Стандарты и системы цифровой звукозаписи. Вологдин Э.И. - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

14
3. Линейная импульсно-кодовая модуляция
3.1. Назначение и принцип работы
Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования звука в высококачественных
цифровых трактах наиболее часто осуществляются на основе линейной импульсно-
кодовой модуляции (ИКМ). Она отличается тем, что цифровое преобразование звуковых
сигналов (ЗС) малого и высокого уровня производится с одинаковой абсолютной
точностью. При этом обеспечивается пока наилучшее качество звучания, но достигается
это за счет слишком высокой скорости цифрового потока и дорогостоящей технологии
изготовления АЦП и ЦАП.
Принцип работы ИКМ. Для преобразования ЗС в цифровой код производится его
дискретизация, при которой с частотой f
s
делаются очень короткие по времени
выборки, так чтобы за время их длительности ЗС не успевал существенно измениться. Эти
выборки запоминаются на время, необходимое для преобразования их в двоичный код.
Частота дискретизации, в соответствии с теоремой В.П.Котельникова, должна, по крайней
мере вдвое, превышать максимальную частоту спектра звукового сигнала
max
F
max
2
s
fF
.
Чем выше частота дискретизации и больше число разрядов, используемых для
кодирования, тем лучше звучание при воспроизведении цифровой записи музыкальных
программ.
3.2. Модуляция
Функциональная схема ИКМ модулятора схема приведена на рис.3.1. В этой схеме
антиэлайзинговый фильтр АФНЧ в соответствии с требованиями теоремы Котельникова
В.П. ограничивает спектр входного ЗС частотой Найквиста, равной половине частоты
дискретизации. 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 устанавливается полярность выборки, ее величина и осуществляется
отсчет в двоичном коде. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено
для формирования выходного цифрового сигнала в канальном коде NRZ (Non Return to
Zero). В этом коде осуществляется передача двоичной информации между элементами
цифровой схемотехники.
Антиэлайзинговая фильтрация в схеме модулятора предназначена для исключения
возможности перекрытия спектров звукового и АИМ сигналов. В спектре такого сигнала
около каждой гармоники частоты дискретизации возникают верхняя и нижняя боковые
полосы. Огибающие спектров этих полос являются соответственно прямым и зеркальным
отражениями огибающей спектра ЗС (рис.3.2.). Антиэлайзинговый ФНЧ подавляет все
продукты модуляции выше частоты Найквиста f
N
. В случае отсутствия АФНЧ и когда он
Рис.3.1. Функциональная схема ИКМ модулятора
s
частота дискретизации f
T
тактовая частота f
Аналоговый
вход
Цифровой выход
в коде NRZ
АИМ
УВХ
ЛК
Кодер
ОЗУ

Страницы