Kaikki maailmassa

Analogisen ja digitaalisen signaalin välinen ero. Analogisen ja digitaalisen äänen erot

Televisio- ja radiolähetysten sekä nykyaikaisten viestintämuotojen käsittelyssä on usein käsiteltävä sellaisia ​​termejä kuin "Analoginen signaali"  ja "Digitaalinen signaali". Näiden sanojen asiantuntijoille ei ole mitään salaisuutta, mutta tietämättömille ihmisille "kuvion" ja "analogisen" välinen ero voi olla täysin tuntematon. Samalla on hyvin merkittävä ero.

Kun puhumme signaalista, tarkoitamme yleensä sähkömagneettisia värähtelyjä, jotka indusoivat emf: n ja aiheuttavat virran värähtelyjä vastaanottimen antennissa. Näiden vaihtelujen mukaan vastaanottava laite - TV, radio, radiopuhelin tai matkapuhelin - luo käsityksen siitä, mitä kuvaa näytetään näytöllä (jos on videosignaali) ja mitä ääniä liitetään tämän videosignaalin mukana.


Joka tapauksessa radiokanavan tai liikkuvan tornin signaali voi näkyä sekä digitaalisessa että analogisessa muodossa. Esimerkiksi itse ääni on analoginen signaali. Radioasemalla mikrofonin havaitsema ääni muunnetaan jo mainituiksi sähkömagneettisiksi värähtelyiksi. Mitä suurempi äänen taajuus - mitä suurempi värähtelytaajuus on ulostulossa, ja sitä voimakkaammin kaiutin sanoo - mitä suurempi amplitudi.

Tuloksena olevat sähkömagneettiset värähtelyt tai aallot leviävät avaruudessa siirtoantennilla. Jotta lähetys ei tukkeutunut matalataajuisilla häiriöillä, ja että eri radioasemilla olisi mahdollisuus toimia rinnakkain häiritsemättä toisiaan, äänitehosteen aiheuttamat värähtelyt tiivistyvät, toisin sanoen "asettavat" muihin värähtelyihin, joilla on vakio taajuus. Jälkimmäistä taajuutta kutsutaan tavallisesti "kantajaksi", ja sen havainnon perusteella viritämme radiovastaanottimen, jotta radioaseman analoginen signaali saadaan kiinni.

Vastaanottimessa tapahtuu päinvastainen prosessi: kantoaaltotaajuus erotetaan ja antennin vastaanottamat sähkömagneettiset värähtelyt muutetaan ääntä värähtäviksi, ja kaiuttimen kuuleva ääni kuuluu kaiuttimesta.

Prosessissa, joka lähettää äänisignaalin radioasemalta vastaanottimelle, voi tapahtua mitä tahansa. Kolmannen osapuolen häiriöitä voi esiintyä, taajuus ja amplitudi voivat muuttua, mikä vaikuttaa tietenkin radion tekemiin ääniin. Lopuksi sekä lähetin että vastaanotin aiheuttavat jonkin verran virhettä signaalin muuntamisen aikana. Siksi analogisen radiovastaanottimen toistama ääni on aina jonkin verran vääristynyt. Ääni voidaan täysin toistaa, muutoksista huolimatta, mutta tausta on hessing tai jopa joitakin häiriöiden aiheuttamia ralleja. Mitä vähemmän varmoja vastaanotto tulee olemaan, sitä voimakkaampi ja selkeämpi nämä ulkoiset äänitehosteet ovat.

Lisäksi maanpäällisellä analogisella signaalilla on erittäin heikko suojaus luvattomalta käytöltä. Julkisilla radioasemilla tämä ei tietenkään vaikuta. Mutta kun käytät ensimmäistä matkapuhelimia  Oli yksi epämiellyttävä hetki, joka liittyi siihen, että lähes kaikki ulkopuoliset saatiin helposti virittää oikealle aallolle, jotta voisit kuunnella puhelinkeskustelua.

Tällaiset puutteet ovat analogisessa lähetyksessä. Niiden vuoksi esimerkiksi televisio lupaa olla täysin digitaalinen suhteellisen lyhyessä ajassa.

