Стандарты и системы цифровой звукозаписи. Вологдин Э.И. - 70 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

70
В качестве примера на рис.6.19 приведена функциональная схема много разрядного
31 уровневого ( 15) ЦАП для высококачественных цифровых трактов, который работает с
частотой дискретизации до 192 кГц с динамическим диапазоном 120 дБ. На рис.6.20
представлен спектр выходного сигнала этого ЦАП при уровне ЗС минус 60 дБ, из
которого видно, что во всем звуковом диапазоне уровень шума не превышает минус 140
дБ. Известно много квантования может быть 3, 7 и 11. С 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.
6.20. Спектр ЗС с уровнем минус 60 дБ на
выходе ЦАП
Рис.6.21. ЦАП на основе SDM 1 порядка
in
U
sk
f , q* бит
out
U
sk s os
f f K ,q x
q x q*
цифровой фильтр
Noise
Shaper
q*бит
ЦАП

Страницы