Elaborazione Numerica dei Segnali

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98 Conversione Analogico-Digitale 1 |H( ω)| 1.5 1 0.66 0 π Fs Figura 4.20 Modulo della funzione di trasferimto dell’equalizzatore. f(t) ADC Elab. Digitale DAC Equalizzatore Figura 4.21 Elaborazione digitale di segnali. ω filtro passa−basso 2. Il filtro equalizzatore precondiziona il segnale prima che esso entri nel DAC. In tal caso l’equalizzatore sarà realizzato da un filtro digitale (si veda in Sezione 8.2.3 per una semplice soluzione). Un esempio del secondo approccio si ritrova nella produzione di CD commerciali. Il processo in questo caso è caratterizzato da due fasi ben distinte: la produzione avviene in uno studio che si può permettere grandi investimenti, ammortizzati dall’alto numero di CD venduti, mentre la fruizione avviene a casa dell’acquirente del CD, mediante un sistema che deve avere un costo sopportabile. Di conseguenza, nello studio di produzione vengono usati microfoni di alta qualità per generare segnali con basso rumore. I segnali vengono inviati ad un filtro anti-aliasing e quindi ad un ADC, venendo poi memorizzati in un master stereo in formato digitale; mediante un particolare processo, il contenuto del master viene poi riprodotto nei vari CD da commerciare. Per la fruizione del CD, esso viene inserito in un lettore: qui l’informazione digitale viene letta da un laser e i campioni sono inviati a vari DAC per le uscite stereo, opportunamente filtrate ed amplificate. L’intero processo è schematizzato nella Figura 4.22: Come abbiamo visto, il DAC attenua le frequenze più alte e quindi per migliorare la qualità del segnale è necessario aggiungere un equalizzatore. In questo caso, invece di aggiungere in ogni lettore un costoso equalizzatore, è vantaggioso precondizionare il segnale prima che venga memorizzato nel CD. g(t)
4.6. Trasmissione di Segnali Digitalizzati 99 filtro anti−aliasing Microfono Copia master CD ADC . . . Lettore CD DAC CD Figura 4.22 Sistema di produzione di CD commerciali. filtro passa−basso 4.5.2 Sovracampionamento nella Conversione Digitale-Analogica Altoparlante Le motivazioni che inducono ad esplorare gli effetti del sovracampionamento nella conversione analogico-digitale sono quelle già analizzate per la conversione digitale-analogica. Ci limitiamo qui a illustrare l’utilizzo di questi principi nei lettori di CD. Una semplificazione dei blocchi costituenti il lettore è mostrato in Figura 4.23. x(n) 16 bit (44.1 kHz) Sovracampionatore filtro a 12 bit y(n) 28 bit (176.4 kHz) Modulatore (noise shaping) z(n) 14 bit DAC Figura 4.23 Lettore per CD commerciali. filtro passa−basso Altoparlante Il segnale di ingresso x(n) è un segnale digitale con parole di 16 bit a frequenza di 44.1 KHz. Il segnale viene sovracampionato con tasso 4 e filtrato digitalmente con un filtro FIR con coefficienti di 12 bit, ottenendo un segnale y(n) con parole di 16 + 12 = 28 bit a una frequenza di 4 × 44.1 = 176.4 KHz. Il segnale viene inviato a un modulatore che, come nel caso del SDM, sposta il rumore alle alte frequenze ed infine quantizzato per sin x arrotondamento ai primi 14 bit. Il DAC seguente, con risposta in frequenza tipo x , ha l’ulteriore effetto di abbattere il rumore alle alte frequenze del 34%. Anche se il DAC lavora a 14 bit, l’effetto è quello di un DAC a 16 bit: i due bit guadagnati sono prodotti da un miglioramento in SQNR di 12 dB, di cui 6 dovuti al sovracampionamento e 6 al modulatore. 4.6 Trasmissione di Segnali Digitalizzati Le comunicazioni a distanza sono un elemento prioritario della vita moderna. Grandi quantità di dati vengono scambiati per mezzo di reti telefoniche, radio o TV; in quest’ottica, problematiche di grande interesse sono da un lato lo studio e lo sviluppo di nuovi canali fisici di trasmissione, dall’altro le tecniche di codifica dei dati per una loro efficiente trasmissione sui canali fisici disponibili. Un’importante parametro di efficienza è il tasso di compressione: dati compressi possono essere trasferiti a tassi di trasmissione meno elevati. In questo contesto, un vantaggio dell’elaborazione digitale è quello di poter applicare ai dati algoritmi di codifica effici-
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ii Indice 3.2.2 Filtri di Chebysche
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Capitolo 2 Analisi in Frequenza di
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2.2. Segnali Periodici 25 Esempio 2
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Capitolo 8 Filtri Digitali a Rispos
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