przetwornik jednobitowy delta-sigma

Co wlasciwie nie ma sensu i pokazuje ze SACD to zwykly chwyt marketingowy Po pierwsze mastering i tak jest robiony klasycznie tzn na slowie wielobitowym dopiero potem moze byc skonwertowany do postaci SACD Po drugie pojemnosc inforamcyjna SACD jest nizsza niz DVD Audio - 192ksps i

24 bity daja inzynierowi zajmujacemu sie masteringiem znacznie wieksze pole do popisu niz technologia SACD... Wlasciwie to nei widze uzasadnienia innego niz reklamowe dla istnienia systemu SACD - zdaje sie w dobrej dyskusji inzynier Philipsa rowniez nie bardzo potrafil podac powodow innych niz marketingowe.... Technicznie DVD Audio z latwoscia pokonuje SACD zanim tak naprawde zacznie sie "wyciskanie". Chyba kazdy audiofil z latwoscia potrafi wskazac ze klasyczny wielobitowiec
  • wlasciwy pre i postprocessing wygrywaja z technologia DS zanim rywalizacja sie zacznie. Istota DS to tanie frontendy i backendy z wszystkimi ograniczeniami wynikajacymi z zastosowania DS.
Reply to
PAndy
Loading thread data ...

Naprawde panowie trzeba odroznic modulator Delta Sigma od samego przetwornika, nie stoi nic na przeszkodzie by przetwornik wielobitowy poprzedzony byl modulatorem Delta Sigma. Dlatego moze byc przetwornik jednobitowy z modulatorem Delta Sigma tak samo jak jednobitowy jest przetwornik PWM mimo rozdzieloczosci np 14 bitow. Acha mozna np zrobic przetwornik o dynamice i rozdzielczosci np 16 bitow majac np przetwornik PWM o np 4 bitach i poprzedzajac go modulatorem Delta Sigma ksztaltujacym tak sygnal by uzyskac te zalozone 16 bitow...

Reply to
PAndy

Czy DS czy SD to chodzi o to samo, niedawno natrafilem na zrodlo (mignelo mi przed oczami ze chyba odkrywcy modulatora nazwali go SD) i sprobuje podrzucic jak znajde. Ja klotni nie widze :D, raczej spor i to wlasciwie o semantyke.

Reply to
PAndy

W tym przypadku "stalych" lepiej oddaje nature problemu.

Bo skoro najpierw mamy przetwornik "na wypelnienie", to niestety dla 24bitow rozdzielczosci potrzebujemy 16 mln probek usrednic. Sygnal nie musi sie zmieniac, moze byc staly, moze byc wolnozmienny.

Przy czym to jest do A/D, D/A ciagle mnie zastanawia - bo jest do szybkozmiennych zastosowane ..

J.

Reply to
J.F.

Ja odkad pamietam to sie to nazywalo S-D. Chyba to polecales

formatting link
tu stosuja wymiennie, ale tak mi to wyglada jakby sami nie byli pewni jak jest poprawnie :-)

Ale o A/D czy D/A piszecie ?

J.

Reply to
J.F.

Użytkownik J.F. napisał:

Cały ten wątek dziwnie się rozwija. Przepychanki nomenklaturowe. Mam wrażenie, że ci którzy chcą się czegoś dowiedzieć zaraz zwariują. Wiadomo, że rozwiązania nie są zamknięte w sztywne ramy i mozliwe są rózne wariacje, kombinacje rozwiązań łączenie technik itd.

