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Medien- Technik Digital Audio Medientyp digital audio representation Abtastfrequenz /sampling frequency Quantisierung (Bittiefe) Anzahl der Kanäle/Spuren.

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Präsentation zum Thema: "Medien- Technik Digital Audio Medientyp digital audio representation Abtastfrequenz /sampling frequency Quantisierung (Bittiefe) Anzahl der Kanäle/Spuren."—  Präsentation transkript:

1 Medien- Technik Digital Audio Medientyp digital audio representation Abtastfrequenz /sampling frequency Quantisierung (Bittiefe) Anzahl der Kanäle/Spuren Interleaving bei Mehrkanal Positiv/negativ Codierung operations Speicherung Zugriff auf Sequenzen Editieren Klangeffekte Konvertierung Pulse Code Modulation

2 Medien- Technik Sampling Originalkurve Sample 44,1 kHz 1 kHz10 kHz Signal in Intervallen abtasten und digitalisieren Shah-Funktion

3 Medien- Technik Sampling 440 Hz-Ton fade in

4 Medien- Technik Sampling Spektrum berechnet mit Fast Fourier Transform FFT 440Hz

5 Medien- Technik Abtast-Theorem: Ist f max die höchste vorkommende Frequenz, so kann eine mit mindestens doppelter Frequenz abgetastete Kurve exakt rekonstruiert werden. (Shannon, Nyquist)

6 Medien- Technik Shah-Funktion mit Frequenz f(x) zu sampelnde Funktion mit beschränktem Spektrum Spektrum Ausgangs- Signal Spektrum agbetastetes Signal Abtast-Theorem: Beweisidee

7 Medien- Technik Impulsfunktion Definition: Diracsche Delta- Funktion Eigenschaften:

8 Medien- Technik Konvolution - Faltung Definition: Faltungssatz: kurz: H: Fouriertransformierte von h G: Fouriertransformierte von g F: Fouriertransformierte von f

9 Medien- Technik Abtast-Theorem Shah-Funktion Diracsche Delta-Funktion Shah-Funktion Es gilt: castleman

10 Medien- Technik Abtast-Theorem Spektrum Faltung FT(Shah) mit Spektrum Kastenfunktion

11 Medien- Technik Tiefpass- Filter ADC Digitale Verarbeitung DAC Tiefpass Filter Analoges Eingangs- Signal Digitale Samples Frequenz- begrenztes Analogsignal Digitale Samples Treppchen- signal Analoger Ausgang Sampling Analog-Digital-Analog-Verarbeitungskette Taktgeber

12 Medien- Technik Sampling Tiefpass-Filter

13 Medien- Technik Sampling Aliasing bei falscher Abtastfrequenz f max -f max Frequenzspektrum des Ausgangssignals mit f max fsfs fsfs Frequenzspektrum des abgetasteten Signals mit f s Fehler ! f max -f max fsfs f max -f max fsfs f max -f max fsfs f max -f max fsfs

14 Medien- Technik Sampling Samplingtiefen und Bitraten Beispiel: Audio-CD 2 Kanäle Samplingtiefe 16 Bit Samples/s 2*2 Byte*44100/s = Byte/s Beispiel: ISDN-Telefonie 64 kBit/sec DAT /DV 48 kHz, 16 Bit, 2 Kanäle Sprache: Frequenzen < 4kHz UKW-Rundfunk bis 15 kHz CD-Qualität bis ca. 20 kHz Abtastrate legt definitiv höchste übertragbare Frequenz fest Je höher die Samplingtiefe, um so exakter wird das Signal abgetastet.

15 Medien- Technik Sampling: Störabstand = Signalleistung / Störleistung input Quantisierungsfehler gleichverteilt U SS Aus dem Quantisierungsfehler resultierende Störleistung: Elektrische Leistung:

16 Medien- Technik Sampling: Störabstand = Signalleistung / Störleistung input Quantisierungsfehler gleichverteilt U SS Aus dem Quantisierungsfehler resultierende Störleistung: Elektrische Leistung: Signal-Leistung bei gleich- verteilten Werten 0..U SS Störabstand: Störabstand dB: +1 Bit Sample-Tiefe + 6 dB Störabstand 16 Bit etwa 100 dB

17 Medien- Technik Sampling: Leise Stellen 1 Rauschen und Knistern bei geringer Samplingtiefe Nichtlineares Abtasten A-law μ-law -Abtastung


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