ระบบอาจารย์ที่ปรึกษา

รหัสนักศึกษา * :

* สำหรับนักศึกษารหัส 57 และ 58



Home
Faculty Introduction
ประวัติคณะวิศวกรรมศาสตร์
ทำเนียบคณบดี
สารจาก อธิการบดี
สารจาก คณบดี
วิสัยทัศน์ & พันธกิจ
คณะกรรมการบริหาร
คณาจารย์
บทความที่ได้รับตีพิมพ์
VDO แนะนำคณะวิศวกรรมศาสตร์
Departments
Electronics Engineering
Computer Engineering
Telecommunication & ICE
Control, Instrumentation and Mechatronics Engineering
Electrical Power Engineering
Mechanical Engineering
Civil Engineering
Chemical Engineering
Industrial & Logistics Engineering
Undergraduate Programs
Postgraduate Programs
โครงงานวิศวกรรม
ระเบียบการดำเนินการวิชาโครงงานวิศวกรรม
Download Font ที่ใช้ในการทำรายงานวิชาโครงงานวิศวกรรม
E-Classroom
Research Center
MIMs
CAMER
D3MC
Microwave & Antenna
Career Opportunities
Contact Us








เทคโนโลยี Sound DAC (ตอนที่ 2)

อาจารย์พัลลภ พันธุปรีชารัตน์​  
อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์  ​
 คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร  
12 กรกฎาคม 2560   

       สำหรับบทความตอนที่ 1 สามารถเข้าไปอ่านก่อนได้ที่ http://www.eng.mut.ac.th/article_detail.php?id=145

ซิกม่า-เดลต้ามอดูเลชัน   Sigma Delta D/A Converter
       ซิกม่า-เดลต้ามอดูเลชัน (SDM) นั้น เป็นกรรมวิธีที่ทำได้ทั้งการแปลงสัญญาณแอนะลอกเป็นดิจิตอลและแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณแอนะลอก โดยใช้กระบวนการประมวลสัญญาณทางดิจิตอล(Digital Signal Processing) มาเป็นเครื่องมือในการกระทำแทนที่จะใช้ทฤษฏีทางวงจรอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งมีค่าผิดพลาดที่ขึ้นอยู่กับค่าความเที่ยงตรงของอุปกรณ์เช่นค่าความต้านทานต่างๆในวงจร Current-scaling และ  R-2R Ladders เป็นต้น
 
 
       พื้นฐานของการแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณแอนะลอกแบบซิกม่า-เดลต้ามอดูเลชัน(SDM)แสดงดังรูปที่ 6 ก โดยจะรับสัญญาณดิจิตอลแบบหลายบิต ( multibit ) ที่มีความถี่สุมเท่ากับ FS เข้ามาทำการ อินเตอร์โปเลชันด้วยตัวกรองอินเตอร์โปเลชันหรือโอเวอร์แซมปลิ้ง  เพื่อเพิ่มความถี่สุ่มของสัญญาณดิจิตอลที่เข้ามา ด้วยตัวคูณเท่ากับ M (โดยการทำอินเตอร์โปเลชัน นั้น จะทำให้เกิดประโยชน์อย่างมากใน การทำน้อยส์เชปปิ้งในส่วนของการแปลงแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณแอนะลอกแบบ 1 บิต และการออกแบบวงจรกรองสัญญาณแอนะลอกที่ไม่ต้องใช้วงจรกรองต่ำที่มีอันดับที่สูงมากนัก) จากนั้นป้อนเข้าสู่บล็อกซิกม่า-เดลต้ามอดูเลชันที่ประกอบด้วยตัวสร้างสัญญาณแตกต่าง ตัวอินทีเกรเตอร์และสัญญาณที่ถูกควอนไตซ์ดังรูปที่ 6(ข ) ทำหน้าที่แปลงสัญญาณที่เข้ามาให้อยู่ในรูปของ  1 บิตความถี่สุมเท่ากับ M*FS จากนั้นก็ป้อนเข้าสู่วงจร แปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณแอนะลอกแบบ 1 บิตและทำน้อยส์เชปปิ้งเพื่อลดสัญญาณรบกวนควอนไตซ์ในย่านความถี่เสียงและส่งให้วงจรกรองความถี่ต่ำเพื่อให้ได้สัญญาณแอนะลอกที่สมบูลย์ต่อไป
 
รูปที่ 6 (ก) บล็อกแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณแอนะลอกแบบซิกม่า-เดลต้า
 
รูปที่ 6 (ข) บล็อกไดอะแกรมซิกม่า-เดลต้ามอดูเลชัน
 
       นอกจากนี้ข้อดีของวงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณแอนะลอกที่ใช้ โครงสร้างแบบซิกม่า-เดลต้ามอดูเลชันยังสามารถพัฒนาให้ดีขึ้นได้อย่างสะดวกโดยวิธีทางคณิตศาสตร์ หรือทาง DSP นั้นก็คือการเพิ่ม อันดับของน้อยส์เชปปิ้งและอันดับของการควอนไตซ์ขึ้นเท่านั้น
 
