Составители:
Рубрика:
64
Одноразрядные SDM очень чувствительны к перегрузкам, поэтому максимальный
размах сигнала его на входе на должен превышать 0.84Q. При превышении этого уровня
модулятор переходит в режим самовозбуждения. Ошибки квантования в одноразрядных
SDM сильно коррелированны с сигналом, поэтому без операции «dithering» их
использовать нельзя. В тоже время добавление шума с размахом 0.8Q приводит к
значительному уменьшению SNR и существенному уменьшению допустимого уровня
входного сигнала по размаху до значения 0.5Q.
По этим причинам в таких модуляторах невозможно использовать шум с треугольным
законом распределения, как это делается в ИКМ трактах, и поэтому применяют шум с
прямоугольным законом распределения в пределах 0.5Q. Такой шум лишь улучшает
линейной передаточной функции, но происходит это за счет уменьшения SNR на 12 дБ и
ухудшения стабильности работы модулятора.
Операция декорреляции ошибок квантования в 1-бит SDM не преобразует их в
аддитивные, поэтому особого положительного эффекта она не приносит. Если
декорреляция ошибок не используется, то в звуковом диапазоне уровень шума
уменьшается до минус 130 дБ, добавление шума с размахом 0.01Q снижает уровень
шума до минус 140 дБ.
Модуляторы выше 2-3 порядков с последовательным включением интеграторов
работают неустойчиво, поэтому они практического применения не нашли. Структурные
схемы современных модуляторов более высоких порядков достаточно сложны. В них
применяется каскадное включение интеграторов 1 порядка, охваченных местными
обратными связями. В качестве примера на рис.6.11.приведена блок-схема 1-бит АЦП на
основе SDM 5-порядка, который используется при записи звука по стандарту Super Audio
CD.
В этой схеме выходы всех интеграторов суммируются со своими весовыми
коэффициентами с
i
и подаются на вход компаратора. Для каждой цепи обратной связи
также подбирается весовой коэффициент с
i
, чтобы получить огибающую спектра шума
квантования необходимой формы. Шум, осуществляющий декорреляцию ошибок
квантования, вводится непосредственно у входа компаратора.
Для этой схемы на рис.6.12. приведена огибающая спектра шума квантования. В
области низких частот у нее подъем с крутизной 12 дБ/ декаду. Это делает зависимым
уровня шума от частоты в звуковом диапазоне частот. В худшем случае, на частоте
около 5 Кгц, уровень шума повышается до минус 90 дБ. За пределами 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
1
z
1
z
1
z
1
z
1
z
компаратор
X(j)
Y(j)
ш
ум
Рис.6.11. Схема одноразрядного SDM 5 порядка
1
с
2
с
3
с
4
с
5
с
6
с
7
с
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- …
- следующая ›
- последняя »
