і квантування за рівнем аналогового сигналу
Квантування за амплітудою являє собою вимір миттєвих значень амплітуди дискретного за часом сигналу і перетворення його в дискретний за часом і амплітуді. На рис. 3 показаний процес квантування за рівнем аналогового сигналу, причому миттєві значення амплітуди кодуються 3-розрядними числами.
Кодування полягає в перетворенні в цифровий код квантованного сигналу. При цьому точність вимірювання при квантуванні залежить від кількості розрядів кодового слова. Якщо значення амплітуди записати за допомогою двійкових чисел і задати довжину кодового слова N розрядів, число можливих значень кодових слів дорівнюватиме 2N. Стільки ж може бути і рівнів квантування амплітуди відліку. Наприклад, якщо значення амплітуди відліку представляється 16-розрядним кодовим словом, максимальне число градацій амплітуди (рівнів квантування) складе 216=65 536. Для 8-розрядного представлення відповідно отримаємо 28=256 градацій амплітуди.
Аналого-цифрове перетворення здійснюється спеціальним електронним пристроєм - аналого-цифровим перетворювачем (АЦП), в якому дискретні відліки сигналу перетворюються в послідовність чисел. Отриманий потік цифрових даних, тобто сигнал, включає як корисні, так і небажані високочастотні перешкоди, для фільтрації яких отримані цифрові дані пропускаються через цифровий фільтр.
цифроаналогових перетворення в загальному випадку відбувається в два етапи, як показано на рис. 4. На першому етапі з потоку цифрових даних за допомогою цифроаналогового перетворювача (ЦАП) виділяють відліки сигналу, наступні з частотою дискретизації. На другому етапі з дискретних відліків шляхом згладжування (інтерполяції) формується безперервний аналоговий сигнал за допомогою фільтра низької частоти, який пригнічує періодичні складові спектра дискретного сигналу.
Рис. 4 - Схема цифроаналогового перетворення
Для запису і зберігання звукового сигналу в цифровій формі потрібен великий обсяг дискового простору. Наприклад, стереофонічний звуковий сигнал тривалістю 60 с, оцифрований з частотою дискретизації 44,1 кГц при 16-розрядному квантуванні для зберігання вимагає на вінчестері близько 10 Мбайт.
Для зменшення обсягу цифрових даних, необхідних для подання звукового сигналу з заданою якістю, використовують компресію (стиснення), яка полягає у зменшенні кількості відліків і рівнів квантування або числа біт, що припадають на один відлік.
Подібні методи кодування звукових даних з використанням спеціальних кодують пристроїв дозволяють скоротити обсяг потоку інформації майже до 20% початкового. Вибір методу кодування при запису аудіоінформації залежить від набору програм стиснення-кодеків (кодування-декодування), що поставляються разом з програмним забезпеченням звукової карти або входять до складу операційної системи.
Виконуючи функції аналого-цифрового і цифроаналогового перетворень сигналу, модуль запису і відтворення цифрового звуку містить АЦП, ЦАП і блок управління, які зазвичай інтегровані в одну мікросхему, також звану кодеком. Основними характеристиками цього модуля є: частота дискретизації; тип і розрядність АЦП і ЦАП; спосіб кодування аудіоданих; можливість роботи в режимі Full Duplex.
Частота дискретизації визначає максим...
