|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ CD'lerin sesi nasıldır (spekülasyon ve gerçeklik). Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Ses Ses kompakt disklerini (CD) kaydetmek için dijital format Ses CD'si, tüketici ses ekipmanı pazarında sağlam bir şekilde yerleşmiştir. Popüler amatör ve profesyonel edebiyatta çeşitli yazarlar bu formatın avantajları ve dezavantajları hakkında defalarca konuştular. Bu yazıda deneyimlerime dayanarak bazı yanlış anlamaları gidermeye çalışacağım. [1]'de yazar, CD'lerden kompakt kasetlerin kopyalanmasının uygunsuzluğuna dikkat çekerek, CD'lerin ses kalitesinin, kendi görüşüne göre, sınıf 3 analog ses üretim ekipmanının ses kalitesine eşitlenebileceği gerçeğini öne sürmektedir. Oldukça ilginç olan bu makalede yazar, Shannon teoremini (veya Rus edebiyatında denildiği gibi Kotelnikov teoremini) sorguladı. Bir analog-dijital dönüştürücünün (ADC) girişinin, frekans bandında 0 ila 20 kHz arasında eşit olarak dağılmış bir spektruma sahip bir sinyal aldığını varsayalım (Şekil 1 a). Fg = 44,1 kHz örnekleme frekansıyla (Shannon teoremine göre biraz daha yüksek) analogdan dijitale dönüşüm gerçekleştirirseniz ve ardından aynı fg'de ters dijitalden analoğa dönüşüm gerçekleştirirseniz, parazit sinyaller görünecektir. Bu dönüşümlerden geçen analog sinyalin spektrumunda fg'nin katları olan merkezi frekanslara sahip bantlar bulunur (Şekil 1b). Basitçe söylemek gerekirse, bu olaya temel sinüzoidal sinyallerin karmaşık şekilli sinyallere dönüşümü denilebilir (örneğin, 1 kHz'lik tek bir sinüzoidal sinyalin aynı frekansta bir kare dalgaya dönüştürülmesiyle ilgili [20]'de açıklanan durum) .
Olanların özünü daha iyi anlamak için, harmonik periyodik sinyallerin zaman alanından frekans alanına dönüştürülmesine geçelim. Şekil 2'de bu süreç grafiksel olarak gösterilmektedir. UOt zaman düzleminde periyodik bir sinyalin grafiği çizilir. Ayrık Fourier dönüşümü (DFT), hızlı Hartley dönüşümü (FHT) veya modern ayrık kosinüs dönüşümü (DCT) kullanarak grafikte gösterilen fonksiyonu harmoniklere ayrıştırırsanız ve bunların genliğini frekans ekseni boyunca bir kayma ile grafiksel olarak görüntülerseniz, spektrumundaki orijinal sinyalin U1 ve U2 genliklerine sahip iki harmonik içerdiğini görebilirsiniz. Pratikte genliğin zamana bağlılığı osiloskoplar kullanılarak, frekansa bağlılığı ise spektrum analizörleri kullanılarak gözlemlenir.
fg = 20 kHz'de 40 kHz frekansta sinüzoidal ve kare sinyallerin DCT'sini gerçekleştirirseniz, sırasıyla Şekil 3 a ve b'de gösterilen sonucu elde edersiniz. Gördüğünüz gibi, dikdörtgen bir sinyalin spektrumunda, temel frekansın yanı sıra, temel frekansın katları olan frekanslara ve artan harmonik sayısıyla azalan genliklere sahip birçok harmonik vardır. Alçak geçiren bir filtre kullanarak (yani tüm "ekstra" harmonikleri keserek), dikdörtgen bir sinyalden sinüzoidal bir sinyal alabilirsiniz. Bu işlem hem analog hem de dijital yöntemler kullanılarak gerçekleştirilebilir.
Şimdi, DAC çıkışında sinüzoidalden gelen sinyalin dikdörtgen hale geldiğini bilerek, yani. spektrumda parazit bantlar göründüğünde (Şekil 16), kesme frekansı fcp = 20 kHz olan bir alçak geçiş filtresi kullanın, fg'nin katları olan tüm parazit bantlar, ortaya çıkan sinyalden çıkarılabilir. Aktif n'inci dereceden alçak geçiş filtreleri genellikle tüm kompakt disk oynatıcılarda (CD'lerde), doğrudan devrede olmasa da entegre DAC'lerin bir parçası olarak bulunur. ADC ve DAC'nin giriş ve çıkışına bağlanan alçak geçiren filtrelerin frekans tepkisinin kusurlu olması nedeniyle sinyaldeki parazitik harmonikler ortaya çıkar (Şekil 4). Sonuç olarak, DAC tarafından üretilen sinyallerin spektrumlarında örtüşme meydana gelir ve sahte bileşenlerin seviyesi daha düşük olur, alçak geçiş filtresinin frekans tepkisi ne kadar dik olursa ve durdurma bandındaki zayıflama da o kadar büyük olur.
