|
ZX Hard
#02
28 октября 1999 |
|
Цифровой звук - DIGITAL SOUND: ЦАП: метод динамического разделения каналов.
──────────────────────────────────────── ЦАП: метод динамического разделения каналов ──────────────────────────────────────── (c)VTS'98-99 Не знаю, как ЭТО называется по-научно- му, и называется ли вообще ;). А я буду называть сей способ Методом Динамического Разделения Каналов (МДРК), благо придумал я его самостоятельно. Итак, сейчас я расскажу как с одного ЦАП'а вытащить побольше каналов. ┌────┐ ┌────┐ ┌────┐ │RG >│ │ЦАП>│ │ │ │ ─┼──── A D ═╡ ╞════╡ ├─┤ >─┐│ │ ─┼──── B 0-7═╡8bit╞════╡8bit│ │/ ││ │ ─┼──── C │ │ │ │ ││ ┼ ─┼──── D A ├────┤ └────┘ └┼─┘ │ 0-1═╡2bit╞═══╗ ├────┤ └─┬──┘ ╚════════════╡ADR │ WR │ 2-5M └────┘ ЦАП───┘ ┌─══─┐ │ │ ──┐ 2-5M ││ │ ┤ и так A(BCD)──┬─══──┴o >─┴──>A(BCD) ┤ ╪ ┌┤/ высокооммый ┤ 4 раза ┴ ┴ усилитель ┤ запоминающий ┤(A,B,C,D) конденсатор ──┘ Итак, обычно на каждом канале стоит свой запоминающий цифровой регистр, далее ЦАП и выход канала. Но можно сделать иначе - перенести запоминающий элемент в анало- говую часть, где он представляет из себя простой конденсатор. При этом понадобится только один регистр, один ЦАП, аналоговый ключ (аналог вывода стробирования у ре- гистра) на каждом канале и сам конденса- тор. Но тут есть свои проблемы. Во-первых, за счет утечки будет происходить разрядка конденсатора. Поэтому он должен иметь ка- чественный диэлектрик и подключаться к вы- сокоомному усилителю. Кроме того, нужна регенерация. Во-вторых, инерционность кон- денсатора проявлятся не только при разря- де, но и при заряде. Т.е. нужно обеспечить min сопротивление цепи заряда - в первую очередь это касается аналоговых ключей. А чтобы увеличить время заряда, будем ис- пользовать не длительность строба записи в порт (iorq,wr), как для цифрового регист- ра, а весь промежуток между командами OUT в канал. Для этих целей необходимо на вхо- де защелкивать данные для ЦАП и адрес ка- нала, которому эти данные предназначаются. А теперь опустимся на грешную землю и немного посчитаем. Итак, сопротивление цепи заряда - по- рядка 250 Ом (питание ключей 10-15v), min время заряда t1. Сопротивление утечки при- мем 5 МОм, время разряда t2. Емкость кон- денсатора C. Погрешность установки напря- жений - 3% (фактически - max возможный уровень шума от метода ДМРК). Формула заряда конденсатора: U = E*(1-e^(-t/т)) (1) Формула разряда: U = Uo*e^(-t/т) (2) где U - напряжение на конденсаторе, E - ЭДС источника тока, Uo - начальное напряжение на конденса- торе, e=2.718... - основание натуральных ло- гарифмов, т=RC - постоянная времени, t - время заряда (разряда) - аргумент функциии. Отсюда имеем следующее: Для заряда: т = t/(-ln Q) (3) Для разряда: т = t/(-ln(1-Q)) (4) где t - время заряда (разряда), Q - погрешность установки (сохранения) напряжения. имеем: т1 = R1*C = 250*C ;заряд т2 = R2*C = 5e+6 *C ;разряд т2/т1 = R2*C/R1*C = R2/R1 = 20000 Q=0.03 -ln Q = -lnO.03 = 3.5 -ln(1-Q) = -lnO.97 = 0.03 можно также записать: т2/т1 = (t2/0.03)/(t1/3.5) = = (t2/t1)*117 но т2/т1 = 20000: t2/t1 = 20000/117 = 171 т.е. для нормальной работы с указанной погрешностью и указанными сопротивлениями заряда/разряда, время разряда должно быть в 171 раза больше времени заряда. Зададимся конкретными значениями. Итак, min время заряда равно времени между двумя подряд идущими командами OUT, т.е. 11 тактов CPU. В турбе 7 МГц, в худшем случае, с коротким IORQ, это время равно 11*0.14 = 1.5Чмкс. Тогда max время разря- да, т.е. период регенерации будет равен 1.54*171 = 263 мкс, отсюда min частота ре- генерации 3.8кГц. В случае digital sound это и есть min частота дискретизации. Реально время заряда будет больше (за- чем ставить подряд OUT'ы ?), а период ре- генерации - меньше (для сэмплов на 8кГц - 12Smkc). Это позволяет уменьшить Q, т.е. улучшить качество. Для расчета емкости нужно посчитать т1 либо т2. Например, из формулы (3): т1 = t1/(-ln Q) = 1.54/3.5 = 0.ЧЧмкс, т.е. 4.4e-7 сек. Отсюда: C = т1/R1 = 4.4e-7/250 = 1.76e-9 Ф, т.е. 1760 пФ... p.s.: Есть, онако, способ свести шу- мы этого метода практически на нет. Я пока не буду рассказывать, может кто сам догадается ;) Схемка будет, конечно, сложнее, однако все равно проще класси- ческой.
Другие статьи номера:
Похожие статьи:
В этот день... 25 апреля