Chodzi o to jak działa srzetwornik S-D (czy też D-S - nie ważne, o jedno chodzi i NIE WAŻNE CZY AD CZY DA BO W TEJ TECHNICA PRAWIE NE MA RÓŻNICY). Podstawowy przetwornik tego typu, bez żadnych ekstra zabiegów i wynalazków, zbudowany jest na zasadzie serwa (czyli układu nadążnego) bez histerezy. Czyli: jest węzeł porównujący, który porównując wejście z wyjściem w takt zegara podciąga wyjście do poziomu wejścia dodając lub odejmując od sygnału wyjściowego stałą (na razie) wartość próbki-schodka. Na wyjściu otrzymujemy więc zygnał SCHODKOWY, nadążający za sygnałem wejściowym w górę, w dół lub oscylujący wokół wartości wejściowej co daje wspomniany SZUM. Różnica między przetwornikiem AD i DA jest tylko co do tego, co potraktyjemy za sygnał wyjścowy a co za wejściowy. Bo mamy do dyspozycji

3 linie: analogowa wejściowa (wejście przetwornika AD lub odniesienie DA), analogowa wyjściowa (wyjście przetwornika DA), słowo cyfrowe sprzężone z modulatorem (wejście DA lub wyjście AD - w zależnosci od wykonania).

Pierwszym etapem modyfikacji przetwornika D-S w kierunku zastosowań audio jest dodanie w pętli sprzężenia zwrotnego odpowiedniego filtru (adekwatnego do zastosowania), który umożliwia najlepsze możliwe nadążanie sygnału schodkowego za sygnałem, wliczając w to ogarniczoną przedykcję (czyli przewidywanie w którą stronę pobiegnie sygnał w przyszłości). W tym wykonaniu pojawia się już efekt modulacji szumu wyjściowego - jego uśrednienie daje w efekcie sygnał bardziej zbliżony do sygnału wejściowego.

Inną wariacją jest zastosowanie modulatora nie jedno, lecz wielobitowego. Powoduje to, że wielkość schodków nie jest zawsze taka sama, co podnosi w oczywisty sposób prędkośc narastania sygnału na wyjściu przetwornika przy niezmienionej prędkości taktowania, ale utrudnia filtracje na wyjściu analogowym.

Jeszcze inną wariacją jest sposób ZEROWANIA przetwornika. Inaczej robi się to w zastosowaniach audio, gdzie składowej stałej się nie wykorzystuje a inaczej w precyzyjnych przetwornikach pomiarowych DC, gdzie jakość zerowania ma podstawowy wpływ na stabilność wyniku. Szum cyfrowy będący wynikiem precyzji zerowania stanowi ograniczenie rozdzielczości przetwornika, jeśli rozdzielczość i nawet dokładność samego członu przetwarzającego jest wyższa. Ten szum to INNY rodzaj szumu niż wywoływany przez modulator i jego uśrednianie nic już nie daje.

Ważne jest, że zmiana typu filtru, o którym była mowa wcześniej, oraz zastosowanie dodatkowych filtrów post W SPOSÓB ZASADNICZY zmienia sposób działania przetwornika s-d, decyduje o jego charakterystyce i właściwościach, jakkolwiek PROSTA zasada działania pozostaje niezmienna. Podobna sytuacja jest przy doborze współczynników filtrów o nieskończonej odpowiedzi. Nie ma sie co sprzeczać o wspólczynniki i o szczegóły konfiguracji. Jak wspomniałem, spektrum kominacji jest duże.

Na zakończenie dodam, że jak by nie kombinować, dla każdego przetwornika s-d można precyzyjnie określić WYNIKAJĄCE Z BUDOWY: rozdzielczość, dokładność, poziom szumów i pozostałe parametry, jak dla każdego przetwornika. Jeśli w scalaku za przetwornikiem są jeszcze dodatkowe filtry, to odrębna sprawa.

Nie wiem jak Wy, ale ja mam już serdecznie dość tego tematu :) Pa!

Reply to
A.Grodecki

Nomenkulatura tez wazna, zebysmy mieli pewnosc ze o tym samym mowimy.

Jestes pewny ze o to samo ? :-) OK, przyjmuje ze to samo.

