Динамический диапазон для цифро-аналоговых преобразователей

       

Динамический диапазон для цифро-аналоговых преобразователей
Динамический диапазон для цифро-аналоговых преобразователей несколько отличается по своей сути от динамического диапазона усилителя.

Для усилителя – это отношение максимального уровня сигнала на выходе при предельно допустимых искажениях к собственному уровню шумов усилителя без подачи сигнала. Для усилителя параметр сигнал/шум и динамический диапазон является одним и тем же. Более того, говоря о динамическом диапазоне усилителя, мы оцениваем, насколько большой диапазон усилитель развивает над уровнем своих шумов. У ЦАП-ов максимум сигнала фиксирован (0 dBFS) и уменьшается до собственного уровня шумов и мы оцениваем, насколько низок уровень шума. В усилителе идет оценка от меньшего к большему, а в ЦАП наоборот.

Динамический диапазон для ЦАП-ов является отношением максимального уровня сигнала (0 dBFS) к уровню шумов, измеренных при подаче сигнала с малой амплитудой (-60 dBFS). Т.е. если в случае с усилителем фиксируется два значения: максимальный уровень сигнала и уровень шума без сигнала, то в тесте с динамическим диапазоном для ЦАП измеряется уровень шума, за вычетом гармоники с частотой 1 кГц, поданной с уровнем -60 dBFS.

В случае современных ЦАП-ов, представляющих собой качественные решения с низким уровнем гармонических искажений, динамический диапазон как правило не отличается от параметра сигнал/шум, т.к. низкий уровень сигнала имеет искажения настолько низкого уровня, что их энергетический вес не влияет на общий результат.

В случае с мультибитными ЦАП-ами без фильтрации, особыми настройками фильтров или применением каких-либо обработок сигнала в цифре (например транкейте), динамический диапазон становится уже, нежели параметр сигнал/шум. В выше перечисленных случаях параметр ухудшается из-за того, что сигнал малой амплитуды отклоняется от формы волны синуса и в спектре появляются дополнительные гармоники от искажений. Вес этих гармоник и увеличивает общий уровень шума.

Примеры

Теория

Идеальный результат

dr-ideal-spectr.pngdr-ideal-wave.png
Идеальный результат получаем, когда форма воспроизводимого сигнала совпадает с формой синуса, поданного на ЦАП. На спектре шумовая полка должна совпадать со спектром шумовой полки без сигнала. На картинке синим цветом обозначена шумовая полка, а зеленым – гармоника с уровнем -60 дБ и частотой 1 кГц.

Мультибитный ЦАП без фильтрации

dr-spectr2.pngdr-wave.png
Мультибитные ЦАП без цифровой фильтрации строят форму волны «ступеньками», что вызывает дополнительные искажения. Доминирующие гармоники от искажений кратны основному тону. Обычно, подобные ЦАП-ы отличаются более хорошими характеристиками в тесте на не музыкальных сигналах в виде меандра и импульса. В аудиофильских кругах – это самые «музыкальные» ЦАП.

Транкейт

Транкейт относится к обработке сигнала в цифровом виде. При передаче данных, при изменении разрядности сигнала координаты точек определяются по простому алгоритму – выбору ближайшего значения в новой сетке координат (по вертикали). Обычно от транкейта страдают самые тихие участки в треке, и чем большее количество раз трек подвергнулся операции транкейта, тем на более громких участках он становится слышимым. Как правило, искажения от тракейта становятся хорошо слышимыми при многократном повторении операции транкейта.
dr-spectr3.pngdr-wave3.png
Форма волны становится менее гладкой, а на спектре появляются искажения в виде коррелированного шума (синий – шумовая полка, зеленый - гармоника с уровнем -60 дБ и частотой 1 кГц, оранжевый – коррелированный шум). Искажения не кратны основному тону и как правило их амплитуда лишь незначительно превышает уровень шумовой полки. При многократной операции транкейта уровень искажений растет.

Другие искажения

К другим искажениям можно отнести искажения обвязки ЦАП или особым настройкам фильтров, где волна отклоняется от идеальной формы, но уже по другим причинам.
dr-spectr.pngdr-wave2.png
Форма волны мало отличается от идеальной, а на спектре можно видеть кратные гармоники искажений низких амплитуд (синий – шумовая полка, зеленый - гармоника с уровнем -60 дБ и частотой 1 кГц, оранжевый - искажения).

Примеры реальных результатов

Идеальные

dr16.png
Для 16 бит в RMAA PRO

dr.png
Для 24 бит в RMAA PRO

Мультибит или особые настройки фильтра при воспроизведении ступенчатого сигнала.

601.png
Для 16 бит в RMAA PRO – мультибитный ЦАП без аппроксимации сигнала.

Транкейт

carat-dr.png
Для 24 бит в RMAA PRO

Технические измерения динамического диапазона

RMAA

При измерении с помощью RMAA на выход ЦАП подается тоновый сигнал с уровнем -60 dBFS. Сигнал с ЦАП записывается на отдельный АЦП или звуковую карту с АЦП. Точность получаемых данных зависит от точности используемого АЦП тракта.

1.png

При анализе файла производится подсчет уровня шума, аналогично тесту сигнал/шум, с вычетом полученной гармоники в районе 1 кГц. За точность калибровки в -60 дБ для записанного сигнала отвечает нормализация всего записанного сигнала по синхронизирующему сигналу с уровнем -6 dBFS с частотой 1 кГц.








Автор: (PAExpert) Эксперт Personalaudio.ru
29.05.2012


Нашли опечатку в тексте? Выделите и нажмите Ctrl+Enter. Это не требует регистрации. Спасибо.

Поделитесь в социальных сетях




Еще интересное для чтения

Комментарии и отзывы (0)


Возврат к списку >>>




AlexDiplomkl Alex Diplom 18.01.2018 01:26:21
amazed amazed 17.01.2018 09:55:33 The particular charm is definitely an openwork design, offering the same pattern pandora christmas charms on equally sides – the idea of love can be its it is centre. It has a amazingly bright silver finish, with a heart routine haloing throughout the central Arabic script. This charm is pretty true pandora disney uk to the stock photograph, but when is regular it’s prettier plus more striking in person. Its all-silver design makes it a reasonably affordable option, priced in 145 AED (around £30 / $40 USD before writing), too. The Arabian Java Pot arrived two years ago in Autumn 2015, and was an instant hit along with fans, who droped in love having a intricate car detailing and one of a kind concept. This charm may be a follow-up to that particular one in many ways but personally it lacks the richness of design. The Arabic really like motif is only a really minor twist pandora rose on it is button-style style and design and cardiovascular system detailing, which can be seen all the way through Pandora’s collection agencies. It’s fairly, but not really that different with their regular necklaces, and so hasn’t attracted exactly the same attention by collectors as the Coffee Grass. On the opposite hand, this does make it more wearable, WHEN I guess, even more easily stylable. To check out, the brightness belonging to the silver pandora earrings sale is in addition attractive in comparison with the intensely oxidised look in the Dallah allure. The sides in the charm usually are simple rubbed silver, considering the classic S925 ALE hallmarks tamped at one edge. It’s certainly not threaded. he Pandora Went up by collection appears so dazzling with impression tones, and the shininess with the silver Arabic charm is admittedly attractive resistant to the warm tones from the other bracelets.

Система Orphus

Яндекс.Метрика