Компьютерный практикум по цифровой аудиотехнике. Вологдин Э.И. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

8
В цифровой аудиотехнике порог слышимости необходимо учитывать при выборе
числа разрядов аналого-цифрового преобразователя (АЦП), которое определяет
максимально возможный динамический диапазон сигналов
DR
и отношение сигнал/шум
SNR
Если при осуществлении АЦП используются импульсно-кодовая модуляция и
технология dithering, то в этом случае шум квантования является белым, а динамический
диапазон сигналов определяется широко известным равенством
6,02 3,01 1DR SNR q q dB
, (1-8)
где
q
число разрядов АЦП.
Измерение SNR производится в электрическом тракте в шкале FS (Full Scale), в
которой 0 дБ соответствует максимально возможное значение сигнала при выбранном
числе двоичных разрядов. При
воспроизведении цифровой
звукозаписи максимальному значению
электрического сигнала в шкале FS
соответствует максимальный уровень
звукового давления
max
L
в шкале SPL.
При достаточной мощности
громкоговорителя, это уровень может
легко меняться с помощью усилителя
мощности теоретически без изменения
отношения сигнал/шум.
В закрытых помещениях для
комфортного восприятия музыки
звуковое давление не должно
превышать 100…104 dB SPL. При этом
реализуемый динамический диапазон
звуковых давлений из-за порога
слышимости на низких и высоких частотах существенно меньше (рис.1.4). Так при
16q
динамический диапазон 93 дБ из-за порога слышимости реализуется в
частотном диапазоне от 100 Гц до 10 кГц. При увеличении числа разрядов, например до
20, расчетное значение динамического диапазона увеличивается до 117 дБ, но, как видно
из рис.1.4., из-за порога слышимости по звуковому давлению он не может превышать 105
дБ.
Таким образом, чтобы уменьшить влияние абсолютного порога слышимость на
динамический диапазон сигналов необходимо увеличивать максимальный уровень
звукового давления до 120 дБ, как это имеет место на рок концертах, проводимых на
открытом пространстве, и все равно при этом возникает угроза нарушения слуха у
некоторых людей.
Важный практический интерес представляет интегральный порог слышимости
шума
wn
L
с равномерной спектральной плотностью в звуковом диапазоне частот,
равный
(1-9)
Таким шумом являются ошибки квантования в цифровых звуковых трактах. Этот
порог слышимости шума позволяет рассчитать число разрядов и максимальный уровень
звукового давления, при которых будут слышны шумы квантования. Основой этого
расчета является формула (1-2) для отношения сигнал/шум цифрового тракта. Из этого
равенства определяется уровень шума квантования по отношению к амплитуде звукового
сигнала в электрическом тракте в шкале FS
дБ
93
(16 )
DR dB
bit
117
(20 )
DR dB
bit
кГц
Рис.1.4. Влияние порога слышимости на
динамический
диапазон сигналов

Страницы