Составители:
Рубрика:
126
2
4/.
При подаче ЗС суммарная мощность шума квантования
q
P
и ЗС остается равной
2
4/
, а с увеличением уровня ЗС мощность
q
P
уменьшается.
Модулятор 1 порядка быстро перегружается и по этой причине может возбуждаться.
Для исключения этого эффекта амплитуда ЗС не должна превышать
4/
. Из-за этого
максимальная мощность ЗС снижается до
2
32/
и поэтому SNR двухуровневого кванто-
вателя не превышает минус 9 дБ.
Рассмотренный модулятор называется аналоговым и он используется в АЦП. В
ЦАП применяется цифровой модулятор. От аналогового модулятора он отличается
тем, что преобразует в цифровой поток DSD, подаваемый на его вход, много разрядный
цифровой сигнал с высокой частотой дискретизации
sk
f
.
Все элементы схемы примерно такие же, как на рис.1, только все они цифровые. Кван-
тователь осуществляет реквантование многоразрядных кодовых слов в одноразрядные пу-
тем отбрасывания младших разрядов и формирует цифровой поток DSD. Вместо 1 бит
ЦАП используется цифровой конвертор, преобразующий сигнал DSD в одноразрядные
кодовые слова.
4.3. Цифровые аудио технологии в сигма дельта модуляции
Важной отличительной особенностью сигма дельта модуляции является одновремен-
ное использование трех аудио технологий: Dithering, Oversampling и Noise Shaping. С по-
мощью этих технологий ошибки квантования преобразуются в шум, спектр шума расши-
ряется в область ультразвуковых частот и преобразуется так, что его спектральная плот-
ность мощности в звуковом диапазоне сильно уменьшается, а в области высоких частот
далеко за пределами частоты Найквиста увеличивается. Частотная зависимость спек-
тральной плотности от частоты называется спектром шума.
Технология Dithering осуществляет декорреляцию ошибок квантования и тем самым
преобразует дискретный спектр ошибок в спектр белого шума квантования. Такое пре-
образование осуществляется путем добавления на вход квантователя вместе с аналого-
вым ЗС дополнительного шума небольшого уровня. В некоторых случаях, например в
сигма дельта модуляторе 1 порядка, эта технология не работает.
Если операция Dithering выполняется на частоте дискретизации
s
f
, удовлетворяющей
требованиям теоремы В.П. Котельникова, то дискретные ошибки квантования преобра-
зуются в белый шум с равномерным спектром от 0 до частоты Найквиста
n
f
, определяе-
мый спектральной плотностью мощности
q
d
n
P
S
f
.
Обычно представляет интерес не сама спектральная плотность, а ее уровень по отно-
шению к мощности шума квантования
10log 10log ( ) 10log
sd q n q n
L P f L P f
При частоте дискретизации 48 кГц этот уровень меньше уровня шума квантования
()
q
LP
на 43,8 дБ.
В 1 бит сигма дельта модуляторах 1 порядка технология Dithering не увеличивает
и не уменьшает значение SNR квантователя. Практически она необходима только для уст-
ранения звуковых призвуков, которые вызывают дискретные ошибки квантования. Она
более важна с теоретической точки зрения, так как применительно к шумовым сигналам
более прост математический аппарат расчета статистических характеристик шума кван-
тования и отношения сигнал/шум.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 124
- 125
- 126
- 127
- 128
- …
- следующая ›
- последняя »
