Составители:
11
те Найквиста при каждом импульсном воздействии описывается функцией sinx/x, у кото-
рой пиковое значение которой равно амплитуде входного импульса (рис.2.10), а зату-
хающий колебательный процесс происходит с периодом дискретизации.
В случае непрерывной последо-
вательности выборок происходит
перекрытие откликов от отдельных
выборок. При этом пиковое значение
каждого отклика равно амплитуде
входного импульса, и оно не зависит
от соседних откликов. Значение вос-
становленного ЗС в каждой точке
между выборками определяется сум-
мой огромного числа откликов, воз-
никших как раньше, так и позже рас-
сматриваемого момента времени.
Особо большую роль при этом иг-
рают медленно затухающие колеба-
ния.
Реконструкция ЗС осуществля-
ется ФНЧ по отдельным выборкам путем их интерполяции. Для восстановления звуково-
го сигнала с широким спектром от 20 Гц до 20 кГц необходимо накопление примерно
2000 выборок, а более точно оно определяется известным равенством.
max min
/ 4000
выб
N F F
выборок.
Это очень жесткий критерий. Считается, что для музыкальных программ при частоте
дискретизации 44100 Гц вполне достаточно 2200 выборок. Для того чтобы обеспечива-
лось такое число интерполируемых выборок время задержки ФНЧ должно быть больше
разности периодов граничных спектральных составляющих широкополосного ЗС со спек-
тром прямоугольной формы. В противном случае возникают нелинейные интермодуля-
ционных искажения, которые на слух проявляются в виде диссонансов, «грохота» и «хво-
стов». Это значит, что для частотного диапазона 20…20000 Гц время задержки ФНЧ
должно быть 50 мс. Для сигнала с полосой от 10 Гц до 20 кГц, время задержки фильтра
должна быть уже 100 мс и.т.д. Такие фильтры создать очень сложно, поэтому надо огра-
ничивать нижний диапазон частот.
Чем большее число выборок используется в реконструкции ЗС, тем ближе восста-
новленный сигнал к исходной форме. При этом восстанавливаются без ошибки не толь-
ко выборки, но все промежуточные значения между ними. Число точек, по которым осу-
ществляется восстановление звукового сигнала, определяется крутизной среза ФНЧ. Чем
ближе реальный ФНЧ к идеальному фильтру, с крутизной среза близкой к бесконечности,
тем больше время задержки сигнала в этом фильтре и тем больше выборок связываются в
этом фильтре друг с другом. Переходные процессы в фильтре дополняют восстанавливае-
мый сигнал между значениями соседних выборок.
На практике время задержки ФНЧ, рассчитанного на пропускание спектра от 20 Гц
до 20 кГц составляет всего 5…10 мс. Это значит, что при подаче цифрового сигнала на
вход ФНЧ ЗС на выходе он появится через указанное время. С такой маленькой задерж-
кой при формировании ЗС участвуют только 220…440 выборок и поэтому при реконст-
рукции широкополосных музыкальных сигналах неизбежно возникают нелинейные иска-
жения.
В современной аппаратуре для реконструкции ЗС в аналоговой форме ФНЧ с катуш-
ками индуктивности и конденсаторами, а также активные транзисторные RC-фильтры
практически не применяются. Для этих целей более целесообразно использовать цифро-
вые интерполяторы 15…16 порядка или производить вычисление выходного сигнала по
формуле из теоремы В.П.Котельникова
Рис. 2.10. Реконструкция ЗС
t
Выборки с частотой
дискретизации
огибающая
одиночный
импульс
выход ФНЧ
t
t
t
sin /Функция x x
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- …
- следующая ›
- последняя »