Fg'yi Nyquist frekansına (sinyalin üst frekansı) göre 4 veya 8 kat artırmak, DAC çıkışındaki sinyal spektrumunun bileşenlerini biraz genişletmenize olanak tanır, ancak bu, azaltılamayan dijital veri akışını haksız yere artırır AudioCD standardını kullanarak. Yalnızca alçak geçiren filtrenin ADC'den önceki ve DAC'den sonraki özelliklerini geliştirerek yan parazit bantların yarattığı girişim artışıyla mücadele edebiliriz. En az 6. dereceden alçak geçiş filtresine sahip modern PCD'ler, DAC'den sonra sinyali filtrelemede nispeten başarılıdır ve sahte parazitin en az 90 dB'lik zayıflatılmasını sağlar. Ses kanallarının bant genişliği 20*21600 eşitsizlikle 5...10 Hz'dir.-3 dB. Bu parametreler, tüm sınıflardaki analog ses üreten ekipmanın benzer parametrelerinden belirgin şekilde üstündür. Yukarıdan, fg=2fB ile bir sinyal örneklenirken, PKD DAC çıkışındaki alçak geçiş filtresi gerekliliklerinin sıkılaştırılması gerektiği sonucuna varabiliriz. [1]'de yazar ayrıca sinyalin bir CD'ye kaydedilmeden önce sıkıştırıldığını ve bu CD'lerden yapılan kayıtlarda 20...200 Hz bölgesinde bir frekans bloğu oluştuğunu da bildirmektedir. Daha doğrusu tıkanma, ses frekansı teknolojisinde standart olarak kabul edilen 1 kHz frekansına ulaşır. Gürültü bağışıklığı teorisinden de anlaşılacağı gibi, sinyalleri (ses dahil) iletirken, geniş bir dinamik aralığa ve frekans bandına sahip sinyallerin iletimden önce sıkıştırılması gerekir; bu, Amerikalı araştırmacı Dolby tarafından başarıyla uygulamaya konmuştur. Sinyal genişletme, kullanıcının isteği üzerine VCD'de gerçekleştirilir. CD çalan çoğu CD-ROM sürücüsünde neredeyse hiç genişletici bulunmadığını belirtmekte fayda var. İşlevinin yerini, ses kartlarının büyük çoğunluğunda ve aktif hoparlörlerde ("Bas" düğmesi) bulunan, bas seviyesini yükselten, ancak hiçbir şekilde genişleticinin tam bir benzeri olamayacak bir alçak geçiş filtresi almıştır. CD'nin dijital kısmı hataları hem düzeltme hem de maskeleme özelliğine sahiptir ve hem CD'nin kendisindeki kaydın kalitesizliğinden kaynaklanan hatalar hem de yüzeyindeki kusurlar düzeltilebilir. Bununla birlikte, PCD'nin bu işlevi fazla tahmin edilemez, çünkü doğrulama için kullanılan kodlar sınırlı sayıda hatayı düzeltir ve CD'nin çalışması sırasında bunların sayısı (mekanik hasar) ne yazık ki artar. Böylece düşük kaliteli CD'leri, özellikle de yoğun kullanıma maruz kalmış CD'leri çalarken, CD'nin ses kalitesi keskin bir şekilde düşer. Size şu gerçeği örnek olarak vereyim. Dört bitlik bir kelime için üç bitlik bir düzeltme kodu (Hamming düzeltmesiyle), en fazla 1 hatayı düzeltmez. Bu nedenle hatanın 1 bit bilgide birden fazla oluşmayacağı şekilde bir kaydın olması gerekmektedir. Elbette PKD daha güçlü düzeltme kodları kullanıyor ancak hata sayısında hala belirli bir sınır var. CD'yi kaydetmek için kullanılan ekipmanın kalitesi de önemli bir rol oynar; seri üretimleri sırasında CD'lerin çoğaltıldığı matrisin kalitesi; CD'nin çalışma koşullarının yanı sıra. Farklı ekipmanlar kullanılarak CD'ye kaydedilen aynı müzik parçasının farklı ses çıkardığına dair bir görüş var. CD'nin, düşük kaliteli ekipman kullanılarak kaydedilen CD'leri çalarken ortaya çıkan hataları düzeltmeye (maskelemeye) çalışması nedeniyle durum gerçekten de böyledir. Hata oluşumu ve maskeleme devre süreci Şekil 5'te gösterilmektedir. t1-t2 ve t3-t4 anlarında sinyalin darbe gürültüsünden etkilenmesine izin verin (Şekil 5a). Düzeltme cihazı bunu izler ve komşu "etkilenmeyen" okumalarla değiştirir (Şekil 56), yani. sinyali enterpolasyona tabi tutar. Ancak alınan sinyale DCT uygularsanız ve spektrumunu analiz ederseniz, içinde sahte bantlar görebilirsiniz. DAC çıkışındaki düşük frekanslı filtre, HF bileşenleriyle başarılı bir şekilde "mücadele ederse", ortaya çıkan sinyalin üzerine düşük frekanslı girişim eklenir ve özellikle uzun süreli girişimde fark edilen belirli bozulmalar oluşturulur.
