В.П. РАЗИНКИН, В.Н. УДАЛОВ
ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ
АУДИО- И ВИДЕОТЕХНИКИ
Утверждено
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Часть 1
НОВОСИБИРСК
2010
УДК 621.397.4(075.8)
Р 173
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. <...> Рассмотрены принципы работы и схемотехнические решения для
цифровых устройств, используемых для обработки аудио- и видеосигналов. <...> Описаны цифровые стандарты для передачи аудиосигналов, а
также характеристики и параметры цифровых телевизионных стандартов. <...> В
аналоговой аудиосистеме значение сигнала соответствует уровню звукового давления. <...> Аналоговые аудио- и видеосистемы обеспечивают
высокое качество передачи информации при условии высокого уровня
отношения сигнал/шум и при малых нелинейных искажениях в передающих и приемных устройствах. <...> 2) квантование по уровню, заключающееся в описании каждого отсчета двоичным числом с заданным числом разрядов. <...> Основными параметрами цифровых сигналов являются динамический диапазон и скорость цифрового потока. <...> Цифровое телевидение и
цифровые аудиосистемы обеспечивают существенное улучшение качества изображения и звука, увеличение числа программ и повышение
помехоустойчивости. <...> Как известно, возможность неискаженной передачи информации определяется отношением сигнал/шум. <...> Например,
для обеспечения высокого качества изображения при приеме аналогового телевизионного сигнала отношение сигнал/шум на входе телевизионного приемника должно быть более 40 дБ. <...> В цифровых телевизионных стандартах в полосе рабочих частот 8 МГц за счет
использования пороговой обработки двоичных сигналов и помехоустойчивого кодирования это отношение может быть уменьшено до
10 дБ без ухудшения качества изображения. <...> 4
Глава 1
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
ДЛЯ АУДИО- И ВИДЕОСИГНАЛОВ
Для цифровой обработки аудио- и видеосигналов применяют следующие виды цифровых устройств: регистры; коммутаторы
сигналов; компараторы; аналого-цифровые преобразователи и цифроаналоговые <...>
Основы_цифровой_аудио-_и_видеотехники._Ч.1.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
В.П. РАЗИНКИН, В.Н. УДАЛОВ
ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ
АУДИО- И ВИДЕОТЕХНИКИ
Утверждено
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Часть 1
НОВОСИБИРСК
2010
Стр.1
УДК 621.397.4(075.8)
Р 173
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. В.А. Хрусталев,
канд. техн. наук, доц. В.М. Меренков
Работа подготовлена на кафедре ТОР
для студентов факультета радиотехники и электроники
Разинкин В.П.
Р 173 Основы цифровой аудио- и видеотехники : учеб. пособие /
В.П. Разинкин, В.Н. Удалов. – Новосибирск : Изд-во НГТУ,
2010. – Ч. 1. – 95 с.
ISBN 978-5-7782-1356-2
Настоящее пособие входит в состав учебно-методического комплекса
по курсу «Основы цифровой аудио- и видеотехники», разработанного
для студентов НГТУ, обучающихся по специальностям
210302 – Радиотехника и 210402 – Средства связи с подвижными объектами.
Рассмотрены
принципы работы и схемотехнические решения для
цифровых устройств, используемых для обработки аудио- и видеосигналов.
Описаны цифровые стандарты для передачи аудиосигналов, а
также характеристики и параметры цифровых телевизионных стандартов.
Изложены методы модуляции, применяемые в цифровом телевидении.
Пособие
может быть использовано при мультимедийной форме
чтения лекций, при выполнении расчетно-графических заданий и подготовке
к лабораторным работам.
УДК 621.397.4(075.8)
ISBN 978-5-7782-1356-2
2
© Разинкин В.П., Удалов В.Н., 2010
© Новосибирский государственный
технический университет, 2010
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .........................................................................................................
Глава 1. Цифровые устройства для аудио- и видеосигналов ...............
1.1. Преобразователь последовательного кода в параллельный ....
1.2. Компаратор...................................................................................
1.3. Коммутационное устройство ......................................................
1.4. Цифроаналоговые преобразователи...........................................
1.5. Аналого-цифровые преобразователи .........................................
1.6. Фильтры нижних частот .............................................................
Глава 2. Цифровые стандарты для аудиосигналов ................................
2.1. Дискретизация по времени .........................................................
2.2. Оцифровка дискретных значений амплитуд .............................
2.3. Нелинейное квантование ............................................................
2.4. Кодирование цифровых аудиосигналов ....................................
2.5. Форматы кодирования с потерями .............................................
2.6. Помехоустойчивое кодирование аудиосигналов ......................
2.7. Методы увеличения отношения сигнал/шум в каналах связи
2.8. Подавление шумов в аудиосигналах .........................................
Глава 3. Цифровые телевизионные стандарты .......................................
3.1. Основные параметры систем цифрового телевидения .............
3.2. Характеристики стандартов цифрового телевидения ..............
Глава 4. Методы модуляции и манипуляции, применяемые в цифровых
системах ..................................................................................
4.1. Амплитудная манипуляция.........................................................
4.2. Частотная манипуляция ..............................................................
4.3. Фазовая манипуляция ..................................................................
4.4. Квадратурная амплитудная манипуляция .................................
4.5. Квадратурная фазовая манипуляция ..........................................
4.6. Модуляция OFDM и COFDM .....................................................
Литература ......................................................................................................
3
5
5
6
7
12
14
16
18
19
24
34
37
39
45
50
54
58
58
61
72
73
73
76
78
89
89
93
94
Стр.94