ENOB- und Oversampling-Verhältnisse für Delta-Sigma-ADCs (in Bezug auf CS5343)

Ich bin neulich auf den CS5343 ADC gestoßen und war beeindruckt von seinen Spezifikationen (im Verhältnis zu seinen Kosten), wurde dann aber verwirrt, als ich tiefer grub und das Datenblatt las.

Es ist nominell ein 24-Bit-96-kHz-ADC, aber das Datenblatt listet einen Dynamikbereich von nur 98 dB und einen "-92 dB THD + N" auf. Die Zahl von 92 dB ergibt unter Verwendung der normalen Arithmetik einen "effektiven Bitanzahl"-Wert von 15. Auch der Dynamikumfang wäre nur 16 Bit wert.

Ich schätze, der erste Teil meiner Frage lautet: Warum zum Teufel würde sich jemand dafür entscheiden, dieses Produkt als 24-Bit-ADC zu vermarkten?

Ich habe dann ein bisschen mehr darüber gelesen, wie Delta-Sigma-ADCs funktionieren (zusammen mit der Rauschformung). Ich verstehe sie jetzt teilweise, aber ich habe eindeutig ernsthafte Lücken in Bezug auf die praktischen Details, einschließlich der Dezimierung. Beispielsweise hat der CS5343 eine Master-Taktrate von bis zu etwa 40 MHz (bei einer Digitalisierung mit etwa 100 kHz) – insbesondere kann ein 36,864-MHz-Takt verwendet werden, um eine 96-kHz-Abtastrate zu erhalten, wobei ein Teiler von 384x verwendet wird. Jetzt stecke ich hier fest. Mein schwaches Verständnis des 1-Bit-Datenstroms, der aus einem Delta-Sigma hervorgeht, würde für mich bedeuten, dass Sie, wenn Sie eine 24-Bit-Auflösung erreichen möchten, die Anzahl der "1s" zählen müssen, die in jedem Satz von 2 ^ 24 auftreten Proben. Das würde einen Multiplikator von 2^24 (dh mehr als 16 Millionen) zwischen der Datenrate und der Master-Taktrate bedeuten, nicht 384. (Dies impliziert auch eine Master-Taktrate von etwa 1,6 THz!)

Hier ist also der zweite Teil meiner Frage: Da dieser 2 ^ N-Multiplikator (wobei N die Anzahl der ADC-Bits ist) in realen ADCs eindeutig nicht vorhanden ist, kann jemand auf den Bruch in meinem kursiven Text oben hinweisen, oder a Link, der es erklärt?

Ihr Verständnis ist für ein DSM erster Ordnung richtig: Wenn sie zu Modulatoren 3. Ordnung und Rauschformung kommen, können sie mit viel weniger viel besser abschneiden. Es lohnt sich, die klassischen Artikel von Bob Adams von etwa 1990 zu lesen, wenn Sie sie finden können.
Danke Brian. Ich habe vergessen zu erwähnen, dass es im Datenblatt als Modulator dritter Ordnung beschrieben wird, und ich habe mich gefragt, ob das etwas von der Magie verbirgt, die mir fehlte. Werde nach diesen Papieren suchen :)

Antworten (1)

Es ist nominell ein 24-Bit-96-kHz-ADC, aber das Datenblatt listet einen Dynamikbereich von nur 98 dB und einen "-92 dB THD + N" auf. Die Zahl von 92 dB ergibt unter Verwendung der normalen Arithmetik einen "effektiven Bitanzahl"-Wert von 15. Auch der Dynamikumfang wäre nur 16 Bit wert.

Oft fordert das Marketing 24-Bit-Audio, aber der Kunde weiß nicht, was das bedeutet, also kürzt der Anbieter ab.

Mein schwaches Verständnis des 1-Bit-Datenstroms, der aus einem Delta-Sigma hervorgeht, würde für mich bedeuten, dass Sie, wenn Sie eine 24-Bit-Auflösung erreichen möchten, die Anzahl der "1s" zählen müssen, die in jedem Satz von 2 ^ 24 auftreten Proben.

Das ist ein Multi-Bit-Konverter. Es verwendet nicht wirklich einen binären Ausgang vom Delta-Sigma-Modulator, sondern hat eine geringere Anzahl von Bit-DAC, die mit Oversampling und Rauschformung kombiniert werden, um das SNR zu verbessern.