Главная  Магнитная запись 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [ 50 ] [51] [52]

согласование меньше половины тактового интервала,, кодовые группы во времени не перекрываются и их можно разделить. Если же временное рассогласование больше половины тактового интервала, кодовые группы перекрываются, правильный прием невозможен и возникают систематические ошибки,

Поэтому при параллельном способе записи цифрового сигнала и отсутствии временного выравнивания предельно допустимая плотность записи определяется величиной межканальных временных сдвигов и равна тому ее наибольшему значению, при котором еще не возникают систематические ошибки из-за перекосов fленты.

Выпадения. Выпадения, как уже отмечалось, это кратковременные глубокие уменьшения уровня воспроизводимого сигнала, вызванные нарушением плотного контакта головки с лентой. Прв наличии выпадений пороговый формирователь не срабатывает » возникают ошибки, поражающие сразу целую группу символов..

На рис. 8.13а показан записываемый, а на рис. 8.136 - воспро-

111111111111111111

падением. Сигнал на выходе порогового формирователя изображен на рис. 8.13в. Сформирован- б) ный сигнал отличается от записываемого, что приводит к ошибкам

п



декодирования (рис. 8.13г). Обыч- S)--

1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 01 1 1 1 1 t

Рис. 8.13. Появление ошибок из-за выпадений

НО выпадения уменьшают уровень воспроизводимого сигнала на 50... ...80%- Полного пропадания сигнала практически не бывает. В случае БВНМ-записи порог ограничения приходится выбирать, исходя из недопущения систематических ошибок, и оптимальное его значение /г=0,4... 0,5. При этом основным источником снижения достоверности оказываются выпадения. В случае ОФМ-записи допускается значительное уменьшение порога формирования, до /г= =0,001 ... 0,005. Тогда выпадения не приводят к сбою формирователей, но в момент выпадений резко возрастает относительный уровень аддитивного шума. Это обстоятельство и является основной причиной снижения достоверности при ОФМ-записи.

Вероятность ошибки при БВНМ-записи зависит от поперечиной и продольной плотностей записи, типа используемых лент и головок и лежит для современных аппаратов в диапазоне 10~..« ...10"-. При ОФМ-записи удается обеспечить передачу цифровых

сигналов с гош 10-7... 10-8.

Необходимо отметить, что высокая достоверность фазовых способов записи реализуется только при помехоустойчивом каг нале синхронизации, выполняемом, как правило, на базе инерционной системы фазовой автоподстройки частоты.



ГЛАВА ДЕВЯТАЯ

ЦИФРОВАЯ ЗВУКОЗАПИСЬ И ВИДЕОЗАПИСЬ

9.1. ДОСТОИНСТВА ЦИФРОВЫХ МЕТОДОВ ЗАПИСИ ЗВУКА И ИЗОБРАЖЕНИЯ

В последнее время все большее распространение получают цифровые способы записи звуковых и видеосигналов. Это явление связано с тем, что цифровые способы по сравнению с аналогбвы-ми имеют ряд существенных достоинств, к числу которых относятся следующие.

Высокие качественные показатели записи. Уровень шума при аналоговой записи, который зависит от свойств ленты, головок, режима записи, оказывается сравнительно высоким (см. гл. 3) и почти не поддается снижению. Особенно неприятно восприятие модуляционного шума при воспроизведении низкочастотных сигналов. При цифровой записи источником шума является квантование сигналов. Уровень этого шума определяется шагом квантования и принципиально может быть снижен до сколь угодно малой величины. Нелинейные искажения при аналоговой записи определяются режимом намагничивания носителя и их не удается снизить ниже нескольких десятых долей процента. При цифровой записи единственными элементами, вносящими нелинейные искажения, являются аналоговые усилители, стоящие перед преобразователем «аналог - цифра» и после преобразователя «цифра - аналог». Нелинейные искажения зависят только от электронных аналоговых устройств и не связаны с трудно поддающимся линеаризации процессом намагничивания. Поэтому их уровень может быть сделан достаточно малым путем рационального выбора режимов работы усилителей.

