Quel est le principal matériel utilisé dans le processus d'échantillonnage et de quantification audio numérique ?

Le matériel principal est un convertisseur de signal analogique en signal numérique (convertisseur A/D). Le convertisseur A/D, également appelé convertisseur analogique-numérique, fait référence à un composant électronique qui convertit les signaux analogiques en signaux numériques. La fonction de la conversion A/D est de convertir des quantités analogiques continues dans le temps et continues en amplitude en signaux numériques discrets en temps et discrets en amplitude. Par conséquent, la conversion A/D passe généralement par quatre processus : échantillonnage, maintien, quantification et codage.

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Le principal convertisseur matériel analogique-numérique utilisé dans le processus d'échantillonnage et de quantification audio numérique, c'est-à-dire le convertisseur de signal analogique en signal numérique (convertisseur A/D).

Le circuit qui convertit les signaux analogiques en signaux numériques est appelé convertisseur analogique-numérique, ou convertisseur analogique-numérique, appelé convertisseur A/D (ou ADC). La conversion consiste à convertir la continuité temporelle et l'amplitude. Les quantités analogiques continues sont converties en signaux numériques avec un temps discret et une amplitude discrète. Par conséquent, la conversion A/D passe généralement par quatre processus : l'échantillonnage, le maintien, la quantification et le codage. Dans les circuits réels, certains de ces processus sont combinés. Par exemple, l'échantillonnage et le maintien, la quantification et le codage sont souvent mis en œuvre simultanément pendant le processus de conversion.

Principe de base

Le principe de base de ce convertisseur est d'échantillonner le signal analogique d'entrée à des intervalles de temps spécifiés et de le comparer avec une série de signaux numériques standard jusqu'à ce que les deux signaux soient égaux. Ensuite, le nombre binaire représentant ce signal est affiché. Il existe de nombreux types de convertisseurs analogique-numérique, tels que directs, indirects, haute vitesse et haute précision, ultra haute vitesse, etc. Chacun a de nombreuses formes. La fonction opposée du convertisseur analogique-numérique est appelée « convertisseur numérique-analogique », également connu sous le nom de « décodeur ». Il s'agit d'un appareil qui convertit des quantités numériques en quantités analogiques changeant continuellement. formes.

Étapes de conversion analogique-numérique

La conversion analogique-numérique passe généralement par les étapes d'échantillonnage, de quantification et d'encodage.

L'échantillonnage fait référence au remplacement du signal continu dans le temps d'origine par une séquence d'échantillons de signal à certains intervalles, c'est-à-dire la discrétisation du signal analogique dans le temps.

La quantification consiste à utiliser un nombre limité de valeurs d'amplitude pour se rapprocher de la valeur d'amplitude originale en constante évolution et à modifier l'amplitude continue du signal analogique en un nombre limité de valeurs discrètes avec certains intervalles.

Le codage suit certaines règles pour représenter la valeur quantifiée sous forme de nombre binaire, puis la convertit en un flux de signal numérique binaire ou à valeurs multiples. Le signal numérique obtenu de cette manière peut être transmis via des lignes numériques telles que des câbles, des lignes principales micro-ondes et des canaux satellite. Classification

Il existe de nombreux types de convertisseurs analogique-numérique selon différents principes de fonctionnement. divisé en ADC indirect et ADC direct.

L'ADC indirect convertit d'abord la tension analogique d'entrée en temps ou en fréquence, puis convertit ces quantités intermédiaires en quantités numériques. Les ADC à double intégration sont couramment utilisés dans lesquels la quantité intermédiaire est le temps.

ADC de comparaison parallèle : étant donné que l'ADC de comparaison parallèle utilise une comparaison parallèle simultanée de chaque grandeur, chaque code de sortie est également généré en parallèle en même temps, de sorte que la vitesse de conversion rapide est son avantage exceptionnel en même temps, la vitesse de conversion. n'a rien à voir avec le nombre de bits de code de sortie. Les inconvénients de l'ADC à comparaison parallèle sont un coût élevé et une consommation d'énergie élevée. Par conséquent, cet ADC convient aux applications nécessitant une vitesse élevée et une faible résolution.

ADC d'approximation successive : L'ADC d'approximation successive est un autre ADC direct. Il génère également une série de tensions de comparaison VR, mais contrairement à l'ADC de comparaison parallèle, il génère des tensions de comparaison une par une et les compare avec la tension d'entrée une par une. La conversion numérique-vers-numérique est effectuée de manière graduelle. L'ADC d'approximation successive doit comparer bit par bit pour chaque conversion et nécessite (n+1) impulsions de battement pour se terminer, de sorte que sa vitesse de conversion est plus lente que l'ADC de comparaison parallèle et beaucoup plus rapide que l'ADC double intégrale. Appareils ADC rapides. De plus, lorsqu'il y a de nombreux chiffres, il nécessite beaucoup moins de composants que le type à comparaison parallèle, c'est donc l'ADC intégré le plus largement utilisé.

ADC à double intégration : Il s'agit d'un ADC indirect. Il intègre d'abord la tension d'échantillonnage d'entrée et la tension de référence deux fois pour obtenir un intervalle de temps proportionnel à la valeur moyenne de la tension d'échantillonnage. Le compteur est utilisé pour comparer les comptes d'impulsions d'horloge (CP) standard, et le résultat du comptage émis par le compteur est la quantité numérique correspondante. Les avantages de l'ADC à double intégration sont une forte capacité anti-interférence, une bonne stabilité et une conversion analogique-numérique de haute précision. Le principal inconvénient est la faible vitesse de conversion, de sorte que ce type de convertisseur est principalement utilisé dans les instruments qui nécessitent une grande précision mais une faible vitesse de conversion, tels que les voltmètres CC numériques de haute précision à plusieurs chiffres.

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