Eva Fancev, Hrvoje Mihaldinec, Ivan Milić, Krešimir Tušek

SVEUČILIŠTE U ZAGREBUFAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA

ZAVOD ZA ELEKTRONIČKE SUSTAVE I OBRADU INFORMACIJA

siječanj 2009.

Snimiti zvučni signal u 16-bitnoj preciznosti

Izdvojiti gornjih 8 bita svakog uzorka te nad njima provesti postupak povećanja razlučivosti do 16 bita

Usporediti originalne i generirane uzorke s ciljem utvrđivanja kvalitete postupka. Oblikovanjem šuma kvantizacije nastojati postići što veću sličnost s izvornim 16-bitnim signalom.

Kvantizacija je proces dijeljenja ulaznog signala na 2B-1 (B – broj bitova) diskretnih razina

Razlika između dvije razine je: 121 Bq

Očito je da pri kvantizaciji postoji greška (šum kvantizacije) Možemo pretpostaviti da je greška kvantizacije slučajni

proces i tretirati tu grešku kao bijeli šum (white noise)

PRETVORNICI

NYQUIST-OVI PRETVORNICI PRETVORNICI S PRETIPKAVANJEM

PRETVORNICI SA SUKCESIVNOM

APROKSIMACIJOM

PRETVORNICI SA DVOSTRUKOM

PILOM

PARALELNI PRETVORNICI

SIGMA -DELTA A/D PRETVORNICI

A/D pretvornici s pretipkavanjem, u koje spadaju sigma-delta A/D pretvornici, otipkavaju signal višestruko većom frekvencijom od minimalno potrebne

Koristi se vrlo gruba kvantizacija s ciljem da se naknadnom obradom dobije željeni signal

Usporedba Nyquist-ovog pretvornika i pretvornika s pretipkavanjem 2x

Spektralna gustoća snage šuma kvantizacije za pretvornik s pretipkavanjem

Mijenjamo izgled spektralne gustoće šuma tako da snagu šuma potisnemo iz promatranog spektralnog područja signala u područje viših frekvencija, koja će kasnije biti eliminirana postupkom digitalne filtracije

To je moguće učiniti korištenjem sigma-delta modulatora prikazanim na slici

Jedno-bitni izlaz modulatora se dovodi na ulaz digitalnog decimacijskog filtra. Cilj je da se iz spektra otkloni sve osim promatranog područja, 0 do fB, te nakon provedene filtracije smanji izlazna frekvencija otipkavanja s Fs na fs

Ovim postupkom se automatski povećava rezolucija izlaznog digitalnog signala.

Izrađena je aplikacija koja provodi delta-sigma modulaciju sinusnog ili govornog ulaznog signala koristeći modulator petog reda CIFB strukture (Cascade of Integrators FeedBack form)

Pritom je korišten 8-bitni kvantizator. Uz sinusni ulazni signal aplikacija dodatno računa i odnos signal/šum.

ZaključakZaključak

povećana pouzdanost, funkcionalnost te niska cijena

bolje potiskuje šum, ali također ograničava korisni dio spektra

moguće poboljšanje: provesti modulaciju signala otipkanih većom frekvencijom kako bi se pokazao pravi potencijal sigma-delta A/D pretvornika