Аналого-цифровое преобразование аудио сигналов. Вологдин Э.И. - 27 стр.

UptoLike

Составители: 

27
Чем меньше пиковые значения шума,
тем меньше ухудшение расчетного
ния SNR, но хуже декоррелируются ошибки
квантования, и в спектре остаются дис-
кретные составляющие, как это видно на
рис.4.7. Эти составляющие модулируют
шум и они могут быть слышны. Этот эф-
фект называется модуляционным шумом.
Для примера на рис. 4.8 . приведены спектры реквантованных сигналов при исполь-
зовании технологии Dithering в звуковом редакторе Sound Forge 9, иллюстрирующие как
видоизменяется спектр реквантованного сигнала и значение SNR в результате применения
шума c разными законами распределения пиковых значений.
При реквантовании
16 8
бит без применения технологии Dithering спектр ошибок
квантования остается дискретный, и в нем присутствуют только нечетные гармоники ЗС,
как и должно быть. Значение SNR несколько выше расчетного.
Как видно, при использовании технологии Dithering независимо от закона распреде-
ления шума дискретный спектр ошибок квантования преобразуется в белый шум, моду-
ляционный шум отсутствует. Меньше всего ухудшается значение SNR при использовании
прямоугольного закона распределения шума с пиковым значением Q, всего на 0,8 дБ.
Худшие результаты при использовании гауссового закона распределения, SNR уменьша-
ется почти 7 дБ.
В настоящее время стандартом AES17 принята технология декорреляции ошибок
квантования, при которой используется случайный или псевдослучайный шум, у кото-
рого треугольная форма огибающей плотности вероятности
(TPDF Triangle Probability
Density Function) мгновенных значений шума. Шум имеет размах от пика до пика 2 LSB
(Least Significant Bit –биты младших разрядов), и c равномерную спектральную плотно-
стью мощности
от 0 до частоты Найквиста.
Эта технология сокращенно называется «TPDF dither». Она легко реализуется прак-
тически и гарантирует: нулевое среднее значение ошибки квантования, отсутствие корре-
лированных искажений, отсутствие больших вариаций амплитуды шума и шума моду-
ляции, зависимого от сигнала. При использовании такой технологии цифровая система
ведет себя также как идеальная аналоговая систем, у которой беспредельное разрешение
ниже LSB, отсутствуют искажения и шум модуляции. Надо подчеркнуть, что при исполь-
Рис.4..7. Модуляционный шум реквантования
Рис.4.8. Спектры реквантованных сигналов 16 8 бит с различными законами распределения
шума (T-треугольный, G-гауссовый, HR-прямоугольный)
16 8бит
DitherG
DitherHR
DitherT