Мультимедиа технологии. Ч.1. Докторова Е.А. - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

32
4.1.1. Дискретизация
Важнейшим этапом аналого-цифрового преобразования является дис-
кретизация аналогового сигнала. Вместо термина «дискретизация» в техни-
ческой литературе иногда употребляют термин «выборка», а в литературе,
посвященной обработке звука используется понятие – «сэмплирование»
2
.
По определению, дискретизация – это процесс взятия отсчетов непре-
рывного во времени сигнала в равноотстоящих друг от друга по времени
точках. Иными словами, в процессе дискретизации измеряется и запоми-
нается уровень аналогового сигнала. Через заданный интервал времени,
который называется интервалом дискретизации, процедура повторяется.
Для качественного преобразования аналогового сигнала в цифровой необ-
ходимо производить достаточно большое количество отсчетов даже в те-
чение одного периода изменения аналогового сигнала, другими словами,
значение частоты дискретизации не может быть произвольным.
И действительно, значение частоты дискретизации фактически опре-
деляет ширину полосы частот сигнала, который может быть записан с по-
мощью используемой цифровой системы. Ширина этой полосы не может
быть больше половины значения частоты дискретизации, как определяет
теорема отсчетов (Котельникова-Найквиста). Эта теорема имеет важ-
нейшее значение в технике записи и передачи звука в цифровой форме.
Теорема гласит: сигнал, спектр частот которого занимает область от
F
MИH
до F
MАKC
(низкочастотный звуковой сигнал), может быть полно-
стью представлен своими дискретными отсчетами с интервалом Т
д
,
если Т
д
не превышает 1/2FМАКС. Другими словами, частота дискретиза-
ции f
Д
= 1/Т
Д
в процессе преобразования должна быть, как минимум,
вдвое больше наивысшей частоты звукового сигнала F
MАKC
.
Почему же именно в два раза? Да потому, что спектр сигнала, преоб-
разованного с помощью АЦП в цифровую форму, имеет периодический
характер.
В соответствии с теоремой Фурье сигнал любой формы может быть
представлен в виде суммы простейших синусоидальных колебаний разной
частоты и амплитуды. По окончании аналого-цифрового преобразования
2
С английского языка слово Sample дословно переводится как «образец». Поэтому это
слово в мультимедийной и профессиональной терминологии имеет несколько значений для
обозначения разных типов «образцов». Чаще всего сэмплом называют промежуток времени
между двумя измерениями аналогового сигнала. Кроме промежутка времени сэмплом назы-
вают последовательность цифровых данных, полученных в результате аналого-цифрового
преобразования, а сам процесс преобразования – сэмплированием. В иностранных журналь-
ных публикациях такой термин как частота дискретизации вы не встретите, но в изобилии
столкнетесь с частотой сэмплирования, хотя эти термины обозначают одно и то же. Термин
«дискретизация» нам более привычен. Поэтому далее мы будем использовать термин «дис-
кретизация».

Страницы