数字音频技术(第6版) 767

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　　740数字音频技术（第6版
　　单积分型噪声整形器
　　（±5，±4，±3，±2，±1，0
　　积分器|输入入+N
　　双积分型噪声整形器
　　积分器
　　证时
　　1Q2：本地量化
　　图18.10：一个多级的三阶噪声整形电路，它在进行PWM重建前使用了具有11个数据值的输出换句话说，量化误差N（）是一个带有三阶差分特性（18dB/倍频程）的输出，与一阶和阶特性相比，它实现了对带内噪声的降低
　　在主环路上，输入数据被线性重量化到一个多比特输出数字信号中，这个数字信号有7取值（±3、±2
　　）；在子环路上，重量化误差被重量化到五个取值上（±2、±1、0）当这些输出取值被加在一起时，电路的数字输出信号就能表示111个数值（±5、±4、±3
　　1、0b
　　图1811给出了这些不同数据取值的图形表示。图中的纵轴表示这些数值的幅度，可以看出，主环路输出的是7个具有粗略精度的数值，而子环路输出的是5个具有高频内容的数值，用来消除主环路的重量化误差。当两者相加在一起时，整形器就能输出11种数值，用来重建音频信号。
　　系统中最后一个部件就是D/A转换。这个11值信号被转换成脉冲，每个脉冲具有与数值对应的宽度，如图18.12A所示。这是通过把整形器的4bit输出施加到查找表
　　从而把11个幅度梯级映射到22个具有恒定幅度的时间梯级上来实现的。例如，图中所为0、+3和-3输出数值所导致的PWM波形。在实际中，表示±5和0的
　　波形全都被输出。最宽的脉冲被译成
　　很大的正输出，最窄的脉冲被译成一个很大的负输出，如图18.12B所示。各个脉冲的宽度携带着重要的信息；这个信号的幅度可以仅仅是高电平或低电平。在这一点上，该
　　具有PWM二进制数据的形式。因为定时准确性可以通过石英振荡器来实现，所以这些脉冲的宽度可以非常准确，因此信号误差很低相对粗糙的量化允许准确的脉冲定时，方法是把各个脉冲边沿与过采样时钟进行同步输出的是正向和负向脉冲，因而对消了共模噪声。这个338688MHz（768×f）的数据形成波形的
　　M表示。图18.13所示为一个20kHz输入信号的频谱。通过测量系统的带内噪声可以对性能进行评估；它是低于-100dB的。图18.14总结了三阶噪声整形的数学原理。