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espectro que se extienda hasta 20kHz, es necesario muestrear la señal microfónica a una frecuencia
al menos igual a 44 kHz.
Existe una correspondencia entre la frecuencia con la que el nivel sonoro viene registrado, el
número de muestras utilizados para el cálculo de la FFT y su resolución espectral. Por ejemplo, si la
toma de muestras se realiza a 48 kHz y se calcula la FFT en 480 muestras (10 ms de trayectoria audio)
la resolución que se obtiene resulta igual a 48000/480 = 100 Hz. Se obtendrá, cada 10ms, un espectro
compuesto por 480/2 = 240 valores de dimensión correspondiente a la frecuencias incluida en el
intervalo de 100 Hz a 24 kHz en pasos de 100 Hz. Aumentando la longitud del segmento audio
aumenta proporcionalmente la resolución espectral a pesar del tiempo de elaboración que tiende a
disminuir en razón casi geométrica. La frecuencia mínima que proporciona la dimensión es igual a la
inversión de la longitud del segmento audio, que corresponde a la frecuencia cuyo periodo es igual a
la longitud del segmento. En la figura siguiente una señal sinusoidal con una frecuencia de 224 Hz se
analiza mediante FFT en 512 muestras a 48 kHz. La resolución espectral es un poco inferior a 100 Hz.
120
100
80
60
40
20
0
En el espectro el pico es visible pero la resolución de frecuencia no permite determinar con
suficiente precisión la frecuencia del tono analizado.
Para los fonómetros-analizadores en tiempo real, que deben proporcionar el espectro de la señal
sonora sin interrupciones, el tiempo de elaboración de la FFT es muchas veces vinculante y limita la
resolución espectral. Las técnicas utilizadas para superar este problema son fundamentalmente dos:
el control de la frecuencia de muestreo y el desplazamiento en frecuencia de la señal audio.
Dividiendo la frecuencia de muestreo, a igualdad de número de muestras que componen la
señal audio, se obtiene el doble de la resolución de frecuencia.
en alternativa se puede colocar un filtro de disminución, es decir un filtro que extrae un nivel
cada n de la serie muestreada. Si , por ejemplo, se aplica un filtro decimado con un factor de 10 a la
serie de muestras de nuestro ejemplo, es posible obtener segmentos compuestos por 480 muestras
decimadas cada 100ms. Aplicando la FFT a estos segmentos, se obtiene cada 100ms, un espectro de
frecuencia de 0 a 2.4 kHz con una resolución igual a 10 Hz. El proceso de disminución se puede
extender hasta alcanzar la resolución requerida a costa de la extensión del espectro, que disminuye
proporcionalmente al aumentar la resolución.
Otra técnica que se utiliza para aumentar la resolución del análisis espectral consiste en el
desplazamiento de todas las frecuencias que componen la señal audio, aplicando una multiplicación
compleja a todas las muestras (heterodyne). El resultado son segmentos de trayectoria audio
relevadas a la frecuencia original pero con contenido espectral desplazado en frecuencia. Si en el
HD2110L
FFT HF
Freq.[Hz]
Fig. 39
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157
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V4.4
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