Conversion analogique-numérique

La section d’encodage ou d’un enregistreur stéréo PCM conventionnel est composé de:

1. amplificateurs d’entrée

2. un générateur de tramage

3. filtres passe-bas d’entrée

4. échantillonneur-bloqueurs

5. Convertisseurs AD

Amplificateur d’entrée

Simplement amplifie le signal au niveau ligne.

Dither Generator

Le générateur de tramage produit un signal de bruit qui est ajouté à l’entrée de sorte que les effets de l’erreur de quantification est minimisé.
Le tramage doit être ajoutée au signal avant filtrage et la numérisation. Comme il est large bande, il doit être filtré avec le signal.
Ce tramage est analogique bruit blanc gaussien avec une probabilité – typiquement, il est 1 / 2 LSB.

Filtre anti-repliement (LPF)

Un filtre passe-bas doit être introduit avant la numérisation pour atténuer l’aliasing.
Dans un enregistreur classique (non plus d’échantillonnage), une LPF analogique a une coupure juste en dessous de la fréquence de Nyquist avec une pente très raide.

S = 48 kHz, 20 kHz = Fc et l’atténuation complète à 24 kHz.

o En dessous de 20 kHz est la bande passante

o De 20kHz à 24kHz est la bande de Garde

o dessus de 24 kHz est la bande d’arrêt

Limitations:

La petite bande de garde nécessite l’utilisation d’un filtre avec une pente très raide. Un tel filtre peut introduire certaines anomalies, notamment:

Ondulation o

o résonance à la fréquence de coupure

o oscillation (sonnerie)

déphasage o et la perte à haute fréquence

Ces anomalies peuvent être surmontés avec l’utilisation de plus de l’échantillonnage convertisseurs A / D (voir ci-dessous).

D’échantillonnage et de Hold (S / H)

comme son nom l’indique, a deux missions:

o temps des échantillons du signal d’entrée à un taux périodique

o contient la valeur analogique de l’échantillon, tandis que le convertisseur A / D sorties du mot numérique correspondant.

Une horloge (un circuit oscillateur qui émet des impulsions de synchronisation) est réglée sur la fréquence d’échantillonnage.
Quelques choses à considérer avec S / H circuits:

o besoin d’un temps d’acquisition rapide (temps entre le début de la commande de l’échantillon et la prise réelle de l’échantillon).

o La commande de l’échantillon doit être exactement cadencé – ne peut pas avoir des temps variables de l’échantillon. Doit être commandé par une horloge conçue avec un oscillateur à cristal de quartz de haute précision.
Limitations:

Jitter o – Les variations dans le calendrier absolu. Cela ajoute du bruit et de distorsion.

Droop o – La diminution de la tension de la fuite du condensateur entre les échantillons.

Analogique-numérique Convertisseur

L’A / D est la clé pour coder le côté de la numérisation et la PCM est la composante la plus critique dans l’ensemble du système électronique. Toutes les erreurs introduites par les A / D va suivre le signal audio tout au long de la chaîne de signal restant et, finalement, revenir dans son état analogique.

Essentiellement, le circuit doit:

o Examinez le signal d’entrée échantillonné

o Déterminer le niveau de quantification valeur la plus proche de l’échantillon

Sortie o le code binaire qui est attribué à ce niveau

Deux qualités importantes dans un convertisseur A / D sont les suivants:

o Vitesse – (temps de conversion – le temps qu’il faut à la sortie un mot numérique) doit effectuer une conversion complète au sein de l’espace d’une période d’échantillonnage. Par exemple, S = 48K, 48 000 conversions par canal par seconde.

o Précision – intervalles de quantification doivent être espacés uniformément sur toute la gamme d’amplitude entier.

Approximations successives Convertisseur A / D (SAR)

Approximations successives est l’une des premières techniques et les plus prospères de conversion analogique-numérique.

Ce processus de conversion utilise un «diviser pour régner» approche:

o Les données numériques sont rassemblés un bit à un moment en comparant la valeur mesurée à une valeur de référence.

o Comme chaque comparaison est faite, la valeur de référence est divisé en deux, faisant une petite fenêtre de comparaison.

o Lorsque tous les bits sont testés, le mot numérique représente la meilleure approximation possible de la mesure initiale.

Le résultat de ce processus est une représentation PCM de la valeur mesurée.
Un exemple avec un système de 4 bits:

La tension d’entrée = 13

1000 = 8 (DA conversion)

Est 13 => 8 (comparaison)

Oui, 1100 = 12

Est 13 => 12

Oui, 1110 = 14

Est 13 => 14

Non, 1101 = 13 (reset)

Est 13 => 13

Oui, 1101

13 = 1101

Le nombre de bits définit le nombre de contrôles

Un autre exemple avec un système de 8-bit:

Tension d’entrée = 6,92

10000000 = 5 volts

Est-6.92> 5

Oui, 11000000 = 7,5

Est-6.92> 7.5

Non, 10100000 = 6,25 (reset)

Est-6.92> 6.25

Oui, 10110000 = 6,875

Est-6.92> 6.875

Oui, 10111000 = 7,1875

Est-6.92> 7,1875

Non, 10110100 = 7,03125 (reset)

Est-6.92> 7,03125

Non, 10110010 = 6,95312 (reset)

Est-6.92> 6,95312

Non, 10110001 = 6,91406 (reset)

Est-6.92> 6,91406

Oui, 10110001 = 6,91406

6.92 = 10110001

Le nombre de bits définit le nombre de contrôles

Limitations:

Le processus répétitif de mesurer et de comparer doit être fait autant de fois qu’il ya de bits, pour chaque échantillon mesuré, indépendamment de la valeur de l’échantillon. En substance, chaque échantillon est mesurée à partir de zéro volt.

Le processus prend du temps. plus la profondeur de bits, plus le processus.
Le dernier point de comparaison est le bit le moins significatif. La dernière comparaison est aussi la plus sujette à l’erreur due à statisme dans le circuit S / H.

Balamurugan Balusamy travaille actuellement en tant que conférencier à l’école des sciences informatique de Vellore Institute of Technology (VIT), Vellore, en Inde.

Â? Comme une responsabilité supplémentaire, travaillant également comme chef de projet dans VIT, directeurs de plus de 30 étudiants de toute l’Inde dans leurs activités de projet.

Â? Il a travaillé comme programmeur dans SISI à Madurai & Sivakasi (De 2002 à 2003)

Â? Il a travaillé comme chargé de cours en Syed Ammal Engineering College, Ramnad.

Â? 1 an d’expérience dans la production scientifique Journal Copyediting et composition

Â? A travaillé dans LAN / WAN d’administration, de configuration du serveur, matériel / logiciel: installation, dépannage / réparation.