Цифровая звукозапись. Вологдин Э.И. - 60 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

60
увеличением числа разрядов качественные характеристики ЦАП улучшаются, но
сильно усложняются устройство и алгоритм работы DEM.
Особое место занимают много разрядные ЦАП, не использующие технику DEM.
Они используются в трактах среднего качества со значением SNR не выше 100 дБ,
когда для снижения стоимости аналоговых ЦАП применяют 12-14 разрядные SDM 1
порядка, но хотят получить значение SNR
такое же, как 16-ти разрядном ЦАП. В
этом случае используются возможности
сигма-дельта модуляции, при которой
уменьшение разрядности на каждый бит
может компенсироваться двукратным
увеличением частоты дискретизации.
Функциональная схема такого ЦАП,
используемая фирмой Филипс в CD
плеерах, приведена на рис.6.21 . В этой
схеме на вход цифрового фильтра
интерполятора подается кодовая
последовательность в формате
44,1/16
. В
интерполяторе осуществляется повышение частоты дискретизации в 4 раза до 176,4
Гц. При этом число разрядов в выборках увеличивается до 17 бит. В преобразователе
Noise Shaper 1 порядка осуществляется округление, при котором отбрасываются
младшие 3 разряда, и в выходном сигнале остаются только старшие 14 разрядов. По
цепи отрицательной обратной связи младшие разряды с задержкой на один такт
подаются на сумматор. Формирователь шума стремится произвести округление таким
образом, чтобы выходной 14 разрядный сигнал был как можно ближе к входному 17
разрядному сигналу. Значение SNR 14-разрядного ЦАП получается такое же, как у 16-
ти разрядного около 100 дБ.
Физическая суть работы приведенной схемы поясняется рис.6.22. Пусть на входе
ЦАП действует дискретизированный и квантованный цифровой сигнал с числом
уровней 9 в виде ступенчатого сигнала (рис.6.22.а) с частотой дискретизации f
s
.
Изменение уровня этого сигнала происходит в соответствии со шкалой квантования на
8 делений.
Первая операция – это усечение цифрового сигнала путем удаления двух младших
разрядов (рис.6.22.б). При уменьшении числа разрядов на 2 бита шаг квантования
увеличивается в 4 раза и квантование происходит по шкале с двумя уровнями.
Округление при квантовании осуществляется к ближайшему делению шкалы на 2
уровня, поэтому в 1-й период дискретизации
s1
T
уровень квантованного сигнала больше
уровня исходного и ошибка квантования имеет знак плюс.
Во 2-й период дискретизации
s2
T
уровень квантованного сигнала меньше входного
уровня и ошибка имеет знак минус. В третий период дискретизации
s3
T
ошибка
квантования очень большая со знаком плюс. Все это свидетельствует об увеличении
шума квантования при уменьшении числа разрядов, как и следовало, ожидать.
6.20. Спектр ЗС с уровнем минус 60 дБ на
выходе ЦАП
Рис.6.21. ЦАП на основе SDM 1 порядка
in
sk
f , q*
бит
out
U
s
f ,q
sk s os
f f K ,q x
= ⋅ +
q x q *
+ −
цифровой фильтр
Noise
Shaper
τ
−
q*
бит
ЦАП

Страницы