Стандарты и системы цифровой звукозаписи. Вологдин Э.И. - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

58
Благодаря применению двух одинаковых интеграторов, один на входе и другой в цепи
обратной связи, обеспечивается частотная независимость передачи квантуемого сигнала
с входа на выход, так как разностный сигнал на входе сумматора в этом случае на всех
частотах равен нулю. Сигнал ошибки квантования проходит только через один
интегратор, поэтому возникает частотная зависимость его коэффициента передачи.
Поэтому приведенную схему называют формирователем спектра шума квантования.
Путем линейных преобразований схема на рис.6.2 может быть приведена к виду с
одним интегратором в прямой ветви. В этой схеме интегратор имеет передаточную
функцию
int
1
T(s) ,
s
где
i
s j2 F
-оператор преобразования Лапласа,
i
- постоянная времени интегратора.
Передаточная функция для сигнала
s
Y(s) 1
T(s)
X(s) 1 s
, (когда
N(s) 0
)
такая же как у фильтра нижних частот (ФНЧ) первого порядка. Передаточная функция
для ошибки квантования
n
T(s)
n
Y(s) s
T(s)
N(s) 1 s
, (когда
X(s) 0
)
имеет такой же вид как у фильтра верхних частот (ФВЧ) первого порядка. Таким образом,
приведенной схеме в звуковом диапазоне частот квантуемый сигнал передается без
изменений, а спектральная плотность ошибок квантования понижается на низких частотах
и повышается на высоких. Отрицательная обратная связь стремится уравнять выходной
сигнал с входным.
6.2. Математические модели сигма-дельта модулятора
В цифровой схемотехнике работа всех узлов тактируется и для их анализа
используются не преобразования Лапласа, а z –преобразования, поэтому эквивалентная
схема формирователя спектра шума квантования с интегратором 1 порядка несколько
изменяется (рис.6.3 ). Для ее работы необходимо, чтобы сигнал обратной связи был
сдвинут по времени на один такт по отношению к входному. Предполагается также, что
ошибки квантования декоррелированы и спектр их равномерен от 0 до частоты
Найквиста, а на входе действует сигнал после передискретизации с коэффициентом
передискретизации
В приведенной схеме используется дискретно-временной интегратор 1 порядка с
собственной петлей обратной связи. У него единичный коэффициент усиления и он
осуществляет внутреннюю задержку на один такт:
1/
sk
f
. В схеме интегратора функция
z
-1
является z- оператором временной задержки, сумматор - выполняет функции
аналогового накопителя в дискретной форме. Передаточная функция такого интегратора
в форме z- преобразования имеет вид
in
U (j)
out
U (j)
E (j)
Передаточные функции
по сигналу
по ошибке
ФНЧ
ФВЧ
Рис.6.2. Эквивалентная схема формирователя спектра
частота

Страницы