Устройства обработки аналоговых сигналов

Введение

Современная бытовая радиоэлектронная аппаратура (БРЭА), без преувеличения, преобразила жизнь людей. Постоянный напряженный поиск ученых и инженеров позволяет готовить производство все новых, еще более совершенных изделий БРЭА.

Объемы, число фирм, занятых производством БРЭА, в странах мира постоянно растут. Идут процессы специализации, национальной и межнациональной кооперации, развивается международное техническое сотрудничество. Вместе с тем, как в любой другой области, нарастают тенденции соперничества, борьбы, конкуренции за новые рынки сбыта. Успех приходит тогда, когда наиболее полно учитывается вся совокупность новых возможностей, правильно определяются запросы и нужды потребителя, обеспечиваются высокие параметры аппаратуры, качество и приемлемые цены. В бытовой электронике сейчас нет авторитетов, нет систем и моделей, которые могли бы обеспечить безоблачные горизонты их производства, и сбыта на много лет вперед.

И все же сейчас в этой области обозначались и интенсивно развиваются несколько основополагающих тенденций, без понимания и учета которых трудно определить перспективные пути исследований, разработок и производства БРЭА. К таким тенденциям, в первую очередь, следует отнести неуклонное движение к интеграции устройств для приема, обработки, хранения и воспроизведения звуковой информации.

Другой тенденцией, тесно связанной с предыдущей, следует считать все более широкое и разнообразное использование в бытовой электронной аппаратуре элементов вычислительной техники и автоматики, микропроцессорных устройств, встроенных ЭВМ и персональных компьютеров, позволяющих дополнить прием, запись и воспроизведение аудиоинформации.

Третья тенденция, во многом являющаяся технической основой для первых двух, - это переход от аналоговых методов представления и обработки информации к цифровым. Эта тенденция является общей для всей радиоэлектронной техники и базируется на фундаментальных принципах информатики.

Переход к цифровой обработке и хранению информации обоснован различием аналогового и цифрового сигнала. Аналоговый, или непрерывный, сигнал может принимать любое значение в пределах динамического диапазона системы звуковоспроизведения. Такой сигнал является аналогом некоторого физического процесса. Это может быть, например, напряжение на выходе микрофона, изменяющееся пропорционально изменению звукового давления, воздействующего на его вход.

В процессе передачи от микрофона к слушателю сигнал претерпевает многочисленные преобразования: многократная перезапись и монтаж мастер-ленты, запись на диск-оригинал или компакт-кассету, передача программы с помощью радиовещательного передатчика, тиражирование пластинок и т.д. К исходному сигналу при этом неизбежно добавляются посторонние воздействия, искажающие его форму: шумы усилительных устройств и носителя записи, помехи эфира, нелинейные искажения, помехи в виде фона, “рокота” и т.д. Неравномерность перемещения носителя записи, отличие скорости при записи и воспроизведении приводят к временным искажениям сигнала. Поскольку исходная форма аналогового сигнала заранее не известна, то все эти искажения устранить практически невозможно.

Иначе дело обстоит с цифровыми, или дискретными, сигналами. В отличие от аналоговых дискретные сигналы принимают лишь строго определенные значения.

Аналоговой звукозаписи присущи следующие недостатки: недостаточный динамический диапазон, особенно в области верхних звуковых частот, повышенные (по современным понятиям) нелинейные искажения, детонация и модуляционные шумы, увеличение всех видов искажений при каждой последующей перезаписи или дублировании.

Каждый из перечисленных недостатков может быть снижен в аналоговом магнитофоне ниже уровня заметности. Однако борьба с каждым из них и в особенности попытка одновременного преодоления их совокупности приводят к недопустимому удорожанию аппаратуры массового потребления. Можно сказать, что аналоговые магнитофоны в лучших своих моделях реализовали все резервы дальнейшего совершенствования. Поэтому в последнее время основное внимание уделяется разработке цифровой технике.

Целью данного курсового проекта является разработка устройства преобразования для цифрового магнитофона.

Обзор литературы

Магнитная звукозапись была изобретена В. Паульсоном в 1898 году. В 1898 году звуковые сигналы записывались на проволоку. В качестве магнитного носителя проволока имела следующие недостатки: она размагничивалась; присутствовало влияние соседних витков друг на друга; зачастую скручивалась. В тридцатые годы была решена проблема записи на магнитную ленту. Развитие магнитной записи имеет очевидное сходство с развитием механической записи. С одной стороны, вся история магнитной записи представляет собой непрерывную гонку за возможно более широким диапазоном частот записи, с другой стороны, - неизменное стремление уменьшить расход носителя (магнитной ленты) за счет увеличения плотности записи на единицу его поверхности.

Однако возможности улучшения качества записи ограничиваются свойствами канала записи-воспроизведения. Как и в случае механической аналоговой записи, дальнейшее улучшение параметров сопровождается непропорционально большими затратами, ведущими к резкому повышению цен на аппаратуру. Все это говорило о том, что развитие звукозаписи находилось на таком уровне, когда нельзя добиться существенного улучшения качества записи с одновременном уменьшении магнитной л