数字音频技术(第6版) 87

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　　6o数字音频技术（第6版
　　本质上，AD转换器必须对被采样的输入信号进行检查，确定与样本的数值最接近的量化级，并输出分配给该量化级的二进制代码--所有务要在一个采样周期（对于48
　　kHz的采样频率来说是20us）内完成。所需的精度要求是相当高的：对于16bit的精度来要达到15/1000000，18bit的精度要达到4/1000000，而20bit的精度则要达到1/1000000在传统的AD设计中，输入模拟电压与反馈环路中的可变参考电压相比较，从而确定输出的数字代码，这就是所谓的逐次渐进法。本章将对更常见的过采样AD转换进行概括总结，并在第18章对这种方法进行更详细地讨论。
　　AD转换器必须为每个音频采样点完成一整套转换。并且，它产生的数字代码必须能准确地表示输入电压。在16bit逐次渐进转换器中，65536个量化分度必须在整个幅度范围内全等间隔排列，所以即使是所得结果中的最低有效比特也是有意义。因此，转换速度和转换精度对于一个AD转换器来说是主要的规格要求。当然，任何AD转换器都会有一个±1的误差，这是量化过程本身固有的局限，并且还必须施加抖动。
　　转换时间是指AD转换器输出一个数字代码所需的时间，它必须小于一个采样周期。由于存在建立时间或传播时间上的误差，因此有时候从一个采样点到另一个采样点实现准确的转换是困难的，完成一个转换的结果可能会影响转换。如果转换器的输入从电压A移
　　动到B，随后又从C移动回
　　B所对应的数字输出可能是不同的，因为设备不能正确地为
　　量做好准备。显然，对转换速度的要求越高，动态误差就会变得越严重。实际中低噪声和低失真所需要的转换速度是可以实现的。事实上，很多AD转换器能同时处理两个波形，可以在左、右声道之间轮流交替。其他转换器可以处理5.1声道的输入音频信号。
　　已经有很多具体的技术规格用来评价AD转换器准确性方面的性能。幅度线性度比较的是输出与输入之间的线性度。理想情况下，输出值应该总是与相应的输入值精确对应，不管是什么电平值。为了进行这项测试，需要为转换器输入一系列幅度逐渐衰减的单音，或是逐渐衰减至零的单音。这个单音加入了矩形概率密度函数的抖动。设备增益与输入信号电之间的关系图展示了实际响应与理论上的平直（线性）响应之间的任何偏离。
　　积分线性度（ntegral| Linearity，|NL）测量的是AD转换器输出的"准直描述了
　　各个转换电压点，在这些模拟输入电压点处数字输出会从一个代码变为另一个代码。积分线性度还指明了这些转换电压与穿过它们绘制的一条直线有多接近。换句话说，积分线性度决了在转换器电压范围内的任意一个电平上，真实的比特转换与理想的转换值之间的偏离
　　。图39A所示为积分线性度。测出积分线性度后，还要在转换器的整个输出范围内绘出条参考直线。积分线性度是最重要的AD技术指标，并且它是不可调节的nbit的转
　　换器并不是一个真正的nbit转换器，除非它能保证至少达到±1/2LSB的积分线性度。图39A所示转换器具有±1/4LSB的积分线性度