Digitaalista viestintää ja lähetystä pidetään enemmän suojattuna häiriöiltä ja ulkoisilta vaikutuksilta. Tosiasia on, että käytettäessä "digitaalista" analogista signaalia lähettävän aseman mikrofonista salataan digitaalisessa koodissa. Ei, tietenkin, numeroiden ja numeroiden virtaus ei levitä ympäröivään tilaan. Vain tietyn taajuuden ja äänenvoimakkuuden ääni on määritetty radiopulsseista. Pulssien kesto ja taajuus asetetaan etukäteen - se on sama sekä lähettimessä että vastaanottimessa. Pulssin läsnäolo vastaa yhtä, poissaoloa - nollaan. Siksi tällainen yhteys sai nimen "digitaalinen".

Laite, joka muuntaa analogisen signaalin digitaaliseksi koodiksi, kutsutaan analoginen-digitaalimuunnin (ADC). Vastaanottimeen asennettu laite, joka muuntaa koodin analogiseksi signaaliksi, joka vastaa ystäväsi ääntä GSM-matkapuhelimen dynamiikassa, on nimeltään "digitaalinen analoginen muunnin" (DAC).

Digitaalisen signaalin lähetyksen aikana virheitä ja vääristymiä on käytännössä suljettu pois. Jos impulssi on hieman vahvempi, pidempi tai päinvastoin, järjestelmä tunnistaa sen edelleen yksikkönä. Nolla pysyy nolla, vaikka sen sijasta sattuu satunnainen heikko signaali. ADC: lle ja DAC: lle ei ole muita arvoja, kuten 0,2 tai 0,9 - vain nolla ja yksi. Siksi digitaalisen viestinnän ja yleisradiotoiminnan häiriöillä ei ole mitään vaikutusta.

Lisäksi "luku" on myös paremmin suojattu luvattomalta käytöltä. Loppujen lopuksi, jotta laitteen DAC pystyy purkamaan signaalin, on välttämätöntä, että se "tietää" salauksen purkukoodin. ADC yhdessä signaalin kanssa voi lähettää vastaanottimena valitun laitteen digitaalisen osoitteen. Näin ollen, vaikka radiosignaali siepattaisiin, sitä ei voida tunnistaa ainakin osan koodin puuttumisesta. Tämä pätee erityisesti mobiililaitteisiin.

Joten täällä erot digitaalisten ja analogisten signaalien välillä:

1) Häiriö voi vääristää analogista signaalia, ja digitaalinen signaali voidaan joko kokonaan estää häiriöillä tai tulla vääristymättä. Digitaalinen signaali on joko kokonaan tai kokonaan poissa (joko nolla tai yksi).

2) Analoginen signaali on käytettävissä havaitsemiseksi kaikille laitteille, jotka toimivat samalla periaatteella kuin lähetin. Digitaalinen signaali on suojattu luotettavasti koodilla, sitä on vaikea siepata, jos se ei ole tarkoitettu sinulle.

Keskimääräinen henkilö ei ajattele signaalien luonnetta, vaan ero analogisen ja digitaalinen lähetys  tai muodot - joskus tarpeellinen. Oletuksena uskotaan, että analogiset tekniikat ovat menneitä, ja ne korvataan pian digitaalisilla tekniikoilla. On syytä tietää, mitä luopumme uusista suuntauksista.

Analoginen signaali  - datasignaali, jota kuvataan jatkuvilla ajan funktioilla, eli sen amplitudi voi ottaa kaikki arvot maksimissaan.

Digitaalinen signaali  - ajan erillisen toiminnon kuvaama datasignaali eli värähtelyjen amplitudi ottaa arvot vain tiukasti määritellyiksi.

Käytännössä tämä viittaa siihen, että analogiseen signaaliin liittyy suuri määrä häiriöitä, kun taas digitaalinen signaali suodattaa ne onnistuneesti. Jälkimmäinen pystyy palauttamaan alkuperäiset tiedot. Lisäksi jatkuva analoginen signaali kuljettaa usein paljon tarpeetonta informaatiota, joka johtaa sen redundanssiin - yhden digitaalisen signaalin sijasta voidaan lähettää useita digitaalisia signaaleja.

Jos puhumme televisiosta ja juuri tällä alalla useimmat kuluttajat välittävät siirtymisestään "numeroon", voimme pitää analogista signaalia täysin vanhentuneena. Tähän mennessä kaikki analogiset laitteet hyväksyvät analogisia signaaleja, ja digitaalinen laite vaatii erityistä signaalia. On totta, että "numeroiden" leviäminen analogiset televisiot vähemmän ja vähemmän kysyntää.

