Стандарты и системы цифровой звукозаписи. Вологдин Э.И. - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

35
16-разрядном квантовании будут одинаковы при существенно разных уровнях ЗС
(8 )L bit
и
(16 )L bit
. Связь этих уровней квантования описывается равенством
(16 ) (8 ) 48,L bit L bit dB
.
Из этой формулы следует, что по отношению сигнал/шум и спектру ошибок
квантования уровень минус 48 дБ 16-разрядного цифрового звука соответствует
нулевому уровню 8 разрядного звука. Это значит, что ниже уровня минус 48 дБ 16-
разрядный звук воспринимается как 8-разрядный, со свойственными ему проблемами с
ошибками квантования. Однако, крайне неприятному 8-разрядному звуку с уровнем ЗС
минус 30 дБ соответствует 16-разрядный звук с уровнем ЗС уже минус 78 дБ и,
следовательно, ошибки квантования проявляются только на очень тихой музыке, близкой
к порогу слышимости. Важно, что частотная характеристика слуха очень сильно зависит
от уровня звукового давления, поэтому одинаковые спектры субъективно
воспринимаются совершенно по разному и часто они вообще не слышны.
Таким образом, механизм формирования и изменения спектра ошибок квантования
в зависимости от различных факторов не зависит от числа используемых разрядов. На
этом основании измерение спектров ошибок квантования и прослушивание проводились
только при 8-разрядном квантовании.
Особо важно как изменяется спектр и звук ошибок квантования, когда частота
цифрового звука отклоняется от кратного значения на небольшую величину F от 0 до
50 Гц. Если это происходит с аналоговым звуком, то на слух это заметить трудно. В
случае цифрового звука около всех гармоник, включая нулевую, возникают боковые
полосы спектральных компонент зеркального спектра, в которых преобладают гармоники
тона отклонения. При малой величине отклонения они быстро затухают, с увеличением
отклонения полосы начинают перекрываться и спектр становится более равномерным
(рис.4.10). Составляющие спектра тона отклонения F
t
максимальны вблизи всех гармоник
частоты
()
n
Fx
спектра.
Если, например,
kr s n
t kr
F 3211Гц, то k 15/1, k f / F 48000/3211, x 3211, F (x) F/ x 1Гц,
F 11Гц, F y F 15 11 165Гц
и, следовательно, спектр состоит из нечетных гармоник
()
n
Fx
с интервалом 2 Гц и
нечетных гармоник тона отклонения с интервалом 330 Гц (рис.4.10). Причем амплитуды
гармоник тона отклонения на 20…40 дБ больше других составляющих спектра, поэтому
они хорошо видны на графике спектра
и должны быть слышны. Таким
образом, в приведенном примере, звук
ошибок квантования порождается
очень низкочастотными биениями
нечетных гармоник нижней граничной
частоты спектра и биениями гармоник
тона отклонения. Низкочастотные
биения на слух воспринимаются как
рокот с большим числом неприятных
обертонов. Звучание нечетных
гармоник тона отклонения ближе к созвучию. На слуховое восприятие этих биений
сильное влияние оказывает частотная маскировка, которая на высоких и низких частотах
ЗС проявляется по разному.
Зависимость формы огибающей спектра ошибок квантования от величины F
иллюстрируется графиками на рис.4.11. При кратной частоте ЗС 16 кГц с уровнем минус
30 дБ в спектре все составляющие зеркального спектра имеют частоту 16 кГц, поэтому
при 8-разрядном квантовании измеренное значение SNR составляет 146 дБ. При
отклонении от кратного значения в спектре появляются все составляющие зеркального
Рис.4.11. Спектры ошибок квантования при
отклонении от кратной частоты 16 кГц
16010 Гц
16001Гц
16000 Гц
L(8бит) 30 дБ

Страницы