|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Âm thanh của đĩa CD như thế nào (suy đoán và thực tế). Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Âm thanh Định dạng kỹ thuật số để ghi âm thanh CD (CD) Audio CD đã khẳng định vị thế vững chắc trên thị trường thiết bị âm thanh tiêu dùng. Trong các tác phẩm văn học nghiệp dư và chuyên nghiệp phổ biến, nhiều tác giả khác nhau đã nhiều lần lên tiếng về những ưu và nhược điểm của hình thức này. Trong bài viết được đề xuất, dựa trên kinh nghiệm của mình, tôi sẽ cố gắng xóa tan một số quan niệm sai lầm. Trong [1], tác giả chỉ ra tính không hiệu quả của việc sao chép băng cassette nhỏ gọn từ đĩa CD, đề cập đến thực tế là chất lượng âm thanh của đĩa CD, theo ý kiến của ông, có thể được đánh giá bằng chất lượng âm thanh của thiết bị tái tạo âm thanh tương tự loại 3. . Trong bài báo này (rất thú vị), tác giả đặt câu hỏi về định lý Shannon (hoặc, như người ta gọi trong văn học Nga, định lý Kotelnikov). Giả sử rằng đầu vào của bộ chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số (ADC) nhận được tín hiệu có phổ phân bố đồng đều trong dải tần từ 0 đến 20 kHz (Hình 1a). Nếu quá trình chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số được thực hiện với tần số lấy mẫu fg = 44,1 kHz (cao hơn một chút so với định lý Shannon), và sau đó chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự nghịch đảo được thực hiện ở cùng tần số fg, thì các dải giả với tần số trung tâm là bội số của fg (Hình 1b). Một cách đơn giản, hiện tượng này có thể được gọi là sự biến đổi tín hiệu hình sin sơ cấp thành tín hiệu có hình dạng phức tạp (ví dụ, trường hợp được mô tả trong [1] chuyển đổi tín hiệu hình sin đơn 20 kHz thành tín hiệu hình sin có cùng tần số).
Để hiểu thêm về bản chất của những gì đang xảy ra, chúng ta hãy chuyển sang sự chuyển đổi các tín hiệu tuần hoàn điều hòa từ miền thời gian sang miền tần số. Hình 2 hiển thị bằng đồ thị quá trình này. Trong mặt phẳng thời gian UOt, một đồ thị của một tín hiệu tuần hoàn được vẽ. Nếu chúng ta phân rã một hàm được vẽ bằng biểu đồ bằng cách sử dụng Biến đổi Fourier rời rạc (DFT), Biến đổi Hartley nhanh (FHT) hoặc Biến đổi Cosin rời rạc hiện đại (DCT) thành các sóng hài và vẽ biểu đồ biên độ của chúng với sự dịch chuyển dọc theo trục tần số, chúng ta có thể thấy rằng tín hiệu gốc trong phổ của nó chứa hai sóng hài có biên độ U1 và U2. Trong thực tế, sự phụ thuộc vào thời gian của biên độ được quan sát bằng máy hiện sóng và sự phụ thuộc tần số được quan sát bằng máy phân tích phổ.
Nếu chúng ta thực hiện DCT của tín hiệu hình sin và hình chữ nhật với tần số 20 kHz tại fg = 40 kHz, chúng ta sẽ nhận được kết quả tương ứng như trong Hình 3 a và b. Như bạn có thể thấy, trong phổ của tín hiệu hình chữ nhật, ngoài tần số cơ bản, còn có nhiều sóng hài có tần số là bội số của sóng cơ bản và biên độ giảm khi số lượng sóng hài tăng. Sử dụng bộ lọc thông thấp (nghĩa là loại bỏ tất cả các sóng hài "phụ"), bạn có thể nhận được tín hiệu hình sin từ một hình chữ nhật. Quá trình này có thể được cung cấp bằng cả phương pháp tương tự và kỹ thuật số.
Nếu bây giờ, biết rằng tại đầu ra của DAC, tín hiệu từ hình sin trở thành hình chữ nhật, tức là. các dải giả xuất hiện trong phổ (Hình 16), sử dụng bộ lọc thông thấp có tần số cắt fcp = 20 kHz, tất cả các dải giả là bội số của fg có thể bị loại bỏ khỏi tín hiệu thu được. Bộ lọc thông thấp chủ động bậc n thường được tìm thấy trong tất cả các đầu đĩa CD, nếu không nằm trực tiếp trong mạch, thì đó là một phần của DAC tích hợp. Sóng hài ký sinh trong tín hiệu xuất hiện do đáp ứng tần số của bộ lọc thông thấp bao gồm ở đầu vào và đầu ra của ADC và DAC (Hình 4). Kết quả là xảy ra sự chồng chất phổ của các tín hiệu do DAC tạo ra, và mức độ các thành phần ký sinh càng thấp, đáp ứng tần số của bộ lọc thông thấp càng "dốc" và độ suy giảm trong dải dừng của nó càng lớn.
