|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 CD 소리(추측과 현실). 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
오디오 CD(CD) 녹음을 위한 디지털 형식 오디오 CD는 소비자 오디오 장비 시장에서 확고하게 자리 잡았습니다. 대중적인 아마추어 및 전문 문학에서 다양한 작가들이 이 형식의 장점과 단점에 대해 반복적으로 언급했습니다. 이 기사에서는 내 경험을 바탕으로 몇 가지 오해를 없애려고 노력할 것입니다. [1]에서 저자는 CD의 음질이 3급 아날로그 음향 재생 장비의 음질과 동일시될 수 있다는 점을 인용하면서 CD에서 컴팩트 카세트를 복사하는 불편함을 지적한다. 이 기사(매우 흥미로운)에서 저자는 Shannon의 정리(또는 러시아 문학에서 Kotelnikov의 정리라고 함)에 의문을 제기했습니다. ADC(Analog-to-Digital Converter)의 입력이 0~20kHz 주파수 대역에서 균일하게 분포된 스펙트럼의 신호를 수신한다고 가정해 보겠습니다(그림 1a). 샘플링 주파수 fg = 44,1kHz(Shannon의 정리에 따른 것보다 약간 높음)로 아날로그-디지털 변환을 수행한 다음 동일한 fg에서 역 디지털-아날로그 변환을 수행하면 중심 주파수를 갖는 스퓨리어스 대역 이는 fg의 배수입니다(그림 1b). 간단히 말해서, 이러한 현상은 기본 정현파 신호가 복잡한 형태의 신호로 변환되는 현상이라고 할 수 있습니다(예를 들어, [1]에서 설명한 20kHz의 단일 정현파 신호를 동일한 주파수의 미앤더로 변환하는 경우).
무슨 일이 일어나고 있는지 더 자세히 이해하기 위해 시간 영역에서 주파수 영역으로 고조파 주기적 신호를 변환해 보겠습니다. 그림 2는 이 프로세스를 그래픽으로 보여줍니다. 시간 평면 UOt에는 주기적 신호의 그래프가 그려집니다. DFT(Discrete Fourier Transform), FHT(Fast Hartley Transform) 또는 Modern Discrete Cosine Transform(DCT)을 사용하여 그래프로 표시된 함수를 고조파로 분해하고 Of 주파수 축을 따라 이동하여 진폭을 플로팅하면 다음을 볼 수 있습니다. 스펙트럼의 원래 신호에는 진폭이 U1 및 U2인 두 개의 고조파가 포함되어 있습니다. 실제로 오실로스코프를 사용하여 진폭의 시간 의존성을 관찰하고 스펙트럼 분석기를 사용하여 주파수 의존성을 관찰합니다.
fg = 20kHz에서 40kHz의 주파수로 정현파 및 직사각형 신호의 DCT를 수행하면 각각 그림 3a 및 b와 같은 결과를 얻습니다. 보시다시피 직사각형 신호의 스펙트럼에는 기본 주파수 외에도 기본 주파수의 배수인 주파수와 고조파 수가 증가함에 따라 진폭이 감소하는 많은 고조파가 있습니다. 저역 통과 필터(즉, 모든 "추가" 고조파 제거)를 사용하면 직사각형 신호에서 정현파 신호를 얻을 수 있습니다. 이 프로세스는 아날로그 및 디지털 방식으로 제공될 수 있습니다.
이제 DAC의 출력에서 정현파의 신호가 직사각형이 된다는 것을 알면, 즉 스퓨리어스 대역이 스펙트럼에 나타나면(그림 16) 컷오프 주파수 fcp = 20kHz의 저역 통과 필터를 사용하면 fg의 배수인 모든 스퓨리어스 대역을 결과 신호에서 제거할 수 있습니다. n차 능동 저역 통과 필터는 일반적으로 모든 CD 플레이어에서 발견되며, 회로에 직접 있지 않은 경우 통합 DAC의 일부로 사용됩니다. 신호의 기생 고조파는 ADC 및 DAC의 입력 및 출력에 포함된 저역 통과 필터의 주파수 응답의 불완전성으로 인해 나타납니다(그림 4). 결과적으로 DAC에서 생성된 신호 스펙트럼의 중첩이 발생하고 기생 구성 요소의 수준이 낮고 저역 통과 필터의 주파수 응답이 "가파르며" 저지대역의 감쇠가 커집니다.
