Δ-Σ调制的过采样或插值DAC | Δ-Σ调制的DAC:而我们现在常用的DAC一般基于Delta-Sigma调制架构的。Sigma/Σ是一个累加器,Delta/Δ是一个差分期,其中两大部分,第一是过采样,这样将量化噪声升级到几倍上的高频,当然,过采样就需要数字滤波器进行滤波。而Δ-Σ的调制还可以实现噪声的波形重整,简单的说就是对不同频段的信号以不同级别的加权去量化。例如要得到细腻的高频,要对高频的量做预加重[Pre-emphasis]。
ΔΣ的调制方式毫无疑问可以带来明显更小的噪声,但这些运算过程中会存在各种各样的失真,常说的包括相位的失真[多阶调制后,和去加重重整后]以及傅里叶变化本身不可避免的振铃失真,振铃失真最直接的表现在数字滤波器的不同工作方式上。所以简单的说,Δ-Σ的解析力确实要比以往老DAC好得多,这看上去更像是一个静态指标。而在各项瞬态测试中,例如方波的前延和后延都会有不小的抖动。这些内容,以后我们结合相关测试再进行进一步说明。当然,Δ-Σ的优势和问题,不是上面说的那么简单,以上只是概括了主要内容。 | 高(当涉及jitter抖动响应时,Δ-Σ调制器与普通的多位DAC表现完全不同。正如我们在前一段中所建立的那样,抖动取决于步长和步长密度。无论输入信号如何,1位Δ-Σ调制器都具有满量程的步长。此外,步长密度不直接取决于输入信号。即使输入为零,delta-sigma DAC也会大力切换。对于高阶调制器,输入信号与精确切换行为之间的关系不可能通过分析计算。
在频域中,可以看到Δ-ΣDAC的抖动,因为抖动调制高频量化噪声,将其折叠到基带。调制器NTF的侵略性越小,对抖动的敏感性就越小。此外,对于连续时间DAC,由于步长小N倍,或者换句话说HF量化噪声,N位调制器的抖动比其他方面相同的1位调制器小N倍。
低N倍) | 同步 | 数据源(host):主机需要为每个进入设备的数据包发送已知数量的字节。主机可能需要生成(固定)音频样本模式以实现所需 采样率。例如,要在全速实现中生成44.1kHz的采样率,主机需要发送包含44个音频样本的9个数据包的重复模式,然后发送包含45个音频样本的一个数据包。接受设备(Device):此同步类型要求设备实现音频时钟PLL或ASRC(关于ASRC:有些技术将输入和输出采样限制为严格的比例,这样即使输入和输出也是如此输出是不同的采样率,它们的比例保持绝对不变。这些技术被称为“同步”。他们倾向于利用这种限制,注意到时变滤波器将因此变得可预测,并且在合理比率的情况下,它将仅假设一组有限的配置。通常这些是预先计算和存储的,以便消除在运行时计算时变滤波器设置的需要(折衷存储空间以减少计算)。然而,采样率转换器的许多用途不满足同步假设,因此对于这些情况存在另一类“异步”采样率转换器方法。在这些情况下,可能假设采样率在设计时是未知的,不合理的,并且可能是时变的。因此,不能完全预测或预先计算时变滤波器的配置,并且必须进行一定量的滤波器设置的在线计算。异步方法实现了各种简化和/或近似来尽可能便宜的实现这一点在线计算https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/technical-articles/5148255032673409856AES2005_ASRC.pdf) | 高(不能丢包,防止基本串扰) | S/PDIF(IEC 60958) 主要是同步,具有同步前导码,(也有异步模式不过不多见,主要是ATM手机),也有用ASRC解决这时对于同轴。信号通常通过传输
索尼/飞利浦 - 数字音频接口(SP-DIF),它是一种单线串行传输
双相标记编码和嵌入式时钟信号。SP-DIF接收器一般恢复了
嵌入式时钟并对数据进行解码。然后使用它将其传送到后续芯片
Inter-IC Sound(I2S)接口,串行数据,bitclock和字时钟通过三个发送单独的电线。在近几年,在许多系统中,在DAC之前插入异步的采样率转换器ASRC变得很寻常。这使系统能够接受各种各样的
输入采样率并且还可以改善抖动性能。参见:https://en.wikipedia.org/wiki/AES3,http://siggaudiodesign.ch/others/Report_audiodac.pdf | 高(不能丢包,防止基本串扰)参见: |
R-2R DAC(NOS的一种) | 基本的R-2R梯形电阻网络。位a-1(最高有效位,MSB)到位a0(最低有效位,LSB)由数字逻辑门驱动。理想情况下,位输入在V = 0(逻辑0)和V = Vref(逻辑1)之间切换。 R-2R网络使这些数字位在它们对输出电压Vout的贡献中被加权。根据哪些位设置为1以及哪些位设置为0,输出电压(Vout)将具有介于0和Vref之间的相应步进值减去最小步长的值,对应于位0.Vref的实际值(和逻辑电压0)取决于用于产生数字信号的技术类型 参见:https://en.wikipedia.org/wiki/Resistor_ladder | 低 (而传统D/A原理上将每一个数字位上的信号对应一个不同权值的电阻,简单的说只使用R和2R两个阻值的电阻。从MSB[Most Signaficant Bit]数字编码的最高一位开始比对进行对应输出。R-2R的工作原理决定了Vref参考电压决定了输出的准确度。理论上这与Δ-Σ调制对时钟的敏感不同。) | 异步 | 数据源(host):主机驱动程序需要能够处理显式反馈端点。根据反馈数据,主机然后决定在后续总线间隔中通过数据流端点发送多少样本。接受设备(Device):设备具有自己的本地自由运行音频采样时钟,用于确定设备每个总线间隔消耗的采样数。设备应实现显式反馈端点以及必要的逻辑,以提供正确的反馈值,以通过所述端点发送回主机。这种操作模式的优点是可以很容易地生成稳健,稳定,无抖动,高质量的音频采样时钟(例如,从基于晶体的主时钟导出) | 低(有信息反馈,防止基本串扰) |