Signal numérique et analogique. Différence entre signal analogique et numérique

Lorsqu'il s'agit de télédiffusion et de radiodiffusion, ainsi que de vues modernes connexions, très souvent on rencontre des termes tels que « Signal analogique» et "signal numérique". Pour les spécialistes, il n'y a pas de mystère dans ces mots, mais pour les ignorants, la différence entre "numérique" et "analogique" peut être totalement inconnue. Et pourtant il y a une différence très significative.

Lorsque nous parlons d'un signal, nous entendons généralement des oscillations électromagnétiques qui induisent une FEM et provoquent des fluctuations de courant dans l'antenne du récepteur. Sur la base de ces vibrations, l'appareil récepteur - une télévision, une radio, un talkie-walkie ou un téléphone portable - se fait une "idée" de l'image à afficher sur l'écran (s'il y a un signal vidéo) et des sons pour accompagner cette vidéo. signal.


Dans tous les cas, le signal d'une station radio ou d'une tour de communication mobile peut apparaître à la fois sous forme numérique et analogique. Après tout, par exemple, le son lui-même est un signal analogique. À la station de radio, le son perçu par le microphone est converti en oscillations électromagnétiques déjà mentionnées. Plus la fréquence du son est élevée, plus la fréquence d'oscillation à la sortie est élevée et plus le haut-parleur parle fort, plus l'amplitude est grande.

Les oscillations électromagnétiques, ou ondes, qui en résultent se propagent dans l'espace à l'aide d'une antenne émettrice. Pour que l'air ne soit pas encombré d'interférences à basse fréquence et pour que différentes stations de radio aient la possibilité de travailler en parallèle sans se gêner, les vibrations résultant de l'impact du son sont additionnées, c'est-à-dire qu'elles sont " superposées » à d'autres vibrations qui ont une fréquence constante. La dernière fréquence est généralement appelée la "porteuse", et c'est sur sa perception que nous accordons notre récepteur radio afin de "capter" le signal analogique de la station radio.

Dans le récepteur, le processus inverse se produit: la fréquence porteuse est séparée et les oscillations électromagnétiques reçues par l'antenne sont converties en oscillations sonores et la voix familière de l'annonceur est entendue par le haut-parleur.

En cours de transfert signal sonore tout peut arriver de la radio au récepteur. Des interférences tierces peuvent se produire, la fréquence et l'amplitude peuvent changer, ce qui, bien sûr, se reflétera dans les sons émis par la radio. Enfin, l'émetteur et le récepteur eux-mêmes introduisent une erreur lors de la conversion du signal. Par conséquent, le son reproduit par une radio analogique présente toujours une certaine distorsion. La voix peut être parfaitement reproduite, malgré les changements, mais il y aura un sifflement ou même une sorte de respiration sifflante causée par des interférences en arrière-plan. Moins la réception est fiable, plus ces effets de bruit parasites seront forts et distincts.

De plus, le signal analogique terrestre a un très faible degré de protection contre les accès non autorisés. Pour les radios publiques, cela n'a évidemment pas d'importance. Mais en utilisant le premier téléphones portables il y avait un moment désagréable associé au fait que presque n'importe quelle radio extérieure pouvait être facilement réglée sur la bonne onde pour écouter votre conversation téléphonique.

L'analogique présente de tels inconvénients. diffusion. Grâce à eux, par exemple, la télévision promet de devenir entièrement numérique dans un délai relativement court.

Les communications et la radiodiffusion numériques sont considérées comme plus à l'abri des interférences et influences externes. Le fait est que lors de l'utilisation des "chiffres", le signal analogique du microphone de la station émettrice est crypté en un code numérique. Non, bien sûr, le flux des chiffres et des nombres ne se répand pas dans l'espace environnant. C'est juste que le son d'une certaine fréquence et d'un certain volume se voit attribuer un code à partir d'impulsions radio. La durée et la fréquence des impulsions sont définies à l'avance - c'est la même pour l'émetteur et le récepteur. La présence d'une impulsion correspond à un, l'absence correspond à zéro. Par conséquent, une telle connexion est dite "numérique".

