Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны


НазваниеТеоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны
страница13/25
Дата публикации15.03.2013
Размер1.96 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Физика > Документы
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   25
^

6.8. Общие сведения о цифровой записи


Принцип, на котором базируется способ передачи звуковых сигналов в цифровой форме, состоит в том, что полное воспроизведение любого сигнала на стороне приема возможно и в том случае, когда передается не весь сигнал, а лишь периодически выделяемые из него отсчеты. В отличие от аналогового цифровой сигнал, искаженный помехами, можно восстановить (регенерировать) полностью. Для этого достаточно принять решение о наличии ("1") или отсутствии ("0") сигнала. Длительность цифрового сигнала при передаче выбирается строго определенной, и при приеме возможно полное устранение временных искажений.

Основные преимущества цифровой записи:

  • возможность получения сколь угодно большого динамического диапазона и сколь угодно малых искажений;

  • отсутствие детонации звука;

  • возможность многократного копирования фонограмм без ухудшения качества;

  • отсутствие модуляционных шумов;

  • отсутствие искажений АЧХ при любых уровнях сигнала в пределах динамического и частотного диапазонов.

Цифровая система звукозаписи требует представления входного аналогового сигнала в цифровом виде, а выходного цифрового сигнала - в аналоговом. Для преобразований используют аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи. Обобщенная структурная схема системы цифровой звукопередачи показана на рис. 6.11. Аналоговый сигнал источника подается на фильтр, ограничивающий его частотную полосу. Затем из аналогового сигнала с помощью схемы выборки-хранения выделяются отсчеты, т.е. производится квантование сигнала во времени. Далее сигнал поступает на АЦП, который преобразует амплитуду каждого отсчета в закодированные числа. Они и представляют собой цифровые сигналы, дискретные во времени и по величине. Для защиты от возможных ошибок, а также для согласования с параметрами канала передачи цифровой сигнал, как правило, перекодируется путем введения контрольных символов. На приемной стороне с помощью ЦАП вырабатывается сигнал, амплитуда которого в каждый момент времени соответствует амплитуде отсчета на стороне передачи. Наконец сигнал подается на фильтр НЧ, который позволяет восстановить непрерывный во времени (аналоговый) сигнал.

Для того чтобы осуществить дискретизацию аналогового сигнала, его частотная полоса должна быть ограничена фильтром НЧ. Необходимо также, чтобы фронты характеристики пропускания фильтра были по возможности более крутыми. Лишь при этом условии сигнал может удовлетворить требованиям теоремы отсчётов, которая гласит: сигнал, спектр частот которого занимает область от -В0 до +В0 (низкочастотный сигнал), может быть полностью представлен своими дискретными отсчетами с интервалом ТА, если ТА>=1/В0. Другими словами, частота дискретизации fA=1/ТА должна быть как минимум вдвое больше максимальной частоты аналогового сигнала fmax, т.е. fA>=2fmax. Если это условие не выполняется, то спектры дискретизации взаимно перекрываются и адекватно восстановить исходный аналоговый сигнал невозможно.

Дискретизацией непрерывного во времени сигнала xA(t) называется процесс взятия отсчетов во временных точках t=nT. Результатом дискретизации является дискретный во времени выходной сигнал xD(t)=xA(nT), представляющий собой последовательность отсчетов x(n). Демодуляция дискретизованного сигнала позволяет полностью восстановить информацию, содержащуюся в исходном сигнале.


Рис. 6.11. Обобщенная структурная схема цифровой системы звукопередачи.
Взятие отсчетов реализуется с помощью схемы выборки-хранения, в которой за период выборки ТА происходит заряд конденсатора напряжением входного сигнала. При этом потенциал заряда соответствует мгновенному значению напряжения сигнала. Напряжения на конденсаторе сохраняется неизменным в течение некоторого отрезка времени, называемого временем хранения.

Квантование сигнала можно описать графически с помощью характеристики квантования, где по горизонтальной оси отложены значения непрерывного сигнала, а по вертикальной - значения квантового сигнала (рис. 6.12). Шаг квантования определяется числом разрядов АЦП. Квантование с постоянным шагом называется равномерным или линейным. Иногда применяется нелинейное квантование. Оно позволяет обеспечить достаточно большой динамический диапазон при снижении разрядности АЦП.



Рис. 6.12. Характеристики квантования: а) линейная; б) нелинейная.
При этом характеристика квантования имеет вид кривой, близкой к логарифмической. Число уровней квантования n и число двоичных разрядов АЦП определяют динамический диапазон преобразования. Динамический диапазон (в дБ) от числа разрядов АЦП или ЦАП определяется выражением D=6n+1,8, где n - число двоичных разрядов.

1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   25

Похожие:

Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconВлияние звука на сознание и здоровье человека
Звуковые колебания и частоты проницают нас постоянно. Не многие люди знают о том, что звуковые волны, в частности ультразвуки и инфразвуки,...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconФизика веры
Когда над свечой читают молитвы, звуковые вибрации вызывают колебания плазмы, и она переводит их в торсионные волны, которые восходят...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconГидроакустика раздел акустики, в к-ром изучаются характеристики звуковых...
Большое значение Г. связано с тем, что звуковые волны в океанах и морях являются единств видом излучения, способным распространяться...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconТема: Механические колебания и волны
Дано уравнение колебательного движения х=0,45 sin 5П в см. Определить амплитуду, период колебаний и смещение при t=0,1 с
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconВ. В. Богачев теоретические основы
...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconТеория и методика физической культуры общие основы теории
Мзз теория и методика физической культуры (общие основы теории и методики физического воспитания; теоретико-методические аспекты...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconУчебное пособие для учащихся
Н. Л. Моргунова (глава I), С. А. Попов (глава II), Ю. С. Зобов (главы Ш, V § 1, 2, 3, 5), П. Е. Матвиевский (глава IV), Ю. П. Злобин...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconТеоретические вопросы по курсу "Информатика"
Аппаратное обеспечение пк. Представление данных в пк. Внутренние устройства системного блока и их характеристики (материнская плата,...
Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconСвободные гармоничесие колебания. Колебания с одной степенью свободы....

Теоретические основы физической акустики глава звуковые колебания и волны iconУказания к выполнению практического задания по дисциплине: «Правовые...
Модуль Тема №5 Социально-правовое положение специалистов сферы физической культуры и спорта. Контрактирование в сфере физической...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница