- •Глава 4 Техника радиовещания
- •Глава 4 Техника радиовещания
- •4.2 Цифровые микшерные пульты
- •4.3 Микрофоны
- •Глава 4 Техника радиовещания
- •4.5 Радиомикрофоны
- •Глава 4 Техника радиовещания
- •4.8 Устройства частотной обработки
- •4.9 Аппаратура записи и воспроизведения звука
- •4.10 Цифровая звукозапись
- •4.10.1 Цифровая магнитная звукозапись
- •4.10.2 Оптические и магнитооптические рекордеры
- •4.10.3 Оптические проигрыватели и рекордеры
- •4.10.4 Магнитооптические рекордеры
- •4.10.5 Система мини-диск
- •4.10.6 Электронные рекордеры
- •4.11 Совместимость радиовещательного оборудования
- •4.10.6 Электронные рекордеры
- •4.11 Совместимость радиовещательного оборудования
- •Глава 5 Автоматизация радиовещания
- •5.1 Основные требования к системам автоматизации
4.10 Цифровая звукозапись
При цифровой записи исходный аналоговый сигнал преобразуется в цифровую форму с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), l предполагающей выполнение трех операций: дискретизацию аналогового сигнала во времени путем выделения отсчетов значений в определенные моменты времени; дискретизацию по уровню (квантование); кодирование - присвоение каждому отсчету кодового значения (кодового слова). Для кодирования используется двоичный код, в котором каждая позиция символа определяется единицей или нулем. После дискретизации во времени непрерывный сигнал превращается в последовательность импульсов - отсчетов с размахами, равными значениям непрерывного сигнала в дискретные моменты времени. Частота следования этих импульсов равна частоте дискретизации т.д. В процессе квантования отдельные импульсы-отсчеты заменяются квантовыми отсчетами. Для этого диапазон значений уровней аналогового сигнала делится на ряд фиксированных интервалов. Если уровень отсчета попадает внутрь интервала, то ему присваивается определенное значение квантовoгo отсчета, т.е. различным уровням, попадающим в один интервал, будет присвоено одно значение. Это приводит к неточности ИКМ - преобразования, к так называемому шуму квантования [27,28].
ИКМ выполняется в аналого-цифровом преобразователе (АЦП). На выходе АЦП образуется последовательность кодовых слов, которые могут быть записаны на носителе. При воспроизведении кодового сигнала осуществляется обратное преобразование - цифро-аналоговое (ЦАП). В отличие от аналогового способа записи, когда на качество сигнала существенное влияние оказывают свойства носителя, при цифровом способе ситуация другая, поскольку требуется записывать и воспроизводить только два уровня сигнала - 0 и 1. Поэтому нелинейные "Искажения и шумы носителя и канала записи в значительно меньшей Мере влияют на сигнал.
Точность передачи сигналов при ИКМ зависит от двух параметров: Частоты дискретизации и интервала квантования. Частота дискретизации должна превышать не менее чем в два раза верхнюю частоту звукового сигнала. В технике радиовещания в разной аппаратуре тд принима-^ следУ°Щие значения: 32 кГц - для цифровых линий связи, 44,1 кГц -пя систем компакт-диск и мини-диск, 48 кГц - для аппаратуры про-эссионального применения.
Величина интервала квантования характеризует ошибку квантования и связана с разрядностью двойного кода. Если разрядность кода п, то число уровней равно 2П. Чем больше уровней квантования, тем меньше шаг квантования и большая точность ИКМ-преобразования.
Динамический диапазон при цифровой записи можно оценивать выражением D = 6п+1,8. Если использовать кодирование с числом бит на отсчет п = 16, то для динамического диапазона получим D= 98 дБ. Оценим последовательность импульсов на выходе АЦП, называемую цифровым потоком, при преобразовании стереофонического сигнала с параметрами: ffl = 44,1 кГц, п = 16. В единицу времени в одном канале создается 44,1- 103 отсчетов, и на каждый отсчет необходимо выделить 16 бит. Поскольку каналов два, то суммарный цифровой поток составит 44,1-103-16-2=1,4-106бит/с=1,4 Мбит/с. Однако для нормальной работы системы цифровой записи этого недостаточно, поскольку еще необходимо передавать различную служебную информацию. В результате реальный цифровой поток увеличивается примерно до 2 Мбит/с. Отметим, что при таких условиях ИКМ звуковой сигнал передается в полосе 20 кГц - 20 кГц, практически без нелинейных искажений с динамическим диапазоном около 100 дБ. Однако реализовать эту, казалось бы, простую идею оказалось непросто. По существу, улучшение качественных параметров цифрового канала достигнуто за счет значительного увеличения пропускной способности канала. Ведь требование о передаче цифрового потока 2 Мбит/с эквивалентно требованию передачи сигнала с полосой до 2 Мгц, что в 100 раз больше полосы звукового сигнала.
Проблема записи цифрового потока 2 Мбит/с была решена путем кардинального улучшения носителей и систем аппаратуры записи и воспроизведения. В зависимости от используемого носителя различают магнитную, магнитооптическую и оптическую цифровую звукозапись.