Аппаратно-технологическое обеспечение производства литературно-драматических радиовещательных программ
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
рмата, с 20 кГц до 100, динамический диапазон вырастает с 98 дБ до 120! Увеличивается и максимально возможное время записи: до 110 минут. Теорема Котельникова обещает нам лишь то, что сигнал с частотой, не превосходящей половинную частоту квантования, может быть правильно воспроизведен по его цифровым отсчетам. На практике мы имеем дело с довольно сложной функцией, подогнать которую под условия теоремы Котельникова не так-то просто. Лучшие современные студийные магнитофоны при скорости ленты 30 дюймов/с обеспечивают запись полосы частот до 50 кГц при соотношении сигнал/шум около 120 дБ. Если мы попытаемся напрямую оцифровать такую функцию с частотой квантования 44,1 кГц, то частотные составляющие выше 22,05 кГц хоть и не воспроизведутся при обратном преобразовании, но при кодировании завернутся внутрь рабочего диапазона, образовав в результате интермодуляцию на вполне различимых ухом частотах. На практике это означает, что для устранения интермодуляции перед АЦП сигнал должен быть обработан фильтром, пропускающим в идеале с единичным коэффициентом частоты ниже 20 кГц (цифра, заявленная в качестве верхней граничной частоты) и не пропускающим вовсе (вернее, пропускающим с ослаблением на 96 дБ) частоты выше 22,05 кГц (условие теоремы Котельникова). Получается, что для 16-битного квантования нам необходим фильтр с крутизной среза более 900 дБ на октаву! Аналоговый фильтр первого порядка обеспечивает крутизну всего 6 дБ на октаву. Подобные фильтры, впрочем, могут быть реализованы цифровыми методами, но для этого надо оцифровывать сигнал с гораздо большей частотой, чем 44,1 кГц. В отличие от РСМ-модуляции, SACD использует технологию однобитного преобразования, известную также, как Bitstream или дельта-сигма-модуляция (зачастую при разговоре об АЦП говорят сигма-дельта, а про ЦАП - дельта-сигма).
Главное отличие от традиционных многоразрядных АЦП здесь в том, что разрядность преобразователя минимальна (единица), зато частота сэмплирования гораздо выше (2,8224 МГц для SАСD).Технология преобразования на самом деле не нова: в аппаратуре, работающей iифровым сигналом РСМ, она обозначается как 1-bit DAC/ADC и имеет несколько преимуществ перед традиционными DAC/ADC как в части простоты схемы, так и в линейности преобразования. Однобитный поток легко преобразуется в РСМ с помощью цифровых фильтров (в простейшем случае - счетчик-делитель). Метод записи цифрового потока прямо с выхода 1-битного преобразователя, примененный в SACD, получил название DSD (Direct Stream Digital). С помощью подобной же схемы на основе интегратора (выполняющего роль фильтра) этот цифровой поток может быть воспроизведен и без всяких дополнительных преобразований. Преимущество подобной технологии в том, что шум квантования рассеивается в значительно более широкой частотной полосе: (0-1,4112 МГц для SACD против 0-22,05 кГц для LРСМ), соответственно, в слышимый диапазон попадает меньшая его часть. Поясним, откуда взялась частота 2,8224 MГц. Цифра эта выбрана не случайно, она позволяет с помощью целочисленного деления и умножения получить все используемые сегодня в цифровой звукозаписывающей технике частоты квантования. Так, частоты 44,1 кГц и 88,2 кГц получаются путем простого деления на 64 и 32 соответственно, частоты 32, 48 и 96 кГц - путем умножения (oversampling) на 5 и деления на 441, 294 и 147 соответственно; и - самое сложное - частота 44,056 кГц получается путем последовательных умножения на 5, деления на 143, умножения на 25 и деления на 56. Столь впечатляющая цифра 2,8224 МГц соотносится с частотами квантования РСМ-кодирования вполне однозначно: Bitstream преобразуется в РСМ путем деления на количество разрядов, соответствующее требуемому числу уровней квантования. Таким образом, при сравнении с форматами DVD-Audio, имеющими 24 уровня, эквивалентная частота используемого в SACD кодирования составляет всего 120 кГц. Другое дело, что для собственно Bilstream-потока нельзя вообще говорить об эквивалентных частоте и количестве уровней квантования, эти аналогии можно расставить только на воспроизводящей стороне, когда поток пройдет через частотный фильтр. Учитывая, что параметры фильтрации могут варьироваться весьма существенно (предполагаю, что даже и динамически), SACD имеет преимущество скорее не в точности передачи сигнала, а в гибкости, которой могут пользоваться изготовители воспроизводящего оборудования. Необходимо учитывать и то, что используемое звукозаписывающими студиями цифровое оборудование работает с форматом РСМ, математический аппарат и процессоры обработки сигнала под Bitsiream - дело будущего, а в настоящее время при подготовке тех же SACD приходится применять преобразование в РСМ и обратно, сводящее преимущества формата к аналогу этого самого РСМ с параметрами 24 бит/120 кГц.
.3 Сравнительный анализ форматов и их характеристик
БитЧастота дискретизации, кГцЧисло каналовВеличина потока данных с диска кбит/сВеличина сжатия/упаковкиМРЗ16<482128 (12..320)~11:1 (зависит от потока) с потерямиCD1644,121411,21:1 без потерьDolbyDigilal 5.116тАж24486448~12:1 с потерямиDVD-audio2496669122:1 без потерьDVD-audio24192246082:1 без потерь
Список использованных источников
1.Борисов А.В. Энциклопедия обработки звука на персональном компьютере. - М.: ЗАО "Новый издательский дом". 2004
2.Франк Г.Я. "Музыкальная звукорежиссура"
.Руководства к программам Samplitude
.Интернет-архив журнала "Звукорежиссёр"
.Интернет-сайты www.microphone.ru, www.baimusic.ru, www.synchro.ru