Nyquist 주파수(신호의 상위 주파수)에 비해 fg를 4배 또는 8배 증가시키면 DAC 출력에서 신호 스펙트럼의 구성 요소를 약간 밀어낼 수 있지만 이는 디지털 데이터 스트림을 비합리적으로 증가시켜 AudioCD 표준을 사용하여 줄일 수 있습니다. ADC 전과 DAC 후의 저역 통과 필터의 특성을 개선해야만 측면 기생 대역에 의해 생성되는 간섭 증가에 대처할 수 있습니다. 최소 6차 저역 통과 필터가 있는 최신 PCD는 DAC 이후의 신호 필터링 작업에 비교적 성공적으로 대처하여 최소 90dB의 스퓨리어스 노이즈 감쇠를 제공합니다. 이 경우 사운드 채널의 대역폭은 20 ... 21600Hz이며 불균일은 5 * 10입니다.-3 디비. 이러한 매개변수는 모든 등급의 아날로그 사운드 재생 장비의 유사한 매개변수보다 훨씬 우수합니다. 위에서 fg = 2fB로 신호를 샘플링할 때 DAC PKD의 출력에서 저역 통과 필터에 대한 요구 사항을 강화해야 한다는 결론을 내릴 수 있습니다. [1]에서 저자는 또한 CD에 녹음하기 전의 신호 압축과 이러한 CD로 만든 녹음에서 20...200Hz 영역의 주파수 컷 형성에 대해 보고합니다. 보다 정확하게는 막힘이 오디오 주파수 기술의 기준으로 간주되는 1kHz의 주파수에 도달합니다. 노이즈 내성 이론에서 다음과 같이 신호(오디오 포함), 큰 다이내믹 레인지 및 주파수 대역을 가진 신호를 전송할 때 전송 전에 압축하는 것이 좋습니다. 이는 미국 연구원 Dolby에 의해 성공적으로 실행되었습니다. 신호의 확장은 사용자의 요청에 따라 VPC에서 수행됩니다. CD를 재생하는 대부분의 CD-ROM 드라이브에는 확장기가 실제로 없다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 그 기능은 대부분의 사운드 카드와 활성 스피커("Bass" 버튼)에서 사용할 수 있는 저역 통과 필터로 대체되어 베이스 레벨을 높이지만 익스팬더의 완전한 아날로그가 될 수는 없습니다. PCD의 디지털 부분은 오류를 수정하고 마스킹할 수 있는 기능이 있으며 CD 자체의 낮은 품질로 인한 오류와 표면의 결함을 모두 수정할 수 있습니다. 그러나 PKD의 이 기능은 검증을 위해 사용되는 코드가 한정된 오류를 수정하고 불행히도 PKD(기계적 손상) 작동 중 그 수가 증가하기 때문에 과대 평가할 수 없습니다. 따라서 품질이 낮은 CD, 특히 많이 사용한 CD를 재생하면 CD의 음질이 급격히 저하됩니다. 이 사실을 예로 들어 보겠습니다. 1비트 워드의 1비트 수정 코드(해밍 수정 포함)는 7개 이하의 오류를 수정합니다. 따라서 오류가 XNUMX비트 정보당 XNUMX회 이하로 발생한다는 기록이 필요합니다. 물론 VPC에서 더 강력한 수정 코드가 사용되지만 여전히 오류 수에는 어느 정도 제한이 있습니다. CD가 기록되는 장비의 품질도 중요한 역할을 합니다. CD가 대량 생산되는 동안 복제되는 매트릭스의 품질; CD의 작동 조건도 마찬가지입니다. 다른 장비에서 CD에 녹음된 같은 음악이 다르게 들린다는 의견이 있습니다. VCD는 저품질 장비를 사용하여 녹음된 CD를 재생할 때 발생하는 오류를 수정(위장)하려고 하기 때문에 이는 사실입니다. 도식적으로 오류의 발생 및 마스킹 프로세스는 그림 5에 나와 있습니다. 순간 t1-t2 및 t3-t4에서 신호가 임펄스 노이즈의 영향을 받도록 합니다(그림 5a). 수정 장치는 이를 추적하고 인접한 "영향을 받지 않는" 판독값(그림 56)으로 대체합니다. 신호를 보간합니다. 그러나 수신된 신호에 DCT를 적용하고 스펙트럼을 분석하면 스퓨리어스 대역을 볼 수 있습니다. DAC 출력의 저주파 필터가 고주파 구성 요소와 성공적으로 "싸움"하면 결과 신호에 저주파 간섭이 중첩되어 특히 장기간 간섭 중에 눈에 띄는 특정 왜곡이 생성됩니다.
