Аналого-цифровое преобразование аудио сигналов. Вологдин Э.И. - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

6
Звуки речи и музыкальных инструментов не превышают частоты 15…20 кГц. Особая
необходимость подавлять более высокие частоты, возникает при использовании как ис-
точника музыкальных программ аналоговых магнитофонов, у которых вместе со звуком
присутствует сигнал высокочастотного подмагничивания с частотой 50….250 кГц. Часто-
ты выше 20 кГц могут быть также в шуме, синтетической музыке и звуках, издаваемыми
животными и птицами.
Для надежного подавления спектральных составляющих выше частоты Найквиста ан-
тиэлайзинговый ФНЧ должен иметь частоту среза несколько ниже частоты Найквиста и
очень сильно (не меньше 90 дБ) подавлять оставляющие спектра сигнала на этой часто-
те. Обычно это эллиптические фильтры 7…9 порядков.
Высокая крутизна среза ФНЧ приводит к специ-
фическим искажениям в виде «звона». Это связано с
тем, что отклик на импульсное воздействие такого
фильтра описывается осциллирующей функцией вида
sinс( ). Чем выше крутизна среза ФНЧ, тем медлен-
нее происходит затухание звуковых колебаний. Един-
ственным способом борьбы с этими искажениями яв-
ляется повышение частоты выборок, Это позволяет уменьшить крутизну спада антиэлай-
зингового ФНЧ без уменьшения эффективности подавления спектральных составляющих
выше частоты Найквиста.
Дискретизация заключается в преобразование аналогового ЗС в дискретную после-
довательность коротких выборок положительной и отрицательной полярности длитель-
ностью . Такая операция выполняется с помощью балансной АИМ. На один вход моду-
лятора подается ЗС, а на второй - управляющий
сигнал, который представляет собой последова-
тельность коротких импульсов с частотой дис-
кретизации. На выходе модулятора формируется
АИМ сигнал U
d
(j) (рис.2.3.). Чем меньше дли-
тельность выборки, тем более точно выполняет-
ся операция дискретизации и меньше нелиней-
ные искажения.
В УВХ, часто включаемой в состав дискре-
тизатора, значения выборок запоминаются на
время T
s
и дискретные выборки U
d
(j) преобразу-
ются в непрерывный аналоговый сигнал ступенчатой формы U
dh
(i). Аналоговая память в
УВХ реализуется с помощью конденсатора, заряд и разряд которого осуществляется через
управляемый ключ. В этом устройстве очень малая постоянная времени заряда и очень
большая постоянная времени разряда.
АИМ сигнал является периодическим только при условии, что периоды звукового
сигнала T
F
сигнала дискретизации T
s
находятся в целочисленном отношении, то есть ко-
гда в x периодов ЗС укладывается точно y периодов сигнала дискретизации. Это значит,
что частота ЗС F всегда кратна или субкратна частоте дискретизации f
s
. Коэффициент
кратности этих частот определяется отношением простых чисел y / x
2
s
F
s
f
T
y
k
T F x
,
например, k
= 3/1, 4/1,......5/2, 7/3, 9/4…. 973/127…
Таким образом, если
k
целое число – частоты
s
f
и
F
кратны, если дробное – суб-
кратны. Период АИМ сигнала
m
T
определяется равенством
m
x
T
F
.
Рис.2.3. АИМ сигнал
АФНЧ
N
f
s
f
s
2f

Страницы