Przetworniki

Tabela :Konwertery sigma-delta używane obecnie

Pasmo
sygnału
(f

B

)

Częstotliwość
próbkowania
(f

s

)

OSR
(f

s

/2f

B

)

Ostateczne
rozwiązanie
(# bits)

Struktura
modulatora

Wewnętrzny
układ
kwantujący

Zastosowanie Odniesienie

492Hz

128kHz

128 20 4

rzędu

1 bit

[55]

500Hz

128kHz

128 20 4

rzędu

1 bit

sejsmiczne

[56]

4kHz 4MHz 500 13

1 rzędu

1 bit

mowa

[57]

4kHz

1,024MHz

128

13 2

rzędu

1 bit

mowa

[58]

20.5kHz 5,25MHz 128

16 2

rzędu 4

bity audio [30]

24kHz 6,144MHz

128

18 4

rzędu 4

bity audio [59]

24kHz 3,072MHz 64

16 2

rzędu

1 bit

audio

[60]

25kHz 6,4MHz 128

17 2-1 kaskada

1 bit

audio

[39]

40kHz

10,24MHz

128

14 2

rzędu

1 bit

ISDN

[16]

40kHz 2,56MHz 32

13 2-1 kaskada

1bit ISDN [37]

100kHz 3,25MHz 16

15

2-2-2 kaskada

3 poziom

cyfrowe radio

komórkowe

[61]

160kHz 20,48MHz 24

16 2-1 kaskada

1 bit

-

[38]

Rysunek nr.1

z

-1

FDP

D

DAC

x[n]

u[n]

e[n]

y

a

[n]

v[n]

y[n]

w[n]

--

Dyskreny integrator czasu

Uklad kwantujący

Cyfrowy decymator

Cyfrowe przetwarzanie sygnału

Modulator Pierwszego Rzędu Sigma Delta

Próbkowanie danych (dyskretyzacja czasu) analogowe przetwarzanie sygnału

Rysunek nr.2

Rysunek nr.3

DAC

z

-1

z

-1

x[n]

u

1

[n]

v

1

[n]

u

2

[n]

v

2

[n]

e[n]

y[n]

Dyskretny integrator czasu

Dyskretny integrator czasu

Modulator drugiego rzędu sigma delta

Kwantyzer

DAC

I

0

(z)

I

3

(z)

I

2

(z)

I

1

(z)

x[n]

s

0

s

1

s

2

s

3

a

0

a

1

a

2

a

3

n

0

n

1

e[n]

y[n]

Topologia modulatora czwartego rzędu

Wielkość widma w skali liniowej. Dla kompresji typu PCM NTF, która ma

jednostkowe wzmocnienie. Dla modulatorów pierwszego, drugiego i trzeciego rzędu

sigma-delta.

Wielkość widma w dB. NTF dla modulatorów pierwszego, drugiego i trzeciego rzędu

sigma-delta.

0,4

0,45

3

2

1

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,5

Unormowana częstotliwość do fs

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

1- Pierwszego rzędu NTF
2- Drugiego rzędu NTF
3- Trzeciego rzędu NTF

Wielk

o

ść

widma (dB

)

0,1

0,4

0,45

0,05

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,5

1

2

3

4

5

6

7

8

Unormowana częstotliwość do fs

Wi

el

ko

ść

wid

m

a

Pierwszego rzędu NTF

Drugiego rzędu NTF

Trzeciego rzędu NTF

Symulacja dla modulatora drugiego rzędu w paśmie SNR amplitudy wyjściowej

sinusoidy

Symulacja modulatora drugiego rzędu. Moc widma dla modulatora przed wyjściem

dyskryminatora.

-20

-10

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

Amplituda sinusoidy (dB)

W pa

śm

ie

SNR (

dB)

5

10

15

20

25

30

35

40

-200

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0

Częstotliwość (kHz)

dB/bi

n