Основы цифрового звука: Компьютерный практикум. Вологдин Э.И. - 29 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

29
радиотехнике. Однако, сначала надо уточнить, что следует понимать под термином
«ошибки квантования» и как они связаны с процессом дискретизации.
При аналого-цифровом преобразо-
вании звуковых сигналов (ЗС) их дис-
кретизация осуществляется с помощью
амплитудно-импульсной модуляции
(АИМ), при которой аналоговый ЗС
преобразуется в дискретную последо-
вательность коротких выборок поло-
жительной и отрицательной полярно-
сти U
d
(j) (рис.3.1.), следующих с час-
тотой дискретизации
s
f
. В соответст-
вии с теоремой В.П. Котельникова эта
частота должна по крайней мере вдвое,
превышать максимальную частоту
спектра звукового сигнала
max
F
max
2
s
fF
При этом условии дискретизация осу-
ществляется без искажений переда-
ваемого ЗС.
Линейный квантователь при им-
пульсно-кодовой модуляции (ИКМ)
осуществляет округление последовательности дискретизированных выборок . Это пре-
образование всегда сопровождается ошибками квантования ( рис ). Мгновенные значе-
ния ошибок квантования представляют собой разности между выборками и их кванто-
ванными значениями в моменты выборок j .
В линейной ИКМ используется так называемый квантователь Mid-Tread, в котором
округление производится к ближайшему целому значению шкалы квантователя (рис.3.2.).
Передаточная функция этого квантователя имеет вид лестницы, у которой ступени равны
шагу квантования Q, поэтому ошибка квантования не может быть больше половины шага
квантования Q/2. Пока пиковое значение входного сигнала не превышает 0,5 кванта,
выходной сигнал квантователя равен нулю, т.е. в квантователе этого типа имеет место
центральная отсечка. Эта отсечка вызывает большие искажения цифрового звука при
квантовании ЗС малого уровня
Форма сигнала ошибки квантовании суще-
ственно зависит от формы квантуемого сигна-
ла (пила, синус….). В теории доказывается,
что во всех случаях среднеквадратическое зна-
чение ошибки квантования определяется ра-
венством
2
0,287
12
Q
Q
Необходимо сразу особо подчеркнуть, что
цифровой звук отличается от аналогового тем ,
что он принципиально является продуктом им-
пульсно-кодовой модуляции. Это значит, что
функции ошибок квантования, их спектр и звучание цифрового звука зависят в каком со-
отношении находятся частота ЗС сигнала и частота дискретизации. Они могут быть
Рис.3.2. Передаточная функция квантователя
/2Q
/2Q
/2Q
/2Q
Q
вых
U
вх
U
вых
U
Ошибка квантования
Рис.3.1. Дискретизация и квантование
на субкратных частотах. Мгновенные
ошибки квантования (y/x= 15/2).
А в квантах
Квантованные
выборки
Выборки
Мгновенные ошибки квантования Eq(j)
Номера выборок j

Страницы