Восстановление сигнала из цифрового вида в аналоговый

Восстановление сигнала из цифрового вида в аналоговый - не менее слож-ная задача, чем оцифровка. Мы остановимся на этой теме достаточно кратко, лишь отметив основные проблемы, возникающие при цифроаналоговом пре-образовании.

Процесс преобразования представляет со-бой обратный процесс дискретизации: имея информацию о величине отсчетов (амплитуды сигнала) и беря определенное количество отсчетов в единицу вре-мени, путем интерполяции (восстановления сигнала между отсчетами) про-исходит восстановление исходного сигнала.

Нелинейный способ восстановления сигнала представляет собой следую-щее. Допустим, что перед оцифровкой исходным сигналом была синусоида определенной частоты. Сейчас нашей задачей является восстановление исход-ной синусоиды из имеющегося набора отсчетов. Возьмем три последователь-ных отсчета и построим через них параболу (рисунок 7.7). Точность совпа-дения полученной формы параболы и исходной синусоиды зависит от того, какую частоту имел исходный синусоидальный сигнал, а также от частоты дис-

кретизации и уровня квантования, использованных при оцифровке. Таким об-разом, проведя параболу любые отсчета, мы имеем возможность вос-становить

(интерполировать) исходный сигнал между отсчетами. Искажения формы восстановленного сигнала - это не что иное, как нелинейные искаже-ния. Фактически полученный нами сигнал представляет собой искаженную синусоиду - сумму исходной синусоиды (одна частотная составляющая) и не-скольких гармоник. Безусловно, рассмотренный пример крайне упрощен, но он наглядно демонстрирует одну из проблем, возникающих при восстановле-нии сигнала, -

нелинейные искажения. Существует несколько способов борь-бы с нелинейными искажениями. Например, подавление (фильтрация) лишних гармоник или восстановление сигнала не по трем, а по четырем и более после-довательным отсчетам (путем построения гиперболы или кривых на основе полиномов четвертого и более порядков).

Исходные

отсчёты

∆t

восстановленный

сигнал (парабола)

Рис.7.7. Нелинейный способ восстановления сигнала

Линейный способ восстановления сигнала заключается в следующем. В исходный сигнал между существующими цифровыми отсчетами вставляются дополнительные нулевые отсчеты. После этого вся последовательность отсче-тов направляется в цифровой интерполирующий фильтр и затем в обычный аналоговый фильтр. Такой способ восстановления сигнала обеспечивает низ-кий уровень нелинейных искажений.

II. Понятие «Sample» и семплирование

В начале разговора, следует определиться, что значит создать (синтезировать) звук, используя компьютерную технику.

Еще в середине 30-х годов был изготовлен электрический орган, представ-лявший собой набор электромеханических генераторов, каждый из которых вырабатывал сигнал такой частоты, которая соответствовала частоте одной из нот. То есть каждый генератор имел независимое от других управление и гене-рировал фактически чистый тон определенной частоты и амплитуды. Сигналы генераторов суммировались, и их суммой являлось многоголосое звучание. Такой метод синтеза называется аддитивным (от англ. «additive» - сложение). Реализацию этого метода затрудняет количество генераторов, необходимое для создания звуков сложной структуры. Однако решение этой проблемы значи-тельно упростилось с появление интегральных схем. Это явилось практическим выражением FМ-синтеза, при котором звучание какого-то инструмента (звука с нужным тембром) реализуется за счет генерации сложных колебаний. Формирователи таких колебаний могут быть реализованы как аппаратно, так и программно. Проще говоря, для синтеза звуков не нужно заранее записывать их в память синтезатора, нужно только хранить алгоритмы их полу-чения.

Дата добавления: 2014-12-29