ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
36
4.1.3. Передискретизация (оверсэмплинг)
Для того чтобы осуществить аналого-цифровое преобразование с вы-
соким качеством, необходимо выполнить ряд условий.
Прежде всего, при оцифровке звукового сигнала следует использовать
как можно более высокую частоту дискретизации: чем выше будет частота
дискретизации, тем более качественно будет восстановлен исходный сиг-
нал. К сожалению, пропорционально увеличению частоты дискретизации
возрастает поток цифровых данных в канале звукозаписи, а также объем
памяти, необходимой для хранения звукового сигнала в цифровой форме.
Другое условие аналого-цифрового преобразования заключается в
том, что перед дискретизацией необходимо ограничить спектр входного
сигнала с помощью фильтра низкой частоты (ФНЧ). Он должен удалить
все гармоники с частотами, лежащими выше частоты дискретизации, и
тем самым предотвратить наложение спектров.
В современных АЦП проблема фильтрации с целью устранения высо-
кочастотных компонент спектра решается с помощью передискретизации
– дискретизации на повышенной частоте. Термину передискретизация в
зарубежной технической литературе соответствует термин оверсэмплинг,
который в дальнейшем и будем использовать.
При оверсэмплинге диапазон частот входного аналогового звукового
сигнала ограничивается с помощью ФНЧ низкого порядка (обычно 3–5-
го), имеющего линейную фазовую характеристику и практически не ис-
кажающего импульсный сигнал. Частота среза фильтра выбирается значи-
тельно выше частоты полезного сигнала и составляет 25–30 кГц. В ре-
зультате исключаются фазовые искажения, характерные для аналоговых
фильтров высокого порядка, и подавление полезных сигналов высших
частот.
Отфильтрованный сигнал, имеющий ограниченный по частоте
спектр, подвергается дискретизации на повышенной частоте, что исклю-
чает наложение и искажение спектра.
Далее дискретные отсчеты сигнала преобразуются в последователь-
ность чисел с помощью АЦП, причем поток цифровых данных включает и
нежелательные высокочастотные компоненты спектра.
Полученные цифровые данные подвергаются цифровой фильтрации.
Цифровой фильтр высокого порядка
с крутым срезом частотной характе-
ристики изготовить гораздо проще. Причем, благодаря линейности фазо-
вой характеристики цифрового фильтра, фазовые искажения сигнала бу-
дут отсутствовать. После цифрового фильтра сигнал будет иметь спектр,
корректно ограниченный по частоте.
После цифровой фильтрации частота дискретизации сигнала по-
нижается до удвоенного значения наивысшей полезной частотной
составляющей путем удаления «избыточных» отсчетов.
