Аналого-цифровое преобразование аудио сигналов. Вологдин Э.И. - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

40
Благодаря применению двух одинаковых интеграторов, один на входе и другой в цепи
обратной связи, обеспечивается частотная независимость передачи квантуемого сигнала
с входа на выход, так как разностный сигнал на входе сумматора в этом случае на всех
частотах равен нулю. Сигнал ошибки квантования проходит только через один интегра-
тор, поэтому возникает частотная зависимость его коэффициента передачи. Поэтому при-
веденную схему называют формирователем спектра шума квантования.
Путем линейных преобразований схема на рис.5.2 может быть приведена к виду с од-
ним интегратором в прямой ветви. В этой схеме интегратор имеет передаточную функ-
цию
int
1
T(s) ,
s
где
i
s j2 F
-оператор преобразования Лапласа,
i
- постоянная времени интегратора.
Передаточная функция для сигнала
s
Y(s) 1
T(s)
X(s) 1 s
, (когда
N(s) 0
)
такая же как у фильтра нижних частот (ФНЧ) первого порядка. Передаточная функция
для ошибки квантования
n
T(s)
n
Y(s) s
T(s)
N(s) 1 s
, (когда
X(s) 0
)
имеет такой же вид как у фильтра верхних частот (ФВЧ) первого порядка. Таким образом,
приведенной схеме в звуковом диапазоне частот квантуемый сигнал передается без изме-
нений, а спектральная плотность ошибок квантования понижается на низких частотах и
повышается на высоких. Отрицательная обратная связь стремится уравнять выходной
сигнал с входным.
5.2. Математические модели сигма-дельта модулятора
В цифровой схемотехнике работа всех узлов тактируется и для их анализа использу-
ются не преобразования Лапласа, а z –преобразования, поэтому эквивалентная схема
формирователя спектра шума квантования с интегратором 1 порядка несколько изменяет-
ся (рис.5.3 ). Для ее работы необходимо, чтобы сигнал обратной связи был сдвинут по
времени на один такт по отношению к входному. Предполагается также, что ошибки
квантования декоррелированы и спектр их равномерен от 0 до частоты Найквиста, а на
входе действует сигнал после передискретизации с коэффициентом передискретизации
В приведенной схеме используется дискретно-временной интегратор 1 порядка с соб-
ственной петлей обратной связи. У него единичный коэффициент усиления и он осущест-
вляет внутреннюю задержку на один такт:
1/
sk
f
. В схеме интегратора функция z
-1
является z- оператором временной задержки, сумматор - выполняет функции аналогово-
in
U (j)
out
U (j)
E (j)
Передаточные функции
по сигналу
по ошибке
ФНЧ
ФВЧ
Рис.5.2. Эквивалентная схема формирователя спектра
частота

Страницы