicos siguen siempre el principio de la modulación de frecuencia (FM).
Aquí la señal de audio de baja frecuencia modula una portadora de alta frecuencia de tal forma que la frecuencia de la portadora varía mínimamente dependiendo de la señal de audio. Se ajusta entonces el transmisor a una determinada frecuencia en MHz, aunque realmente esa frecuencia varía ligeramente y con ello también ocupa una parte del espectro de frecuencia adyacente. Para mantener dentro de los límites la influencia de las frecuencias adyacentes hay un límite máximo de desviación. Es el llamado umbral de frecuencia, que en los micrófonos inalámbricos autorizados no debe sobrepasar los ±50 kHz. Y se produce el embotellamiento sonoro. La dinámica a transmitir queda tan mermada por este límite que una transmisión de audio de alta calidad solo es posible cuando la señal ha sido comprimida previamente para ser expandida posteriormente en el receptor. Aquí entra en juego el llamado Compander (Compressor/Expander).
Hay que añadir que nos encontramos prácticamente rodeados de interferencias electromagnéticas por todas partes asociadas libremente a las señales de radiofrecuencia. Estas interferencias producen ruido y con creciente distancia en algún momento se acaban imponiendo. El buen hacer del fabricante y la calidad en filtros y Compander son decisivos para evitar lo máximo posible el deterioro del sonido y los efectos indeseados de las interferencias. Estos efectos nunca se eliminan por completo. Sin embargo no deja de sorprender la precisión con la que son capaces de transmitir los sistemas de audio de alta calidad a pesar de estas adversidades. Pero por norma general este nivel de calidad lógicamente se refleja también en el precio.
Sistemas digitales y latencia
En los sistemas de radiofrecuencia digitales las señales de audio se digitalizan en el transmisor, se reduce la cantidad de datos en el rango inaudible (similar al MP3) y se modula nuevamente en una portadora de alta frecuencia. A pesar de los diferentes procesos de la modulación en amplitud, frecuencia o fase hay algo en común: El cuello de botella „Compander“ se suprime.
La señal recibida corresponde al 100% con la señal enviada. La interferencias siguen existiendo y pueden reducir el alcance, pero no tienen ninguna influencia en el sonido. Los ceros y unos digitales llegan o no llegan. A medida que se aumente la distancia entre el transmisor y el receptor la señal en algún momento se perderá en silencio, pero no los ruidos. Pero como los receptores digitales además pueden diferenciar las ondas portadoras de las intermodulaciones, aquí se logran reunir muchos más canales en una banda de frecuencia de lo quesería posible con un sistema analógico.
A pesar de la transmisión de radio libre de pérdidas, también en los sistemas digitales se producen pequeñas pérdidas de sonido. Estas no tienen lugar en la misma comunicación radiofónica, sino antes y después en los componentes analógicos y en la conversión AD/DA. Las pérdidas son no obstante mínimas en comparación y, en el mejor de los casos, inaudibles. Especialmente en los sistemas del segmento económico un sistema analógico no se acerca a la respuesta en frecuencia y la riqueza de sonido de un sistema digital. Los sistemas digitales se diferencian entre sí entre otras cosas en los procesos de codificación, en la configuración de frecuencia y en la calidad de los componentes, lo que se refleja en mayores niveles de flexibilidad, mayor cantidad y seguro también un poco en sonido.
Otra de las ventajas que solo los sistemas digitales pueden ofrecer es la posibilidad de la encriptación de la señal. En entornos sensibles a la escucha se deberían tener en cuenta estas prestaciones.
Y existe otro inconveniente también a tener en cuenta en todos los sistemas de radiofrecuencia digitales: La latencia.
Entre la entrada en el transmisor y la salida en el receptor transcurre un tiempo determinado según fabricación y modo de transmisión de aprox. tres hasta siente milisegundos. Para obtener un idea acerca de lo que significa este lapso de tiempo: Esto equivale al ciclo de aleteado de las alas de una abeja, la vigésima fracción de un pestañeo o aproximadamente el tiempo que necesita el sonido en recorrer desde un monitor de suelo a tu oído. Una latencia menor de 10 ms resulta imperceptible para la mayoría de la gente. Pero el retardo puede rápidamente sobrepasar el valor crítico si se suman otras latencias como por ejemplo la de las mesas de mezcla digitales y los controladores de monitores.
¿Habíamos hablado de tan solo un inconveniente? Pues hay todavía un segundo. No afecta de igual manera a todos los sistemas digitales, sino solo a esos que emiten en las típicas frecuencias WLAN de 2.4 GHz y 5 GHz. Estas frecuencias son muy populares en todas partes y por tanto lamentablemente bastante susceptibles a interferencias. Los sistemas digitales profesionales emplean los mismos rangos de frecuencia que sus homólogos analógicos.
Resumen
Simplificando se podría decir que los sistemas digitales suenan mejor y, exceptuando la latencia, ofrecen casi únicamente ventajas. El gran inconveniente es la sensibilidad a las interferencias de los sistemas más baratos en las frecuencias GHz. Lo mejor de ambos mundos ofrecen los sistemas digitales en VHF o bajo espectro UHF. Con lo que nos encontramos con la mejor transición a la próxima página. Porque allí girará todo alrededor de las frecuencias de radio.
