Составители:
39
5. Сигма-дельта модуляция
Сигма-дельта модуляция предназначена для аналого-цифрового и цифро-аналогового
преобразований звуковых сигналов. В отличие от импульсно-кодовой модуляции она по-
зволяет использовать при этих операциях достаточно грубые преобразователи с числом
разрядов вплоть до одного, обеспечивая при этом отношение сигнал шум до 120…140
дБ, что необходимо для профессиональной записи звука. Технология производства АЦП
и ЦАП на основе сигма-дельта модуляции значительно проще и дешевле, поэтому такие
преобразователи широко используются в современных цифровых магнитофонах, в опти-
ческой звукозаписи и звуковых картах компьютеров.
В отличие от ИКМ АЦП и ЦАП на основе сигма-дельта модуляции работают на час-
тоте дискретизации в 4 и более раз выше стандартного значения, соответствующего тре-
бованиям теоремы В.П. Котельникова. В них используются грубые квантователи с числом
разрядов от 1 до 6 с частотно-зависимой отрицательной обратной связью. Квантование
уже квантованного цифрового сигнала в ЦАП на основе сигма-дельта модуляции назы-
вают реквантизацией.
5.1. Технология Noise Shaping
Основой сигма – дельта модуляции является так называемая технология Noise Shap-
ing, при которой под действием частотно-зависимой отрицательной обратной связи из-
меняется вид огибающей спектральной плотности мощности шума квантования таким об-
разом, что в звуковом диапазоне она существенно уменьшается, за счет увеличения ее за
пределами этого диапазона. Технология Noise Shaping включает в себя операции Di-
thering, с помощью которой осуществляется декорреляция ошибок квантования и преоб-
разование их в шум с равномерной спектральной плотностью, и аналоговую или цифро-
вую передискретизации.
Реализация технологии Noise Shaping поясняется рис.5.1., в котором квантователь
(реквантователь), представлен сумматором, на один вход которого подается квантуемый
сигнал, а на второй - ошибки или шум квантования, соответствующий числу используе-
мых двоичных разрядов. Для преобразования спектра ошибок квантования без изменения
спектра квантуемого сигнала в предложенной модели используется отрицательная об-
ратная связь, два интегратора и вычислитель разности между входным сигналом и сигна-
лом обратной связи. Чтобы эта модель была справедлива как при квантовании аналоговых
так и реквантовании цифровых сигналов, входной и выходной сигналы представляются
в аналоговой форме в виде последовательности выборок с частотой дискретизации. В ка-
честве этих выборок может быть сигнал на выходе устройства выборки и хранения после
амплитудно-импульсной модуляции или уже квантованный цифровой сигнал, но в анало-
говой форме представления.
j
j
in
U (j)
E (j)
Рис.5.1. Квантование (реквантование) с отрицательной обратной связью
out
U (j)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- …
- следующая ›
- последняя »
