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Saviez-vous comment les ADC ΔΣ suppriment intelligemment le bruit haute fréquence indésirable ?
Dans la technologie électronique numérique d'aujourd'hui, la technologie de modulation ΔΣ (Delta-sigma) est progressivement devenue l'une des méthodes courantes de conversion des signaux analogiques en signaux numériques. L'avantage de cette technologie réside dans sa grande efficacité et sa stabilité, notamment dans sa capacité à gérer le bruit à haute fréquence. Examinons de plus près comment cette technologie fait des merveilles pour éliminer le bruit à haute fréquence inutile.
La modulation ΔΣ effectue la quantification via une boucle de rétroaction négative, qui corrige en continu l'erreur de quantification et déplace le bruit de quantification vers une fréquence supérieure à la bande passante du signal d'origine.
Les convertisseurs analogique-numérique (CAN) utilisant la technologie de modulation ΔΣ échantillonnent principalement à des fréquences élevées, puis passent à travers des filtres numériques pour la démodulation et convertissent finalement le signal en une sortie numérique à haut débit. Ce processus démontre la polyvalence des ADC ΔΣ dans les applications du monde réel, non seulement en répondant au besoin de supprimer le bruit haute fréquence, mais également en garantissant une grande précision du signal.
Par rapport aux ADC à taux de Nyquist traditionnels, la technologie de suréchantillonnage utilisée par les ADC ΔΣ améliore considérablement la précision temporelle des signaux. Cette technologie permet aux composants numériques de fonctionner à des vitesses élevées, ce qui est particulièrement important dans les appareils électroniques de haute précision. Grâce au suréchantillonnage, le signal collecté peut non seulement être obtenu rapidement, mais le bruit haute fréquence inutile peut également être efficacement éliminé.La forme et la distribution du bruit de quantification permettent à Cancelar de le minimiser dans la plage de fréquences de la fréquence fondamentale, puis de le supprimer facilement avec un filtre passe-bas.
La modulation ΔΣ utilise une modulation de densité d'impulsions haute fréquence (PDM) pour représenter le signal, où le changement de fréquence de chaque impulsion correspond à l'intensité du signal analogique d'origine. Cela rend la régénération du signal relativement simple, ne nécessitant qu'une restauration appropriée de la synchronisation et de la polarité des impulsions. Dans ce processus, le système de transmission peut réduire considérablement la distorsion du signal causée par les interférences du bruit environnemental et maintenir une intégrité du signal plus élevée.
Plongeons-nous dans l’un des principaux avantages de la modulation ΔΣ, à savoir la mise en forme du bruit. En utilisant un modulateur ΔΣ d'ordre élevé, le bruit peut être redistribué en fréquence, ce qui rend le bruit de quantification haute fréquence plus facile à filtrer que les signaux basse fréquence. Cela améliore non seulement la plage dynamique du signal, mais garantit également un rapport signal/bruit (SNR) plus élevé, ce qui est particulièrement important dans les systèmes de transmission audio et de données.
Grâce à la mise en forme du bruit, le ΔΣ ADC peut supprimer intelligemment le bruit haute fréquence inutile sans affecter l'intégrité du signal en bande de base.
Les convertisseurs analogique-numérique ΔΣ ne se limitent pas au domaine audio. Ils sont également utilisés dans de nombreux appareils, des convertisseurs de son numérique aux systèmes d'alimentation à haut rendement. Le succès de cette technologie continue d'inciter les ingénieurs à explorer ses applications potentielles. Dans certains scénarios d'application avancés, de plus en plus de produits ont commencé à combiner des modulateurs ΔΣ multibits ou d'ordre élevé pour améliorer les performances globales du convertisseur.
Par le passé, les convertisseurs numériques devaient s'appuyer sur des filtres analogiques complexes pour faire face au défi du bruit haute fréquence, mais aujourd'hui, les progrès de la technologie ΔΣ ADC ont rendu ce processus extrêmement simple. Cela permet aux ingénieurs de réduire le coût des produits finis tout en améliorant les performances globales, faisant des communications audio et de données de haute qualité une réalité.
Cependant, malgré les nombreux avantages du ΔΣ ADC, pouvons-nous nous attendre à ce que des technologies plus avancées émergent à l’avenir pour améliorer encore la qualité et l’efficacité des signaux numériques ?
