Аналого-цифровое преобразование аудио сигналов. Вологдин Э.И. - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

14
при которой дискретизируются как ЗС, так и ошибки округления, преобразуясь в ошибки
квантования, как это показано на рис.3.4. Мощности ошибок квантования и округления
одинаковые, но спектры совершенно различные.
В спектр АИМ сигнала прежде всего вхо-
дят нечетные гармоники спектра ошибок ок-
ругления v, попадающие в полосу частот до
частоты Найквиста F
N.
Их число может быть
несколько тысяч и спектр простираться до
3…5 мегагерц.
В результате модуляции при каждой гар-
монике частоты дискретизации образуются
верхняя и нижняя боковые полосы. Верхние
боковые полосы являются прямым, а нижние
- зеркальным отображением спектра ошибок округления. Мощности компонент спектра
во всех полосах равны мощности ошибок округления.
Необычность формирования спектра ошибок квантования заключается в том, что ши-
рина спектра модулирующего сигнала во много раз превышает частоту дискретизации.
Поэтому составляющие спектра нижних боковых полос попадают в область отрицатель-
ных значений (рис.3.5). Физически это означает, что происходит отражение спектров
нижних боковых полос от нулевой частоты, и отрицательные значения частот становятся
положительными.
Гармоники ошибок округления, частота которых не превышает частоту Найквиста,
образуют прямой спектр ошибок квантования. Все гармоники выше
N
f
попадают в зву-
ковой диапазон в виде продуктов модуляции
s
f s f vF
.
Эти продукты имеют знак плюс, если
()
s N s
s f f v F s f
, и знак минус, если
()
s s N
s f v F s f f
.
Сказанное поясним на частном простом примере кратных частот, когда F= 1 кГц и f
s
= 48 кГц. В этом случае в звуковой диапазон попадают гармоники ошибок округления с 1
по 23, образующие прямой спектр. Гармоники с 25 по 47 попадают в этот же диапазон,
как продукты модуляции нижней боковой полосы 1 порядка. Они создают частоты от 23
до 1 кГц с интервалом 1 кГц. Гармоники с 49 по 71 преобразуются в такие же частоты, но
с отрицательным знаком. Аналогичные преобразования происходят с гармониками выше
71 в нижних боковых полосах 2 и более высокого порядков и т. д. Суммирование со-
ставляющих спектра происходит с учетом фазы каждой гармоники. Если частоты
s
f
и
F
не кратны, то при небольшом отклонении частоты ЗС от кратного значения каждая гар-
Ошибки округления
Рис. 3.4. Дискретизация ошибок
округления
f
F(v)
f
f
f
Звуковой диапазон
s
(2f vF)
s
(f vF)
Нижние боковые полосы
s
f 48кГц
s
2f 96кГц
sN
fF
N
F 24кГц
0
N
F 24кГц
Спектр гармоник
Рис.3.5. Формирование спектра ошибок квантования

Страницы