Toinen tärkeä signaalin ominaisuus on turvallisuus. Tässä suhteessa analogi osoittaa ulkoisten vaikutusten tai invaasioiden täydellistä suojausta. Digitaalinen salataan antamalla sille radiopulsseista koodi, niin että kaikki häiriöt on suljettu pois. Digitaalisia signaaleja on vaikea lähettää pitkillä etäisyyksillä, koska käytetään modulaatio-demodulaatiokaaviota.

Johtopäätökset

  1. Analoginen signaali on jatkuva, digitaalinen - erillinen.
  2. Siirron avulla analoginen signaali  kanavan tukkeutumisen riski.
  3. Analoginen signaali on tarpeeton.
  4. Digitaalinen signaali suodattaa melua ja palauttaa alkuperäiset tiedot.
  5. Digitaalinen signaali lähetetään salatussa muodossa.
  6. Yhden analogisen signaalin sijasta voidaan lähettää useita digitaalisia signaaleja.

Analoginen signaali on datasignaali, jossa kukin edustavista parametreista kuvataan ajan funktion ja jatkuvien mahdollisten arvojen joukon avulla.

On kaksi signaalitilaa - tila L (jatkuvat signaalit) ja tila l (L on pieni) - sekvenssien tila. Tila l (L on pieni) on Fourier-kertoimien tila (laskettava joukko numeroita, jotka määrittelevät jatkuvan funktion määrittelydomeenin rajallisella aikavälillä), tila L on (analogisten) signaalien tila, joka on jatkuvaa määritelmäalueella. Joissakin olosuhteissa avaruus L kartoitetaan yksilöllisesti avaruuteen l (esimerkiksi kaksi ensimmäistä Kotelnikov-diskretisointiteoriaa).

Analogiset signaalit kuvataan ajan jatkuvilla toiminnoilla, joten analogista signaalia kutsutaan joskus jatkuvaksi signaaliksi. Analogiset signaalit kontrastoidaan diskreettien kanssa (kvantisoitu, digitaalinen). Esimerkkejä jatkuvista tiloista ja vastaavista fyysisistä määristä:

    suora: sähköjännite

    ympärysmitta: roottorin, pyörien, hammaspyörien, analogisen kellon käsien tai kantoaaltosignaalin vaihe

    segmentti: männän sijainti, ohjausvipu, nestemäinen lämpömittari tai sähköinen signaali, amplitudilla rajoitettu, erilaiset moniulotteiset tilat: väri, kvadratuurimoduloitu signaali.

Analogisten signaalien ominaisuudet ovat suurelta osin vastakkaisia ​​kvantisoitujen tai digitaalisten signaalien ominaisuuksiin.

Diskreettisten signaalitasojen puuttuminen, jotka ovat selvästi erotettavissa toisistaan, tekee mahdottomaksi käyttää digitaalisen tekniikan mukaista informaation käsitettä sen kuvaamiseksi. Yhdessä näytteessä olevien tietojen määrää rajoittaa vain mittalaitteen dynaaminen alue.

Redundanssin puute. Arvojen avaruuden jatkuvuudesta seuraa, että mikä tahansa signaaliin syötetty häiriö ei ole erotettavissa itse signaalista, ja siksi alkuperäistä amplitudia ei voida palauttaa. Itse asiassa suodatus on mahdollista esimerkiksi taajuusmenetelmillä, jos tämän signaalin ominaisuuksista (erityisesti taajuuskaistasta) tiedetään lisää tietoa.

sovellus:

Analogisia signaaleja käytetään usein edustamaan jatkuvasti muuttuvia fyysisiä määriä. Esimerkiksi lämpöparista otettu analoginen sähköinen signaali kuljettaa tietoa lämpötilan muutoksista, mikrofonin signaalista nopeista paineen muutoksista ääniaallossa ja niin edelleen.

2.2 Digitaalinen signaali

Digitaalinen signaali on datasignaali, jossa kukin edustavista parametreista on kuvattu diskreettisellä aikafunktiolla ja rajallisella joukolla mahdollisia arvoja.

Signaalit ovat erillisiä sähkö- tai valopulsseja. Tällä menetelmällä viestintäkanavan koko kapasiteettia käytetään yksittäisen signaalin lähettämiseen. Digitaalinen signaali käyttää koko kaapelin kaistanleveyttä. Kaistanleveys on kaapelin kautta lähetettävän maksimi- ja minimitaajuuden välinen ero. Jokainen tällaisten verkkojen laite lähettää dataa molempiin suuntiin, ja jotkut voivat samanaikaisesti vastaanottaa ja lähettää. Kapeakaistaiset järjestelmät (kantataajuus) lähettävät dataa yhden taajuuden digitaalisen signaalin muodossa.