รูปที่ 7 (ก) บล็อกไดอะแกรม  4 อันดับน้อยส์เชปปิ้ง 8ระดับ ซิกม่า-เดลต้ามอดูเลชัน
 
รูปที่ 7(ข )  สเปคตรัมของสัญญาณรบกวนควอนไตซ์
 
       รูปที่ 7 (ก) โครงสร้างบล็อกไดอะแกรม4 อันดับน้อยส์เชปปิ้ง 8ระดับ ซิกม่า-เดลต้ามอดูเลชันที่ใช้อยู่ในไอซีส่วนใหญ่ของเบอร์บราวน์ รูปที่ 7 (ข) เป็นสเปคตรัมของสัญญาณรบกวนควอนไตซ์ของวงจรที่ใช้ 4 อันดับน้อยส์เชปปิ้ง 8 ระดับซิกม่า-เดลต้ามอดูเลชัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสามารถลดสัญญาณรบกวนควอนไตซ์ลงได้มากกว่า -120 dB ที่ความถี่ต่ำ และมากกว่า -60 dBที่ความถี่สูง รูปที่ 8 และ 9  เปรียบเทียบรายละเอียดบล็อกไดอะแกรมของไอซี PCM1744 ของเบอร์บราวน์กับไอซี CS4340 ของ CirrusLogic ที่มีโครงสร้างแบบซิกม่า-เดลต้าเหมือนกัน ส่วนรูปที่ 10 เป็นไอซี CS4398 ของ CirrusLogic เป็น DAC เบอร์ท็อปของ CirrusLogic ซึ่งมีโครงสร้างแบบซิกม่า-เดลต้าเหมือนกัน แต่เพิ่มส่วนที่สามารถเชื่อมต่อกับข้อมูล DSD หรือ SACD ได้โดยตรง ทำให้ ไอซีของ CirrusLogic ถูกเลือกใช้ในเครื่อง SACD PLAYER โดยส่วนใหญ่
 
รูปที่ 8  รายละเอียดบล็อกไดอะแกรมของไอซี PCM1744 ของ เบอร์บราวน์
 
รูปที่ 9  รายละเอียดบล็อกไดอะแกรมของไอซี CS4340 ของ CirrusLogic
 
รูปที่ 10  รายละเอียดบล็อกไดอะแกรมของไอซี CS4398 ของ CirrusLogic
 
Advanced segment DAC architecture
       เป็นเทคโนโลยีล่าสุดที่เบอรรบราวน์อนำมาใช้ โดยทำให้ชิปมีความสามารถสูงขึ้นมาก อย่างเช่นเบอร์ PCM1730 สามารถทำให้ได้ไดนามิกเรนได้ถึง 117 dB ที่เดียว  โดยวงจรแบบนี้พัฒนามาจากวงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณแอนะลอก ซิกม่า-เดลต้าโดยการแบ่งข้อมูลเสียงดิจิตอลแบบหลายบิตที่เข้ามาโดย 6 บิตบนเอาไปเข้าดีโคดแบบ  inverted complementary offset binary (ICOB) เพื่อให้ได้สัญญาณความแตกต่าง62 ระดับ ส่วนบิตที่เหลื่อนำไปเข้าชุดซิกม่า-เดลต้าเพื่อให้ได้สัญญาณความแตกต่าง 4 ระดับ จากนั้นนำมารวมกันเป็น 66 ระดับ และส่งเข้า data-weighted averaging (DWA) เพื่อลดสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นจากนั้นส่งเข้าส่วนการแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณแอนะลอก แบบdifferential-current segment section. ที่ให้สัญญาณเอาต์พุตแบบสัญญาณความแตกต่างที่เป็นกระแส
 
รูปที่ 11  รายละเอียดของโครงสร้าง DAC แบบ Advanced Segment
 
รูปที่ 12   รายละเอียดบล็อกไดอะแกรมของไอซี PCM1794 ของ เบอรรบราวน์
 
       จากข้อความข้างต้นก็เป็นความเป็นมาเป็นไปของการพัฒนาเทคโนโลยี DAC ของระบบเสียงดิจิตอลแบบต่างๆ เพื่อให้ได้เสียงที่ดียิ่งขึ้น โดยดูได้จากสเปกหรือผลทดสอบในห้องแล็บเท่านั้น แต่จะเชื่อได้หรือไม่ สุดท้ายก็คงต้องใช้หูฟังเป็นที่พึ่งสุดท้ายอยู่ดี


Copyright © 2014 Faculty of Engineering, Mahanakorn University of Technology. All Rights Reserved.