Аналого-цифровое преобразование аудио сигналов. Вологдин Э.И. - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

37
2
sk
(e)
12
D
N
Q
S
f
.
Поэтому расчетное соотношение для SNR преобразуется к виду
max
6,02 1,74 10 lg
2
s os
f К
SNR q
F
, дБ,
где F
max
- максимальная частота звукового диапазона.
Из приведенной формулы следует, что
SNR увеличивается на 3 дБ при каждом уд-
воении частоты дискретизации. Это объ-
ясняется тем, что при увеличении частоты
дискретизации спектр шума квантования
расширяется и во столько же раз его спек-
тральная плотность мощности уменьшает-
ся.
Относительно небольшое увеличение
SNR сопровождается двукратным увеличе-
нием скорости цифрового потока и необ-
ходимостью двойного увеличения плотно-
сти записи. Поэтому при достаточно высо-
кой частоте передискретизации возникают серьезные технические проблемы в ее реализа-
ции. По этой причине в ИКМ трактах при аналоговой передискретизации в модуляторе
коэффициент К
os
равен всего 2 или 4.
Использование аналоговой передискретизации позволяет в ИКМ трактах значительно
упростить антиэлайзинговый аналоговый ФНЧ на входе модулятора, который предназна-
чен для исключения возможности перекрытия спектров полезного сигнала и продуктов
модуляции. Реализация такого фильтра в обычных ИКМ трактах весьма сложна, так как у
него должна быть линейная АЧХ в рабочем диапазоне и крутой спад вблизи частоты
Найквиста с затуханием не менее 90 дБ. При использовании передискретизации требова-
ния к крутизне спада этого АФНЧ существенно уменьшаются, так как существенно уве-
личивается частота Найквиста (рис.4.19), и в тоже время обеспечивается отсутствие ком-
бинационных частот с участием ЗС.
Аналоговая передискретизация позволяет также значительно снизить требования к
ФНЧ ИКМ демодулятора. Если, например, частота дискретизации равна 48 кГц, то в
обычном тракте необходимо подавить частоты нижней боковой полосы 1 порядка выше
24 кГц. Это может быть выполнено лишь весьма сложным ФНЧ 7…11 порядка. При 2-х
кратной передискретизации граница нижней боковой полосы повышается до 1,5 f
N
sk
= 72
кГц (рис.4.19) и проблем с созданием ФНЧ не возникает.
При высокой частоте дискретизации целесообразно в ИКМ трактах частоту среза ФНЧ
на выходе демодулятора увеличивать до 25…40 кГц. При этом SNR становится меньше,
но зато расширяется полоса звуковых частот. Звучание становится более прозрачным, за
счет уменьшения частотно-фазовых искажений на верхней границе звукового диапазона.
В некоторых публикациях по этому поводу авторы полагают, что можно использо-
вать на выходе демодулятора ИКМ простые ФНЧ, как, например, фильтр Чебышева 3 по-
рядка. Крутизна среза у них мала, но они обеспечивают хорошее подавление высокочас-
тотных составляющих спектра модуляции. При этом забывается, что ФНЧ предназначен
еще для накопления и интерполяции выборок при реконструкции ЗС, поэтому его посто-
янная времени не может быть малой, иначе возникнут значительные нелинейные искаже-
ния.
Цифровая передискретизация прежде всего используется в ЦАП на основе сигма-
дельта модуляции с коэффициентом K
os
до 128 и даже 1024 крат, так как при этом отсут-
Рис.4.19. Спектры АИМ при передискретизации
АФНЧ
N
f
s
f
s
2f
АФНЧ
Nsk
f
sk
f
до передискретизации
после передискретизации

Страницы