Diskreettinen digitaalinen signaali on vaikeampi lähettää kauemmaksi kuin analoginen signaali, joten se on ennalta moduloitu lähettimen puolella ja demoduloitu vastaanottopuolella. Digitaalisten tietojen varmentamis- ja palautusalgoritmien käyttö digitaalisissa järjestelmissä mahdollistaa tiedonsiirron luotettavuuden merkittävän lisäämisen.

Huom. On pidettävä mielessä, että todellinen digitaalinen signaali on analoginen sen fyysisessä luonnossa. Melun ja siirtolinjojen parametrien muutosten vuoksi sillä on vaihtelut amplitudissa, vaiheessa / taajuudessa (jitter) ja polarisaatiossa. Mutta tämä analoginen signaali (pulssi ja diskreetti) on varustettu numeron ominaisuuksilla. Tämän seurauksena sen käsittelyyn on mahdollista käyttää numeerisia menetelmiä (tietojenkäsittely).

Hyvin usein kuulemme tällaisia ​​määritelmiä "digitaalisena" tai "erillisenä" signaalina, mikä on sen ero "analogisesta" signaalista?

  Erona on, että analoginen signaali on jatkuvassa ajassa (sininen viiva), kun taas digitaalinen signaali koostuu rajoitetusta joukosta koordinaatteja (punaisia ​​pisteitä). Jos kaikki vähennetään koordinaateiksi, niin mikä tahansa analogisen signaalin segmentti koostuu rajattomasta määrästä koordinaatteja.

Vaaka-akselin digitaaliset signaalikoordinaatit sijaitsevat säännöllisin väliajoin näytteenottotaajuuden mukaisesti. Yleisessä muodossa Audio-CD on 44100 pistettä sekunnissa. Vertikaalisesti koordinaattikorkeuden tarkkuus vastaa digitaalisen signaalin numerokapasiteettia, 8 bitille se on 256 tasoa, 16 bittiä = 65536 ja 24 bittiä = 16777216 tasoa. Mitä suurempi bittisyvyys (tasojen lukumäärä), sitä lähempänä pystysuorat koordinaatit ovat alkuperäiseen aaltoon.

Analogiset lähteet ovat: vinyyli- ja ääninauhat. Digitaaliset lähteet ovat: CD-Audio, DVD-Audio, SA-CD (DSD) ja tiedostot WAVE- ja DSD-muodossa (mukaan lukien APE: n, Flacin, Mp3: n, Oggin johdannaiset jne.).

Analogisen signaalin edut ja haitat

  Analogisen signaalin etuna on, että analogisessa muodossa havaitsemme äänen korvillamme. Ja vaikka äänimerkkimme muuntaa havaitun äänivirran digitaaliseksi muotoksi ja välittää sen aivoon tässä muodossa, tiede ja tekniikka eivät ole vielä saavuttaneet mahdollisuutta yhdistää pelaajia ja muita äänilähteitä suoraan tähän muotoon. Tällaisia ​​tutkimuksia tehdään nyt aktiivisesti vammaisille, ja nautimme vain analogisesta äänestä.

Analogisen signaalin haittana on kyky tallentaa, lähettää ja toistaa signaali. Tallennettaessa magneettinauhalle tai vinyylille signaalin laatu riippuu nauhan tai vinyyliominaisuuksien ominaisuuksista. Ajan myötä nauha demagnetoituu ja tallennetun signaalin laatu heikkenee. Jokainen lukema tuhoaa vähitellen median, ja ylikirjoittaminen tuo lisää vääristymiä, joissa seuraavat mediat (nauha tai vinyyli) lisäävät lukijaa, tallentavat ja lähettävät signaalia.

Kopion tekeminen analogisesta signaalista on sama kuin valokuvan ottaminen uudelleen valokuvan kopioimiseksi.

Digitaalisen signaalin edut ja haitat

  Digitaalisen signaalin edut sisältävät tarkkuuden, kun kopioidaan ja lähetetään äänivirta, jossa alkuperäinen ei eroa kopiosta.

