PWM kullanarak ses, arkasındaki prensip nedir?

Bir ses jakına ses çıkış sinyali sağlamak için filtrelenmiş PWM kullanan bir PIC kartının bir şemasını gördüm. Pasif RC filtresinin 3 aşaması ve ardından LM386 aşaması kullanılarak filtrelenen PWM çıktısını gösterir. Aşağıdaki sorularım var:

1. Genellikle bir ses sinyali aynı anda toplanan birden fazla frekansa sahip olur. PWM bunu nasıl yapıyor?
2. Ses kalitesi DAC, filtre ve amplifikatör ile PCM kullanmak kadar iyi mi?
3. Bu teknik çok kullanışlı ve kullanışlı olduğundan, neden tüm ses cihazları bilgisayarlardaki ses kartları da dahil olmak üzere para ve maliyetten tasarruf etmek için bunu kullanmıyor?

Genellikle bir ses sinyali aynı anda toplanan birden fazla frekansa sahip olur. PWM bunu nasıl yapıyor?

Birden fazla frekans spektrumu içeren ses sinyali hala sadece ADC tarafından örneklenebilen ve bir DAC tarafından yeniden oluşturulabilen bir ses sinyalidir. Kullanılan örnekleme oranının sağlanması, en yüksek ses frekansının iki katından daha yüksek olduğunda, hepsi iyidir. PWM tekniklerini kullanan bir DAC farklı değildir. PWM dalga formunun herhangi bir döngüsünde, işaret-boşluk oranı, anlık analog sinyali doğru bir şekilde "temsil etmelidir" ve tek bir PWM döngüsü, en yüksek ses sinyalinin süresinin yarısından daha kısa olmalıdır: -

Yukarıdaki PWM kullanılarak 3 DC seviyesinin basit bir temsilidir. Açıkçası, PWM frekansı "yüksek" ise, bu üç seviye karmaşık bir AC dalga formunun bir parçası olarak kabul edilebilir. Umarım PWM işaret-boşluk oranını doğru bir şekilde kontrol etmenin düşük ses bozulması elde etmek için gerçekten önemli olduğunu görebilirsiniz.

Ses kalitesi DAC, filtre ve amplifikatör ile PCM kullanmak kadar iyi mi?

Geleneksel olarak hayır, ama daha iyi oluyor.

Bu teknik çok kullanışlı ve kullanışlı olduğundan, neden tüm ses cihazları bilgisayarlardaki ses kartları da dahil olmak üzere para ve maliyetten tasarruf etmek için bunu kullanmıyor?

PWM oranının doğruluğunu kontrol etmek gerçekten iyi hi-fi kalitesi elde etmek oldukça zordur ve D sınıfı amplifikatörler ile güç kaynağının reddedilmesi hala oldukça zor bir iştir. Yukarıdaki gömülü resme bakın - 5V güç rayı iki katına çıkarsa, kazanç da iki katına çıkar - şimdi bunun sadece iki katına çıkması yerine, o rayda bir yük boktan gürültüye sahip olduğunuzu hayal edin - bu doğrudan ses sinyalinizi modüle eder ve çok dikkat çekici bir şey yaratır Etkileri.

DAC, filtre ve amplifikatörlü PCM

Bu, DAC'nizin dahili olarak nasıl oluşturulduğuna bağlıdır. Çoğu ses kartı DAC'si, PWM'ye benzeyen sigma-delta modülasyonunu kullanacak, bu da bir filtreden yüksek hızda açılıp kapatılan tek bitli bir sinyal olduğu, ancak doğru çıkış seviyesini ve dönüş hızını sağlamak için daha akıllı bir algoritma kullanacağıdır.

Bu örnek ses kartı kodek veri sayfasında ilk sayfada güzel bir diyagram var.

Saf PWM oldukça iyi ses çıkabiliriz eğer senin PWM yeterince hızlı olduğunu. MHz bölgesinde, istediğiniz en yüksek ses frekansından çok daha yüksek bir PWM frekansına sahip olması gerekir.

Bkz. PWM'yi analog sinyale dönüştürme