数字音频技术(第6版) 760

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　　第18章∑-Δ转换与噪声整形733
　　8.1.4高阶噪声整形
　　如前所述，一阶（单积分）Σ-Δ调制并不能满足实现高保真度音频性能的需要。更高阶的环路能进一步降低带内量化噪声，但代价是提高了总体噪声功率。例如阶环路将
　　产生
　　S/E=6.02（N+251）-11.14dB这将带来25bit/倍频程的好处，但代价是产生了一个近似等于两个等效比特的固定噪基本∑-△噪声整形器的输入/输出特性为
　　其中Y（z）为经过噪声整形的输出，X（）为输入信号，n为差分的阶数，N（z）为量化噪声（假设其为白噪声
　　理论上，这个输入/输出特性包含n个级联的数字差分器。随着n的增长，整形函数在频率上的斜率也随之增长，因此它能更有效地抑制低频噪声。不过，带外噪声会过度地加重随后的模拟滤波器的负担。
　　成功的噪声整形电路要设法在高过采样速
　　率与噪声整形阶数之间达到一个平衡，从而降低带内噪声并把它平移到可闻频率范围以外。更高的噪声整形环路能在整体上更多地移除带内噪声，但同时会在奈奎斯特频率附近呈现出相对更多的噪声。因此，这些算法在使用较高的过采样速率时更为有效，因为此时在最高音频频率与奈奎斯特频率之间有更多的频谱空就允许使用非常简单的
　　模拟低通滤波器。
　　使用1阶和高阶噪声整形算法能产生一系列噪声整形曲线，如图186所示。由于使用高阶噪声整形，带内噪声电平得到了降低。Σ-Δ噪声整形所描述的频率响应曲线在处取值为1，其中f为噪声整形的过采样频率。只有当f 　　在传统的噪声整形器设计中，环路滤波器的各个极点都位于0Hz处，就像一个理想积分器那样，这导致了所有零点都在音频频带内。一些噪声整形器的设计采用了一种被称为零点平移的技术，通过把一个或多个零点平移到音频频带的边缘（例如18kHz）来调整不断上升的噪声频谱。例如，若在
　　阶噪声滤波器中平移两个零点，则可以降低13-20kHz的噪声，但会增大13kHz以下的噪声。总体上，噪声性能得到了改善。不过，对空闲图样和限效应的抑制都被减小，因此零点平移技术在使用上必须谨慎