Uno de los atractivos de comprar en el extremo más barato del mercado electrónico por correo desde China es que nunca sabes del todo qué te va a llegar. A veces es una joya en bruto y otras, un desastre. De vez en cuando aparece algo que debería funcionar pero no lo hace, y ahí surge la pregunta de si serías capaz de arreglarlo. Al usuario Nyanpasu64 le pasó justamente eso con un conversor de HDMI a VGA con audio que no funcionaba. ¿Qué podía estar mal?
El chip que pasa de HDMI a VGA lleva a bordo un conversor digital a analógico (DAC) de audio, y es de tipo delta-sigma. Este tipo de DAC se usa mucho en aplicaciones de audio porque funciona desplazando su frecuencia de conmutación muchas veces por encima de la tasa de muestreo de entrada, lo que reduce considerablemente la distorsión. Pero este no rendía como prometía, y el problema resultó ser esa frecuencia de conmutación esparcida por toda la salida. Claramente el filtro no estaba funcionando, lo que llevó al diseño de un filtro nuevo.
¿Qué es un DAC delta-sigma?
Vale la pena el contexto técnico. Un DAC delta-sigma no entrega directamente el valor analógico de cada muestra: genera un flujo de pulsos a muy alta frecuencia cuya densidad promedio representa la señal. Esa técnica, llamada sobremuestreo con modelado de ruido (noise shaping), empuja el ruido de cuantización hacia frecuencias muy por encima del rango audible, que va de los 20 Hz a los 20 kHz. Por eso el filtro de reconstrucción a la salida es imprescindible: su trabajo es eliminar esa energía de alta frecuencia y dejar solo el audio limpio. Si el filtro falla, como en este caso, la frecuencia de conmutación se cuela y contamina la señal.
El artículo original es, por lo tanto, una inmersión extensa en el diseño de filtros y, en parte, un descubrimiento del efecto que la impedancia tiene sobre ellos. Un filtro pasabajos pasivo bien diseñado depende de que la impedancia de la fuente y la de la carga coincidan con los valores para los que se calcularon el condensador y la resistencia. Si no coinciden, la frecuencia de corte se desplaza y el filtrado deja de ser efectivo.
¿Vale la pena arreglar algo tan barato?
Ante un módulo tan económico, uno podría preguntarse por qué no gastar unos pocos dólares más y conseguir uno mejor. Estos conversores HDMI a VGA suelen costar entre 5 y 15 dólares, así que la reparación no se justifica por dinero. Pero de haberlo hecho, no habríamos tenido este análisis, así que nos quedamos con el equipo de lo barato. Ya habíamos revisado DACs de audio en el pasado.
Para quien quiera replicar el ejercicio en Chile, la lección es útil. Un conversor de estos, sumado a un osciloscopio básico o incluso una tarjeta de sonido usada como analizador, permite entender de primera mano cómo un simple filtro RC define la calidad de audio de cualquier equipo. Es uno de esos proyectos donde el valor educativo supera con creces el costo del hardware.
