ТЕМА 3. Аналого-цифровой (АЦП) и цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователи
Представление звуковой информации. В процессе сохранения звуковой информации она должна быть «оцифрована», т.е. из аналоговой непрерывной формы переведена в цифровую дискретную. Данную функцию выполняет специальный блок, входящий в состав звуковой карты, который называется аналого-цифровой преобразователь — АЦП.
Основные принципы работы АЦП. Производится дискретизация записываемого звукового сигнала по времени. Это означает, что измерение уровня интенсивности звука ведется не непрерывно, а в определенные фиксированные моменты времени (через равные промежутки времени). Частоту, характеризующую периодичность измерения звукового сигнала, принято называть частотой дискретизации. Теорема Найквиста гласит, что частота «оцифровки» звука должна как минимум, в 2 раза превышать максимальную частоту, входящую в состав спектра сигнала.
Считается, что редкий человек слышит звук частотой более 22 000 Гц (22 кГц). Отсюда следует, что частота дискретизации в таких случаях должна быть не ниже 44 кГц. Названная частота используется, в частности, при записи музыкальных компакт-дисков. Однако часто такое высокое качество не требуется, и частоту дискретизации можно значительно снизить. Например, при записи речи вполне достаточно частоты дискретизации 8 кГц.
АЦП производит дискретизацию амплитуды звукового сигнала. Это следует понимать так, что при измерении имеется «сетка» стандартных уровней, и текущий уровень измеряемого сигнала округляется до ближайшего из них. Итак, в ходе оцифровки звука мы получаем поток целых чисел, представляющих собой стандартные амплитуды сигналов через равные промежутки времени.
Рис. 3.1. Аналого-цифровое преобразование
На рис. 3.1 представлен процесс «оцифровки» зависимости интенсивности звукового сигнала I от времени t. Отчетливо видна дискретизация по времени (равномерные отсчеты на горизонтальной оси) и по интенсивности сигнала (требуемое при этом округление схематически изображено «изломами» горизонтальных линий разметки). Подчеркнем, что на рисунке степень дискретизации для наглядности сознательно утрирована: реально различие между соседними уровнями дискретизации по обеим осям значительно меньше и, следовательно, форма сигнала передается гораздо точнее.
Мы рассмотрели лишь наиболее общие принципы записи цифрового звука. На практике для получения качественных звуковых файлов используется целый ряд дополнительных технических приемов.
Любая информация для хранения в компьютере приводится к цифровой форме и затем переводится в двоичную систему.
Остается рассмотреть обратный процесс — воспроизведение записанного в компьютерный файл звука. Здесь имеет место преобразование в противоположном направлении — из дискретной цифровой формы представления сигнала в непрерывную аналоговую, поэтому соответствующий узел компьютерного устройства называется ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь.
Качественный вид результата представлен на рис. 3.2:
Рис. 3.2. Цифро-аналоговое преобразование
На интерполируемом участке совпадение параболы получается вполне удовлетворительное.
Дата добавления: 2017-06-02; просмотров: 587;