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数字音频信号信噪比的提高
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,提要】影响数字声频质量的主要因素之一是量化噪声。奉文讨论了采用过样和噪声成形等
’法,来降低数字音频信号中的量化噪声,这些方法还可使模拟低通滤波器大大简化,
特数再量化,可以降低模数变换器及数模变换器的价格
【关键词】过取样噪声成开; 低比特数再量化
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.。/ /
.

若数字音频信号是按比特量化的,即将
量化噪声和过取样
信号最大峰峰值令为± 量化为个级,每
将模拟音频信号变换成数字信号的过程级的电平为△一一。。,这也就是量化
中,。若瞬时噪声电压为,则在单位负
取样后的振幅连续的离散信号处理成振幅跳变载的瞬时噪声功率为,于是平均量噪声
的信号,从而可以用数码来表示每一离散信号。功率就等于从到△/范围内量化噪声功率
由于量化的跳变大小有一定限制,对音频的平均值:
来说,
Ⅳ一:一一等
±时.
就出现失真,这失真称为量化噪声。图示出量在单位负载的功枣为:
化噪声的成因
量化噪声均匀分布于从至/的频带一一÷
中由取样频率,且无法从信号中除去,因于是可算出信噪比以表示为:
而成为影响数字音频质量的主要因素。/ 一. .
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。可见过取样频率翻一番,信噪
比提高。换言之,相当于量化比特数提高
.比特
过取样虽然也增大了数字音频信号的码
率,但它还有着另外一些优点:首先,由于过取
样./就远高于音频最高频率,使模数变换
和数模变换时的模拟低通滤波器可以大大简
化此低通滤波器的要求是在音频频带内频率
响应很平坦、波动小于.,
其是在//处衰减应大于。以频率
、
量￡噪声很近,滤波器的制作和调整均极困难,图示出

很窄,滤波器的响应很陡,不町避免使音频信号
屉化噪的。’
产生相位失真,这对立体声节目将产牛商像的
可量化比特数愈大,信噪比愈好此噪声由
改变。在过取样中//与相距很远.
于均匀分布于~ 坨频带中,当为.
.
时,此噪声正好全部落入于音频频谱中
也消除了相位失真。还应指出,复杂的低通滤波
此外,噪声的振幅恒为△,它不随信号大小
器其价格也是非常高的。
而变,信号很大时信噪比很高,可达以
其次,过取样使量化噪声均匀地分布在

/频带中,即噪声大部分分布在音频频
,此噪声就十分明显,
带以上的区域,使我们可以采用一种称为噪声
声就成为数字音频技术中的一项重要课题。
成形的方法,使原来均匀分布
可以用提高量化比特数来降低噪声,
的量化噪声转变成集中