1비트 듀얼 D/A 컨버터의 이유를 이해하려면 디지털-아날로그 변환 프로세스에 대해 조금 아는 것이 도움이 됩니다. A의 CD (및 다른 디지털 레코딩 기술), 목표는 매우 높은로 녹화 만드는 것입니다 충실도 (원래의 신호와 매우 높은 유사성을하고, 신호 재현)와 완벽하게 재현 (녹음 당신이 그것을 재생할 때마다 같은 소리 몇 번을 플레이하든 상관없이). 이 두 가지 목표를 달성하기 위해 디지털 녹음은 아날로그 웨이브를 숫자의 스트림으로 변환하고 웨이브 대신 숫자를 기록합니다. 변환은 아날로그-디지털 변환기 라는 장치에 의해 수행됩니다.(ADC). 그런 다음 음악을 재생하기 위해 숫자 스트림이 DAC( 디지털-아날로그 변환기 )에 의해 아날로그 웨이브로 다시 변환됩니다 . DAC에서 생성된 아날로그 웨이브는 증폭되어 스피커 로 공급되어 사운드를 생성합니다.
아날로그-디지털 변환기로 웨이브를 샘플링하면 2가지 변수를 제어할 수 있습니다.
- 샘플링 속도 - 초당 얼마나 많은 샘플을 가져갈지 제어합니다.
- 샘플링 정밀도 - 샘플을 채취할 때 가능한 여러 계조 (양자화 수준)를 제어합니다.
다음 그림에서 샘플링 속도가 초당 1,000이고 샘플링 정밀도가 10이라고 가정합니다.
녹색 사각형은 샘플을 나타냅니다. 1/1000초마다 ADC는 파형을 보고 0과 9 사이에서 가장 가까운 숫자를 선택합니다. 선택한 숫자는 위 그림의 아래쪽에 표시됩니다. 이 숫자는 원래 웨이브의 디지털 표현입니다. DAC가 이 숫자에서 웨이브를 다시 생성하면 다음 그림과 같이 파란색 선이 표시됩니다.
파란색 선은 원래 빨간색 선에서 볼 수 있는 세부 사항을 꽤 많이 잃은 것을 볼 수 있습니다. 이는 재현된 웨이브의 충실도가 매우 좋지 않음을 의미합니다. 이것은 샘플링 오류 입니다. 샘플링 속도와 정밀도를 모두 높여 샘플링 오류를 줄입니다. 다음 그림에서는 속도와 정밀도가 모두 2배 향상되었습니다(초당 2,000개 샘플의 속도로 20계조).
다음 그림에서 속도와 정밀도가 다시 두 배가 되었습니다(초당 4,000개 샘플에서 40개 계조).
속도와 정밀도가 향상됨에 따라 충실도(원래 웨이브와 DAC 출력 간의 유사성)가 향상되는 것을 볼 수 있습니다. CD 사운드의 경우 충실도가 중요한 목표이므로 샘플링 속도는 초당 44,100샘플(44.1KHz)이고 계조 수는 65,536입니다. 이 수준에서 DAC의 출력은 원래의 파형과 매우 밀접하게 일치하여 소리가 대부분의 인간 귀에 본질적으로 "완벽"합니다.
DAC는 일반적으로 각 비트에 대해 다른 저항 을 사용합니다 . 4비트 DAC는 안정적인 아날로그 신호를 제공하기 위해 병렬로 작동하는 4개의 저항이 필요합니다. CD 및 DVD 에서 볼 수 있는 16비트 또는 32비트 수준에 도달 하면 저항당 필요한 계조 수로 인해 값을 정확하게 일치시키기가 매우 어렵습니다. 예를 들어 일반적인 16비트 DAC에는 총 65,536개의 계조가 필요한 16개의 저항이 있습니다.
무엇 1 비트 듀얼 D / A 컨버터가 하는 일은 디지털 - 아날로그 변환이 모든 여분의 저항이 필요없이 일어날 수있다. 기본적으로 이러한 유형의 DAC는 병렬로 작동하는 저항 뱅크를 사용하지 않습니다. 대신 디지털에서 신중하게 변조된 신호를 생성합니다. 컨버터는 노이즈 쉐이핑 에 의존 하는데 , 이는 고주파에서 노이즈가 발생할 때 인간의 귀가 노이즈를 알아차리지 못하는 것을 이용하는 현상입니다. 기본적으로 인간의 귀는 5KHz에서 가장 민감하고 20KHz에서는 거의 감지하지 못합니다.
변환기의 핵심 부분은 델타-시그마 변조기 라고 하는 회로 로, CD에서 이진 신호(1 및 0)를 가져와 펄스 열 이라고 하는 안정된 펄스로 변경합니다 . 펄스 열에는 샘플에 표시된 에너지 양의 변화 평균이 포함됩니다. 로우 패스 필터는 모든 시간 영역 정보와 회복을 공급하는 펄스 트레인의 평균 에너지를 제거합니다. 여기서 핵심은 펄스 트레인 파형이 44.1KHz 샘플 속도에 비해 매우 높은 주파수에서 클럭된다는 것을 이해하는 것입니다. 펄스 열은 DAC를 통해 전송되어 아날로그 신호로 변경됩니다.
델타-시그마 회로에는 두 가지 주요 섹션이 있습니다.
- Delta 는 들어오는 디지털 신호를 수신하고 나가는 펄스 열을 모니터링합니다. 들어오는 이진 신호와 나가는 펄스 열 간의 차이를 기반으로 하는 오류 신호를 생성합니다 .
- 시그마 는 델타에 의해 생성된 오류 신호의 결과를 더하고 이 합계를 저역 통과 필터에 제공합니다.
오류 신호는 저역 통과 필터 에서 아날로그 신호 를 평균화 하는 데 사용됩니다 . 기본적으로 이것은 바이너리 신호와 펄스 트레인 간의 차이를 보상하기 위해 아날로그 신호에 미세한 조정이 이루어진다는 것을 의미합니다. 이 페이지 는 전체 회로에 대한 놀라운 세부 정보와 다이어그램과 프로세스에 대한 자세한 설명을 제공합니다.
다음은 흥미로운 링크입니다.
- CD 작동 방식
- 아날로그 및 디지털 녹음 작동 방식
- MP3 플레이어 작동 방식
- 1비트 디지털-아날로그 변환기 관리 및 공급
- 오버샘플링된 델타-시그마 변조의 출력에서 추정
- 델타, 적응형 델타 및 시그마 델타 변조 및 복조 키트
