18675

Сигма-Дельта ЦАП

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

СигмаДельта ЦАП. Развитие цифровой звукозаписи резко повышало требования к ЦАП. Высококачественная запись имеет динамический диапазон превышающий 96дБ. Это требование преобразователей имеющих не менее 17 разрядов. Первоначально в цифровых системах звукозаписи полу

Русский

2013-07-08

40.18 KB

19 чел.

Сигма-Дельта ЦАП.

Развитие цифровой звукозаписи резко повышало требования к ЦАП.

Высококачественная запись имеет динамический диапазон, превышающий 96дБ. Это требование преобразователей, имеющих не менее 17 разрядов. Первоначально в цифровых системах звукозаписи получили распространение 18 разрядные параллельные ЦАП с суммированием токов, получаемых с матрицы R2R. При достаточно умеренной цене здесь оказалось сложно добиться монотонности характеристики преобразования.

Вторая проблема – возникающий избыточный шум и в связи с этим искажения сигналов, связанные с наложением спектров, а также с повышенным уровнем шума, называемым шумовым квантованием.

В ЦАП с матрицей R2R считывание информации с носителя производится в последовательном коде, который далее с помощью регистра сдвига преобразуется в параллельный код, а далее с помощью матрицы R2R преобразуется в аналоговый сигнал. Основное искажение происходит за счет шума квантования. Необходимо фильтровать сигнал с выхода ЦАП.

Если фильтруем частоту fmax = 20кГц, частота дискретизации 44,1кГц, необходим фильтр с крутизной переходного участка не менее 60дБ на порядок. С помощью аналоговых фильтров это получить очень сложно, поэтому перед ЦАП с матрицей R2R включают цифровые интерполирующие фильтры (Yamaha, Sony), которые обеспечивают передескритезацию цифровых кодов на входе ЦАП, а затем сглаживает полученные результаты с помощью КИХ-фильтров. В результате этого передескритезация уменьшает требование к выходному аналоговому фильтру.

Структурную схему Сигма-дельта ЦАП можно показать следующим образом.

Сигма-дельта модулятор – цифровое устройство, которое преобразует последовательность многоразрядных цифровых слов, которые получаются после интерполяции в малоразрядные двоичные коды, которые управляют ключевыми элементами малоразрядных параллельных ЦАП. За счет этого энергия шума квантования переносится в высокочастотную область. Интерполяция позволяет использовать одноразрядный ЦАП.