Recorte (procesamiento de señal) - Clipping (signal processing)
El recorte es una forma de distorsión que limita una señal una vez que supera un umbral. El recorte puede ocurrir cuando una señal es registrada por un sensor que tiene restricciones en el rango de datos que puede medir, puede ocurrir cuando se digitaliza una señal , o puede ocurrir en cualquier otro momento en que se transforma una señal analógica o digital , particularmente en el presencia de ganancia o sobreimpulso y subimpulso .
El recorte puede describirse como difícil, en los casos en que la señal está estrictamente limitada en el umbral, produciendo un corte plano; o puede describirse como suave, en los casos en que la señal recortada continúa siguiendo al original con una ganancia reducida. El recorte fuerte da como resultado muchos armónicos de alta frecuencia ; El recorte suave da como resultado menos armónicos de orden superior y componentes de distorsión de intermodulación.
Audio
En el dominio de la frecuencia , el recorte produce fuertes armónicos en el rango de alta frecuencia (a medida que la forma de onda recortada se acerca a una onda cuadrada ). La ponderación de frecuencia extra alta de la señal podría hacer que el tweeter sea más probable que si la señal no estuviera cortada.
Muchos de guitarra eléctrica jugadores intencionalmente demasiada profundidad sus amplificadores (o insertar una "caja de la pelusa") a causa de recortes con el fin de conseguir un sonido deseado (ver la distorsión de la guitarra ).
En general, la distorsión asociada con el recorte no es deseada y es visible en un osciloscopio incluso si es inaudible.
Imagenes
En el dominio de la imagen, el recorte se ve como áreas brillantes desaturadas (descoloridas) que se vuelven blanco puro si se recortan todos los componentes del color .
Causas
Circuito analógico
Un diseñador de circuitos puede usar intencionalmente un clipper o clamper para mantener una señal dentro de un rango deseado.
Cuando se empuja un amplificador para crear una señal con más potencia de la que puede soportar, amplificará la señal solo hasta su capacidad máxima, momento en el que la señal no se amplificará más.
- Un circuito integrado o un amplificador de estado sólido discreto no puede dar un voltaje de salida mayor que el voltaje con el que está alimentado (comúnmente una extensión de 24 o 30 voltios para amplificadores operacionales usados en equipos de nivel de línea ).
- Un tubo de vacío solo puede mover una cantidad limitada de electrones en un período de tiempo, dependiendo de su tamaño, temperatura y metales.
- Un transformador (más comúnmente utilizado entre etapas en equipos de tubos) se enganchará cuando su núcleo ferromagnético se sature electromagnéticamente .
Procesamiento digital
En el procesamiento de señales digitales , el recorte se produce cuando la señal está restringida por el rango de una representación elegida. Por ejemplo, en un sistema que usa enteros de 16 bits con signo , 32767 es el valor positivo más grande que se puede representar, y si durante el procesamiento la amplitud de la señal se duplica, los valores de muestra de 32000 deberían convertirse en 64000, pero en su lugar se truncan al máximo, 32767. El recorte es preferible a la alternativa en los sistemas digitales, la envoltura, que ocurre si se permite que el hardware digital se " desborde ", ignorando los bits más significativos de la magnitud y, a veces, incluso el signo del valor de muestra, lo que da como resultado gran distorsión de la señal.
La incidencia de recorte se puede reducir en gran medida utilizando números de punto flotante en lugar de enteros. Sin embargo, los números de coma flotante suelen ser menos eficientes de usar, a veces dan como resultado una pérdida de precisión y aún pueden recortarse si un número es extremadamente grande o pequeño.
Evitando el recorte
El recorte se puede detectar observando la señal (en un osciloscopio, por ejemplo) y observando que las partes superiores e inferiores de las ondas ya no son suaves. Al trabajar con imágenes, algunas herramientas pueden resaltar todos los píxeles que son de color blanco puro, lo que permite al usuario identificar grupos más grandes de píxeles blancos y decidir si se ha producido demasiado recorte.
Para evitar el recorte, la señal se puede reducir dinámicamente usando un limitador . Si no se hace con cuidado, esto aún puede causar una distorsión no deseada, pero evita que los datos se pierdan por completo.
Reparación de una señal recortada
Cuando ocurre el recorte, parte de la señal original se pierde, por lo que la restauración perfecta es imposible. Por lo tanto, es preferible evitar el recorte en primer lugar. Sin embargo, cuando la reparación es la única opción, el objetivo es crear un reemplazo plausible para la parte recortada de la señal.