数字音频技术(第6版) 774


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  第18章∑-△转换与噪声整形747
  仅在于误差信号被量化成一个以上的比特。不过,这类结构仍旧是受摆率限制的。
  已经有很多Σ-△方法运用到AD转换中,所有这些方法都采用了很高的输入采样频率和噪声整形。这些方法包括:单积分和双积分环路,级联的一阶Σ-Δ环路,带有环路滤波器的多比特量化器。前两种方法使用了本身具备线性的1比特编码器。第三种方法使用多个比特,并且噪声的减少正比于所用的量化器梯级数量。不过,转换器的线性度取决于量化器的线性度。无论如何,噪声性能是以所用过采样速率和噪声整形阶数为转移的。
  些转换器结构把多个一阶或二阶Σ-Δ编码器组合起来使用,以实现更高阶数的稳定的噪声整形。
  给定一个二阶∑-△调制器,查理斯·汤普森(Charles Thompson)已经证明了要实现M比特的分辨率需要过采样比率为
  R
  其中R为过采样比率,其定义
  R=f/f
  其中f为过采样频率,f为输出采样频率。
  因
  6bit的分辨率需要过采样比率为150。100kHz的输出采样频率将需要采样频率为15MHz的滤波器;这是很难实现的。如果噪声整形的阶数升至三阶,则所需的过采样比率为
  因此,所需的过采样比率为48;这能很好地适应实际中的各种设计限制。
  根据阶数和设计,∑-△反馈环路一般都要完成下述操作:从输入中减去输出,从而找到近似误差,然后进行滤波,提取出近似误差中的低频成分,通过Σ-ΔD/A转换把输出编码转换成一个信号,并从输入的模拟信号中减去该信号,最后进行量化,输出一个近似值用于下输入采样点。实际中可以使用三阶环路把噪声向更高的频率整形,这些频率成分将被续的抽取(下采样)滤波器移除。与任何噪声整形环路一样,信号必须经过恰当的抖动处理以克服空闲音和其他人造声问题。在一些情况中,可以施加这样一个抖动信号,能用抽取滤器移除它的基频和谐波
  186.2数字滤波和抽取
  如同罗伯特·亚当斯(Robert Adams)指出的那样,过采样转换器提供的高分辨率不是