Ясно, что повышение частоты дискретизации облегчает работу входного фильтра АЦП, но не решает проблему появления шумов квантования при многоступенчатых процессах аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразований. В технологии DSD, как и в обычных АЦП, аналоговый сигнал сначала преобразуется в цифровой с помощью дельта-сигма модуляции - при использовании частоты дискретизации, в 64 раза превышающей номинальную частоту дискретизации системы. Но в технологии DSD одноразрядные импульсы записываются напрямую, тогда как обычные системы затем преобразуют одноразрядный сигнал в многоразрядные кодовые слова.
В результате DSD дает цифровое одноразрядное представление аудиосигнала. Так как значение амплитуды аналогового сигнала в каждый момент представлено в виде плотности импульсов, этот метод иногда называют Pulse Density Modulation (PDM).
Полученный таким образом поток импульсов имеет примечательные свойства. Как и системы ИКМ с многоразрядными АЦП/ЦАП, DSD-кодирование по своей природе устойчиво к искажениям, шуму и детонации записывающей аппаратуры и передающих каналов. Но, в отличие от ИКМ, DSD, как принцип преобразования, гораздо ближе к аналоговой передаче сигнала. При этом обратное -цифро-аналоговое преобразование - может быть легко получено с помощью аналогового НЧ фильтра.
Сам по себе поток дельта-сигма импульсов является довольно «шумным». Сверхвысокое отношение сигнал/шум, которого требует DSD в звуковом диапазоне, достигается с помощью шумоподав-ляющих фильтров пятого порядка, что эффективно сдвигает шумы вверх по частоте за пределы звукового диапазона.
Итак, главные преимущества предлагаемого формата состоят в:
• превосходных частотных и фазовых характеристиках;
• высокой помехоустойчивости;
• более простой обработке и коммутации;
• возможностях усовершенствования без ущерба для совместимости носителей.
Технология DSD позволяет представить звук в виде сигнала в полосе от постоянного тока до 100 кГц с отношением сигнал/искажения (шум) квантования минус 120 дБ во всем звуковом диапазоне. Таким образом, эта технология способна обеспечить стабильный, но расширяемый и совершенствуемый формат записи.
При аналого-цифровом и цифро-аналоговом преобразовании, а также при передаче сигнала по каналу возникает необходимость в изменении частоты дискретизации. Как отмечалось выше, современные АЦП реализованы, как правило, с использованием на входе дельта-представления сигнала с высокой частотой дискретизации. Это позволяет хранить только одно прецизионное напряжение, соответствующее минимальному шагу квантования, с которым сравнивается очередное приращение сигнала. Последовательность нулей и единиц, соответствующая положительным и отрицательным приращениям сигнала, подается на счетчик, где преобразуется в 16...24-разрядную последовательность. Это позволяет резко упростить сам процесс кодирования. Однако основной выигрыш состоит в отказе от входного аналогового обрезающего фильтра, стоимость которого, по некоторым данным, составляет до 90% стоимости АЦП. Действительно, при частоте дискретизации 2,8 МГц даже фильтр, состоящий из емкости и сопротивления, обеспечит необходимую линейность в зоне существования звуковых частот.
При реализации АЦП, когда на входе имеется непрерывная аналоговая функция, проблем с использованием высокой частоты дискретизации не возникает. Гораздо сложнее ситуация на выходе канала передачи или при хранении цифрового сигнала, когда он представлен отсчетами на одной из стандартных частот дискретизации. В этом случае для повышения качества и устранения необходимости использования выходных аналоговых фильтров высокого порядка необходимо искусственно повышать частоту дискретизации, т.е. синтезировать отсчеты там, где их нет.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.