Suurin haittapuoli on se, että digitaalinen signaali on välivaihe ja lopullisen analogisen signaalin tarkkuus riippuu siitä, kuinka tarkat ja tarkasti ääniaalto kuvataan koordinaateilla. On aivan loogista, että mitä enemmän pisteitä on ja mitä tarkemmat koordinaatit ovat, sitä tarkempi aalto tulee. Mutta ei ole vieläkään yksimielisyyttä siitä, kuinka monta koordinaattia ja datan tarkkuutta riittää sanomaan, että signaalin digitaalinen esitys on riittävä palauttamaan analoginen signaali, joka on erotettavissa alkuperäisestä korvillamme.

Jos käytät tietomääriä, tavanomaisen analogisen äänikasetin kapasiteetti on vain noin 700-1,1 Mt, kun taas tavanomaisella CD-levyllä voi olla 700 Mt. Tämä antaa käsityksen suurkapasiteettisten kantajien tarpeesta. Tämä luo erillisen kompromissisodan, jossa on erilaisia ​​vaatimuksia kuvailevien pisteiden lukumäärälle ja koordinaattien tarkkuudelle.

Nykyään riittävän äänen aallon esitys, jonka näytteenottotaajuus on 44,1 kHz ja bittisyvyys 16 bittiä. Näytteenottotaajuudella 44,1 kHz voit palauttaa signaalin jopa 22 kHz: n taajuudella. Kuten psykoakustisista tutkimuksista käy ilmi, näytteenottotaajuuden lisäys ei ole kovin havaittavissa, mutta numerokapasiteetin lisääntyminen antaa subjektiivisen parannuksen.

Miten DAC rakentaa aallon

  DAC on digitaalinen-analoginen muunnin, joka muuntaa digitaalisen äänen analogiseksi. Tutkimme pintapuolisesti perusperiaatteet. Jos kommentit osoittavat kiinnostusta tarkemmin useiden pisteiden tarkasteluun, erillinen materiaali julkaistaan.

Multibit DAC

Aalto on usein esitetty vaiheiden muodossa, mikä johtuu ensimmäisen sukupolven monibittisen DAC R-2R: n arkkitehtuurista, joka toimii samalla tavalla kuin releen kytkin.


DAC: n tulo vastaanottaa seuraavan pystysuoran koordinaatin arvon ja vaihtaa kummankin tauon aikana virran (jännitteen) tason sopivaan tasoon seuraavaan muutokseen saakka.

Vaikka uskotaan, että henkilön korvalla ei ole enempää kuin 20 kHz, ja Nyquist-teorian mukaan on mahdollista palauttaa signaali jopa 22 kHz: iin asti, tämän signaalin laatu säilyy palautumisen jälkeen. Korkean taajuuden alueella saavutettu ”porrastettu” aalto on yleensä kaukana alkuperäisestä. Helpoin tapa päästä tilanteesta on lisätä näytteenottotaajuutta tallennuksen aikana, mutta tämä johtaa tiedoston koon merkittävään ja ei-toivottuun kasvuun.


Vaihtoehtona on keinotekoisesti lisätä näytteenottotaajuutta DAC: ssa pelaamalla väliarvoja. eli edustamme jatkuvan aallon polkua (harmaa katkoviiva), joka yhdistää sujuvasti alkuperäiset koordinaatit (punaiset pisteet) ja lisää väliviivoja tälle linjalle (tumma violetti).

Näytteenottotaajuutta nostettaessa on yleensä tarpeen lisätä bittisyvyyttä siten, että koordinaatit ovat lähempänä likiarvoa.


Välikoordinaattien ansiosta "askeleita" on mahdollista pienentää ja rakentaa aalto lähemmäksi alkuperäistä.

Kun näet taajuuden lisäämisen toiminnon 44,1: stä 192 kHz: iin soittimessa tai ulkoisessa DAC: ssa, tämä on väliyhteyskoordinaattien lisääminen eikä äänen palauttaminen tai luominen yli 20 kHz: n alueella.

Aluksi nämä olivat erilliset SRC-sirut DAC: iin, jotka sitten siirtyivät suoraan DAC-siruihin. Tänään voit löytää ratkaisuja, joissa tällainen mikropiiri on lisätty moderniin DAC: iin, tämä tehdään vaihtoehtoiseksi DAC: n sisäänrakennetuille algoritmeille ja joskus jopa paremmalle äänelle (esimerkiksi tämä tapahtuu Hidizs AP100: ssa).

