数字音频技术(第6版) 766

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　　第18章∑-△转换与噪声整形739
　　18.4带有三阶噪声整形的多比特D/A转换器当Σ-Δ调制器中的噪声整形电路高于二阶时，噪声整形反馈环路就会引起过载或振荡题。例如，过载实际上会减小环路增益的幅度，降低截止频率，因为对于稳定性来说相移过大。在环路滤波器H（z）有三个或更多个积分的情况下，在截止频率处的环路增益幅度达到时，其相移可以为180°
　　更高阶的噪声整形器通过使用更复杂的环路结构（通常要使用多级噪声整形）来克服题。环路滤波器Hz）在基带频率的低端提供
　　阶低通响应，但在更靠近截止频率
　　处，增益却下落为一阶或二阶低通响应。这种方法提供了良好的带内噪声整形，同时具有足够的条件稳定性o。
　　MASH系统就是一种多级的三阶噪声整形方法。它是实际中多比特转换器的一个例这种设计的实现方案能在名义采样频率下接收16bit字，并有一个工作在8倍过采样频率上的数字滤波器，能输出24bit字。噪声整形电路以32倍过采样速率输出11值数据。D/A转换通过脉冲宽度调制（PWM）完成，以768倍过采样速率输出数据如前所述，一般来说，如果噪声整形电路超过二阶，则它们倾向于因为不稳定性而产生振荡。为了避免这类误差，这种三阶实现方案使用了多级配置。图所示为完整噪声整
　　形器的简化示意图，它包含了
　　阶噪声整形器和
　　声整形器，两者是并行排列
　　的。输入信号在减去经过延时模块的误差信号以后，被送至量化器Q1。第一个环路的输出号也被施加到第二个环路上。量化器Q2的输出经过差分以后被加到第环路的输出上
　　从而形成最终的输出信号。因此，第一个环路的重量化误差被第二个环路重量化，并且这重量化以后的噪声在加到第一个环路的信号上以后，就抵消了第一个环路的重量化误差。每级输出可以被描述为
　　其中Y1（2）和Y2（z）分别为第1级和第2级的输出，X（z）为输入信号，N（2）和Y2（）分别为本地量化器Q1和Q2的量化噪声。
　　在第二个方程的两边同时乘以（
　　然后与第一个方程相加，就能观察到第一级的量化误差可以被抵消掉。令第二级的输出通过一个差分器，再加到第一级的输出就得到了
　　的电路输出
　　Y（2）=X（z）+（1-z）N2（z）