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Dither(抖动)的意义
2006年9月19日 9:48  来源:韵盟电子  

    高质量的数字音频系统必须具有大的动态范围。也就是说,它们必须能够忠实地重现非常大和非常小的声音,如音乐所要求的那样。在数字音频应用中,动态范围定义为:

  动态范围=20log(最大信号值/能够从噪音中分辨出来的最小信号值)

  动态范围主要取决于数字系统所采用的比特数,然而,可以采取其它一些能够进一步扩展数字音频系统的响应能力的技术,这其中就有抖动和压扩。本文主要介绍抖动。

  在量化过程中,每一个模拟采样必须映射到与它最接近的可用的数字电平。一个适当党校的信号能够以合理的精度捕捉到,但是小信号有可能完全丢失。抖动(Dither)通过另一种策略来改善这种情况,即采样之前在模拟信号上加上少量的百噪音。噪音的频谱是平坦的。量化后,信号的形状具有新的奇妙的特性。信号的原始形状可以通过计算这些点的滑动平均恢复。这样,信号在量化电平附近的变化就变得更明显,更多的信号原始特征被保留了下来。对于那些幅度小于一个量化步长的小信号来说,这种作用尤其有益,否则信号有可能完全丢失。

  抖动还有另一个好处。对于大多数信号,量化误差被假定是随机的,并且独立于被编码的信号。这种假设导致量化噪音幅度的根均方(rms)值为Q/根下12,Q代量化步长。遗憾的是,正弦输入的量化误差与信号并不是独立的,实际是以相同的周期变化的。结果在已量化的信号中就会出现与输入信号的谐波相联系的失真。当在正弦信号上加入抖动后,量化噪音就被随机化了,但这要求抖动噪音的根均方幅度最好为Q/根下12才能得到这种效果。抖动的加入使噪音至少增加了一倍,也就意味着总信噪比改变了10log(1/2)=-3dB。加上抖动后,信噪比降低为6.02N-1.24dB。尽管如此,其优点在于,在整个奈奎斯特频带内噪音频谱是平坦的,对于重要信号谐波的平均影响较小。

 

 
 [关键词]:抖动 动态范围 音频  发表评论    【推荐】 【打印

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