Tärkein epäonnistuminen monibittisten DAC-toimialojen teollisuudessa johtui siitä, että nykyisiä tuotantoteknologioita ja laadukkaita indikaattoreita ei pystytty edelleen kehittämään teknisesti ja kustannuksia vastaavilla ominaisuuksilla varustetuilla DAC-impulsseilla. Hi-End-tuotteissa etusija annetaan kuitenkin usein vanhemmille monibittisille DAC: ille kuin uusille ratkaisuille, joilla on teknisesti parempi suorituskyky.

Pulssi DAC

70-luvun lopulla yleinen DAC-versio, joka perustui ”impulssi” -arkkitehtuuriin - “delta-sigma”, tuli yleiseksi. Pulssi-DAC-tekniikoiden tekniikka mahdollisti erittäin nopean avaimen syntymisen ja mahdollisti korkean kantoaaltotaajuuden käytön.


Signaalin amplitudi on pulssien amplitudien keskiarvo (vihreä näyttää saman amplitudin pulssit ja valkoinen näyttää koko ääniaallon).

Esimerkiksi viiden pulssin kahdeksan lyönnin sekvenssi antaa keskimääräisen amplitudin (1 + 1 + 1 + 0 + 0 + 1 + 1 + 0) / 8 = 0,625. Mitä suurempi kantoaaltotaajuus on, sitä enemmän pulsseja lasketaan tasaiseksi ja saadaan tarkempi amplitudiarvo. Tämä mahdollisti yhden bittisen äänivirran esittämisen laajalla dynaamisella alueella.

On mahdollista tehdä keskiarvoistaminen käyttäen tavanomaista analogista suodatinta ja jos tällainen pulssien sarja syötetään suoraan kaiuttimeen, niin saat äänen ulostulossa, eikä ultra-korkeita taajuuksia toisteta säteilijän suuren inertin vuoksi. Tämän periaatteen mukaan PWM-vahvistimet toimivat luokassa D, jossa pulssienergiatiheys ei synny niiden lukumäärän, vaan kunkin pulssin keston perusteella (joka on helpompi toteuttaa, mutta yksinkertaista binaarikoodia ei voida kuvata).

Multibit DAC voidaan ajatella tulostimeksi, joka pystyy soveltamaan väriä pantone-väreillä. Delta-Sigma on mustesuihkutulostin, jossa on rajoitettu värejä, mutta koska on mahdollista käyttää hyvin pieniä pisteitä (verrattuna antler-tulostimeen), pisteiden erilainen tiheys pintayksikköä kohden antaa enemmän sävyjä.


Kuvassa emme yleensä näe yksittäisiä pisteitä, koska silmän pieni resoluutio on vain keskitaso. Korva ei myöskään kuule pulsseja erikseen.


Lopulta, kun nykyiset tekniikat ovat pulssi DAC: eissa, saat aallon, joka on lähellä sitä, joka teoreettisesti tulisi saada lähentämällä välikoordinaatteja.

On huomattava, että delta-sigma-DAC: n ilmestymisen jälkeen "digitaalisen aallon" maalaus kiireellisillä vaiheilla katosi, koska joten nykyaikaisen DAC: n aalto ei ole rakennettu. oikein erillinen signaali  Rakenna pisteitä, jotka on liitetty sileään linjaan.

Ovatko pulssi-DAC: t ihanteellisia?

Mutta käytännössä kaikki ei ole pilvistä, ja on olemassa useita ongelmia ja rajoituksia.

koska Koska ylivoimainen määrä tietueita on tallennettu monibittiseen signaaliin, niin bittinen-bittinen käännös pulssisignaaliin vaatii tarpeettoman suuren kantoaaltotaajuuden, jota modernit DAC: t eivät tue.

Nykyaikaisen pulssi-DAC: n pääasiallinen tehtävä on muuntaa monibittinen signaali yhdeksi bitiksi, jolla on suhteellisen alhainen kantoaaltotaajuus datan desimoinnilla. Periaatteessa nämä algoritmit määrittävät pulssi-DAC: iden lopullisen äänenlaadun.

Suuren kantoaaltotaajuuden ongelman vähentämiseksi äänivirta on jaettu useisiin yhden bitin virtoihin, joissa kukin virta vastaa omasta purkautumisryhmästä, joka vastaa virtojen lukumäärän kantoaaltotaajuutta. Tällaisia ​​DAC: ita kutsutaan monibittiseksi delta-sigmaksi.

