En electrónica y procesamiento de señales , la escala completa representa la amplitud máxima que un sistema puede representar.
En los sistemas digitales , se dice que una señal está en escala completa digital cuando su magnitud ha alcanzado el valor máximo representable. Una vez que una señal ha alcanzado la escala completa digital, se ha utilizado todo el margen y cualquier aumento adicional en la amplitud dará como resultado un error conocido como recorte . La amplitud de una señal digital se puede representar en porcentaje; escala completa; o decibeles, escala completa (dBFS).
En sistemas analógicos, la escala completa puede definirse por el voltaje máximo disponible, o la desviación máxima ( deflexión de escala completa o FSD ) o la indicación de un instrumento analógico como un medidor de bobina móvil o un galvanómetro .
Dado que el rango de representación de números enteros binarios es asimétrico, la escala completa se define utilizando el valor positivo máximo que se puede representar. [1] [2] Por ejemplo, el audio PCM de 16 bits está centrado en el valor 0 y puede contener valores de −32 768 a +32 767. Una señal está en escala completa si alcanza de −32 767 a +32 767. (Esto significa que −32 768, el valor más bajo posible, excede ligeramente la escala completa).
El procesamiento de señales en estaciones de trabajo de audio digital suele utilizar aritmética de punto flotante , que puede incluir valores que superan la escala completa, para evitar el recorte en etapas de procesamiento intermedias. En una representación de punto flotante , una señal de escala completa se define normalmente para que alcance de −1,0 a +1,0. [3] [4]
La señal pasa a través de un filtro anti-aliasing , de remuestreo o de reconstrucción , que puede aumentar ligeramente la amplitud del pico debido al zumbido .
Es posible que la señal analógica representada por los datos digitales supere la escala completa digital incluso si los datos digitales no lo hacen, y viceversa. Al convertir al dominio analógico, no hay problemas de recorte siempre que el circuito analógico en el convertidor digital a analógico esté bien diseñado.
Si una señal analógica de escala completa se convierte a digital con una frecuencia de muestreo suficiente y luego se reconstruye , el teorema de Nyquist garantiza que no habrá problemas en el dominio analógico debido a problemas de "picos" porque la señal analógica restaurada será una copia exacta de la señal analógica original. (Sin embargo, si la señal se normaliza en el dominio digital, puede contener "picos entre muestras" que excedan la escala completa después de la reconstrucción analógica). [5]
amplitud de una onda sinusoidal de 997 Hz cuyo valor de pico positivo alcanza la escala completa digital positiva, dejando el código máximo negativo sin usar. NOTA En la representación en complemento a 2, el pico negativo está a 1 LSB del código máximo negativo.
amplitud de una sinusoide de 997 Hz cuya muestra positiva máxima alcanza justo la escala completa digital positiva (en complemento a 2 un valor binario de 0111…1111 para completar la longitud de la palabra) y cuya muestra negativa máxima alcanza justo un valor a uno de la escala completa digital negativa (1000…0001 para completar la longitud de la palabra) dejando el código negativo máximo (1000…0000) sin usar
Para los datos flotantes, la escala completa es 1.
El formato de punto flotante normalizado de 32 bits 0,24 (tipo 3: 32 bits) es el formato de punto flotante estándar para archivos .wav de tipo 3. Los valores se normalizan en el rango +/-1,0.