Аналого-цифровое преобразование аудио сигналов. Вологдин Э.И. - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

20
рис.3.13 создается иллюзия, что интегральная мощность шума квантования становится
больше с увеличением уровня ЗС, что противоречит теории. На самом деле измеренные
значения SNR мало отличаются от расчетных, определяемых равенством
6,02 1,76SNR q L
,
где
q
-число разрядов,
L
-уровень ЗС в дБ.
Этот любопытный феномен объясняется тем, что с увеличением уровня ЗС расширя-
ется спектр ошибок округления и число со-
ставляющих зеркального спектра в звуковом
диапазоне увеличивается. Однако, они все
когерентны уже имеющимся составляющим,
поэтому происходит не энергетическое сум-
мирование, а алгебраическое, с учетом фаз.
В результате происходит усиление одних
составляющих и ослабление других. Общая
мощность ошибок квантования при этом не
меняется. Так как увеличение уровня со-
ставляющих спектра достигает 25…30 дБ, то
громкость звука ошибок квантования с увеличением уровня ЗС становится существенно
больше.
Аналогичные преобразования спектра ошибок квантования происходят и при 16-
разрядном кодировании, когда амплитуда ЗС составляет 1…10 квантов, что соответствует
уровню ниже минус 70 дБ.
3.2. Звучание ошибок квантования
Характер звучания ошибок квантования можно уверенно оценить только при относи-
тельно грубом 8-разрядном квантовании, при котором абсолютный порог слышимости
меньше влияет на результаты прослушивания. При этом ошибки квантования слышны
почти во все звуковом диапазоне и вызываемые ими искажения замечают даже не подго-
товленные слушатели.
На кратных частотах звучание ошибок квантования в большинстве случаев вообще
незаметно или проявляется только в изменении тембра. На высоких частотах 16 и 12
кГц, у которых в звуковом диапазоне нет
никаких гармоник, естественно, ошибки
квантования не слышны. В диапазоне от 2 до
9,6 кГц 2-3 гармоники попадают в область с
высоким абсолютным порогом слышимости,
поэтому ошибки квантования тоже не
слышны. В этом диапазоне на частотах 2 и
3,2 кГц дополнительно имеет место еще час-
тотная маскировка ближайших гармоник.
На ЗС с частотой 1 кГц почти все гар-
моники находятся выше абсолютного порога
слышимости (рис.3.14). При уровне ЗС минус 30 дБ они слышны в виде свистящего звука,
но с увеличением уровня звука начинает действовать эффект частотной маскировки. На
частотах 500, 100 и 50 Гц большая часть гармоник попадает в область максимальной
слышимости от 2 до 5 кГц. Они создают приятно звучащее созвучие, в котором обертона
звучат громче, чем основной тон.
При небольшом отклонении частоты цифрового звука от кратного значения всегда
возникает низкочастотный тон отклонения, который особо заметен на высоких частотах
при нечетных значениях
kr
y
. Это связано с возникновением боковых полос из гармоник
Абсолютный порог
слышимости
F=1000 Гц,-30 дБ
Рис.3.14. Спектр ошибок квантования
Уровень ЗС 3 дБ
Уровень ЗС минус 40 дБ
F 16003 Гц
3дБ SNR 50,7 дБ
30дБ SNR 17,8дБ
40дБ SNR 5,1дБ

Страницы