No widzisz - nie bardzo. To co piszesz to pasuje do bardzo starej "modulacji delta". Ktora miala w orginale jedna drobnostke - sygnal MUSIAL sie ZMIENIC o JEDEN schodek. Czyli jesli podamy DC na wejscie, to przez pewien czas sygnal nam narasta/opada jednostajnie - czyli na wyjsciu komparatora ciag samych jedynek albo samych zer, potem mamy na przemian +1/-1 - czyli z komparatora wychodzi nam 1010101.... I to moze dzialac, ale generuje pare problemow:

1) schodek musi byc taki jak zalozona dokladnosc. Czyli np 1/2^24. 2) czas narastania jest wtedy bardzo duzy. Tzn moze i 2^24 impulsow dla ADc przebiegow wolnozmiennych to nie jest duzo, ale nie bardzo sobie wyobrazam czekania 2^16 impulsow w DAc dla CD. Tzn troche sobie wyobrazam - z gory zakladamy ze nie bedzie sygnalow o wysokiej czestotliwosci i duzej amplitudzie. A bas sobie moze narosta powoli.

I na ile ogladalem konstrukcje ADc to sie nieco mylisz - ten pierwszy stopien analogowy jest przetwornikiem napiecia na wypelnienie. Calkujacym blad, wiec dokladnosc dla DC ma teoretycznie nieskonczona, ale tez po nieskonczonym czasie. Ale przyblizona wartosc uzyskasz w miare szybko. Jak wychodzi 110111011011101110110... to juz po dwoch impulsach wiadomo ze sygnal ma okolo 3/4 zakresu - chwilowo z dokladnoscia 1/4, ale z kazdym bitem rosnie. Wiec te SCHODKI wygladaja inaczej niz myslisz/piszesz !

W swietle tylko tego co napisales to nie bardzo sobie sobie wyobrazam konstrukcje DA :-) No chyba ze jako "demodulator delta" - ze wszystkimi wadami.

A prawdopodobnie dziala to troche tak jak napisalem - przetwornik [cyfrowy] na wypelnienie, potem zestaw FDP analogowych. I tu mnie bardzo parametry tego filtru interesuja - bo na razie to nie bardzo jestem w stanie sobie wyobrazic jak on ma zapewnic zadane pasmo i dokladnosc jednoczesnie. Oversampling i np jak 14 bit DAC moze osiagac jakosc 16-bitowego dla sygnalow ZMIENNYCH rozmumie, tego 1-bit nie bardzo, choc to niby analogicznie.

No wlasnie nie bardzo. Tu im dluzej usredniasz sygnal tym dokladniejszy sie robi [oczywiscie dochodza technologiczne granice]. A jak chcesz szybko to on NIE MOZE byc dokladny, bo z przetwornika napiecie-wypelnienie jeszcze nie wyszla pelna informacja. Innymi slowy - ma dlugi czas ustalania, cos zupelnie nie znane [albo nie w takim stopniu] w bardziej klasycznych przetwornikach.

J.

Reply to
J.F.

IMHO to nie ma znaczenia bo zasada jest ta sama - zmieniaja sie tylko elementy (np kwantyzator w przetworniku C/A jest cyfrowy a w A/C analogowy itd.) tu powstal bardzo potezny spor o semantyke....a wlasciwie caly swiat traktuje DS czy SD jako to samo. Sygnal bledu (roznica z kwantyzatora) dodawany jest po przejsciu przez filtr (jego rzad decyduje o skutecznosci modulatora) do sygnalu wejsciowego. Kazdy przetwornik w tzw stanie jalowym generuje wzor(szum) i stad jego limit dokladnosci. Przetworniki DS nie lubia miec stalych napiec na wejsciu dlatego dodaje sie szum do wejscia ktory potem powinno w obrobce statystycznej sie odrzucic...w teorii niepowienien miec on wplywu na zakres dyanmiczny czy rozdzielczosc. Acha nie byla to nota Maxima, raczej jakies zrodlo uniwersyteckie, wygooglaj dokumentow na ten temat jest bardzo duzo....

Reply to
PAndy

Hm, ja sie moze myle, ale A/D to wlasnie bardzo lubia DC. Natomiast D/A w zaleznosci od parametrow filtru moga nie lubic - tylko ze dodanie szumu nic tu nie pomoze.