Un appareil qui convertit un signal analogique en un code numérique est appelé convertisseur analogique-numérique (ADC). Et un appareil installé dans le récepteur qui convertit le code en un signal analogique correspondant à la voix de votre ami dans le haut-parleur téléphone portable La norme GSM est appelée "convertisseur numérique-analogique" (DAC).

Lors de la transmission d'un signal numérique, les erreurs et les distorsions sont pratiquement exclues. Si l'impulsion devient un peu plus forte, plus longue ou vice versa, elle sera toujours reconnue par le système comme une unité. Et zéro restera zéro, même si certains aléatoires signal faible. Pour ADC et DAC, il n'y a pas d'autres valeurs que 0,2 ou 0,9 - seulement zéro et un. Par conséquent, les interférences sur les communications numériques et la radiodiffusion n'ont pratiquement aucun effet.

De plus, le « chiffre » est également mieux protégé contre les accès non autorisés. En effet, pour que le DAC de l'appareil puisse déchiffrer le signal, il faut qu'il « connaisse » le code de déchiffrement. L'ADC, avec le signal, peut également transmettre l'adresse numérique de l'appareil sélectionné comme récepteur. Ainsi, même si le signal radio est intercepté, il ne peut pas être reconnu en raison de l'absence d'au moins une partie du code. Cela est particulièrement vrai pour les communications cellulaires mobiles.

Alors, ici différences entre les signaux numériques et analogiques:

1) Un signal analogique peut être déformé par des interférences, et un signal numérique peut soit être complètement brouillé par des interférences, soit être sans distorsion. Un signal numérique est soit exactement là, soit complètement absent (soit zéro, soit un).

2) Le signal analogique est disponible pour être perçu par tous les appareils fonctionnant sur le même principe que l'émetteur. Le signal numérique est codé de manière sécurisée et difficile à intercepter s'il ne vous est pas destiné.

Un signal analogique est un signal de données dans lequel chacun des paramètres représentatifs est décrit par une fonction du temps et un ensemble continu de valeurs possibles.

Il existe deux espaces de signaux - l'espace L (signaux continus) et l'espace l (L petit) - l'espace des séquences. L'espace l (L est petit) est l'espace des coefficients de Fourier (un ensemble dénombrable de nombres définissant une fonction continue sur un intervalle fini du domaine de définition), l'espace L est l'espace des signaux continus (analogiques) dans le domaine de définition. Sous certaines conditions, l'espace L est mappé de manière unique sur l'espace l (par exemple, les deux premiers théorèmes de discrétisation de Kotelnikov).

Les signaux analogiques sont décrits par des fonctions continues du temps, c'est pourquoi un signal analogique est parfois appelé signal continu. Les signaux analogiques sont opposés aux signaux discrets (quantifiés, numériques). Exemples d'espaces continus et grandeurs physiques correspondantes :

    directe : tension électrique

    circonférence : position d'un rotor, d'une roue, d'un engrenage, d'aiguilles d'horloge analogique ou de la phase d'un signal porteur

    segment : position d'un piston, d'un levier de commande, d'un thermomètre à liquide ou d'un signal électrique limité en amplitude divers espaces multidimensionnels : couleur, signal modulé en quadrature.

Les propriétés des signaux analogiques sont largement opposées à celles des signaux quantifiés ou numériques.

L'absence de niveaux de signaux discrets et clairement distinguables les uns des autres rend impossible l'application du concept d'information à sa description sous la forme sous laquelle on l'entend dans les technologies numériques. La "quantité d'informations" contenue dans une lecture ne sera limitée que par la plage dynamique de l'instrument de mesure.

Pas de redondance. De la continuité de l'espace des valeurs, il s'ensuit que toute interférence introduite dans le signal est indiscernable du signal lui-même et, par conséquent, l'amplitude d'origine ne peut pas être restaurée. En effet, un filtrage est possible, par exemple, par des méthodes fréquentielles, si l'on connaît des informations complémentaires sur les propriétés de ce signal (notamment la bande de fréquence).

Application:

Les signaux analogiques sont souvent utilisés pour représenter des grandeurs physiques en constante évolution. Par exemple, un signal électrique analogique provenant d'un thermocouple transporte des informations sur un changement de température, un signal d'un microphone sur des changements rapides de pression dans une onde sonore, etc.

