Me gustaría saber si en la transmisión de televisión se transmiten frecuencias de audio de alta gama, por ejemplo, frecuencias superiores a 14 kHz. ¿Cuál es la frecuencia de audio cortada de transmisión en la transmisión de televisión?

Estoy preparando un informe (para investigación) que caracteriza la respuesta de frecuencia de audio de varios dispositivos, por ejemplo, iPhones, Samsung Galaxies, varios televisores. Mientras hacía esto, sentí curiosidad por la salida del espectro de la televisión. Dado un fragmento de audio para la transmisión, ¿cómo se altera su espectro? ¿A qué frecuencia hay un corte y, especialmente, puede el corte estar por debajo de ~ 20K, el rango audible humano?

En general, mi interés es saber qué sucede con un audio que se le da a un canal de transmisión y para cuando llega como entrada a un televisor.

Gracias.

En la televisión digital, creo que utilizan principalmente una frecuencia de muestreo de 48 kHz, por lo que depende de si el codificador de audio asigna bits a las frecuencias ultrasónicas:

Figura 1. Antes de la codificación: izquierda) ruido blanco casi a escala completa, centro) ruido rosa a escala casi completa, derecha) ruido blanco de paso de banda de 20-24 kHz a escala completa.

Figura 2. Después de codificar en MPEG 1.0 capa II, 224 kbit / s, 48000 Hz estéreo (se sabe que se usa en DVB-T) y decodificar, usar mp2encpara codificar y mpg123decodificar.

Con ruido blanco, en el rango de 16-20 kHz solo sobreviven algunas ráfagas de frecuencia, pero por encima de eso nada. Comenzando con el ruido "rosa", todo lo que está por encima de 15 kHz se elimina, porque se asignan más bits a las frecuencias más bajas de mayor intensidad. Comenzando con contenido solo> 20 kHz, algunas frecuencias ultrasónicas sobreviven, ya que no es necesario asignar bits a frecuencias más bajas.

También se utilizan otros métodos de codificación distintos a MPEG 1.0 layer II en la televisión abierta.

Televisión digital

Además de lo habitual, ningún diseñador de sistemas usará una frecuencia de muestreo innecesariamente alta, porque los humanos reales simplemente no pueden escuchar a más de ~ 20 kHz y, por lo tanto, la construcción de DAC y amplificadores para frecuencias más altas que eso no sucederá, DVB-T especifica esto en ETSI TS 101 154 , capítulo 6, "Audio".

Olli ya le ha dado una excelente revisión basada en hechos y espectro sobre lo que realmente pasa en tales códecs, así que aquí hay un poco de hechos de estandarización:

Audio MPEG1 / 2:

La frecuencia de muestreo de audio de los servicios de sonido primario será de 32 kHz, 44,1 kHz o 48 kHz. Las velocidades de muestreo de 16 kHz, 22,05 kHz, 24 kHz, 32 kHz, 44,1 kHz o 48 kHz pueden utilizarse para servicios de sonido secundarios.

(observe la marca decimal ",", que le informa mucho sobre los países que no formaron parte de la estandarización)

Como probablemente sepa, para las señales de valor real, la frecuencia de muestreo debe ser más del doble de la frecuencia de señal más alta para permitir una reconstrucción perfecta; en otras palabras, la frecuencia de muestreo máxima de 48 kHz producirá una frecuencia de audio máxima de 24 kHz.

AC-3, DTS Audio

No se especifica realmente en el estándar, pero las tasas de muestreo> 96kHz aún no se han visto en la naturaleza para estos formatos, en general.

En otras palabras, la frecuencia de audio máxima de acuerdo con estos estándares sería algo así como 48 kHz, pero lo dudo. Verá el mismo límite de 20 kHz.

MPEG-4 AAC en todas sus variantes relevantes

Solo se especifican los perfiles MPEG4. Pero estos generalmente solo se comparan con el audio de CD de 44.1kS / s, así que supongo que esperaría que un televisor maneje 44.1kS / s, 48kS / s, y todo lo demás sería algo esperanzador, por lo que las emisoras No lo usaré.

TV análoga

¿Estás bromeando no? Eso es básicamente el mismo audio que la radio de radio FM.

Los sistemas NTSC y PAL (técnicamente, PAL y NTSC son solo especificaciones de video / color, pero siempre se usan en sistemas que también transmiten audio, por lo que está bien confundirlos) usan lo que solía llamarse "F3E". Eso es simplemente audio de frecuencia modulada.

Para los sistemas PAL, la desviación general de la frecuencia FM es de 50 kHz, y para los sistemas NTSC, es de 25 kHz, ambos con una constante de tiempo de preemphasis $\mu_\text{PAL}=50\text{ µs}$, $\mu_\text{NTSC}=75\text{ µs}$. Ahora, a partir de esta desviación de frecuencia, realmente no podemos leer el ancho de banda de la señal contenida con tanta facilidad (podemos sacar nuestra tabla de Bessel e intentar encontrar el ancho de banda del 1%, pero, sinceramente, eso no arrojará ningún resultado relevante. El audio FM nunca se transmitió para obtener el ancho de banda máximo, pero para "compensar el desorden modesto que son los receptores FM", entonces cualquier regla general será igual de buena). La regla general dice que no obtienes más de 20 kHz de ancho de banda de audio, y el énfasis previo (y el énfasis) no se optimizarán para retener nada, digamos el 75% de eso, por lo que eres feliz si alguna vez Obtenga 16 kHz de audio utilizable.