Аналого-цифровой преобразователь: различия между версиями

Современные АЦП, используемые в звукозаписи, могут работать на частотах дискретизации до 192 [[кГц]]. Многие люди, занятые в этой области, считают, что данный показатель избыточен и используется из чисто маркетинговых соображений (об этом свидетельствует [[Теорема Котельникова|теорема Котельникова — Шеннона]]). Можно сказать, что звуковой аналоговый сигнал не содержит столько информации, сколько может быть сохранено в цифровом сигнале при такой высокой частоте дискретизации, и зачастую для [[Hi-Fi]]-аудиотехники используется частота дискретизации 44,1 кГц (стандартная для компакт-дисков) или 48 кГц (типична для представления звука в компьютерах). Однако широкая полоса упрощает и удешевляет реализацию антиалиасинговых фильтров, позволяя делать их с меньшим числом звеньев или с меньшей крутизной в полосе заграждения, что положительно сказывается на фазовой характеристике фильтра в полосе пропускания.Многие начинающие музыканты, радиолюбители непонимают реальную важность правильной оценки минимальной частоты квантования(дискретизации) и глубины квантования(битности) АЦП, в частности для записи высококачественной музыки в цифровом тракте принята верхняя граничная частота Fверх= 20кгц, при этом часто слышно что частота дискретизации при записи в студиях 48кгц или реже 96кгц, посмотрим что будет происходить при записи сигнала 5-20кгц, с частотой дискретизации в 48кгц...известно что слух человека имеет высокую чувствительность в средних частотах, и высоких, по минимальным искажениям, слышен свистящий(железный)призвук, если графически изобразить кривую частотой в 20кгц, то мы увидим что минимальная частота дискретизации равна 2(не 40кгц, по мнению дилетантов), а 50*Fверх=250*20кгц=40кгц1Мгц, в то же время глубина квантования в 24 или 32 бит, избыточна, посудите сами,24 бит имеет число уровней квантования 2^24=16777216, то есть при уровне сигнала допустим 20V, при мощности 100вт на нагрузке 4 ом, мы имеем размер шага по уровню квантования равным 20/16777216=1.19микровольт, я не ошибся, если выразить разницу в децибеллах получится 20*Log(1.19E-06/20)=-144дб, то есть уровень шума квантования будет -144дб, но зачем такой чрезмерный запас? известно что в студиях можно послушать музыку с динамическим лиапазоном в 90-100дб, в обычной квартире врядли кто то сможет послушать с диапазоном в более 60дб, давайте посчитаем минимальную битность АЦП, при уровне шумов -120дб, от ошибок глубины квантования, получаем минимальный уровень битности 20 бит, и как выше было сказано - минимальная частота дискретизации равна(для 20кгц сигнала) (не 40кгц), как тут пишут неграмотные "умники", а не менее 1Мгц, и 20 бит, поэтому производители уже серийно выпускают АЦП и звуковые карты на их основе с частотой дискретизации 384кгц и выше,к тому же известно, что спектральный состав звука трубы с сурдинкой идет выше 20 КГц,уровень не падает ниже уровня шумов вплоть до 100 КГц,подобный результат получается и для инструментов из других музыкальных семейств, например скрипка и гобой показывают наличие энергии выше 40 КГц,ударные, генерируют самое большое количество ультразвука. Удар в тарелки показал 40% энергии выше 20 КГц, а треугольник, как оказалось, довольно сильно звучит на 100 КГц,дилетанты могут возразить, что человек не слышит частоты свыше 20кгц,это не так, мы слышим и ультразвук, просто в музыке это воспринимается как прозрачность звука, мягкость, попробуйте сузить полосу частот с хорошей записи до 15кгц, и вы увидите разницу, пропадет прозрачность, появятся искажения по ВЧ и СЧ, но ведь на слух мы и 15кгц вроде не слышим..а вот и не так..)