2.2 Signal numérique

Un signal numérique est un signal de données dans lequel chacun des paramètres représentatifs est décrit par une fonction du temps discret et un ensemble fini de valeurs possibles.

Les signaux sont des impulsions électriques ou lumineuses discrètes. Avec cette méthode, toute la capacité du canal de communication est utilisée pour transmettre un signal. Le signal numérique utilise toute la bande passante du câble. La bande passante est la différence entre la fréquence maximale et minimale qui peut être transmise sur un câble. Chaque appareil de ces réseaux envoie des données dans les deux sens, et certains peuvent simultanément recevoir et transmettre. Les systèmes à bande étroite (bande de base) transmettent des données sous la forme d'un signal numérique à fréquence unique.

Un signal numérique discret est plus difficile à transmettre sur de longues distances qu'un signal analogique, il est donc pré-modulé côté émetteur et démodulé côté récepteur d'informations. L'utilisation d'algorithmes pour vérifier et restaurer les informations numériques dans les systèmes numériques peut augmenter considérablement la fiabilité de la transmission des informations.

Commentaire. Il faut garder à l'esprit qu'un signal numérique réel est, de par sa nature physique, analogique. En raison du bruit et des modifications des paramètres des lignes de transmission, il y a des fluctuations d'amplitude, de phase / fréquence (jitter), de polarisation. Mais ce signal analogique (impulsionnel et discret) est doté des propriétés d'un nombre. De ce fait, il devient possible d'utiliser des méthodes numériques pour son traitement (traitement informatique).

Un signal analogique est un signal de données dans lequel chacun des paramètres représentatifs est décrit par une fonction du temps et un ensemble continu de valeurs possibles.

Il existe deux espaces de signaux - l'espace L (signaux continus) et l'espace l (L petit) - l'espace des séquences. L'espace l (L est petit) est l'espace des coefficients de Fourier (un ensemble dénombrable de nombres définissant une fonction continue sur un intervalle fini du domaine de définition), l'espace L est l'espace des signaux continus (analogiques) dans le domaine de définition. Sous certaines conditions, l'espace L est mappé de manière unique sur l'espace l (par exemple, les deux premiers théorèmes de discrétisation de Kotelnikov).

Les signaux analogiques sont décrits par des fonctions continues du temps, c'est pourquoi un signal analogique est parfois appelé signal continu. Les signaux analogiques sont opposés aux signaux discrets (quantifiés, numériques). Exemples d'espaces continus et grandeurs physiques correspondantes :

    directe : tension électrique

    circonférence : position d'un rotor, d'une roue, d'un engrenage, d'aiguilles d'horloge analogique ou de la phase d'un signal porteur

    segment : position d'un piston, d'un levier de commande, d'un thermomètre à liquide ou d'un signal électrique limité en amplitude divers espaces multidimensionnels : couleur, signal modulé en quadrature.

Les propriétés des signaux analogiques sont largement opposées à celles des signaux quantifiés ou numériques.

L'absence de niveaux de signaux discrets et clairement distinguables les uns des autres rend impossible l'application du concept d'information à sa description sous la forme sous laquelle on l'entend dans les technologies numériques. La "quantité d'informations" contenue dans une lecture ne sera limitée que par la plage dynamique de l'instrument de mesure.

Pas de redondance. De la continuité de l'espace des valeurs, il s'ensuit que toute interférence introduite dans le signal est indiscernable du signal lui-même et, par conséquent, l'amplitude d'origine ne peut pas être restaurée. En effet, un filtrage est possible, par exemple, par des méthodes fréquentielles, si l'on connaît des informations complémentaires sur les propriétés de ce signal (notamment la bande de fréquence).

Application:

Les signaux analogiques sont souvent utilisés pour représenter des grandeurs physiques en constante évolution. Par exemple, un signal électrique analogique provenant d'un thermocouple transporte des informations sur un changement de température, un signal d'un microphone sur des changements rapides de pression dans une onde sonore, etc.

2.2 Signal numérique

Un signal numérique est un signal de données dans lequel chacun des paramètres représentatifs est décrit par une fonction du temps discret et un ensemble fini de valeurs possibles.

