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754数字音频技术(第6版
188∑-△D/A转换器芯片
典型的Σ-ΔD/A转换器由数字内插滤波器、∑-Δ调制器和开关电容滤波器组成。内插滤波器把输入采样频率提升到调制速率上。调制器把字长降低到1比特或几比特,并减带内噪声。开关电容元件滤除了带外噪声,并完成信号的D/A重建。
在多比特∑-△D/A转换器的一个实例中,在高阶调制器的反馈环路内部使用了二阶失配整形函数。它的功能是把元件的失配噪声移动到更高的频率上,以便让这些噪声与其他的Σ-Δ噪声一起被低通滤波移除。这种功能用来代替在调制器之后进行的动态元件匹配
(Dynamic Element Matching,DEM)采样速率高至200kHz的PCM或DSD数据通过端口输入进来,并经过了一个内插器和音量控制,如图18.22所示。DSD数据经过音量调整后进行2倍上采样。随后,这些数据被送至一个六阶∑-△调制器,该调制器已经整合了二阶失配噪声整形。为了确保稳定度,可以使用后馈(fallback)二阶∑-△调制器。当处于后馈模式时,失配噪声整形是不被改变的。在处理SACD数据时,调制器也使用截止频率为
50kHz的五阶巴特沃思低通滤波器。
硬件或
开关电容
控制数据|题
存器
带有音量控制
左与右静
硬件配置
的内插滤波器
DS调制器
和滤波器
音控制
重置
带有音量控制
开关电
右差动
PC
串行音频
串行接口
的内插滤波器
S调制器
和滤波器
输出
外部静
左差
SD处理器
接口
特流
50kHLz滤波器
内部参考电压
直通DSD
图18.2:多比特Σ-ΔD/A转换器的系统结构,它在反馈环路中使用了失配整形。(Det等,2003
失配整形器等效于提供了16个二阶环路,这些环路使用了16个元件提供首次和二次积分。主量化器输出的是失配整形器应该开启的元件的数量。为了对噪声整形进行最优化,整器可以重载
数值。真正被开启的元件数量被用在主反馈环路中。即使有5%的元件失配,仍旧能实现129dB的信噪比。可以继续对满幅度信号进行失配整形些DEM设计会
在给定一个高电平信号且所有元件都开启的情况下引入一个与数据有关的本底噪声。模拟输级由一个16元件组成的开关电容器D/A转换器构成,它工作在6MHz