A escala real

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 a escala completa digital cuando su magnitud alcanza el valor máximo representable. Una vez que una señal alcanza la escala completa digital, se ha utilizado todo el margen de amplitud , y cualquier aumento adicional de amplitud dará lugar a un error conocido como recorte . La amplitud de una señal digital se puede representar en porcentaje, escala completa o decibelios a escala completa (dBFS).

En los sistemas analógicos, la escala completa puede definirse por el voltaje máximo disponible, o por la deflexión 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 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 desde −32 768 hasta +32 767. Una señal está en escala completa si abarca desde −32 767 hasta +32 767. (Esto significa que −32 768, el valor mínimo posible, supera ligeramente la escala completa).

El procesamiento de señales en estaciones de trabajo de audio digital a menudo utiliza aritmética de punto flotante , que puede incluir valores más allá de la escala completa, para evitar el recorte en las etapas de procesamiento intermedias. En una representación de punto flotante , una señal de escala completa se define típicamente para abarcar desde −1,0 hasta +1,0. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

La señal pasa a través de un filtro anti-aliasing , de remuestreo o de reconstrucción , lo que puede aumentar ligeramente la amplitud máxima debido a las oscilaciones .

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 del convertidor digital-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", ya que 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 ]}