Раздел: Документация
0 ... 74 75 76 77 78 79 80 ... 117 Приложения А. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков Большинство бюджетных CD- и DVD-проигрывателей можно модернизировать с целью повышения качества звучания. Такая модернизация является одной из важнейших сфер нашего бизнеса. Мы можем предложить эффективные решения "апгрейда" для большого количества моделей CD- и DVD-проигрывателей разных производителей. Следующее заявление можно найти на сайте датской компании LC Audio Technology Inc. (www.lcaudio.dk). Компания предлагает тактовые генераторы с малым уровнем фазового шума для различных цифровых форматов записи, операционные усилители (в виде законченных модулей, которыми заменяются ОУ, установленные производителем) для преобразователей ток-напряжение, ФНЧ и другие устройства. Автор не пользовался продукцией вышеупомянутой компании, а использовал рекомендации датских специалистов (LC Audio далеко не единственная компания, выпускающая подобную продукцию). Можно однозначно утверждать, что подобная модернизация реально сказывается на улучшении звучания проигрывателя компакт-дисков. Об одном таком устройстве, а именно, о тактовом генераторе с малым уровнем фазового шума, и пойдет речь ниже. Сделаем небольшое отступление. Несколько лет тому назад в одном из периодических изданий попалась статья на данную тему. Автор статьи посчитал, что Internet доступен только в Москве, а читать на "заграничном" языке кроме него никто не умеет. В связи с этим под интеллектуальным трудом датских инженеров, изложенным в статье, появилась русская фамилия. По этой причине хотим заявить: все, что будет изложено ниже, не является открытием автора — он просто пытается кратко разъяснить, чем руководствовался при создании тактового генератора "для личных нужд", т.е. будут рассмотрены основные требования к такому устройству. Хотим также отметить, что в Internet можно найти информацию по данной тематике — в том числе и несколько готовых схемотехнических решений. Например, одной из ранних публикаций о влиянии джиттера на качество звука является брошюра "CD Jitter" под авторством Пола Уинзера (Paul Winser). А теперь вернемся к фазовому шуму (джиттеру) тактового генератора... Из импульсов опорного тактового генератора формируются все сигналы синхронизации для схем проигрывателя. Иными словами, такой генератор должен обладать очень высокой кратковременной стабильностью, иначе синхронизация будет нарушаться. От чего же зависит кратковременная стабильность генератора? Джиттер (или фазовый шум, если речь идет о задающем генераторе гармонических колебаний) представляет собой временную "болтанку" фронтов тактовых импульсов. Вспомним одно фундаментальное положение, лежащее в основе всех цифровых форматов, которое гласит, что отсчеты представляют амплитуду аналогового сигнала в строго определенные моменты времени. При наличии джиттера тактовых импульсов это фундаментальное положение слегка нарушается, т.к. дискретное значение, выражающее амплитуду аналогового сигнала, приходит вовсе не в определенный момент времени, а в произвольный. Таким образом, абсолютно верный отсчет, пришедший в неправильный момент времени, даст искажение формы аналогового сигнала из-за потери исходного временного масштаба (рис. А. 1). U а  Рис. А.1. Искажения формы сигнала, вызванные наличием джиттера тактовых импульсов Если джиттер тактовых импульсов носит случайный характер, то такой эффект приводит, помимо искажений, к повышению уровня шума. В случае, если отслеживается периодичность или джиттер коррелирован самим сигналом, в спектре полезного сигнала появляются новые составляющие. Оба факта имеют место в проигрывателе компакт-дисков. В результате получаем, что одной из причин деградации качества звука является тактовый генератор с недостаточной кратковременной стабильностью. Реальная "болтанка" фронтов тактовых импульсов может достигать 100 пс и более. Несмотря на столь малую величину (одна десятимиллиардная доля секунды), такой уровень джиттера приводит к заметной деградации качества звука. Выдержать правильный временной масштаб — это одна из основных задач при воспроизведении потока цифровых данных. Проблема фазового шума известна не только в цифровом аудио. Во всех областях электроники, где требуется точность аналого-цифрового (или цифро-аналогового) преобразования, используется следующее правило: тактовые импульсы должны быть сформированы из сигнала опорного генератора с малым уровнем фазового шума. В цифровом аудио это правило игнорируется. 234 А. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков При решении проблемы джиттера тактовых импульсов для разработчиков бытовой аудиотехники существует один нюанс: установка задающего генератора с уровнем фазового шума порядка 5... 10 пс, приведет к значительному увеличению себестоимости проигрывателя компакт-дисков, что в условиях массового производства недопустимо. Сегодня можно встретить модели CD-проигрывателей, которые можно отнести к "автомобильной" ценовой категории, но, тем не менее, в них установлены тактовые генераторы с ФАПЧ в интегральном исполнении PLL1705/1706 производства BURR-BROWN. Уровень фазового шума у этих микросхем нормирован на уровне 50 пс (т.е. довольно высок), однако эти устройства достаточно дешевы. Снижение джиттера до уровня 50 пс даже в дешевых моделях проигрывателей компакт-дисков с цифроаналоговыми преобразователями, встроенными в DSP, дает приращение качества звука. Для читателей, желающих за малые деньги поэкспериментировать с данными микросхемами, которые позиционируются как мультистандартные тактовые генераторы с ФАПЧ для цифрового аудио (частота для любого цифрового формата выбирается внешними установками), можем дать следующую подсказку: 27 МГц — это частота основного резонанса кварца, т.е. с гармониковым кварцевым резонатором на 27 МГц схема выдаст совершенно иную сетку частот. На чем же реализован тактовый генератор в бюджетных моделях? В подавляющем большинстве случаев используются инверторы, встроенные в процессоры цифрового сигнала (DSP) или в микросхемы цифровых фильтров. Остается лишь установить кварцевый резонатор (желательно самый дешевый), пару конденсаторов, и тактовый генератор готов (рис. А.2). Инвертор DSP OUT 330 22 16,9344МГц —tQl- 4ZZb 100к 22 IN Рис. А.2. Характерный пример реализации генератора тактовых импульсов в проифывателе компакт-дисков Помехи, проникающие по цепям питания и по шине "земли" от других цифровых схем, приводят к низкой кратковременной стабильности таких тактовых генераторов, т.е. к высокому уровню джиттера. Использование отдельных логических элементов, входящих в состав микросхем 74HCU04 и им подобных, мало результативно. Отдельное место занимают трехточечные генераторы в некоторых моделях DENON, ONKYO и ряде других производителей. Реализация их в виде отдельных модулей с питанием от отдельного трансформатора с качественными стабилизаторами повысило бы их стабильность, но подобное решение серьезно скажется на себестоимости изделий, что идет вразрез с интересами производителя. Теперь перейдем к требованиям, предъявляемым к тактовым генераторам. Достаточно полную информацию (в том числе и о топологии печатных плат) можно найти в технической библиотеке на сайте ANALOG DEVICES (www. analog, com). • В качестве задающих генераторов использовать генераторы с малым уровнем фазового шума. 0 ... 74 75 76 77 78 79 80 ... 117
|
