Рис. 2. Снижение шумов квантования с помощью интерполяции
эквивалентен 6 дБ шума, то каждое учетверение частоты позволяет
уменьшить разрядность преобразователя на единицу. Интерполяция
вместе с увеличением разрядности отсчета, интерполяцией отсчетов
с повышенной точностью и выводом ихна ЦАП надлежащей разряд-
ности позволяет несколько повысить отношение сигнал/шум. По этой
причине даже в 16-разрядныхсистемахнередко применяются 18- и
20-разрядные ЦАП совместно с цифровыми фильтрами, осуществля-
ющими интерполяцию. Однако при работе со случайными и псевдо-
случайными сигналами сигма-дельта преобразователи заметно усту-
пают параллельным, поскольку несут заложенный в самом принципе
преобразования недостаток — изменение статистическихпараметров
сигнала на этапе преобразования, что, в принципе, несущественно
при работе с детерминированными сигналами, но нежелательно при
работе со случайными сигналами, которыми по своей сути являются
сигналы управления в САГ.
При повышении тактовой частоты в десятки раз (обычно от 64 до
512) становится возможным уменьшить разрядность ЦАП без ощути-
мой потери качества сигнала; ЦАП с меньшим числом разрядов име-
ет также лучшую линейность на детерминированныхсигналах[3]. В
пределе число разрядов может быть сведено к одному. Форма выход-
ного сигнала такихЦАП представляет собой полезный сигнал, обрам-
ленный значительным высокочастотным шумом, который подавляется
аналоговым фильтром. В отличие от простого широкополосного шу-
ма, вносимого ошибками квантования, шум квантования представляет
собой гармонические искажения сигнала, наиболее заметные в верх-
ней части спектра. Искажения, вносимые шумом квантования, можно
уменьшить, добавляя к сигналу обычный белый шум (случайного или
псевдослучайного сигнала) с амплитудой в половину младшего знача-
щего разряда; такая операция называется дизеринг (dithering) (рис. 3,
а,
б
). Это приводит к незначительному увеличению уровня шума, зато
ослабляет корреляцию ошибок квантования с высокочастотными ком-
понентами сигнала. Дизеринг применяется также перед округлением
отсчетов при уменьшении ихразрядности (например, при цифровой
фильтрации).
92 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2008. № 4
