Основы цифрового звука: Компьютерный практикум. Вологдин Э.И. - 71 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

71
Когда рассматриваются вопросы передискретизации, всегда предполагается, что в
тракте используется технология «Dithering», осуществляющая декорреляцию ошибок
квантования, при которой детерминированные ошибки квантования преобразуются в шум
квантования с равномерной спектральной плотностью от 0 до частоты Найквиста f
N
(рис.6.1.).
При равномерном законе распределения плотность
вероятности шума квантования определяется равенст-
вом
( ) 1/ ,
D
P e Q
и его эффективное значение рассчитывается по форму-
ле
/2
2
/2
( / 2) ( ) ( )
23
Q
qD
Q
Q
e z Q e P e d e
,
Модуль спектральной плотности мощности шума
квантования
()
D
Se
зависит от мощности шума кван-
тования и частоты Найквиста
N
f
2
12
D
N
Q
Se
f
.
Значение SNR в цифровых звуковых трактах рассчитывается как отношение мак-
симального эффективного синусоидального напряжения на выходе ФНЧ ИКМ демоду-
лятора
max
A
к эффективному значению напряжения шума квантования
e
, где
( 1)
max
2
2
q
Q
A
,
поэтому
6,02 1,76; 1SNR q q
, дБ.
Повышение частоты дискретизации приводит к увеличению частоты Найквиста, и,
как следствие, к расширению полосы частот шума квантования до f
Nsk
и уменьшению
модуля спектральной плотности мощности, определяемого равенством
2
sk
(e)
12
D
N
Q
S
f
.
Поэтому расчетное соотношение для SNR преобразуется к виду
max
6,02 1,76 10 lg
2
s os
f К
SNR q
F
, дБ,
где F
max
- максимальная частота звукового диапазона.
Из приведенной формулы следует, что при неизменном значении высшей частоты
спектра ЗС SNR увеличивается на 3 дБ при каждом удвоении частоты дискретизации. Это
объясняется тем, что при увеличении частоты дискретизации спектр шума квантования
расширяется и во столько же раз его спектральная плотность мощности уменьшается. Ес-
ли не ограничивать спектр ЗС частотой 20 кГц, то при повышении частоты дискрети-
зации значение SNR уменьшаться не будет.
Относительно небольшое увеличение SNR сопровождается двукратным увеличением
скорости цифрового потока и необходимостью двойного увеличения плотности записи.
Поэтому при достаточно высокой частоте передискретизации возникают серьезные тех-
нические проблемы в ее реализации. По этой причине в ИКМ трактах при аналоговой пе-
редискретизации в ИКМ модуляторе коэффициент К
os
равен всего 2 или 4.
Рис.6.1. Спектр шума квантования
1
1/ 4
0
s
f
N
f
max
F
Nsk
f
До передискретизации
После передискретизации
Звуковой
диапазон

Страницы