Dodawanie szumu to moze miec sens w klasycznych A/D - statystyka pozwala zwiekszyc dokladnosc. S-D A/D to niejako sam sobie doklada ten szum ..

J.

Reply to
J.F.

Witam, W modulatorach delta-sigma zwłaszcza w zastosowaniu D/A stosuje się fitry wyższych rzędów. Ich sprzętowa, cyfrowa implementacja gubi składową stałą. Modulatory pierwszego rzędu przenoszą składową stałą bez problemu. Pozdr. JanuszR

Reply to
Janusz Raniszewski

Hm .. ja sie moze myle, ale w D/A to chyba powinny byc filtry glownie analogowe. I w zasadzie czemu by mialy gubic DC ? Filtr jest ciagle DP, nie powinien..

J.

Reply to
J.F.

J.F. napisal(a):

Wedlug specyfikacji SACD nosnik ten przenosi od DC do 100kHz.....

Reply to
Marcin E. Hamerla

Modulator D-S ma filtr zawarty w swojej strukturze. W zależności od realizacji cyfrowej lub analogowej modulatora jest to filtr analogowy lub linia opóżniająca, która wraz ze strukturą modulatora na zewnątrz zachowuje się jako filtr dolnoprzepustowy dla sygnału a górnoprzepustowy dla szumu kwantyzacji, lub w realizacji cyfrowej zestaw sumatorów. Aby jak najbardziej oddalić pasmo szumów modulatora od pasma Nuqista w celu separacji szumów od sygnału stosowane są dwie metody. Bardzo szybkie próbkowanie oraz filtr n-tego rzędu w strukturze modulatora pozwalający na lepszą separację szumów od sygnału a przez to operowanie na wyższych częstotliwościach przy tej samej częstoltiwości próbkowania. Szybkie próbkowanie w realizacji cyfrowej wiąże się z dużym poborem prądu dlatego efektywniejszą metodą jest stosowanie modulatorów wyższego rzędu (w filtrem n-tego rzędu). W realizacji cyfrowej modulatora MASH (Mutli stAge noiSe sHaping - śmieszne czego to ludzie nie wymyślą) D-S sygnał wyjściowy jest wielopoziomowy. Sygnał jest składany jako suma wielu operacji sumowania w tzw. sieci redukującej szum, w której poszczególnym sumom nadaje się różne wagi, również ujemne. To ta sieć jest odpowiedzialna za gubienie składowej stałej. Poza tym cyfrowe modulatory głupieją przy braku sygnału ponieważ ich stan a dokładnie stan przeniesień generowanych przez sumatory jest wtedy nieustalony, dlatego nie powinny być używane dla sygnałów stałych. Aby z modulatora D-S zrobić przetwornik D/A na wyjściu daje się decymator (często w wydaniu cyfrowym również zestaw sumatorów) ale można również do modulatora cyfrowego dołączyć zewnętrzny filtr dolnoprzepustowy analogowy lub C przełączany. Dlatego kości różnych producentów mają różne wymagania co do tego fitru od braku filtru (pełna implementacja D/A) poprzez pośrednie rozwiązania prostego kondensatora na wyjściu (w kości jest decymator) do wymagania filtru rekonstukcyjnego n-tego rzędu (w kości jest tylko modulator). Tak więc w przetworniku D/A typu D-S są trzy filtry. Wewnętrzne dwa (fizycznie może ich być znacznie więcej) ale te dwa filtry są rozpatrywane tylko ze względu na przepływ sygnału i wyjściowy jeden. Antyaliasingowy filtr wejściowy z reguły jest zbędny. Modulatory cyfrowe pierwszego rzędu nie mają sieci redukującej szum dlatego przenoszą składową stałą ale z wartością zerową sygnału również mają kłopoty. Można ten stan wymusić wewnętrznie na najmłodszym bicie i wtedy mają np. rozdzielczość 16bit ale ważnych bitów jest tylko 15. pozdr. JanuszR

Reply to
Janusz Raniszewski

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.