Динамический диапазон цифровых аудио трактов. Вологдин Э.И. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

8
шума. Однако, при отсутствии ЗС любой ничтожный шум порождает на выходе
последовательность случайных импульсов с амплитудой 1 квант, это значит, что такой
квантователь усиливает шумы.
Динамический диапазон АЦП с квантователем Mid-Tread определяется через
логарифм отношения максимального и минимального значений сигнала синусоидальной
формы на входе квантователя
max
min
20log ,
А
A
DR
A
где
( 1)
max
2
q
AQ
,
min
2
Q
A
, Q – шаг квантования, q- число разрядов. Поэтому
( 1)
2
20log( ) 6.02
/2
q
А
Q
DR q
Q
(1)
При q = 8 этот динамический диапазон равен 48 дБ, а при q = 16 он увеличивается до 96
дБ. Значение
A
DR
определяет нижнюю границу динамического диапазона по уровню
входных сигналов квантователя типа Mid-Tread.
Динамический диапазон ЦАПа измеряется в соответствии с рекомендациями
стандарта EIAJ через отношение максимального среднеквадратического значения сигнала
синусоидальной формы
m ax
A
на его выходе к среднеквадратическому значению шума
квантования , измеренному в полосе от 0 до частоты Найквиста
N
F
, (2)
где,
( 1)
max
2
2
q
Q
A
,
Q
0,289Q Q/ 2
12
.
Поэтому
6,02 1,76; 1
R
DR q q
. (3)
При q = 16
R
DR
= 98 дБ, что на 2 децибела больше динамического диапазона
квантователя, определяемого формулой (1). Измеренный таким образом динамический
диапазон ЦАПа отождествляется со значением его SNR.
Если верхний диапазон частот ограничивается значением
max N
FF
, то расчетная
формула для SNR и
R
DR
принимает вид
max
6.02 1,76 10 log
2
s
RR
f
SNR DR q
F
, (4)
где
s
f
- частота дискретизации,
max
F
- максимальная частота звукового диапазона. При
s
f
= 44,1 кГц и
max
F
= 20 кГц и SNR
R
=
R
DR
= 98,5 дБ. Как видно, отношение сигнал/шум
лишь на 2 децибела больше динамического диапазона. Надо обратить внимание на то, что
величина SNR зависит от частот
s
f
и
max
F
, тогда как DR от этих параметров не зависит.
Тем не менее, в большинстве технических публикаций динамический диапазон
отождествляется с отношением сигнал/шум. Это подтверждается и стандартами AES 17 и
IEC 61606.
В стандарте IEC 61606 рекомендуется измерять SNR и DR при подаче на вход АЦП
синусоидального сигнала с частотой 997 Гц и уровнем минус 60 дБ FS c обязательным
использованием технологии TPDF Dithering. При этом расчетное соотношение для SNR
из-за вносимого дополнительного шума предлагается в виде

Страницы