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Quantisierungs-Stulen
I
L-
L
Quantisierungs-Fehler
(Rauschen)
.
Verlauf des
analogen
Signals
Datenworte
Lt]_
Abtast_zetpunkte
Abb. 5.1: Der Quantisierungsfehler beim Sampling
lnnerhalb eines digitalen Signalprozessors (wie
z. B. im
FEEDBACK DESTROYER) werden Datenworte
nach der
Umsetzung
auf vielfältige
Weise verändert,
d.
h.
es
werden
die
verschiedensten Rechenoperationen
mit ihnen durchgeführt, um die gewünschte Klangbearbeitung zu erzielen.
Dabei ergibt sich das Problem, daß
bei
diesen
Rechenoperationen
Rundungsfehler auftreten, die
sich
wiederum
als Rauschen bemerkbar machen.
Um
diese Rundungsfehlerzu minimieren, müssen die Rechenoperationen
mit einer
größeren Wortbreite durchgeführt werden
als der
Wortbreite
der
Audiodaten (vergleichbar
mit
einem
Taschenrechner, der
intern mit
mehr Nachkommastellen rechnet
als
angezeigt werden können). Der
DSP im
FEEDBACK DESTROYER rechnet mit
24 bit
Datenworten. Hierdurch erreichen wir eine ausreichende
Rechengenauigkeit, um
das Quantisierungsrauschen auf ein in der Regel unhörbares Maß zu begrenzen.
Beiextremen
Equalizer-Einstellungen sind
dennoch
Situationen möglich,
in
denen das
Quantisierungsrauschen
hörbar wird.
Die digitale Abtastung hat eine weitere, in ihrer Auswirkung äußerst unangenehme Folge: Die
höhere
Ü
bersteuerungsempfindlichkeit.
Als Beispiel soll uns hier eine einfache Sinusschwingung dienen. Wenn ein analoges Signal
übersteuert
wird, so hat dies zur Folge, daß die Schwingung in ihrer Amplitude begrenzt wird. Bei einem Sinussignal
werden
die Spitzen
gekappt,
und
je
mehr
von
den Spitzen
gekappt
wird,
desto
mehr
Obertöne
=
Verzerrungen
treten auf. Dies ist ein kontinuierlicher Verlauf.
Ganz anders
bei
der digitalen
Übersteuerung
(ein stark
vereinfachtes
Beispiel):
Wenn
bei
einem 4
bit-Datenwort
der positive Maximalwert von 0111 erreicht ist, bewirkt die Addition des kleinstmöglichen Wertes von
0001
(was
der
geringstmöglichen Amplitudenerhöhung entsprechen würde),
daß
als Resultat
1000
herauskommt,
entsprechend dem "negativen" Maximum. Der Wert "kippt" also um.
ln der Praxis
macht sich das
im
schlagartigen
Einsetzen von sehr
unangenehmen Verzerrungen bemerkbar.
Beim
FEEDBACK DESTROYER
verhinderf
ein intelligenter Algorithmus das "Umkippen" von Datenworten, indem ein auftretender Überlauf
durch den
maximalzulässigen Wert ersetztwird.
Diese Lösung
entspricht
dem
in
derAnalogtechnik bekannten
Peak-Limiter
bzw.
Clipper.
Damit
entstehen
zwar
wiederum Verzerrungen, jedoch
mit
weit
weniger störendem
Charakter.
22
5.
ARBEITSWEISE
I
7
6
5
4
3
001(
0110
0m1
2345678
1m1
1m0
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