Основний принцип перетворення аналогового сигналу у цифровий код

Визначення. Основний принцип перетворення аналогового сигналу в цифровий код свідчить.

Для уявлення без спотворень аналогового сигналу в цифровому коді кількість відліків (вимірів) при дискретизації повинна удвічі перевищувати максимальну частоту коливань в його спектрі.

(3.3)

де F макс - максимальна частота коливання в спектрі аналогового сигналу.

Для представлення аналогового телевізійного зображення в цифровому коді необхідно при дискретизації згідно основного принципу, щоб для найдрібнішої деталі на зображенні (при амплітудно-просторовому уявленні) доводилися б не менше двох відліків (вимірів). Якщо це не виконується, то зникають не тільки найдрібніші деталі, але з'являються додаткові муары і узори, які можуть спотворити зображення.

Для сигналів, що змінюються в часі (при амплітудно-тимчасовому уявленні), також важливу роль має частота відліків (частота дискретизації). Це наочно видно при перетворенні в цифрову форму напруги звукової частоти, тобто сигналу, що змінюється в часі. З основного принципу дискретизації витікає, що якщо частота звуку 20000 Гц, то відліки повинні проводитися не менше 40000 разів в секунду. Інакше в отриманому цифровому коді з'являться дані, що відображають нові комбінаційні коливання (частоти), що приводять до спотворень. Цей ефект називається перешкодою дискретизації.

Частота дискретизації (частота відліків, вибірок) відеосигналу

Телевізійний сигнал яскравості, як відомо, займає частотну смугу небагато чим велику 6,0 Мгц. Згідно основному критерію частота дискретизації сигналу винна удвічі або трохи більше перевищувати найвищу частоту його спектру. Це одна умова. Іншою умовою є те, що частота дискретизації сигналу яскравості повинна бути одночасно кратна частотам рядкових розгорток міжнародних систем: загальноєвропейських, таких, що мають рядкові частоти 15625 Гц з розкладаннями 625/50 або з 525/50, і американській системі з рядковою частотою 15734,26573 Гц і розкладанням 525/60. Виконання другої умови дуже важливе для отримання ортогональної нерухомості зображення. Оскільки верхня частота відеосигналу трохи перевищує 6,0 Мгц, то дискретизація його може здійснюватися з частотами 11,25, або 13,5, або 15,75 МГц. З даного ряду підходить тільки 13,5 Мгц, єдина, така, що має базове значення 3,375 Мгц, яке кратне частотам рядкових розгорток загальноєвропейських і американською систем.

При частоті дискретизації 13,5 МГц в рядку формується 864 відліки (з них активних - видимих - 720) при розкладанні в 625 рядків. При розкладанні в 525 рядків при цій же частоті дискретизації формується 858 відліків в рядку (з них активних також 720). Два числа 864 і 858 близькі за значенням один до одного, що дозволяє легко реалізувати нормативне перемикання із загальноєвропейських систем прийому на американську систему.

Вибрані частоти дискретизації сигналу яскравості -13,5 Мгц і цветоразностных сигналів - 6,75 Мгц, дозволили ввести єдиний міжнародний стандарт цифрового кодування повного телевізійного відеосигналу.

Рівень відношення сигнал /шум для звукового сигналу в цифровому коді

При перетворенні аналогового звукового сигналу в цифровій відношення сигнал/шум, що характеризує якість звуку, безпосередньо залежить від кількості битий що доводяться на відлік. Чим більше за біти доводиться на один відлік, або, чим більше битий в кодовому (цифровому) слові, що відображає значення цього відліку, тим вище відношення сигнал/шум ОСШ і точніше відтворення початкового сигналу. Значення відношення сигнал/шум для звукового сигналу представленого в цифровій формі можна обчислити за формулою, дБ:

ОСШ = (6,02 ) + 1,76 (3.4)

де п- кількість битий, що доводяться на відлік (у кодовому слові).

Так, для 15-бітового кодового слова значення відношення сигнал/шум ОСШ = (6,02x15) + 1,76 = 92,06 дБ, для 20-бітового слова Осш= 122,16 дБ.

Необхідно відзначити, що АЦП для перетворення аналогового звукового сигналу в цифровій забезпечують відношення сигнал/шум близько 100...110 дБ, що є компромісом між швидкодією, вартістю АЦП і необхідним рівнем якості звуку.