Les signaux sont des impulsions électriques ou lumineuses discrètes. Avec cette méthode, toute la capacité du canal de communication est utilisée pour transmettre un signal. Le signal numérique utilise toute la bande passante du câble. La bande passante est la différence entre la fréquence maximale et minimale qui peut être transmise sur un câble. Chaque appareil de ces réseaux envoie des données dans les deux sens, et certains peuvent simultanément recevoir et transmettre. Les systèmes à bande étroite (bande de base) transmettent des données sous la forme d'un signal numérique à fréquence unique.

Un signal numérique discret est plus difficile à transmettre sur de longues distances qu'un signal analogique, il est donc pré-modulé côté émetteur et démodulé côté récepteur d'informations. L'utilisation d'algorithmes pour vérifier et restaurer les informations numériques dans les systèmes numériques peut augmenter considérablement la fiabilité de la transmission des informations.

Commentaire. Il faut garder à l'esprit qu'un signal numérique réel est, de par sa nature physique, analogique. En raison du bruit et des modifications des paramètres des lignes de transmission, il y a des fluctuations d'amplitude, de phase / fréquence (jitter), de polarisation. Mais ce signal analogique (impulsionnel et discret) est doté des propriétés d'un nombre. De ce fait, il devient possible d'utiliser des méthodes numériques pour son traitement (traitement informatique).

Il n'est pas du tout nécessaire pour un simple consommateur de savoir quelle est la nature des signaux. Mais parfois, vous devez connaître la différence entre l'analogique et formats numériques afin d'aborder le choix de l'une ou l'autre option les yeux ouverts, car aujourd'hui on dit que le temps des technologies analogiques est révolu, elles sont remplacées par des technologies numériques. Vous devez comprendre la différence afin de savoir ce que nous partons et à quoi s'attendre.

Signal analogique- il s'agit d'un signal continu, ayant un nombre infini de données proches en valeur dans le maximum, dont tous les paramètres sont décrits par une variable dépendante du temps.

Signal numérique- il s'agit d'un signal distinct, décrit par une fonction distincte du temps, respectivement, à chaque instant, l'amplitude de l'amplitude du signal a une valeur strictement définie.

La pratique a montré qu'avec des signaux analogiques, des interférences sont possibles, ce qui est éliminé avec un signal numérique. De plus, le numérique peut restaurer les données d'origine. Avec un signal analogique continu, beaucoup d'informations passent, souvent redondantes. Au lieu d'un analogique, plusieurs numériques peuvent être transmis.

Aujourd'hui, le consommateur s'intéresse à la question de la télévision, puisque c'est dans ce contexte que l'expression « passage au signal numérique » est plus souvent prononcée. Dans ce cas, l'analogique peut être considéré comme une relique du passé, mais c'est précisément cela que la technologie existante accepte, et il en faut une spéciale pour recevoir le numérique. Bien sûr, dans le cadre de l'émergence et de l'expansion de l'utilisation des «chiffres», ils perdent leur ancienne popularité.

Avantages et inconvénients des types de signaux

La sécurité joue un rôle important dans l'évaluation des paramètres d'un signal particulier. Une nature différente de l'influence, les intrusions étrangères rendent le signal analogique sans défense. Avec le numérique, cela est exclu, car il est codé à partir d'impulsions radio. Pour les longues distances, la transmission des signaux numériques est compliquée, il est nécessaire d'utiliser des schémas de modulation-démodulation.

En résumé, nous pouvons dire que différence entre signal analogique et numérique consister en:

  • Dans la continuité de l'analogique et la discrétion du numérique ;
  • Plus susceptibles d'interférer avec la transmission analogique ;
  • Dans la redondance du signal analogique ;
  • Dans la capacité du numérique à filtrer les interférences et à restituer les informations d'origine ;
  • Dans la transmission d'un signal numérique sous une forme codée. Un signal analogique est remplacé par plusieurs signaux numériques.

Très souvent, nous entendons des définitions telles que signal "numérique" ou "discret", quelle est sa différence avec "analogique" ?

L'essence de la différence est que le signal analogique est continu dans le temps (ligne bleue), tandis que le signal numérique consiste en un ensemble limité de coordonnées (points rouges). Si tout est réduit à des coordonnées, alors tout segment d'un signal analogique est constitué d'un nombre infini de coordonnées.