문헌에는 소위 "단일 비트 DAC"가 다중 비트 DAC보다 더 나쁜 매개변수를 갖는다는 표시가 있습니다. 특히 단일 비트 DAC에서 더 큰 위상 지터("지터") 값이 관찰됩니다. 그림 6은 Crystal Sem의 단일 비트 DAC CS4328의 기능 다이어그램을 보여줍니다. 직렬 데이터(4가지 형식으로 표시 가능)는 입력 변환기(IP)에 입력되어 두 채널의 18비트 병렬 스트림으로 변환됩니다. 디지털 보간기(DI)를 통한 신호는 디지털 델타 변조기(DM)로 공급되어 64배 "오버샘플링"으로 XNUMX비트 데이터 스트림을 형성합니다. 또한 신호는 XNUMX차 저역 통과 필터인 XNUMX비트 DAC에 공급되고 버퍼 증폭기를 통해 회로의 출력에 공급됩니다.
마이크로 회로는 더 간단하고 저렴한 단일 비트 DAC를 사용하기 때문에 매개 변수가 약간 저하되면 장치 비용이 감소합니다. DAC를 구동하는 클록 생성기(TG)는 PLL에 의해 들어오는 CLK 클록에 고정되어 지터를 줄입니다. 전환 커패시터 필터를 사용하면 모든 클록 주파수에서 회로를 사용할 수 있습니다(즉, 저역 통과 필터를 재구성할 필요가 없음). 칩의 동적 범위는 93dB에 이릅니다. 의심 할 여지없이 첫 번째 VRM이 출시되었을 때 이 클래스의 장치는 고급 아날로그 사운드 재생 장비와 비슷하거나 능가하는 특성을 가졌습니다. 다양한 제조업체의 회로 솔루션은 다양하여 고품질 및 저품질 모델을 모두 시장에 홍보했습니다. CD 다중 프로필 DVD-ROM(사운드 버전)을 교체하면 샘플링 주파수를 증가시킬 뿐만 아니라 디지털 방식으로 출력 신호 스펙트럼의 기생 고조파를 필터링하는 문제를 해결할 수 있습니다. DVD 기술은 MPEG-2 오디오 압축을 사용하기 때문에 i. 후속 리던던시 감소와 함께 DCT에 의한 신호의 주파수-진폭 표현, 디지털 신호 프로세서를 사용하여 효과적으로 디지털 필터링이 가능해집니다. 단일 레이어 DVD의 용량은 4,7GB로 CD의 680MB에 비해 많은 양의 데이터를 DVD에 기록할 수 있습니다. 그러나 회로 솔루션에 동일한 전자 장치(ADC, DAC 등)가 사용되므로 지터 감소 등의 문제도 심각할 것입니다. 전자 부품을 생산하는 회사는 보다 현대적이고 고품질의 장치를 설계하여 문제를 해결할 것입니다. 동시에 PKD는 구식 아날로그 사운드 재생 장비를 가장 완벽하게 대체합니다. 문학 1. Skulkin I. 컴팩트 디스크의 음질. - 라디오 아마추어, 1998, N1.C.19 저자: V. Fedorov, Lipetsk; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
교통 소음으로 인해 병아리의 성장이 지연됩니다
06.05.2024 무선 스피커 삼성 뮤직 프레임 HW-LS60D
06.05.2024 광신호를 제어하고 조작하는 새로운 방법
05.05.2024
▪ 분노의 이점
▪ 기사 Veseliye Rusi는 피티를 먹는다. 대중적인 표현 ▪ article 어떤 동물이 나무를 떠나 평소 먹는 음식을 알아볼 수 없나요? 자세한 답변 ▪ 기사 기계 및 목공 장비 작업. 노동 보호에 대한 표준 지침 ▪ 기사 익스텐더 캐리어. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
홈페이지 | 도서관 | 조항 | 사이트 맵 | 사이트 리뷰
www.diagram.com.ua |
다른 기사 보기 섹션 
과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품:
이 페이지의 모든 언어