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30数字音频技术(第6版)
络转换之前使用一个过采样滤波器时,转换器对随机(白色相时基抖动的灵敏度的
降将正比于过采样比率。例如
两倍过采样D/A转换器在音频带内对时基抖动的灵敏度将是
倍过采样D/A转换器的4倍。不过,低频相关的时基抖动不能由过采样来减少第18章将要详细讨论的Σ-△D/A转换器可以对时钟时基抖动非常敏感,也可以不特敏感,这取决于它们的具体架构。当输出的是一个真正的1bit信号时,时基抖动脉冲具有恒定的幅度。在把1bit转换器的输出施加到一个连续时间滤波器上时,随机时基抖动是与信号无关的,并且事实上即使没有信号出现时,时基抖动脉冲也会被输出。为了在一个使用连续时间滤波器的1bit转换器上实现16bit的噪声性能,需要低于20ps的峰值时基抖动水平。正如罗伯特·亚当斯(Robert adams)提到的那样,这是因为相位调制引起了带外的经过整形的超声噪声被折叠回音频频带,增大了带内的噪声电平。这在大多数转换器中是可以避免的。一些1bit转换器使用了开关电容(离散时间)输出滤波器,因为开关电容将会下降到一个输出值上,而不管时钟的边沿何时出现,所以它本身就对时基抖动较不敏感类转换器的时基抖动性能与工作在同样的过采样频率上的梯形电阻网络转换器的性能类以。不过,为了实
,这个开关电容电路必须移除全部带外噪声。一般来说,多比特转换器比真正的1bit转换器更不容易受到时基抖动的影响。因为多比特转换器使用了多量化级,超声量化噪声会更少,用来给∑-△调制器生成定时的时钟上的相位误差所能产生的影响也更
音响发烧友有时侯会提到各种不同类型的数字线缆之间在听觉上的差异。这可能要归因于D/A转换器的设计不足以从输入比特流中恢复出一个均一稳定的时钟。但是设计良
好的带有稳定时钟的D/A转换器将不会受到上游数字信号通路中的各种变动的影响,只要数据值本身没有被改
时基抖动必须在音频数字化链路中的每一级都被控制。虽然设计者必须具体测量他们电路中的时钟时基抖动,但传统的模拟测量--比如总谐波失真加噪声(TH和频谱分析
仍旧可以用来评价输出信号的质量,并且这种评价将包含由时基抖动产生的影响。例如,如果在20kHz0dB处测得的THD+N不大于在1kHz测得的THD+N,则转换器中的时基抖动并不显著。的确,THD+N这类测量要比时基抖动测量本身更适合评估时基抖动产生的影响。如前所述,如果接收电路能无差错地恢复出数据信号,那么接口时基抖动就不是考虑因素。这就是为什么数据可以很容易被复制且不会因为时基抖动而劣化。不过,因为采样时基抖动,A D转换器必须被准确地定时,而且时钟恢复在D/A转换之前是重要的。
在一个设计良好的高质量音频设备中,时基抖动并不会表现出严重的缺陷。在rms为1ns的时基抖动下,对一个满刻度的20k忆z正弦波,失真将为-81dBFS,而对于4kz正弦波则为
-95dBFS。对于更低的频率,失真会更低,可闻度的阈值更高,因此在正常的听音水平下,时