Основы цифрового звука: Компьютерный практикум. Вологдин Э.И. - 134 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

134
Из рис.11. видно, что необходимое для цифровой звукозаписи значение SNR не менее
120 dB достигается при коэффициенте дискретизации, равном 32, 64, 128 и 512 для мо-
дуляторов 2 – 4 порядка. Чем меньше порядок, тем при большем значении
os
K
достигает-
ся необходимая величина SNR. Если при расчете SNR учесть уровень мощности шума
квантователя, то все графики на рис.11 опустятся вниз на 9 дБ и цифры будут другие.
С уменьшением коэффициента дискретизации эффективность сигма дельта модуля-
ции быстро падает и при
2
os
K
из-за нее приращение SNR становится отрицательным,
причем чем выше порядок модулятора тем отрицательный эффект больше. Физически это
означает, что при сигма дельта модуляции возрастает общая мощность шума квантования
и тем больше, чем выше порядок модулятора. Однако, это увеличение мощности шума
происходит в области высоких частот и на слух может не восприниматься.
Для того чтобы можно было сравнивать АЦП на основе ИКМ и модуляции, часто
используется эквивалентное число бит
ekv
q
, определяемое равенством
6,02
eqv
SNR
q
.
На этом основании 1 бит модуляторы, обеспечивающие
100SNR dB
, называются 16-
ти разрядными, с
120SNR dB
- 20-ти разрядными и с
140SNR dB
– 24-х разрядными
4.8. Одноразрядные АЦП и ЦАП на основе сигма-дельта модуляции
На рис.12. приведена упрощенная схема 1-бит модулятора первого порядка. В
этой схеме коэффициент дискретизации равен 64, поэтому f
sk
= 3,072 МГц. Аналоговый
сигнал подается на вход модулятора через антиэлайзинговый фильтр, в качестве которого
может использоваться простейший RC-интегратор, так как требуется подавлять частоту
Найквиста (1,5 МГц) и выше.
В схеме нет классического дискретизатора, выполняющего функцию амплитудно-
импульсной модуляции, отсутствует устройство выборки и хранения, но работа всех уз-
лов тактируется частотой дискретизации. В качестве одноразрядного квантователя ис-
пользуется компаратор, формирующий двух уровневый выходной сигнал.
Функцию дискретизатора и задержки на один такт осуществляет D- триггер, на счет-
ный вход которого подается сигнал с частотой дискретизации
sk
f
. В таком варианте ис-
полнения при аналого-цифровом преобразовании сначала производится квантование, а
потом дискретизация.
Одноразрядный ЦАП – это простой переключатель калиброванного напряжения по-
ложительной и отрицательной полярности в зависимости от кодового значения на его
входе. Он преобразует однополярный выходной сигнал D-триггера в двух полярный. На-
D
C
Q
оп
U
Одноразрядный АЦП
Обратная связь
Аналоговый
вход
sk s
Частота
выборок f 64 f
Цифровой
выход DSD
Компаратор
нуля
Дифференциальный
усилитель
Одноразрядный
ЦАП
D триггер
Интегратор
Антиэлайзинговый
фильтр
оп
U
Дециматор

Страницы