Цифровая звукозапись. Вологдин Э.И. - 55 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

55
звукового диапазона уровень шума повышается линейно с крутизной 90 дБ/декаду и
на 100 кГц достигает нулевого уровня. При этом спектральные компоненты шума
соизмеримы с максимальными компонентами ЗС в области этих частот.
Повышение порядка интегратора существенно улучшает SNR в области низких
частот. Для сравнения на рис.6.12 приведен график спектральной плотности шума
квантования для 1-бит SDM 7 порядка. В таком модуляторе уровень шума на
частотах ниже 100 Гц понижается до минус 195 дБ. В пределах звукового диапазона
уровень шума не превышает минус 140 дБ. В практике уже есть разработки таких
модуляторов до 12 порядка.
В связи с тем, что коды коррекции ошибок и канальная модуляция рассчитаны на
работу с организацией цифровых данных в виде байт и блоков, одноразрядные АЦП
на основе SDM высоких порядков сами по себе используются только в аппаратуре
записи звука по стандарту Super Audio CD. В большинстве случаев после такого АЦП
включается дециматор, в котором частота дискретизации понижается до стандартного
значения ИКМ тракта и формируются выборки с числом разрядов от 16 до 24. В
качестве дециматора обычно используется прореживающий цифровой фильтр.
Считается, что дециматор входит в состав АЦП, и поэтому его называют по числу
выходных разрядов, например, 24-разрядным. Число выходных разрядов определяется
по достигнутому значению SNR. Если SNR = 120 дБ, это 20-разрядный АЦП, если 140
дБ – 24 разрядный.
6.4. Одноразрядный ЦАП на основе сигма-дельта модуляции
В общем объеме производства аудиоаппаратуры более 90% приходиться на долю
звуковоспроизводящей техники. Поэтому очень важное значение имеет технология
производства и стоимость цифро-аналоговых преобразователей. Так, например,
стандартом на DVD-audio диски предусмотрено при записи использование 24-
разрядной ИКМ. Такой профессиональный АЦП стоит около 10000 долларов, тогда как
для бытовых проигрывателей стоимость ЦАП не может превышать 5-10 долларов.
Поэтому большинство ЦАП, используемых в проигрывателях CD и DVD-A дисков, а
также в звуковых картах компьютеров строятся на основе использования сигма-дельта
модуляции и, в частности, одноразрядных ЦАП.
В цифровых SDM, используемых для цифро-аналогового преобразования, частота
дискретизации известна априори и выбор коэффициента передискретизации не связан с
процессом записи, как это имеет место в аналоговых SDM. Поэтому значение частоты
дискретизации f
sk
, на которой работает модулятор, может быть сколь угодно большим
и ограничивается только быстродействием элементов схемотехники. Это значит, что
Рис.6.13. Функциональная схема 1 бит ЦАП на основе
Σ
∆
- модулятора 1 порядка
Обратная связь
Цифровой
вход
sk s
Частота
выборок f 64 f
= ⋅
Цифровой
Компаратор
нуля
Дифференциальный
усилитель
r sk
U (f )
k sk
U (f )
s
U(q,f )
−
+
Интегратор
−
+
D
C
Q
D
триггер
−
∆

Страницы