Tăng fg theo hệ số 4 hoặc 8 so với tần số Nyquist (tần số trên của tín hiệu) cho phép bạn đẩy nhẹ các thành phần của phổ tín hiệu ở đầu ra DAC, tuy nhiên, điều này làm tăng luồng dữ liệu kỹ thuật số một cách bất hợp lý, điều này không thể được giảm bằng cách sử dụng tiêu chuẩn AudioCD. Chỉ bằng cách cải thiện các đặc tính của bộ lọc thông thấp trước ADC và sau DAC, người ta mới có thể đối phó với sự gia tăng nhiễu do các dải ký sinh bên cạnh tạo ra. Các PCD hiện đại với bộ lọc thông thấp có ít nhất bậc 6 tương đối thành công với nhiệm vụ lọc tín hiệu sau DAC, cung cấp độ suy giảm của tạp âm giả ít nhất là 90 dB. Băng thông của các kênh âm thanh trong trường hợp này là 20 ... 21600 Hz với độ không đồng đều 5 * 10-3 db. Các thông số này vượt trội hơn hẳn so với các thông số tương tự của thiết bị tái tạo âm thanh analog ở tất cả các lớp. Từ những điều trên, chúng ta có thể kết luận rằng khi lấy mẫu tín hiệu với fg = 2fB, cần phải thắt chặt các yêu cầu đối với bộ lọc thông thấp ở đầu ra của DAC PKD. Trong [1], tác giả cũng báo cáo về quá trình nén tín hiệu trước khi ghi trên CD, cũng như về sự hình thành tần số cắt trong các bản ghi được tạo từ các CD này trong vùng 20 ... 200 Hz. Nói một cách chính xác hơn, sự tắc nghẽn đạt đến tần số 1 kHz, được coi là một tham chiếu cho công nghệ tần số âm thanh. Theo lý thuyết chống nhiễu, khi truyền tín hiệu (kể cả âm thanh), tín hiệu có dải động và dải tần lớn thì nên nén trước khi truyền, đã được nhà nghiên cứu Dolby người Mỹ đưa vào thực tế thành công. Việc mở rộng tín hiệu được thực hiện trong VPC theo yêu cầu của người sử dụng. Điều đáng chú ý là trong hầu hết các ổ đĩa CD-ROM chơi đĩa CD, bộ mở rộng thực sự không có. Chức năng của nó được thay thế bằng một bộ lọc thông thấp, có sẵn trong đại đa số các card âm thanh và trong các loa hoạt động (nút "Bass"), giúp tăng mức âm trầm, nhưng không thể là một chất tương tự hoàn toàn của bộ mở rộng. Phần kỹ thuật số của PCD có khả năng vừa sửa vừa che các lỗi, và cả các lỗi do chất lượng ghi kém của bản thân đĩa CD và các khuyết tật trên bề mặt của nó đều có thể được sửa chữa. Tuy nhiên, chức năng này của PKD không thể được đánh giá quá cao, vì các mã được sử dụng trong nó để xác minh sửa một số lỗi hữu hạn và số lượng của chúng trong quá trình hoạt động của PKD (hư hỏng cơ học), thật không may, tăng lên. Do đó, khi chơi các đĩa CD chất lượng thấp, đặc biệt là những đĩa đã trải qua quá trình sử dụng nhiều, chất lượng âm thanh của đĩa CD bị giảm mạnh. Hãy để tôi cung cấp cho bạn thực tế này như một ví dụ. Mã sửa ba bit của một từ bốn bit (có sửa lỗi Hamming) sửa được không quá 1 lỗi. Do đó, cần phải có một bản ghi sao cho lỗi xảy ra không quá 1 lần trên 7 bit thông tin. Tất nhiên, các mã sửa lỗi mạnh mẽ hơn được sử dụng trong VPC, nhưng vẫn có một số giới hạn về số lượng lỗi. Chất lượng của thiết bị ghi đĩa CD cũng đóng một vai trò quan trọng; chất lượng của ma trận mà từ đó đĩa CD được nhân rộng trong quá trình sản xuất hàng loạt của chúng; cũng như các điều kiện hoạt động của CD. Có ý kiến cho rằng cùng một bản nhạc, ghi trên đĩa CD trên các thiết bị khác nhau, âm thanh sẽ khác nhau. Điều này đúng, vì VCD cố gắng sửa chữa (ngụy trang) các lỗi xảy ra khi phát các đĩa CD được ghi bằng thiết bị kém chất lượng. Về mặt sơ đồ, quá trình xuất hiện và che dấu các lỗi được thể hiện trong Hình 5. Để tại các thời điểm t1-t2 và t3-t4, tín hiệu bị ảnh hưởng bởi nhiễu xung (Hình 5a). Thiết bị hiệu chỉnh theo dõi nó và thay thế nó bằng các số đọc "không bị ảnh hưởng" liền kề (Hình 56), tức là nội suy tín hiệu. Tuy nhiên, nếu bạn áp dụng DCT cho tín hiệu nhận được và phân tích phổ của nó, bạn có thể thấy các dải giả trong đó. Nếu bộ lọc tần số thấp ở đầu ra DAC “chiến đấu” thành công với các thành phần tần số cao, thì nhiễu tần số thấp hơn sẽ chồng lên tín hiệu thu được, tạo ra các biến dạng cụ thể, đặc biệt dễ nhận thấy trong quá trình giao thoa lâu dài.
