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72 | Codifica numerica del segnale audio |
esso viene amplificato almeno a A/2. Entrambe le soluzioni hanno degli svantaggi. Con il codice silenziato si ha una riduzione della dinamica ai bassi livelli, con peggioramento della qualità del segnale. Con il codice non silenziato, invece, viene generato un rumore di fondo in assenza di segnale (idle channel noise) con potenza pari a (A/2)2. In realtà, dato che il corretto posizionamento del livello zero del segnale è difficilmente ottenibile (a causa di disturbi sul segnale o imperfezioni delle apparecchiature), esso può subire spostamenti dell’ordine della metà del passo di quantizzazione. La scelta di una caratteristica silenziata, quindi, viene vanificata ed è preferibile adottare una caratteristica non silenziata, che sfrutta tutti gli ‘n’ livelli permessi dalla dimensione del codice.
La trattazione precedentemente svolta sulla rappresentazione numerica dei segnali analizzava separatamente gli effetti delle due trasformazioni di campionamento e quantizzazione. Nella pratica, le conversioni da analogico a digitale e da digitale ad analogico vengono, invece, eseguite in un’unica fase da componenti elettronici monolitici, detti convertitori [Tau77].
Analizzando la struttura dei convertitori A/D (fig. 2.16), comunque, si ritrovano due unità funzionali, che sono l’elemento di campionamento e tenuta (sample and hold: s&h) ed il quantizzatore, ricollegabili a tali trasformazioni. La funzione del s&h è quello di mantenere fissa la tensione ai capi del quantizzatore durante la conversione. Idealmente, esso potrebbe essere costituito dalla cascata di un interruttore e di una capacità. Nell'istante di campionamento l’interruttore si chiude per un tempo infinitesimo portando la capacità ad assumere ai propri capi una tensione pari a quella dell’ingresso. Aprendosi l’interruttore, la tensione ai capi della capacità viene mantenuta. In pratica, il comportamento di tali componenti non è ideale: l’interruttore è generalmente costituito da circuiti à transistor che rimangono chiusi per un intervallo finito di tempo, hanno una transizione tra apertura e chiusura graduale, il clock campionamento è soggetto a jitter, il trasferimento tra ingresso ed elemento di tenuta non è completo, l’elemento di tenuta è costituito da una circuiteria analogica soggetta a perdite di carica, ecc. Tutte queste cause fanno si che il funzionamento del s&h si discosti da quello teorico; l’errore