1.4. Структура цифровой системы записи-воспроизведения звука на основе оптического компакт-диска
В заключение этого раздела приведем структурную схему реального ЭПУ – системы цифровой передачи звука (например цифровая система записи-воспроизведения на/с оптический компакт диск) [10].
П
ринцип,
на котором базируется способ передачи
звуковых сигналов в цифровой форме,
состоит в том, что полное
воспроизведение
любого сигнала на стороне приема возможно
и в том случае, когда передается не весь
сигнал, а лишь периодически выделяемые
из него отсчеты. Очевидное техническое
достоинство такого способа передачи
ничтожное влияние внешних помех на
полученные в результате преобразования
импульсные сигналы. Обработка цифровых
сигналов проводится устройствами, легко
поддающимися интеграции и обладающими
высокой временной стабильностью свойств.
Обобщенная структурная схема системы цифровой звукопередачи показана на рис. 1.25. Аналоговый (непрерывный во времени) сигнал источника подается на фильтр, ограничивающий его частотную полосу. Затем из аналогового сигнала с помощью схемы выборки хранения выделяются отсчеты, т.е. производится квантование сигнала во времени. Далее сигнал поступает на АЦП, который преобразует амплитуду каждого отсчета в закодированные числа. Они и представляют собой цифровые сигналы, дискретные во времени и по величине. Для защиты от возможных ошибок, а также для согласования с параметрами канала передачи цифровой сигнал, как правило, перекодируется путем введения контрольных символов (избыточность). На приемной стороне с помощью ЦАП вырабатывается сигнал, амплитуда которого в каждый момент времени соответствует амплитуде отсчета на стороне передачи. Наконец, сигнал подается на фильтр НЧ, который позволяет восстановить непрерывный во времени (аналоговый) сигнал.
2. Цифроаналоговые преобразователи (цап)
П
ри
построении устройств, связывающих ЭВМ
с объектами, использующими информацию
в непрерывной форме, требуется
преобразование информации из цифровой
формы в аналоговую (непрерывную) и из
аналоговой в цифровую (см. рис. 2.1.).
Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП)
широко используется там, где необходимо
с помощью цифровой информации, выдаваемой
ЭВМ, управлять аналоговыми устройствами,
например, осуществлять перемещения
клапана, пропорциональные рассчитанному
значению цифрового сигнала. Кроме того,
ЦАП используются в составе аналого-цифровых
преобразователей (АЦП) для формирования
опорного аналогового сигнала (тока или
напряжения), с которым сравнивается
преобразуемый сигнал (см. ниже АЦП).
Рассмотрим сначала цифро-аналоговое преобразование, поскольку оно проще с точки зрения принципа действия и способа построения, и, кроме того, ЦАП иногда на практике используются как компоненты аналого-цифровых преобразователей (АЦП).
Рис. 2.2. Классификация ЦАП
Цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) называется устройство, осуществляющее автоматическое преобразование входных значений, представленных числовыми кодами в эквивалентные им значения какой-нибудь физической величины (напряжения, тока). Преобразование обеспечивает соответствие между входным числовым значением N, и ее аналоговым эквивалентом x(t). Количественная связь для любого момента времени t, определяется соотношением х(t)=Ntix±xi, где x — шаг квантования по уровню (аналоговый эквивалент единицы младшего разряда кода); xi - погрешность преобразования.
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) предназначен для преобразования числа, определенного, как правило, в виде двоичного кода, в напряжение или ток, пропорциональные значению цифрового кода. Схемотехника цифро-аналоговых преобразователей весьма разнообразна. На рис. 2.2 представлена классификационная схема ЦАП по схемотехническим признакам. Кроме этого, ИМС цифро-аналоговых преобразователей классифицируются по следующим признакам:
По виду выходного сигнала: с токовым выходом и выходом в виде напряжения
По типу цифрового интерфейса: с последовательным вводом и с параллельным вводом входного кода
По числу ЦАП на кристалле: одноканальные и многоканальные
По быстродействию: умеренного и высокого быстродействия