Nykyään pulssi-DAC: t ovat saaneet toisen tuulen NAD- ja Chord-tuotteiden suurnopeuksisissa yleiskäyttöisissä mikropiireissä, koska muunnosalgoritmit voidaan ohjelmoida joustavasti.

DSD-muodossa

  Delta-sigma-DAC: ien laajamittaisen käytön jälkeen oli melko loogista, että binaarikooditallennusmuodon ulkoasu suoraan delta-sigma-koodaukseen oli melko looginen. Tätä muotoa kutsutaan DSD: ksi (Direct Stream Digital).

Muoto ei ole saanut laajaa levitystä useista syistä. Tiedostojen muokkaaminen tässä muodossa osoittautui tarpeettoman rajoitetuksi: et voi sekoittaa virtoja, säätää äänenvoimakkuutta ja soveltaa tasoitusta. Tämä tarkoittaa, että ilman laadun heikkenemistä voit arkistoida vain analogisia tallenteita ja tuottaa kahden mikrofonin tallennuksen live-esityksistä ilman jatkokäsittelyä. Sanalla - ei oikeastaan ​​ansaitse rahaa.

Piratismin torjunnassa tietokoneita ei tuettu (eikä niitä vielä tueta) SA-CD-muotoisia levyjä, jotka eivät salli niiden kopiointia. Ei kopioita - ei laajaa yleisöä. DSD-äänisisältöä voi pelata vain erilliseltä SA-CD-soittimelta omalta levyltä. Jos on olemassa SPDIF-standardi PCM-formaatille digitaalista tiedonsiirtoa varten lähteestä erilliseen DAC: iin, DSD-muotoa varten ei ole standardia ja SA-CD-levyjen ensimmäiset piraattikopiot digitoitiin SA-CD-soittimien analogisista lähdöistä (vaikka tilanne näyttää typerältä, mutta jotkin tietueet julkaistiin vain SA-CD: llä, tai sama tallennus Audio-CD: llä tehtiin erityisesti huonosti SA-CD: n mainostamiseen.

Kääntökohta tapahtui SONY-pelikonsolien vapauttamisessa, jolloin SA-CD-levy kopioitiin automaattisesti konsolin kiintolevylle ennen toistoa. Tätä käytti DSD-faneja. Merirosvotallenteiden esiintyminen on kannustanut markkinoita vapauttamaan erilliset DAC: t DSD-virran toistamiseen. Useimmat ulkoiset DSD-yhteensopivat D / A-muuntimet tukevat USB-tiedonsiirtoa DoP-muodossa käyttämällä erillistä digitaalista signaalikoodausta SPDIF: n kautta.

DSD: n kantoaaltotaajuudet ovat suhteellisen pieniä, 2,8 ja 5,6 MHz, mutta tämä äänivirta ei vaadi datan lävistystä ja on melko kilpailukykyinen korkean resoluution formaattien, kuten DVD-Audio, kanssa.

Kysymykseen, joka on parempi, DSP: llä tai PCM: llä ei ole selvää vastausta. Kaikkien DAC-ohjelmien toteutuksen laatu ja äänen tuottajan kyky lopullista tiedostoa tallennettaessa on laadullista.

Yleinen johtopäätös

  Analoginen ääni on se, mitä me kuulemme ja havaitsemme ympärillämme olevan maailman silmissä. Digitaalinen ääni on joukko koordinaatteja, jotka kuvaavat ääniaalloa ja joita emme voi suoraan kuulla ilman analogista signaalia.

Analogista signaalia, joka on tallennettu suoraan äänikasettiin tai vinyyliin, ei voi korvata ilman laadun heikkenemistä, kun taas digitaalisen esityksen aalto voidaan kopioida vähän kerrallaan.

Digitaaliset tallennusmuodot ovat vakiintunut kompromissi koordinaattien tarkkuuden ja tiedoston koon välillä ja mikä tahansa digitaalinen signaali on vain arvio alkuperäisestä analogisesta signaalista. Digitaalisen signaalin tallennus- ja toistotekniikan eri tasot ja analogisen signaalin tallennus tarjoavat kuitenkin enemmän etuja signaalin digitaaliseen esitykseen, joka on samanlainen kuin digitaalikamera elokuvakameraan verrattuna.

Liittyvät julkaisut