Составители:
Рубрика:
33
Третья задача технологии Dithering - это расширение полного динамического
диапазона АЦП, в котором используется операции округления. В таких АЦП пока
пиковое значение ЗС на входе не превышает половины шага квантования, выходной
сигнал отсутствует, а динамический диапазон
DR
определяется числом разрядов
q
6
DR q
= ⋅
Если, например,
8
q
=
, это значит, что ЗС с уровнем ниже минус 48 дБ через АЦП не
передаются.
Расширение динамического диапазона за счет передачи через АЦП ЗС с
амплитудой меньше 0,5 кванта при использовании технологии Dithering достигается
необычным путем благодаря возникновению паразитной модуляции шума, вводимого
при использовании технологии Dithering звуковым сигналом.
Это поясняется рис.5.3. При использовании технологии квантования rounding
вводимый шум с амплитудой чуть больше 0,5 кванта на входе квантователя порождает
на выходе стационарный поток двух
полярных импульсов со случайной
частотой и длительностью с амплитудой
1 квант. Благодаря нелинейности
квантователя звуковой сигнал с уровнем
меньше шума вызывает модуляцию
частоты повторения и длительности
случайной последовательности
импульсов (времяимпульсная
модуляция). Естественно в спектре этой последовательности появляется
составляющая ЗС, которая может быть выделена. В квантователе с технологией
truncating происходит примерно тоже. Отличие только в том, что шум любого уровня
на входе порождает стационарный поток на выходе одно полярных импульсов с
амплитудой 1 квант.
Аналоговый и цифровой шум, используемые в
технологии Dithering могут иметь различные
законы распределения плотности вероятности
пиковых значений (PDF-Probability Density
Function) - такие как прямоугольный (RPDF),
треугольный (TPDF) и Гаусса (GPDF) (рис.5.4).
Пиковые значения шума могут быть от 0,5
младшего разряда до 10 и более разрядов.
Шум с гауссовым законом распределения
возникает из-за тепловых шумов активных и
пассивных элементов электронных схем. Поэтому
он часто используется в операции
«dithering » при аналого-цифровом
преобразовании. Два других шума
обычно реализуются в цифровом
варианте, и применяется при
реквантизации кодовых слов в
процессе редактирования
цифровых данных, при фильтрации и изменении уровня.
Спектральная плотность мощности вводимого шума (PSD-Power Spectral Density)
обычно имеет равномерное распределение в диапазоне от нуля до частоты Найквиста
N
f
(белый шум). Лишь в отдельных случаях используется окрашенный шум с
равномерным подъемом PSD в области высоких частот (рис.5.5.). Такой окрашенный
шум формируется из белого шума с использованием фильтра верхних частот (ФВЧ). В
Таблица 5.1. Характеристики шума
Вид функции
PDF
Пиковые
значения
Мощность
шума
Уменьшение
SNR, дБ
Прямоугольный-R
±
0,5Q
Q
2
/12 -3
Прямоугольный-R1
±
Q
Q
2
/3 -6
Треугольный-T
±
Q
Q
2
/6 -4,77
Гаусса-G
±
1,5Q
Q
2
/4 -6
PSD
N
f
Белый шум
Окрашенный шум (ФВЧ)
Рис.5.5. Графики спектральной
плотности мощности шума
Рис. 5.4. Законы изменения плотности
вероятности пиковых значений шума (PDF)
0
1
−
1
1
−
1
−
1
1
0
0
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- …
- следующая ›
- последняя »
