Аналого-цифровое преобразование аудио сигналов. Вологдин Э.И. - 51 стр.

UptoLike

Составители: 

51
го разрядных преобразователях эта линейность обеспечивается точностью технологии их
изготовления.
Высококачественные много разрядные аналоговые ЦАП требуют специальной под-
гонки элементов для обеспечения линейности передаточной функции. В противном слу-
чае возникают ошибки преобразования, которые коррелированны со звуковым сигналом и
поэтому очень заметны на слух. Для исключения таких требований в современных много
разрядных ЦАП на основе SDM используется специальная технология обработки цифро-
вых звуковых сигналов под названием DEM (Dynamic Element Matching), с помощью ко-
торой детерминированные ошибки ЦАП преобразуются в случайные и усредняются поч-
ти до нулевого значения. Существует множество вариантов реализации этой технологии.
Важнейший недостаток одно разрядных ЦАП это очень высокий уровень ошибок
квантования компаратора, из-за которого SNR не превышает минус 8,45 дБ. В много раз-
рядных ЦАП отношение сигнал-шум определяется по известной формуле
SNR 6,02q 1,76дБ
и уже при трех битах SNR = + 20 дБ, а при 6 битах - +38 дБ. Различие огромное, главное,
что сигнал выше уровня шума. Это существенно облегчает задачу фильтрации ошибок
квантования как в звуковом диапазоне, так и за его пределами. Важно также, что форма
сигнала на выходе модулятора приближается к форме воспроизводимого звукового сигна-
ла и не носит чисто импульсного характера. Другое важное преимущество много разряд-
ных ЦАП это значительно меньшая чувствительность к паразитной фазовой модуляции
тактовой частоты модулятора (рис.5.18).
Уменьшение шума квантования и влияния фазового джиттера наиболее сильно про-
является когда используется нечетное число уровней квантования, так как при этом по-
ложительные и отрицательные значения цифрового сигнала становятся симметричными
относительно нулевого значения.
Вход ИКМ
16...24 бит 48...192 кГц
DEM
Интерполятор
128 крат
SDM
3 порядка
5 бит
ЦАП
1
Цифровой
фильтр (1 z )
ФНЧ
1 порядка
24
24
5
31
Рис.5.19. Функциональная схема ЦАП для проигрывателей DVD-Audio
1 бит ЦАП
6 бит ЦАП
Рис.5.18. Влияние фазового джиттера на выходной сигнал ЦАП
Рис.5.17. Функциональная схема много разрядного ЦАП на основе сигма-дельта модуляции
Цифровой интер-
поляционный
фильтр
Kos = 64 -128
Много разряд-
ный цифровой
сигма-дельта
модулятор
DEM
Аналогвый
ЦАП
ФНЧ
s
Цифровой вход ИКМ
q 16 24 бит,
f 44,1 48 кГц
sk
Цифровой выход SDM
q 3 6 бит,
f 2,8 3, 2 MГц
Аналоговый выход
Многоуровневый
выход