Эмфазис

Эмфазисом в телекоммуникации называется специальная корректировка амплитудно-частотной характеристики сигнала с целью уменьшения влияния шума системы связи.

Эмфазис — это система включающая пре-эмфазис и последующий де-эмфазис.

В цифровой обработке сигналов пре-эмфазисом называется процесс увеличения (в рамках частотного диапазона) относительной мощности определенных частот (чаще всего высоких) с целью улучшения результирующего соотношения сигнал/шум путем минимизации влияния таких эффектов, как искажения ослабления и клиппинг, в отдельных частях системы. Обратная операция называется де-эмфазисом, а вся система — эмфазисом.

Пре-эмфазис выполняется с помощью специальной сети пре-эмфазиса, представляющей собой по сути калиброванный фильтр. Частотная характеристика задается специальными постоянными времени, из которых также может быть рассчитана частота среза.

Пре-эмфазис широко используется в телекоммуникации, цифровой аудиозаписи, радио-трансляциях, а также при создании спектрограмм речевых сигналов.

Одним из примеров является кривая эквализации RIAA, использовавшаяся для записи на пластинки 33 и 45 об/мин. Другой пример — система шумопонижения Dolby, которую использовали для магнитной пленки.

В системах скоростной передачи цифровых данных пре-эмфазис используется для улучшения качества сигнала на выходе системы. При высокой скорости передачи данных средства передачи могут вносить определенные искажения, для компенсации которых и используется пре-эмфазис. При правильный настройке это обеспечивает сигнал более близкий к исходному на выходе системы, а также позволяет несколько уменьшить шумы на высоких частотах.

Пре-эмфазис применяется в передатчиках частотной и фазовой модуляции для эквализации мощности модулирующего сигнала (в плане индекса частотной модуляции). Процесс демодуляции на стороне приемника включает в себя сеть де-эмфазиса, восстанавливающую исходное распределение мощности по частотам.

Также существует стандарт (хотя используется он довольно редко), регламентирующий применение эмфазиса в процессе мастеринга Audio CD. Разработан он был еще когда Audio CD были 14-битными — в то время пре-эмфазис призван был компенсировать шумы квантования. После того, как разрядность в спецификации была изменена на 16 бит, проблема шумов квантования была решена, а использование эмфазиса стало лишь опциональной возможностью. Кривая пре-эмфазиса CDDA описывается постоянными времени 50/15 мкс и спадом 20 дБ/октаву.