TU SĄ WYJAŚNIONE NIEŚCISŁOŚCI w powyższych opisach
CD próbkuje z częstotliwością 44100 Hz ale pasmo przenoszenia przenoszenia wynosi zwykle od 20 Hz do 20 kHz (± 0.1÷0.3dB).
Dolna częstotliwość wynika z pojemności szeregowych w torze analogowym i bezsensu wzmacniania składowych poniżej dolnej granicy słyszenia.
Górna częstotliwość wynika z realizowalności cyfrowego filtru antyaliasingowego wycinającego sygnały powyżej fp/2. Ponieważ filtr ten nie może mieć nieskończenie stromej charakterystyki przejściowej więc łamanie charakterystyki zaczyna się przy 0.45÷0.48 fp.
Częstotliwość 44100 wynika z uzgodnienia z systemami telewizyjnymi 625 linii, 25Hz fv, 15625Hz fh.
Przyjęto, że na każdej linii TV, z wyjątkiem linii gdzie przesyłane są impulsy synchronizacji, przesyłane są 3 próbki sygnału. Takich linii jest 588.
fpróbkowania = 588 linii * 25 obrazów/s * 3 próbki = 44100 Hz.
Kwantyzacja polega na wyrażeniu ciągłej wartości napięcia próbki jako całkowitej wielokrotności kwantu napięcia powstającego z podziału całego dopuszczalnego zakresu zmienności napięcia wejściowego przez założoną ilość rozróżnialnych poziomów. Ze względu na łatwość realizacyjną ilość poziomów jest potęgą liczby 2.
Sygnał dodany do ciągłego przebiegu wejściowego da w wyniku jego schodkowe przybliżenie nazywa się szumem kwantyzacji.
Jest on tym mniejszy im mniejszy jest kwant napięcia użyty przy kwantyzacji (czyli im lepiej krzywa schodkowa przybliża przebieg oryginalny).
Stosunek sygnału do szumu dla przebiegu skwantowanego wyraża się wzorem.
S/N = 6.02*N+1.76 dB
gdzie
N - ilość bitów przetwornika.
Filtr na wyjściu przetwornika C/A ma za zadanie odfiltrowanie składowych ponad pasmem akustycznym ponieważ widmo sygnału na wyjściu przetwornika C/A ma widmo podobne do widma sygnału z modulacją, oprócz pasma użytecznego rozłożonego od 20Hz do 20 kHz są też to samo widmo powielone wokół kolejnych harmonicznych czestotliwości próbkowania, czyli:
20 Hz do 20 kHz - sygnał użyteczny
44100*N-20000 do 44100*N-20Hz - widmo odwrócone
44100*N+20Hz do 44100*N+20 kHz - widmo nieodwrócone
N=1, 2, 3, ....
Z tego widać, że trzeba odfiltrować te wysokie składowe, w niekorzystnych przypadkach mogą powodować zjawiska intermodulacyjne na nieliniowościach wzmacniaczy. Produkty tej intermodulacji mogą pojawić się w paśmie użytecznym jako składowe nie związane harmonicznie z sygnałem użytecznym co raczej nie jest pożądane.
W nowoczesnych układach stosuje się kilkukrotnie wyższe częstotliwości próbkowania przy przetwarzaniu a/c i c/a co przesuwa składowe modulacyjne dalej od górnej częstotliwości pasma użytecznego co zmniejsza nakłady na użyty filtr antyaliasingowy.
W przypadku przetworników wyjściowych C/A stosuje się nadpróbkowanie 8 krotne. Polega ono na sztucznym wygenerowaniu ciągu o częstotliwości 8 razy wyższej niż przychodzące próbki cyfrowe.
Tworzy się ciąg:
próbka_oryginalna,0,0,0,0,0,0,0, próbka_oryginalna,0,0,0,0,0,0,0, itd.
Ciąg ten jest filtrowany najpierw cyfrowo (filtr FIR o skończonej odpowiedzi impulsowej i liniowej fazie) na granicy pasma użytecznego a potem jednobiegunowym filtrem RC o częstotliwości odcięcia leżącej ponad 20 kHz (np. 70 kHz) wycinającym produkty próbkowania.
W starszych układach filtr cyfrowy był realizowany w oddzielnym układzie scalonym, obecnie jest on integralną częścią przetworników (A/C i C/A).
AC1.jpg
(36.83 KB)
Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
