Download
1 / 9
E N D
Shannon Tétel A sávszélesség egy négy pólus jellemző, amit hertzben mérnek. A sávszélesség alapvető jelentőséggel bír több területen, legfontosabbak ezek közül az információelmélet, a rádióskommunikáció, a jelfeldolgozás és a spektroszkópia. A sávszélesség felmerül még az adatrátákkal kapcsolatosan, valamilyen közvetítő közeg vagy berendezés vonatkozásában is. A Shannon–Hartley-tétel szerint egy működő kommunikáció esetén az adatráta egyenesen arányos az átvitel során használt frekvencia-tartomány nagyságával. Ebben az értelemben a sávszélesség az adatrátára vagy kommunikációs rendszerben használt frekvencia-tartományra vonatkozik (vagy mindkettőre).
Sávszélesség • A sávszélesség alkalmazása alapvetően fontos egyes területeken. A rádiókommunikáció esetén például a sávszélesség egymástól elválasztott frekvenciatartomány(oka)t jelöl, amelyek a modulált vivőhullámok számára fenntartottak, míg például az optikában egy különálló színképvonal szélességét jelenti, vagy egy színképtartományt. • A sávszélességre nincs egyetlen, átfogóan pontos meghatározás, általában lényeges a környezet és a mérési módszer. Például egy bizonyos meghatározásszerint a sávszélesség a frekvenciáknak egy olyan tartománya, amelyekre igaz az, hogy e tartományon kívüli frekvenciákra egy bizonyos függvény értéke nulla. (Ebben az értelemben a matematikai jelentés, mármint egy függvény nullától különböző „hossza”, még valamilyen értelemben kapcsolatba is hozható a „szélesség”-gel.)
Más meghatározások nem ennyire pontosak, és nem is utalnak arra a frekvenciára, amelynél egy függvény értéke kicsi. • Akicsi ebben az esetben azt jelenti, hogy kisebb, mint 3 dB, azaz a maximális érték felénél is kisebb, de egy pontosan meghatározott értéknél kisebbet is jelenthet. • A meghatározás általában valamilyen szélesség jellegű tulajdonsághoz kapcsolódik, az alkalmazási területtől függő értelemben.
Mintavételezési frekvencia • A digitalizálás során használt legfontosabb minőségi tényező a mintavételezési frekvencia, vagy mintavételezési gyakoriság (angolul: samplingfrequency). • A mintavételezési frekvencia az az adott frekvencia, amely megadja, hogy az A/D (analóg-digitális átalakító) hány mintát vesz az adott adattárolón található jelből másodpercenként. • A szabványos zenei CD-lemez mintavételezési frekvenciája 44,1 kHz. Természetesen a mintavételezés gyakoriságával javul a felvétel minősége. Legtöbbet használt jelölése:
Kvantálási mélység Torzítás: • kerekítési hibák (minél nagyobb a kvantálási mélység, a relatív hiba annál kisebb) • mintavételezési frekvencia (Shannon - Nyquist tétel: a minimális mintavételezési frekvenciának legalább a hangban előforduló legmagasabb frekvenciakomponens kétszeresének kell lennie) • digitális telefonhálózaton: 8 kHz (8000 mintavétel másodpercenként; mivel a beszédhangok frekvenciatartománya kb. 80 - 1300 Hz, azaz jóval kisebb, mint 4000 Hz = 4 kHz, a Shannon-Nyquist tétel értelmében a 8 kHz mintavételezési frekvencia megfelelő minőségű hangvisszaadást tesz lehetővé; de ha énelekni vagy zenélni akarunk, akkor sem kerülünk nagy bajba, mivel a zenei hangok frekvenciatartománya is csak kb. 30 - 3000 Hz; megjegyzés: az "egyvonalas" a hang frekvenciája a1 = 440 Hz) • Hifi CD minőségben: 44.1 kHz • még jobb minőségben (pl. Dolby Digital): 48 kHz
digitalizálási vagy kvantálási mélység:(az adatszó digitális számjegyeinek száma) • digitális telefonhálózaton: 8 bit (28 = 256 lehetséges érték) • HiFi CD minőségben: 16 bit (216 = 65,536 lehetséges érték) • még jobb minőségben (pl. Dolby Digital): 24 bit (216 = 16,777,216 lehetséges érték) • csatornák száma • digitális telefonhálózaton: 1 csatorna (mono) • HiFi CD minőségben: 2 csatorna (sztereo) • még jobb minőségben (pl. Dolby Digital): 5.1 csatorna (az élethű térhangzás érdekében 5 teljes sávszélességű csatorna - bal és jobb első csatorna, bal és jobb hátsó csatorna, valamint egy un. középcsatorna - és egy csökkentett sávszélességű, mély hangokat visszaadó "szubbasszus" csatorna)
tömörítés (hangállományok esetén többnyire veszteséges) • fontosabb hangformátumok • PCM (audio/basic; tömörítetlen digitális adatfolyam, pl. audio CD-k vagy digitális telefonálás esetén) • WAV (audio/x-wav; tömörítetlen digitális hangállomány) • MP3 (audio/x-mpeg2; veszteségesen, nagy hatékonysággal tömörített állomány; lehetőség van különböző minőségű kódolásra az MP3 állományok lejátszásához szükséges sávszélesség, un. bitráta meghatározásával; a veszteséges tömörítés az emberi fül "tökéletlenségét" használja ki - amit amúgy sem hallanánk meg, elvileg elhagyhatjuk az állományból) • konstans bitráta (CBR; viszonylag gyors kódolás) • gyenge minőség, inkább csak beszédhangokra: 96 kbps (kbit/s) alatt • közel CD minőség: 128 kbps (az Interneten ez a legelterjedtebb) • CD minőség: 160 kbps vagy ennél magasabb bitráta • változó bitráta (VBR; lassabb kódolás, de nagyobb hatékonyság).
