什么是过采样
过采样是使用远大于奈奎斯特采样频率的频率对输入信号进行采样。设数字音频系统原来的采样频率为fs,通常为44.1kHz或48kHz。若将采样频率提高到R×fs,R称为过采样比率,并且R>1。在这种采样的数字信号中,由于量化比特数没有改变,故总的量化噪声功率也不变,但这时量化噪声的频谱分布发生了变化,即将原来均匀分布在0 ~ fs/2频带内的量化噪声分散到了0 ~ Rfs/2的频带上。右图表示的是过采样时的量化噪声功率谱。
若R>>1,则Rfs/2就远大于音频信号的最高频率fm,这使得量化噪声大部分分布在音频频带之外的高频区域,而分布在音频频带之内的量化噪声就会相应的减少,于是,通过低通滤波器滤掉fm以上的噪声分量,就可以提高系统的信噪比。这时,过采样系统的最大量化信噪比为公式如右图.
式中fm为音频信号的最高频率,R fs为过采样频率,n为量化比特数。
从上式可以看出,在过采样时,采样频率每提高一倍,则系统的信噪比提高3dB,换言之,相当于量化比特数增加了0.5个比特。由此可看出提高过采样比率可提高A/D转换器的精度。
但是单靠这种过采样方式来提高信噪比的效果并不明显,所以,还得结合噪声整形技术。