V knihách řady „Elektronika tajemství zbavená“ je dobrým zvykem technické děje nejenpopisovat, ale zpřístupňovat je i experimenty. Tyto pokusy nejsou žádné složité konstrukce,nýbrž jednoduchá zapojení, která se dají sestavit z levných, snadno dostupných materiálů.Při práci na tomto dílu se ukázalo, že i nejmodernější zařízení, například D-A a A-D převodníky, je možno realizovat jednoduchými prostředky. Nicménč nemá většina obvodů pouzedemonstrační charakter. Vycházejí převážně z obvodů aplikované číslicové techniky a jsoui po přečtení knihy mnohostranně použitelné. Ostatně provádění pokusů není povinné.I ten, kdo se jich vzdá. najde v textu podrobně vysvětleno vše, co mají experimenty prokázat - od téměř 150 let starých základních logických úvah až po moderní číslicovouaudiotechniku.Mnoho radosti ze čtení a především experimentování.
Originální signál stoupá minimálních stupních každou 44100tinu sekundy. Rozlišovací schopnost posledních dvou bitů získávala šikovnými triky zapojení
(oversampling). Hudební signály discích
CD rozlišují bitů, rozlišovací schopnost přehrávače tedy nelze zvýšit 20bitovým
převodníkem D/A. Takto přesné součástky již ne
jsou dostupné jako diskrétní komponenty, protože již běžné kolísání teploty (teplotní drift)
vyvolá normálního odporu znatelné odchylky jeho hodnoty. případě, by
například větev pro bit nejvyšší váhou (MSB) lóbitového převodníku A/D přehrávači CD
měla toleranci jen 1/65536, což asi 0,0015 přesahovala tato odchylka již vliv bitu
s nejnižší hodnotou šestnáctá větev tedy byla zbytečná.
pro další bity vstupního slova
přidáme další větve převodníků. Nestačí totiž zvyšo
vat jen počet větví, musí být dispozici také odpovídající data.
Chybějící dva bity zhoršují rozlišovací schopnost tím dynamiku faktor Tato ztráta
se vyrovnávala tak, převodníky D/A vydávaly při každém originálním vzorku (sample) čtyři
analogové napěťové impulsy. našemu zapojení převodníku A/D bychom tedy museli
připojit větev odporem asi 100 kQ, další větev měla asi 200 atd. Protože však během jednoho vzorku může skákat tam
i zpět, jeho zprůměrované výstupní napětí stejné jako lóbitového typu. Další větve tedy budí
stále jemnější proudy, protože jemnější rozlišovací schopnost přece znamená, jemněji
vytvářejí detaily.
Oversampling
Metoda oversampling byla vyvinuta proto, počátcích techniky nebyly dostupne' lóbi
tové převodníky D/A rozumnou cenu. Filtr výstupu
. První sériové přehrávače CD
ještě obsahovaly 14bitové převodníky D/A, protože době byly lóbitové převodníky pří
liš drahé.
(M áln výšku skoků
(stupňů) převodníku A/D
určuje jeho rozlišovací schop
nost.
Se zvyšující rozlišovací schopností stává stále větším problémem přesnost odporů. Pro reprodukci pra-
vých analogových signálů
se používají, jak jsm již
zmínili, dodatečné filtry. Pře
devším větve pro bity vysokými hodnotami musí být velmi přesné. ísto toho používaly 14bitové převodníky. Dnes odpory převodníkových čipech nastavují laserovými paprsky. Moderní převodníky D/A jako
čipy obsahují skutečně složité aktivní obvody, které však většinou pracují podobném prin
cipu: proud, který odpovídá hodnotám různých bitů, sčítá. našeho 4bito o
převodníku činí Vl6 maxi-
mi
schopnost zvýší tím filtry lze však plně reprodukovat náležitý původní signál. 14bitový pře
vodník skoky čtyřikrát tak velké. Obrázek ukazuje výstupní napětí pravého lóbitového převod
níku (a) 14bitového převodníku technikou oversampling (b).94
hodnoty. Každá další větev spíná polovinu proudu, který budila vě
tev, jež měla doposud největší odpor.
Přidávat našemu převodníku A/D další větve nemělo smysl, protože prvé běžné
odpory nejsou dostatečně přesné druhé čítač vytváří jen čtyři bity
