Составители:
50
В ИКМ трактах шум квантования возникает только при подаче ЗС, его мощность
всегда равна Q
2
/12 и от уровня ЗС она не зависит. Если реквантователь является про-
стым компаратором, шум квантования на его выходе существует независимо от ЗС
(рис.5.16). У одноразрядных цифровых SDM сумма мощностей шума квантования и сиг-
нала постоянна и равна Q
2
/4.
При подаче ЗС мощность шума
квантования уменьшается, но незначи-
тельно. В случае максимального до-
пустимого ЗС эта мощность определя-
ется равенством
2
7
()
32
Q
Pe
,
где Q- шаг квантования, e – мгновенное
значение шума квантования. При этом
мощность ЗС синусоидальной формы соответственно равна
2
sin
32
Q
P
.
Таким образом, в лучшем случае SNR равен минус 8,45 дБ. Если уровень ЗС
уменьшается до минус 60 дБ, то SNR становится равным минус 68,5 дБ! Это значит, что
шум в 3000 раз больше ЗС. Чтобы в этом случае качественно воспроизводить звук прихо-
диться использовать очень высокую частоту дискретизации и SDM высоких порядков,
что приводит к нестабильности работы из-за наличия отрицательных обратных связей.
Прямая зависимость шума квантования от уровня ЗС приводит к возникновению не-
устранимого модуляционного шума. Для его устранения требуется использовать техноло-
гию Dithering, но при одноразрядной SDM это приводит к перегрузке реквантователя и
возникновению самовозбуждения. Одноразядные ЦАП крайне чувствительны к фазовому
джиттеру частоты дискретизации, которая тактирует работу модулятора. Даже неболь-
шой джиттер вызывает ошибки, равные кванту.
Еще одной проблемой построения одноразрядных ЦАП являются ФНЧ, реконструи-
рующие ЗС. Выходной сигнал такого ЦАП представляет собой последовательность пря-
моугольных импульсов высокой частоты с очень высокой крутизной нарастания и спада.
Для фильтрации ЗС требуются специальные конструкции ФНЧ, в которых подавляются
ВЧ составляющие спектра, возникающие из-за емкостных связей. Из-за применения
SDM высоких порядков в спектре ошибок квантования очень велики ВЧ составляющие за
пределом звукового диапазона. Их также очень трудно фильтровать из-за наличия емко-
стных связей между элементами ФНЧ. По всем этим причинам одноразрядные ЦАП в
высококачественных звуковых трактах не применяются.
5.5. Многоразрядные ЦАП
Много разрядные ЦАП предназначены для работы в высококачественных звуковых
трактах, таких проигрыватели DVD-Audio и Super Audio CD или дорогие звуковые карты
компьютеров с числом звуковых каналов 5 и больше. Обычно число разрядов таких ЦАП
от 3 до 6, иногда может быть и до 14. Главной характеристикой ЦАП является число
уровней выходного сигнала, которое выбирается всегда нечетным и может быть от 3 до
31.
На рис.5.17 приведена функциональная схема много разрядного ЦАП. Цифровой
фильтр-интерполятор осуществляет повышение частоты дискретизации в 64 или 128 раз.
Для обеспечения устойчивости работы порядок интегратора цифрового сигма-дельта мо-
дулятора 2 или 3. Если одно разрядные ЦАП являются линейными по принципу, то в мно-
Рис.5.16. Ошибки квантования 1 бит ЦАП
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- …
- следующая ›
- последняя »