Có một dấu hiệu trong tài liệu rằng cái gọi là "DAC đơn bit" có thông số kém hơn so với đa bit. Đặc biệt, giá trị lớn hơn của jitter pha ("jitter") được quan sát thấy trong các DAC đơn bit. Hình 6 cho thấy sơ đồ chức năng của DAC đơn bit CS4328 từ Crystal Sem. Dữ liệu nối tiếp (có thể được trình bày ở 4 định dạng) được đưa vào bộ chuyển đổi đầu vào (IP), bộ chuyển đổi này sẽ chuyển đổi chúng thành các luồng song song 18 bit của hai kênh. Tín hiệu thông qua bộ nội suy kỹ thuật số (DI) được đưa đến bộ điều biến delta kỹ thuật số (DM), tạo thành các luồng dữ liệu một bit với "lấy mẫu quá mức" 64 lần. Hơn nữa, các tín hiệu được đưa đến DAC một bit, bộ lọc thông thấp bậc sáu và thông qua bộ khuếch đại đệm được đưa đến đầu ra của mạch.
Vì vi mạch sử dụng các DAC đơn bit đơn giản hơn và rẻ hơn, giá thành của thiết bị sẽ giảm khi các thông số của nó bị giảm đi một chút. Bộ tạo xung nhịp (TG) điều khiển DAC được PLL khóa với đồng hồ CLK đến, điều này làm giảm hiện tượng chập chờn. Bộ lọc tụ điện chuyển mạch cho phép sử dụng mạch ở bất kỳ tần số xung nhịp nào (tức là không cần phải cấu hình lại bộ lọc thông thấp). Dải động của chip đạt 93 dB. Không còn nghi ngờ gì nữa, vào thời điểm phát hành VRM đầu tiên, các thiết bị thuộc loại này có các đặc điểm tương đương hoặc vượt trội so với các thiết bị tái tạo âm thanh tương tự cao cấp. Các giải pháp mạch của các nhà sản xuất khác nhau rất đa dạng, điều này gây ra việc quảng bá các mẫu có chất lượng cao và chất lượng thấp ra thị trường. Việc thay thế đĩa CD đa cấu hình DVD-ROM (phiên bản âm thanh) cho phép bạn giải quyết vấn đề lọc các sóng hài ký sinh trong phổ của tín hiệu đầu ra bằng các phương pháp kỹ thuật số, cũng như bằng cách tăng tần số lấy mẫu. Vì công nghệ DVD sử dụng nén âm thanh MPEG-2, i. biểu diễn tần số-biên độ của tín hiệu bằng DCT với việc giảm dư thừa sau đó, có thể lọc kỹ thuật số hiệu quả bằng cách sử dụng bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số. Dung lượng của DVD một lớp là 4,7 GB so với 680 MB CD, cho phép ghi một lượng lớn dữ liệu vào DVD. Tuy nhiên, vì các thiết bị điện tử giống nhau (ADC, DAC, v.v.) sẽ được sử dụng trong các giải pháp mạch điện, các vấn đề về giảm jitter, v.v. cũng sẽ rất nghiêm trọng. Các hãng sản xuất linh kiện điện tử sẽ giải quyết bằng cách thiết kế các thiết bị hiện đại hơn, chất lượng cao hơn. Đồng thời, PKD là sự thay thế hoàn thiện nhất cho các thiết bị tái tạo âm thanh analog đã lỗi thời. Văn chương 1. Skulkin I. Về chất lượng âm thanh trên đĩa compact. - Đài nghiệp dư, 1998, N1.C.19 Tác giả: V. Fedorov, Lipetsk; Xuất bản: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
▪ Máy tính xách tay Dell XPS 13 Developer Edition ▪ Laser để điều trị chứng nghiện rượu
▪ phần trang web Các thiết bị hiện tại còn lại. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Veseliye Rusi ăn piti. biểu hiện phổ biến ▪ bài báo Làm việc trên thiết bị cơ khí và chế biến gỗ. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài Extender-carrier. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Bút chì nam châm. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này