En telecomunicaciones y procesamiento de señales , la compresión (ocasionalmente llamada compresión ) es un método para mitigar los efectos perjudiciales de un canal con rango dinámico limitado . El nombre es un acrónimo de las palabras comprimir y expandir, que son las funciones de un compander en los extremos de transmisión y recepción, respectivamente. El uso de la compresión permite transmitir señales con un gran rango dinámico a través de instalaciones que tienen una capacidad de rango dinámico menor. La compresión se emplea en telefonía y otras aplicaciones de audio, como micrófonos inalámbricos profesionales y grabaciones analógicas .
El rango dinámico de una señal se comprime antes de la transmisión y se expande al valor original en el receptor. El circuito electrónico que hace esto se llama compander y funciona comprimiendo o expandiendo el rango dinámico de una señal electrónica analógica, como el sonido grabado por un micrófono. Una variedad es un triplete de amplificadores: un amplificador logarítmico, seguido de un amplificador lineal de ganancia variable y un amplificador exponencial. Un triplete de este tipo tiene la propiedad de que su tensión de salida es proporcional a la tensión de entrada elevada a una potencia ajustable.
La cuantización comparada es la combinación de tres bloques de construcción funcionales: a saber, un compresor de rango dinámico de señal (de dominio continuo) , un cuantificador uniforme de rango limitado y un expansor de rango dinámico de señal (de dominio continuo) que invierte la función del compresor. Este tipo de cuantificación se utiliza frecuentemente en sistemas de telefonía. [1] [2]
En la práctica, los compresores están diseñados para funcionar según funciones de compresor de rango dinámico relativamente simples que son adecuadas para su implementación como circuitos electrónicos analógicos simples. Las dos funciones compander más populares utilizadas en telecomunicaciones son las funciones de ley A y ley μ .
La compresión se utiliza en sistemas de telefonía digital, comprimiéndose antes de la entrada a un convertidor de analógico a digital y luego expandiéndose después de un convertidor de digital a analógico . Esto equivale a utilizar un ADC no lineal como en un sistema telefónico de portadora T que implementa compresión de ley A o ley μ . Este método también se utiliza en formatos de archivos digitales para obtener una mejor relación señal-ruido (SNR) a profundidades de bits más bajas. Por ejemplo, una señal PCM de 16 bits codificada linealmente se puede convertir en un archivo WAV o AU de 8 bits manteniendo una SNR decente comprimiéndola antes de la transición a 8 bits y expandiéndola después de la conversión a 16 bits. Esta es efectivamente una forma de compresión de datos de audio con pérdida .
Los micrófonos inalámbricos profesionales hacen esto porque el rango dinámico de la señal de audio del micrófono es mayor que el rango dinámico proporcionado por la transmisión de radio. La expansión también reduce los niveles de ruido y diafonía en el receptor. [3]
Los compansores se utilizan en sistemas de audio de conciertos y en algunos esquemas de reducción de ruido .
El uso de compresión en un sistema de transmisión de imágenes analógicas fue patentado por AB Clark de AT&T en 1928 (presentado en 1925): [4]
En la transmisión de imágenes por corrientes eléctricas, el método que consiste en enviar corrientes variadas en una relación no lineal con los valores luminosos de los elementos sucesivos de la imagen a transmitir, y en el extremo receptor exponer los elementos correspondientes de una superficie sensible. a la luz variaba en relación no lineal inversa a la corriente recibida.
— Patente de AB Clark
En 1942, Clark y su equipo completaron el sistema de transmisión de voz segura SIGSALY que incluía el primer uso de compresión en un sistema PCM (digital). [5]
En 1953, B. Smith demostró que un DAC no lineal podría complementarse con la no linealidad inversa en una configuración ADC de aproximación sucesiva , simplificando el diseño de sistemas de expansión digital. [6]
En 1970, H. Kaneko desarrolló la descripción uniforme de las leyes de expansión de segmentos (lineales por partes) que para entonces se habían adoptado en la telefonía digital. [7]
En las décadas de 1980 (y 90), muchos de los fabricantes de equipos musicales ( Roland , Yamaha , Korg ) utilizaban la compresión al comprimir los datos de forma de onda de la biblioteca en sus sintetizadores digitales . Lamentablemente, no se conocen los algoritmos exactos, ni si alguno de los fabricantes utilizó alguna vez el esquema Companding que se describe en este artículo. Lo único que se sabe es que los fabricantes utilizaron compresión de datos [8] en el período mencionado y que algunas personas se refieren a ella como "compansión", cuando en realidad podría significar otra cosa, por ejemplo compresión y expansión de datos. [9] Esto se remonta a finales de los años 80, cuando los chips de memoria eran a menudo uno de los componentes más costosos del instrumento. Los fabricantes suelen indicar la cantidad de memoria en su forma comprimida: es decir, 24 MB de ROM de forma de onda física en un Korg Trinity son en realidad 48 MB sin comprimir. De manera similar, las placas de expansión Roland SR-JV generalmente se anunciaban como placas de 8 MB con "contenido equivalente a 16 MB". La copia descuidada de esta información técnica, omitiendo la referencia a la "equivalencia", a menudo puede causar confusión.
compandiendo ab-clark pcm.
