Динамический диапазон цифровых аудио трактов. Вологдин Э.И. - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

11
реквантователя возникает отрицательная постоянная составляющая, равная половине
кванта (рис.8.). При таком алгоритме округления пока входной синусоидальный сигнал
меньше одного кванта выходной сигнал квантователя имеет вид однополярных
прямоугольных импульсов с постоянной скважностью 0,5, а шум паузы любого уровня
преобразуется в случайную однополярную последовательность импульсов.
В настоящее время стандартом AES17 принята технология декорреляции ошибок
квантования, при которой используется случайный или псевдослучайный белый шум с
треугольной формой огибающей плотности вероятности
(TPDF –Triangle Probability
Density Function) мгновенных значений шума с размахом от пика до пика 2 LSB (Least
Significant Bit –биты младших разрядов) и c равномерной спектральной плотностью
мощности
от 0 до частоты Найквиста.
Эта технология сокращенно называется «TPDF dither». Она легко реализуется
практически и гарантирует: нулевое среднее значение ошибки квантования, отсутствие
коррелированных искажений, отсутствие больших вариаций амплитуды шума и шума
модуляции, зависимого от сигнала. При использовании такой технологии цифровая
система ведет себя также как идеальная аналоговая систем, у которой беспредельное
разрешение ниже LSB, отсутствуют искажения и шум модуляции. Надо подчеркнуть, что
при использовании технологии «TPDF dither» шум становится более приятным на слух
без использования эффектов маскировки искажений.
При использовании технологии дизеринг, устраняется порог квантования,
линеаризуется передаточная функция при малых уровнях сигналов, погрешности
квантования преобразуются в белый шум с равномерной спектральной плотностью. В
обычном q – разрядном квантователе типа Mid-Tread с динамическим диапазоном
6DR q
сигналы в шкале FS с уровнем меньше минус
А
DR
на выход не передаются.
Благодаря шуму, используемому в технологии Dithering, передаточная функция
квантователя линеаризуется и его порог размывается. Благодаря этому через квантователь
могут передаваться сигналы с уровнем ниже минус
А
DR
.
Физической основой такого феномена является способность человека слышать
тональный звук, маскируемый белым шумом, когда уровень интенсивности тона меньше
уровня мощности шума. Это связано с тем, что маскировка тона происходит в
критической полосе слуха, в которой находится маскируемый тон. Этот феномен
поясняется рис. 12. При такой маскировке уровень порога слышимости маскируемого
тона является нижней границей динамического диапазона звукового сигнала.
Уровень мощности белого шума в критических полосах определяется равенством
( ) ( ) 10log( )
mn sdn cbw
L f L f W
,
где
()
sdn
Lf
- уровень спектральной плотности шума реквантования,
cbw
W
- ширина
критической полосы. Она рассчитывается по эмпирической формуле
Рис. 12. Маскировка тона белым шумом в критической полосе слуха
Уровень тона
Уровень мощности
шума
Уровень спектральной плотности
шума квантования

Страницы