디지털 오디오 샘플링 및 양자화 프로세스에 사용되는 주요 하드웨어는 무엇입니까?

주요 하드웨어는 아날로그 신호-디지털 신호 변환기(A/D 변환기)입니다. A/D 변환기는 아날로그-디지털 변환기라고도 하며, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 전자 부품을 말합니다. A/D 변환의 기능은 시간적으로 연속적이고 진폭이 연속적인 아날로그 양을 시간적으로 이산적이고 진폭이 이산적인 디지털 신호로 변환하는 것입니다. 따라서 A/D 변환은 일반적으로 샘플링, 유지, 양자화 및 인코딩.

이 튜토리얼의 운영 환경: Windows 7 시스템, Dell G3 컴퓨터.

디지털 오디오 샘플링 및 양자화 프로세스에 사용되는 주요 하드웨어 아날로그-디지털 변환기, 즉 아날로그 신호-디지털 신호 변환기(A/D 변환기)입니다.

아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로를 아날로그-디지털 변환기, 또는 아날로그-디지털 변환기라고 하며 A/D 변환기(또는 ADC)라고 합니다. 변환은 시간 연속성, 진폭을 변환하는 것입니다. 연속적인 아날로그 양은 이산 시간과 이산 진폭을 갖는 디지털 신호로 변환됩니다. 따라서 A/D 변환은 일반적으로 샘플링, 유지, 양자화 및 인코딩의 네 가지 프로세스를 거칩니다. 실제 회로에서는 이러한 프로세스 중 일부가 결합됩니다. 예를 들어 샘플링 및 홀딩, 양자화 및 인코딩은 변환 프로세스 중에 동시에 구현되는 경우가 많습니다.

기본 원리

이 변환기의 기본 원리는 입력 아날로그 신호를 지정된 시간 간격으로 샘플링하고 이를 일련의 표준 디지털 신호와 비교하는 것입니다. 두 신호가 동일해질 때까지. 그러면 이 신호를 나타내는 이진수가 표시됩니다. 직접, 간접, 고속 및 고정밀, 초고속 등 다양한 유형의 아날로그-디지털 변환기가 있습니다. 각각은 다양한 형태를 가지고 있습니다. 아날로그-디지털 변환기의 반대 기능은 "디지털-아날로그 변환기"라고도 하며, 디지털 양을 지속적으로 변화하는 아날로그 양으로 변환하는 장치입니다. 형태.

아날로그에서 디지털로의 변환 단계

아날로그에서 디지털로의 변환은 일반적으로 샘플링, 양자화, 인코딩 단계를 거칩니다.

샘플링은 원래의 시간 연속 신호를 특정 간격의 신호 샘플 시퀀스로 대체하는 것, 즉 아날로그 신호를 시간에 따라 이산화하는 것을 의미합니다.

양자화는 제한된 수의 진폭 값을 사용하여 연속적으로 변하는 원래의 진폭 값에 근접하고, 아날로그 신호의 연속 진폭을 일정한 간격을 두고 제한된 수의 이산 값으로 변경하는 것입니다.

인코딩은 특정 규칙에 따라 양자화된 값을 이진수로 표현한 다음 이를 이진수 또는 다중 값 디지털 신호 스트림으로 변환합니다. 이렇게 얻은 디지털 신호는 케이블, 전자레인지 간선, 위성 채널 등의 디지털 회선을 통해 전송될 수 있습니다. 분류

아날로그-디지털 변환기에는 다양한 작동 원리에 따라 여러 가지 유형이 있습니다. 간접 ADC와 직접 ADC로 구분됩니다.

간접 ADC는 먼저 입력 아날로그 전압을 시간 또는 주파수로 변환한 다음 이러한 중간량을 디지털 수량으로 변환하는 데 일반적으로 사용되는 것은 중간량이 시간인 이중 적분 ADC입니다.

병렬 비교 ADC: 병렬 비교 ADC는 다양한 크기의 동시 병렬 비교를 사용하므로 각 출력 코드도 동시에 병렬로 생성되므로 빠른 변환 속도가 동시에 변환 속도가 뛰어난 장점입니다. 출력 코드 비트 수와는 아무런 관련이 없습니다. 병렬 비교 ADC의 단점은 높은 비용과 높은 전력 소비입니다. 따라서 이 ADC는 고속 및 저해상도가 요구되는 애플리케이션에 적합합니다.

성공 근사 ADC: 연속 근사 ADC는 또 다른 직접 ADC로 일련의 비교 전압 VR을 생성하지만 병렬 비교 ADC와 달리 비교 전압을 하나씩 생성하여 입력 전압과 하나씩 비교합니다. -디지털 변환은 점진적인 근사 방식으로 수행됩니다. 연속 근사 ADC는 각 변환을 비트 단위로 비교해야 하며 완료하려면 (n+1) 비트 펄스가 필요하므로 변환 속도는 병렬 비교 ADC보다 느리고 이중 적분 ADC보다 훨씬 빠릅니다. 빠른 ADC 장치. 또한 자릿수가 많은 경우에는 병렬 비교 방식에 비해 훨씬 적은 부품이 필요하므로 가장 널리 사용되는 통합 ADC입니다.

이중 적분 ADC: 먼저 입력 샘플링 전압과 기준 전압을 두 번 적분하여 샘플링 전압의 평균값에 비례하는 시간 간격을 얻습니다. 동시에 이 시간 간격 내에서 카운터는 표준 클럭 펄스(CP) 카운트를 비교하는 데 사용되며 카운터에 의해 출력되는 카운팅 결과는 해당 디지털 수량입니다. 이중 일체형 ADC의 장점은 강력한 간섭 방지 기능과 고정밀 아날로그-디지털 변환이 가능하다는 점입니다. 가장 큰 단점은 변환 속도가 느리기 때문에 이러한 종류의 변환기는 주로 다중 자리 고정밀 디지털 DC 전압계와 같이 높은 정확도를 요구하지만 변환 속도가 낮은 계측기에 사용됩니다.

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