Джиттер (или фазовый шум цифрового сигнала) – временнАя нестабильность цифровых сигналов, вследствие которой изменение логического уровня сигнала происходит не в строго определенные моменты времени t, а с некоторым опережением или запаздыванием. Для упрощения понимания данного процесса, на
рисунке №8 изображены: сигнал, содержащий джиттер 1 и абсолютно безджиттерный 2 (теоретически недостижимый). В цифровой аудиотехнике джиттер выражается в пс (пикосекундах).
Допустимая величина джиттера при цифро-аналоговом преобразовании, приводящая к ошибке в 1 МЗР, для стандарта CDDA составляет 110 пс. Для сигнала с той же частотой дискретизации, но 20-и разрядного (вспоминаем об увеличение разрядности при цифровой фильтрации), предельная величина джиттера будет уже 7 пс! В подавляющем большинстве промышленных аппаратов и компьютерных звуковых картах величина джиттера может превышать значение в 200 – 300 пс. При этом нам гарантируется полноценная работа с форматом 24 бита 96 кГц и даже 192 кГц. Работать-то устройство будет, но никаких 48 кГц в звуковом диапазоне мы не получим, и тем более не получим динамический диапазон, соответствующий 24 разрядам, и виной этому не только джиттер, но и сами микросхемы ЦАП, о чем уже было сказано выше.
Рисунок №8
Джиттер оказывает пагубное влияние при процессе преобразования сигнала из цифровой формы в аналоговую. То есть, малая величина джиттера цифровых сигналов важна только для работы микросхем ЦАП. Связано это с тем, что микросхема ЦАП формирует на своем выходе дискретный аналоговый сигнал по команде цифрового сигнала, и если последний нестабилен по времени, на выходе ЦАП ступени дискретного аналогового сигнала будут формироваться также нестабильно. Для наглядности,
на рисунке №9 изображены два синусоидальных аналоговых сигнала: верхний – чистая синусоида, нижний – сигнал с выхода ЦАП, у которого цифровые входные сигналы подвержены влиянию джиттера достаточно большой величины.
Как можно видеть, сформированный сигнал приобретает вид зашумленной синусоиды. Образующийся в плохих цифровых источниках такой шум, способен замаскировать сигналы с очень малыми уровнями, ограничив снизу динамический диапазон и увеличив искажения. Конечно, на рисунке уровень шума сильно завышен, реальный несколько меньше и выглядит несколько иначе, но такое представление хорошо показывает «работу» джиттера, к тому же, в реальных условиях, на малых уровнях сигнала вполне возможно наблюдать похожую картину.
Рисунок №9
Если же рассматривать влияние джиттера на процесс формирования аналогового сигнала за какой-то один временной интервал, то картина складывается примерно такая, как показано на
рисунке №10. Красным цветом показан сигнал, сформированный преобразователем при влиянии джиттера, синим – идеальный дискретный сигнал. Если проанализировать последующие аналогичные временнЫе интервалы, то картина в обязательном порядке будет изменяться, и ступени аналогового дискретного сигнала каждый раз будут сформированы с другими задержками/опережениями относительно идеального сигнала. Это более подробно описывает возникновение того шумового эффекта, который можно наблюдать на рисунке №9.
Рисунок №10
Неидентичные по ширине и высоте ступеньки, которые можно наблюдать на
рисунке №10, напоминают нелинейную передаточную характеристику ЦАП. То есть, слишком большая величина джиттера ухудшает линейность ЦАП со всеми вытекающими последствиями.
В следующей части (практической) я постараюсь рассказать о достойных кандидатах среди микросхем для изготовления DAC и показать на примерах, как различные узлы стыкуются друг с другом, а также затронуть тему интерфейсов между транспортом и преобразователем.
Взято с
http://misterion.by.ru/pub/dac.shtm
Загрузить статью: