Рис. 4.6. Принцип токового делителя. Если вы думаете, что это токовый сумматор, то действия делителя и сумматора подобны

Этат ток paSeH полоЗине тока на выходе

Делатель тока

ней. Это вполне реализуемо в интегральной форме. Принцип токового делителя иллюстрируется рис. 4.6. Разница между токовым сумматором и токовым делителем - в направлениях токов. Входящие токи должны быть в высокой степени идентичны, для чего недостаточно использовать простую резистивную схему.

В таком типе преобразователя, впервые описанном Плаше в 1976 г., используются сопротивления. Принцип построения иллюстрируется рис. 4.7; проще рассматривать эту схему как токовый сумматор, чем как делитель. Два входных тока /, и /г формируют ток /з; если резисторы Ri а R2 равны, то /] = /2 = /з/2, т.е. токи Д и равны половине тока /3. Трудность состоит в том, что резисторы Ri и R не идентичны. Чтобы уменьшить влияние разницы в значениях сопротивлений на результат, можно токи поочередно пропустить через каждое сопротивление. В схеме, показанной на рис. 4.7, б, в течение части цикла ток /1 течет через сопротивление а /3 - через R; в течение другой части цикла ток /] течет через 7?, а - через Ri. Если переключение производится достаточно быстро, то разница в сопротивлениях усредняется. Условие равенства токов Д и I2 половине тока /3 достигается, если допуск на сопротивления не превышает 1 %. Теория показывает, что ошибка пропорциональна погрешности управления переключателями; приемлемую точность тактирования не хуже 0,01 % осуществить нетрудно.

Рассмотрим схему, показанную на рис. 4.8. Отношение токов в каждой ступени 2:1. Схема выполнена с небольшим числом комплектующих элементов, не требует применения высокоточных деталей. Схема

Рис. 4.7. Простой делитель тока (д) и его усовершенствование с переключателем (б). При переключении с высокой скоростью обеспечивается точное деление при условии, что тактирующие импульсы посылаются с тачными интервалами

г/я I ItIb Принцип последователшого токового

J/o\ yl делителя, вьвдающего на ЦАП группу токов,

значения которых находятся в определенном соотношении

JJ характеризуется достаточно высоким быст-

родействием и может использоваться в аналого-цифровых преобразователях, описанных в гл. 3. Конденсатор, необходимый для сглаживания небольших пульсаций тока, Бозникаюших в процессе переключения, обычно подключают к штырькам ИС.

Необходимо остановиться на уровне преобразуемого напряжения. Применительно к преобразователям напряжения амплитуда ступенек сигнала может составлять 10 мВ, 100 мВ, 1 В. Чем выше уровень на выходе, тем сложнее осуществляется процесс преобразования, поскольку реализовать вьюокие скорости переключения напряжений проще при малых ступеньках сигналов, так как паразитные емкости заряжаются до меньших уровней. С другой стороны, чем ниже уровень преобразовываемого сигнала, тем выше эффект паразитного шума. Оптимальным уровнем напряжения при преобразовании можно считать 1 В, и он выдерживается таким в большинстве преобразователей.

ПЕРЕД ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ

Преобразование цифрового сигнала в аналоговую форму - часть воспроизводящей системы. До преобразования производятся поиск и коррекция ошибок; определяется, какие дополнительные биты посланы с каждым числом и с каждой группой чисел. В гл. 3 мы кратко рассмотрели процесс обнаружения и коррекции ошибок, в том числе контроль четности. Контроль четности очень удобен для некоторых систем, в частности, при передаче данных по проводам, но он недостаточен для цифровых звуковых систем и мы рассмотрим более совершенные методы, разработаннью в вычислительной технике. Многие из этих методов известны и используются в сравнительно дешевых домашних компьютерах и для коррекции ошибок в системах записи и воспроизведения двоичных сигналов с обычными кассетными лентами. Эти методы называют цикличной избыточной проверкой (ЦИП), мы рассмотрим простейший из них - метод контрольных сумм.

Метод контрольных сумм основан на добавлении двоичного числа к группе. Большинство цифровых звуковых систем работает с кадрами - группами чисел, включающими в себя сигналы синхронизации и сигналы коррекции ошибок. Пусть каждый кадр состоит из 12 чисел. Чтобы получить контрольную сумму, Пренебрегая любым переполнением, добавим 12 чисел так, чтобы сумма укладьшалась в 16 бит. Ниже приводится пример для 4-битовых чисел. Число, соответствующее контрольной сумме, записьшается как часть кадра. В Приемном устройстве числа суммируются точно таким же образом и результат срав-48

11И1111

нивается с контрольной суммой. Если обнаружено несовпадение, значит, при передаче произошла ошибка.

Номера 7 3 6 1 3 4 2 6 4

данных /десятичные/

0 + 1 = 1

0 + 2 = 2

0 + 4 = 4

Контрольная сумма = 4

Альтернативно: сумма = 36 = 8 -4 + 4 в остатке.

Этот метод контроля ошибок более чувствителен, чем метод контроля четности, при котором замена нуля единицей может компенсироваться заменой единицы нулем в том же самом положе1ши бита в другом числе. Но все же использование метода контрольной суммы не позволяет установить местонахождение ошибки, хотя с его помощью можно определить, есть ли ошибка в конкретном кадре или нет; само по себе это уже ценная информация. Для более точного обнаружения местоположения ошибки используются некоторые способы контроля каждого байта или слова, и в ряде случаев ЦИП оказывается очень удобной.

Математические основы ЦИП изложены в специальной литературе и мы ограничимся примером. Как и во многих системах обнаружения ошибок в ЦИП используются избыточные биты. Для примера рассмотрим сигнал, состоящий только из 5 бит. Для кодирования его в соответствии с ЦИП надо использовать 8 бит, 3 из которых являются избыточными и предназначены для обнаружения ощибок. Ниже приводится пример практических действий.

Дано: 01101101100 (десятичное 109)

Ключ: 101 (десятичное 5)

Остаток от деления 100 109/5 = 204/54 остаток передается как 01101101100

В приемнике перегруппировывается как 01101101 и 100 01101101, деленное на 101, дает 100. Данные без ошибок. В этом примере число делится ключевым числом и замечается остаток. Данные сдвигаются влево на три позвдии и остаток прибавляет-