Señales Analógicas y señales Digitales, gráfica con Python

Summary

El script aborda el tema de señales analógicas y digitales, destacando el procesamiento y almacenamiento de señales de audio en formato digital. Se describe el uso de archivos de audio como la muestra 'alarma 01.wav', y se explica el proceso de lectura y análisis de estas señales con el software Payton, incluyendo la obtención de la frecuencia de muestreo y la visualización gráfica de los datos. Además, se menciona la diferencia entre la representación continua y discreta de señales, y se invita a los usuarios a participar en la discusión a través de comentarios o foros.

Takeaways

• 📚 Se discuten señales analógicas y digitales, destacando que las señales de audio son de naturaleza analógica pero se procesan y almacenan en formato digital.
• 💾 Se menciona el uso de un archivo compartido para trabajar con señales, el cual debe ser descargado y copiado en el directorio de trabajo del curso.
• 📈 Para representar señales, se utilizan funciones matemáticas y se hacen gráficas con la ayuda de bibliotecas como MATLAB y SciPy.
• 🔊 Se requiere una biblioteca adicional llamada 'waves' para la lectura de archivos de audio en formato .wav.
• 📄 Al leer un archivo de audio, se obtienen dos parámetros fundamentales: la velocidad de muestreo y el sonido en sí.
• 🎛️ La velocidad de muestreo para el archivo dado es de 22.05 muestras por segundo, lo que equivale a 22 kHz.
• 🔉 El archivo contiene 1,228,680 muestras en dos canales, asumiendo que el canal 0 es el de la izquierda y el canal 1 es el de la derecha.
• 🕒 Se describe un procedimiento para observar un segmento de sonido específico, señalando el inicio y el final en términos de muestras.
• 📊 Se sugiere la visualización gráfica de un segmento de sonido seleccionado para analizar su comportamiento oscilatorio.
• 📈 Se destaca la importancia de etiquetar correctamente los ejes en las gráficas, usando unidades de tiempo y señales para facilitar la interpretación.
• 🔄 Se menciona la posibilidad de cambiar la instrucción 'block' por 'stem' para representar una señal discreta y no una gráfica continua.
• 💬 Se anima a los estudiantes a escribir consultas o comentarios en la sección de comentarios o en el foro del curso.

Q & A

¿Qué tipo de señales se discuten en la transcripción?

Se discuten señales analógicas y digitales, específicamente señales de audio en formato compacto.

¿Cómo se representan las señales continuas y discretas?

Las señales continuas y discretas se representan a través de funciones matemáticas y se consideran en el contexto de procesamiento y almacenamiento de señales de audio.

¿Qué archivo se utiliza para el procesamiento de señales en este ejemplo?

Se utiliza el archivo 'alarma01.wav' ubicado en el directorio de descargas y copiado en el directorio de trabajo del curso.

¿Qué librerías son necesarias para procesar numéricamente y graficar los datos?

Se necesitan las librerías conocidas para procesamiento numérico como MATLAB, además de la librería 'waves' dedicada a la entrada/salida de archivos de audio.

¿Cuál es el procedimiento para leer el archivo de audio?

Consiste en obtener dos parámetros: la velocidad de muestreo y el sonido en sí, utilizando la instrucción 'waves.read'.

¿Cuál es la frecuencia de muestreo del archivo 'alarma01.wav'?

La frecuencia de muestreo es de 22.050 muestras por segundo, es decir, 22 kilohertz.

¿Cuántas muestras y canales de audio existen en el archivo?

Existen 122,868 muestras en dos canales de audio.

¿Qué canales de audio se consideran en el análisis?

Se considera el canal 0 (primera columna) como el canal izquierdo y el canal 1 (siguiente columna) como el canal derecho.

¿Cuál es el intervalo de muestras que se observa en el ejercicio?

Se observa desde la muestra 2600 hasta la muestra 2720.

¿Cómo se calcula el tamaño del paso o 'dt' para observar la señal?

El tamaño del paso 'dt' se calcula como el inverso de la frecuencia de muestreo, lo que en este caso es aproximadamente 4.5 x 10^-5 segundos.

¿Cómo se representa gráficamente el segmento de sonido seleccionado?

Se utiliza un segmento de tiempo y se indica el canal de audio a observar, el punto inicial y final de la observación. Se muestra el sonido utilizando la instrucción 'plot' para unir los puntos y 'show' para visualizar en pantalla.

¿Cómo se podría mejorar la gráfica del segmento de sonido?

Se podrían añadir etiquetas a las lecturas de las x (tiempo en segundos) y a la etiqueta y (sonido observado en esas unidades de tiempo) para mejorar la claridad.

¿Qué sucede cuando se trata una señal analógica en una computadora?

Aunque la señal es analógica, el procesamiento en una computadora se realiza por muestras discretas, lo que la convierte en una señal discreta en el sentido estricto.

¿Cómo se podría observar una señal discreta en lugar de una continua?

Para observar una señal discreta, se podría cambiar la instrucción 'plot' por 'stem', lo que muestra los puntos sin unirlos por una línea.

¿Cómo se podrían mostrar los valores de un segmento de sonido en el bloque de salida?

Se podrían mostrar los valores observando el segmento y asegurándose de que no sólo se muestren resúmenes del inicio y del final del archivo.