Основы цифрового звука: Компьютерный практикум. Вологдин Э.И. - 42 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

42
(рис.4.1). 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.
Технология Dithering решает три основные задачи. Первое, это линеаризация переда-
точной функции квантователя. Под действием шума дизеринга в процессе квантовании
происходит хаотическое перескакивание между соседними уровнями и в результате пере-
даточная функция спрямляется (рис.4.2.). Чем больше пиковые значения шума относи-
тельно шага квантования, тем линейность передаточной функции становится лучше.
Вторая задача технологии Dithering - это декорреляция ошибок квантования . Благо-
даря шуму дизеринга происходит беспорядочное дрожание квантуемого сигнала относи-
тельно шкалы квантования. Поэтому ошибки квантования становятся случайными, корре-
ляционные связи между ними уменьшаются или вообще пропадают. При этом происходит
декорреляция и рандомизация детерминированных ошибок квантования. Чем больше
пиковые значения шума относительно шага квантования, тем сильнее декорреляция оши-
бок квантования но сильнее ухудшается отношение сигнал/шум. В результате гармониче-
ские и субгармонические искажения преобразуются в белый шум, который на слух дейст-
вует менее раздражающе и субъективно не искажает музыкальные сигналы.
Третья задача технологии Dithering - это расширение полного динамического диапа-
зона АЦП , в котором используется
операции округления. В таких АЦП
пока пиковое значение ЗС на входе не
превышает половины шага квантова-
ния, выходной сигнал отсутствует, а
динамический диапазон
DR
определя-
ется числом разрядов
q
6DR q
Если, например,
8q
, это значит, что
ЗС с уровнем ниже минус 48 дБ через
АЦП не передаются.
Расширение динамического диапа-
зона за счет передачи через АЦП ЗС с
амплитудой меньше 0,5 кванта при использовании технологии Dithering достигается не-
обычным путем благодаря возникновению паразитной модуляции шума дизеринга звуко-
вым сигналом. Это поясняется рис.4.3. .
В квантователе с технологией rounding шум дизеринга с амплитудой чуть больше 0,5
кванта на входе квантователя порождает на выходе стационарный поток двух полярных
импульсов со случайной частотой и длительностью с амплитудой 1 квант. Благодаря не-
линейности квантователя звуковой сигнал с уровнем меньше шума вызывает модуляцию
частоты повторения и длительности случайной последовательности импульсов (время-
импульсная модуляция). Естественно в спектре этой последовательности появляется со-
ставляющая ЗС, которая может быть выделена. В квантователе с технологией truncating
происходит примерно тоже. Отличие только в том, что шум любого уровня на входе по-
рождает стационарный поток на выходе одно полярных импульсов с амплитудой 1 квант.
4.3. Характеристики шума, используемого в технологии Dithering
Аналоговый и цифровой шум, используемые в технологии Dithering могут иметь раз-
личные законы распределения плотности вероятности пиковых значений (PDF-
Probability Density Function) - такие как прямоугольный (RPDF), треугольный (TPDF) и
Гаусса (GPDF) (рис.4.4). Пиковые значения шума могут быть от 0,5 младшего разряда до
10 и более разрядов.
Рис.4.3. К вопросу расширения динамического диапа-
зона АЦПс помощью технологии Dithering
))a truncating b rounding

Страницы