Аналого-цифровое преобразование аудио сигналов. Вологдин Э.И. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

8
max
max
m
q
A
Q
N
.
Входное напряжение квантователя не должно превышать значения
maxm
A
, в противном
случае возникает перегрузка по входу и появляется отсечка (сверху и снизу) в выходном
сигнале ИКМ демодулятора и сильные искажения звука.
Важной характеристикой квантователя является его передаточная функция. Возмож-
ны 3 варианта ее реализации, отличающиеся нормализованными
(в квантах) значениями порогов квантования z = 0,5; z = 0 и z =1
. В первом варианте округление производится к ближайшему
значению шкалы квантователя, во втором – к меньшему, а в
третьем – к большему значению. Наибольшее распространение
получил первый вариант, при котором ошибка квантования не
превышает половины шага квантования Q/2.
На рис.2.6. приведен график передаточной функции кван-
тователя при z = 0,5. Она имеет вид ле-
стницы, у которой ступени равны шагу
квантования Q. Как видно, пока пиковое
значение входного сигнала не превышает 0,5 кванта, выходной
сигнал квантователя равен нулю, т.е. имеет место центральная от-
сечка. Это приводит к нелинейности преобразования и возникно-
вению больших искажений при малых амплитудах ЗС. Пока зна-
чение
1,5A
выходной сигнал демодулятора представляет собой
последовательность прямоугольных импульсов, у которых с изме-
нением уровня ЗС меняется длительность (рис.2.7). Это обуслов-
лено ошибками квантования, которые соизмеримы с амплитудой
входного сигнала. Искажения начинают заметно уменьшаться
только при
2A
.
В ИКМ модуляторе квантуется дискретизированный сигнал в
виде последовательности выборок. Функция выходного сигнала
квантователя определяется равенством
( ) floor[ sin( ) ]
dq
U j A j z
.
Ошибкой квантования называется разность между мгновенными
значениями выходного и входного сигналов квантователя в мо-
менты выборок
( ) floor[ sin( ) ] sin( )e j A j z A j
.
Двоичный кодер в схеме на рис.2.1. определяет полярность выборки и осуществляет
преобразование положительного десятичного значения уровня квантования в двоичное.
Это производится в соответствии с известными правилами c подбором весовых коэффи-
циентов или с помощью таблицы. Например, если q =8 и
q
N
= 85, то это соответствует
двоичному числу a(x) = 1010101. Существуют несколько способов двоичного кодирова-
ния, но всегда старший разряд в кодовом слове является знаковым и определяет его по-
лярность.
Для примера в табл.2.1 приведены два наиболее распространенных способа двоично-
го представления положительных и отрицательных десятичных чисел, известные под на-
званиями «2`s complemet format»(двоичное дополнение) и «offset binary» (двоичный
сдвиг). В обоих форматах отрицательные десятичные значения преобразуются в двоичные
путем инверсии положительной значащей части двоичной кодового слова того же уровня
и прибавления «1» в младшем разряде.
вых
U
вх
U
Q
t
A 0,4
A 0,505
A 0,7
A 1,505
dem
U (t)
dem
U (t)
dem
U (t)
t
t
t
t
Рис.2.7. Выходной
сигнал демодулятора

Страницы