На качество звукозаписи (и видеозаписи) значительное влияние оказывают колебания скорости записи - воспроизведения. Уменьшение детонации в магнитофонах возможно только путем усложнения кинематической схемы лентопротяжного механизма и улучшения характеристик лент. Поэтому снизить коэффициент детонации ниже 0,05% обычно не удается даже в профессиональных аппаратах. При цифровой записи временные искажения, вызванные колебаниями, скорости, можно легко устранить применением буферных статических ЗУ, куда записываются с переменной скоростью воспроизводимые цифровые сигналы и откуда они счи-тываются с постоянной скоростью.

Отсутствие накопления помех при перезаписи. Технология современного телевизионного и звукового вещания такова, что при создании программ передач оказывается необходимым производить многократную перезапись видео- и фонограмм, причем число последовательных перезаписей может доходить до десяти.

Каждый этап перезаписи сопровождается увеличением уровня шумов, детонации и нелинейных искажений примерно в У 2 раз. Л 54



Очевидно, что при большом числе перезаписей качество сигналограмм становится крайне низким. При цифровых методах переза-TiHCb почти не сказывается на качестве передачи звука и изобра-f жения, поскольку это качество определяется не процессами запи- си - воспроизведения, а кодированием. Поэтому сигнал любой копии практически не отличается от сигнала, получаемого от оригинала.

Стабильность характеристик. При аналоговой записи характеристики тракта ухудшаются по мере износа лент и головок. Поэтому аналоговые магнитофоны требуют непрерывного обслуживания с целью регулировки. В цифровых аппаратах характеристики канала зависят только от вида цифрового сигнала, который, очевидно, не изменяется при износе лент и головок.

Использование элементной базы ЭВМ. В устройствах цифровой записи все операции обработки сигналов осуществляются с помощью устройств, широко используемых в ЭВМ. Технико-экономические показатели электронных компонентов ЭВМ за последние 10 лет значительно возросли (надежность увеличилась примерно в 100 раз, плотность упаковки элементов - в 50... 100 раз, масса уменьшилась в 5... 10 раз и т. д.). Этот процесс сопровождается снижением стоимости, и можно предполагать, что широкое внедрение интегральных схем и больших интегральных схем (БИС) в цифровые аппараты записи значительно снизит их стоимость. При цифровой записи, однако, затруднен монтаж сигналограмм. Механический монтаж оказывается практически невозможным, и для целей монтажа необходимо применять специальные электронные устройства.

9.2. КОДИРОВАНИЕ В СИСТЕМАХ ЗАПИСИ ЗВУКА И ИЗОБРАЖЕНИЯ

Наиболее употребительным методом кодирования является импульсно-кодовая модуляция (см. § 8.3). Рассмотрим ее особенности применительно к кодированию звуковых и видеосигналов.

Как известно, процедура импульсно-кодовой модуляции состоит из трех этапов - дискретизации, квантования и кодирования.

На основе теоремы Котельникова при кодировании звуковых сигналов в полосе частот до 16 кГц /дискр выбирают в пределах 34 ... 40 кГ, а в случае сигналов, занимающих полосу до 20 кГц, частота дискретизации в разных аппаратах равна 44... 50 кГц. Конкретное значение частоты дискретизации часто определяется конструкцией аппарата. Так, при использовании для целей цифровой звукозаписи видеомагнитофона частота дискретизации выбирается кратной частоте строк.

В цифровом телевидении частота дискретизации, исходя из теоремы Котельникова, должна составлять не менее 13 МГц, и обычно выбирается кратной частоте цветовой поднесущей (Ртщ), превышая ее в 3 или 4 раза. Выбор /дискр=4Рцв предпочтителен с точки зрения качества передачи, но требует увеличения скоро-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [ 50 ] [51] [52]

0.0009