logo
Компьютерное моделирование процессов и систем / Ухо_Глаз / Курс_1 / АППАРАТУРА АУДИО И ВИДЕОЗАПИСИ

Апертурная погрешность (джиттер)

Пусть мы оцифровываем синусоидальный сигнал x(t) = Asin2πf0t. В идеальном случае отсчёты берутся через равные промежутки времени. Однако в реальности время момента взятия отсчёта подвержено флуктуациям из-за дрожания фронта синхросигнала (clock jitter). Полагая, что неопределённость момента времени взятия отсчёта порядка Δt, получаем, что ошибка, обусловленная этим явлением, может быть оценена как

Легко видеть, что ошибка относительно невелика на низких частотах, однако на больших частотах она может существенно возрасти.

Эффект апертурной погрешности может быть проигнорирован, если её величина сравнительно невелика по сравнению с ошибкой квантования. Таким образом, можно установить следующие требования к дрожанию фронта сигнала синхронизации:

где q — разрядность АЦП.

Разрядность АЦП

Максимальная частота входного сигнала

44,1 кГц

192 кГц

1 МГц

10 МГц

100 МГц

8

28,2 нс

6,48 нс

1,24 нс

124 пс

12,4 пс

10

7,05 нс

1,62 нс

311 пс

31,1 пс

3,11 пс

12

1,76 нс

405 пс

77,7 пс

7,77 пс

777 фс

14

441 пс

101 пс

19,4 пс

1,94 пс

194 фс

16

110 пс

25,3 пс

4,86 пс

486 фс

48,6 фс

18

27,5 пс

6,32 пс

1,21 пс

121 фс

12,1 фс

24

430 фс

98,8 фс

19,0 фс

1,9 фс

190 ас

Из этой таблицы можно сделать вывод о целесообразности применения АЦП определённой разрядности с учётом ограничений, накладываемых дрожанием фронта синхронизации (clock jitter). Например, бессмысленно использовать прецизионный 24-битный АЦП для записи звука, если система распределения синхросигнала не в состоянии обеспечить ультрамалой неопределённости.