Цифровая звукозапись. Вологдин Э.И. - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

15
Максимальное число уровней квантования шкалы для каждой полярности ЗС
max
q
N
зависит от числа разрядов в кодовом слове q
( 1)
max
2 , 1.
q
q
N q
−
= >
Чем больше q, тем на большее число уровней разбивается шкала и тем c большей
точностью производится аналого-цифровое преобразование. Если задано
максимальное число уровней квантования
max
q
N
, то необходимое число разрядов в
кодовом слове рассчитывается по формуле
2 max
log ( )
q
q N=
.
Шаг квантования Q шкалы (в единицах напряжения: мВ, мкВ…) определяется
максимально допустимой амплитудой входного сигнала
max
m
A
и максимальным
числом уровней шкалы квантования
max
max
m
q
A
Q
N
=
.
Входное напряжение квантователя не должно превышать значения
max
m
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.
Возможны 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.3.6. приведен график передаточной функции
квантователя при z = 0,5. Она имеет
вид лестницы, 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 отсечка.
Это приводит к нелинейности преобразования и возникновению
больших искажений при малых амплитудах ЗС. Пока
значение
≤
A
выходной сигнал демодулятора представляет
собой последовательность прямоугольных импульсов, у
которых с изменением уровня ЗС меняется длительность
(рис.3.7). Это обусловлено ошибками квантования, которые
соизмеримы с амплитудой входного сигнала. Искажения
начинают заметно уменьшаться только при
2
>
A
.
В ИКМ модуляторе квантуется дискретизированный сигнал
в виде последовательности выборок. Функция выходного
сигнала квантователя определяется равенством
( ) floor[ sin( ) ]
dq
U j A j z
= ⋅ ∆ϕ⋅ +
.
Ошибкой квантования называется разность между
мгновенными значениями выходного и входного сигналов
квантователя в моменты выборок
( ) floor[ sin( ) ] sin( )
= ⋅ ∆ϕ⋅ + − ⋅ ∆ϕ⋅
e j A j z A j
.
Рис.3.6. Передаточная
функция квантователя
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.3.7. Выходной
сигнал демод
у
лятора

Страницы