Modulacje

TWOJE CELE

• wiem na czym polega proces modulacji

• znam pojęcia: próbkowanie, dithering, kwantyzacja, próbkowanie, nadpróbkowanie

• znam modulację PCM, PCM z nadpróbkowaniem, sigma-delta

• wiem jakie są parametry modulacji

• znam typowe wartości częstotliwości próbkowania

• wiem po co wynaleziono modulację PCM z nadpróbkowaniem i sigma-delta

Jest to proces polegający na zamianie dźwięku analogowego na cyfrowy (sygnału ciągłego na dyskretny).

W przypadku wszystkich modulacji kwantyzacja i kodowanie będzie zachodzić jednocześnie.

Modulacja PCM nie oderuje dużej dynamiki w stosunku do modulacji sigma-delta.

Czyli klucz, aby zrozumieć modulacje.

Próbkowanie – pobranie wartości napięcia sygnału analogowego w ściśle określonych odstępach czasu.

Dithering – dodanie szumu, który zniweluje błąd kwantyzacji (szum kwantyzacji). Zależy on od materiału wyjściowego.

Kwantyzacja – zaokrąglenie zapamiętanych wartości napięcia, do najbliższych im przedziałów kwantyzacji.

Kodowanie – zamiana zkwantyzowanych wartości na liczby dwójkowe.

Nadpróbkowanie – zwiększenie ileś krotnie częstotliwości próbkowania (np. 2, 4, 8, 16-krotnie).

Okres próbkowania jest odwrotnością częstotliwości próbkowania. Działa to też na odwrót.

Częstotliwość próbkowania – ile próbek na jedną sekundę.

Okres próbkowania – po jakim czasie będzie następna próbka.

Decymacja – zmiana częstotliwości próbkowania lub głębi bitowej.

Rozwinięcie skrótu PCM to Pulse Code Modulation po polsku modulacja impulsowo-kodowa.

Etapy modulacji PCM

1. Nałożenie filtru antyaliasingowego (typu low-pass)

2. Dithering

3. Próbkowanie

4. Kwantyzacja

5. Kodowanie

Ta modulacja różni się od zwykłego PCM tym, że stosujemy większą częstotliwość próbkowania. Posiada ona więcej etapów niż poprzednia.

Etapy modulacji PCM z nadpróbkowaniem

1. Filtr antyaliasingowy (analogowy)

2. Dithering

3. Nadpróbkowanie

4. Kwantyzacja

5. Kodowanie

6. Filtr antyaliasingowy (cyfrowy)

7. Zmniejszenie fs do docelowej

Warto wiedzieć! Filtr analogowy ma łagodniejszą stromość, a cyfrowy ma bardzo dużą stromość.

W modulacji sigma-delta badamy tylko i wyłącznie tendencję sygnału czy sygnał wzrasta, czy maleje (tzw. zero-jedynkowy).

W modulacji sigma-delta sygnał może wzrastać (1) lub maleć (0).

Całkowanie sygnału – Badanie tendencji sygnału pod względem czy sygnał wzrasta czy maleje.

W przypadku modulacji sigma-delta możemy użyć wzmacniacza klasa B, dlatego że sygnał jest równy 0 lub wynosi więcej.
W modulacji sigma-delta mamy znacząco częstsze próbkowanie, niż w innych (MHz).
Modulacja ta wykorzystuje 1 bitowe próbkowanie (kwantyzacje).
Modulacja sigma i delta różnią się tylko zapisem.