Literatürde "tek bitli DAC'lerin" çok bitli DAC'lerden daha kötü parametrelere sahip olduğuna dair bir gösterge vardır. Özellikle, tek bitlik DAC'lerde daha büyük bir faz titreşimi (“jitter”) değeri gözlemlenir. Şekil 6, Crystal Sem'den bir bitlik DAC CS4328'in işlevsel diyagramını göstermektedir. Seri veriler (4 formatta sunulabilir), onu iki kanalın 18 bitlik paralel akışlarına dönüştüren giriş dönüştürücüsüne (IC) girer. Sinyaller, dijital enterpolatörler (DI) aracılığıyla, 64 kat "aşırı örnekleme" ile tek bitlik veri akışları üreten dijital delta modülatörlerine (DM) beslenir. Daha sonra sinyaller bir bitlik DAC'lere, altıncı dereceden alçak geçiş filtrelerine beslenir ve tampon amplifikatörler aracılığıyla devrenin çıkışına verilir.
Çip daha basit ve daha ucuz tek bitlik DAC'ler kullandığından, parametrelerinde hafif bir bozulma ile cihazın maliyeti düşer. DAC'yi kontrol eden saat üreteci (CG), PLL döngüsü kullanılarak gelen CLK saat darbeleriyle senkronize edilir, bu da titreşim seviyesini azaltır. Değiştirilebilir kapasitörlerdeki filtre, devrenin herhangi bir saat frekansında kullanılmasına olanak tanır (yani alçak geçiren filtrenin yeniden yapılandırılmasına gerek yoktur). Çipin dinamik aralığı 93 dB'ye ulaşıyor. Kuşkusuz, ilk PCD'lerin piyasaya sürüldüğü sırada, bu sınıftaki cihazlar, yüksek sınıf analog ses üretim ekipmanlarıyla karşılaştırılabilecek veya bunları aşan özelliklere sahipti. Çeşitli üreticilerin devre çözümlerinin çeşitlenmesi, hem yüksek hem de düşük kaliteli modellerin pazara sunulmasına neden oldu. CD'nin yerine çok diskli bir DVD diskinin (ses versiyonu) gelmesi, çıkış sinyali spektrumundaki parazitik harmoniklerin dijital yöntemler kullanılarak filtrelenmesi sorununun yanı sıra örnekleme frekansını artırarak çözmeyi mümkün kılar. DVD teknolojisi MPEG-2 Ses veri sıkıştırmasını kullandığından, ör. DCT kullanılarak sinyalin frekans-genlik temsili ve ardından artıklığın azaltılması, dijital sinyal işlemcilerini kullanarak etkili bir şekilde dijital filtreleme yapmak mümkün hale gelir. Tek katmanlı bir DVD'nin kapasitesi 4,7 MB CD'ye karşı 680 GB'dir ve bu, DVD'ye büyük miktarda veri kaydetmenize olanak tanır. Ancak devre çözümleri aynı elektronik cihazları (ADC, DAC, vb.) kullanacağından titreşimin azaltılması vb. sorunlar da aynı derecede ciddi olacaktır. Elektronik bileşen üreten firmalar bu sorunu daha modern ve kaliteli cihazlar tasarlayarak çözecektir. Şu anda PCD, eski analog ses üretim ekipmanının en eksiksiz alternatifidir. Edebiyat 1. Skulkin I. CD'lerdeki ses kalitesi hakkında. - Radyo Amatör, 1998, N1.C.19 Yazar: V. Fedorov, Lipetsk; Yayın: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine
02.05.2024 Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop
02.05.2024 Böcekler için hava tuzağı
01.05.2024
▪ Lantan ve hidrojen kombinasyonu süper iletkenlik rekorunu kırdı ▪ Tüm taşınabilir cihazlar için şarj cihazı ▪ Soğuk çatılarla sıcakla mücadele ▪ Vücudu uykusuzluğun olumsuz etkilerinden korumak
▪ Sitenin amatör radyo tasarımcılarına yönelik bölümü. Makale seçimi ▪ Ryunosuke Akutagawa'nın makalesi. Ünlü aforizmalar ▪ makale Lekesiz Gebelikten Kim Doğdu? ayrıntılı cevap ▪ Makale uzun. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Ayarlanabilir çentik filtresi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ teyp için makale Yayın öneki. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri