Основы цифрового звука: Компьютерный практикум. Вологдин Э.И. - 107 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

107
4.2. Теорема Котельникова.
При аналого-цифровом преобразовании с использованием импульсно-кодовой моду-
ляции сначала производится преобразование непрерывного звукового сигнала U(t) с час-
тотой F в последовательность мгновенных отсчетов (выборок) этого сигнала через рав-
ные промежутки времeни Т. Эта операция называется дискретизация или семплирова-
ние (Sample – выборка). Частота
f
д
= 1/ T
называется частотой дискретизации или частотой семплирования. Длительность выборок
должна быть такой, чтобы за это время ЗС не успел существенно измениться. Чем они ко-
роче, тем точность преобразования выше. Эти выборки запоминаются на время, необхо-
димое для их преобразования в цифровой код.
По теореме Котельникова частота дискретизации должна быть равна или больше уд-
военной максимальной частоты спектра дискретизируемого сигнала Fmax . Это известное
условие записывается в виде неравенства
f
д
2F
max
.
Из этого условия следует, что входная функция ограничена по спектру сверху. Из тео-
ремы не следует должна ли эта функция быть ограничена по частоте также и снизу. Если
функция периодическая c периодом Т, то время ее преобразования в цифровой код не
может быть меньше этого периода, поэтому функцию надо ограничить по низким часто-
там исходя из требований разумного быстродействия преобразователя. Если, например,
время преобразования в цифровой код равно 50 мкс, это значит, что нижняя граничная
частота спектра ЗС не может быть ниже 20 Гц, иначе будут очень большие искажения на
более низких частотах.
4.3. Функциональная схема ИКМ модулятора
Функциональная схема ИКМ модулятора приведена на рис.8.1. В этой схеме анти-
элайзинговый фильтр АФНЧ в соответствии с требованиями теоремы Котельникова В.П.
ограничивает спектр входного ЗС частотой Найквиста, равной половине частоты
ти- за-
ции. Дискретизация осуществляется с помощью амплитудно-импульсной модуляции
(АИМ). Линейный квантователь (ЛК) и двоичный кодер осуществляют аналого-
цифровое преобразование АИМ сигнала, при котором формируется последовательность
двоичных q – разрядных кодовых слов с частотой выборки f
s
. При этой операции уста-
навливается полярность выборки, ее величина и осуществляется отсчет в двоичном коде.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для формирования вы-
ходного цифрового сигнала в канальном коде NRZ (Non Return to Zero). В этом коде осу-
ществляется передача двоичной информации по каналу связи.
4.4. Антиэлайзинговая фильтрация
Антиэлайзинговая фильтрация в схеме модулятора предназначена для исключения
возможности перекрытия спектров звукового и АИМ сигналов. В спектре такого сигнала
Рис.3.1. Функциональная схема ИКМ модулятора
s
Частота дискретизации f
T
Тактовая частота f
Аналоговый
вход
Цифровой выход
в коде NRZ
АФНЧ
АИМ
ЛК
Кодер
ОЗУ

Страницы