Pour un signal numérique, les coordonnées selon l'axe horizontal sont situées à intervalles réguliers, en fonction de la fréquence d'échantillonnage. Dans le format courant de CD audio, il s'agit de 44100 points par seconde. Verticalement, la précision de la hauteur de la coordonnée correspond à la profondeur de bits du signal numérique, pour 8 bits elle est de 256 niveaux, pour 16 bits = 65536 et pour 24 bits = 16777216 niveaux. Plus la profondeur de bits est élevée (le nombre de niveaux), plus les coordonnées verticales sont proches de l'onde d'origine.

Les sources analogiques sont : les vinyles et les cassettes audio. Les sources numériques sont : CD-Audio, DVD-Audio, SA-CD (DSD) et les fichiers aux formats WAVE et DSD (y compris les dérivés de APE, Flac, Mp3, Ogg, etc.).

Avantages et inconvénients du signal analogique

L'avantage d'un signal analogique est que c'est sous forme analogique que nous percevons le son avec nos oreilles. Et bien que notre système auditif convertisse le flux sonore perçu sous forme numérique et le transmette au cerveau sous cette forme, la science et la technologie n'ont pas encore atteint la possibilité de connecter des lecteurs et d'autres sources sonores directement sous cette forme. Des recherches similaires sont actuellement menées activement pour les personnes handicapées, et nous bénéficions exclusivement d'un son analogique.

L'inconvénient du signal analogique est sa capacité à stocker, transmettre et répliquer le signal. Lors d'un enregistrement sur bande ou vinyle, la qualité du signal dépend des propriétés de la bande ou du vinyle. Au fil du temps, la bande se démagnétise et la qualité du signal enregistré se détériore. Chaque lecture détruit progressivement le support et l'écrasement introduit une distorsion supplémentaire, où des déviations supplémentaires sont ajoutées par le support suivant (bande ou vinyle), les dispositifs de lecture, d'enregistrement et de transmission de signal.

Faire une copie d'un signal analogique revient à prendre une photo d'une photographie pour la recopier.

Avantages et inconvénients d'un signal numérique

Les avantages d'un signal numérique incluent la précision de la copie et de la transmission du flux audio, où l'original n'est pas différent de la copie.

Le principal inconvénient peut être considéré que le signal sous forme numérique est une étape intermédiaire et la précision du signal analogique final dépendra du degré de détail et de précision de l'onde sonore qui sera décrite par les coordonnées. Il est assez logique que plus il y a de points et plus les coordonnées sont précises, plus l'onde sera précise. Mais il n'y a toujours pas de consensus sur le nombre de coordonnées et la précision des données suffisantes pour dire que la représentation numérique du signal est suffisante pour restituer avec précision le signal analogique, indiscernable de l'original par nos oreilles.

En termes de volumes de données, la capacité d'une cassette audio analogique conventionnelle n'est que d'environ 700 à 1,1 Mo, tandis qu'un CD conventionnel contient 700 Mo. Cela donne une idée du besoin de transporteurs grande capacité. Et cela donne lieu à une guerre séparée de compromis avec des exigences différentes pour le nombre de points de description et pour la précision des coordonnées.

À ce jour, il est considéré comme tout à fait suffisant pour représenter une onde sonore avec une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz et une profondeur de bits de 16 bits. Avec un taux d'échantillonnage de 44,1 kHz, un signal jusqu'à 22 kHz peut être récupéré. Comme le montrent les études psychoacoustiques, une augmentation supplémentaire du taux d'échantillonnage est à peine perceptible, mais une augmentation de la profondeur de bits donne une amélioration subjective.

Comment les DAC construisent une vague

Un DAC est un convertisseur numérique-analogique, un élément qui convertit le son numérique en analogique. Nous allons jeter un regard superficiel sur les principes de base. Si les commentaires montrent un intérêt à examiner un certain nombre de points plus en détail, un document distinct sera publié.

CNA multibits

Très souvent, l'onde est représentée sous forme d'étapes, ce qui est dû à l'architecture de la première génération de DAC multi-bits R-2R, qui fonctionnent de manière similaire à un commutateur à partir d'un relais.


L'entrée DAC reçoit la valeur de la prochaine coordonnée verticale et à chaque cycle, elle commute le niveau de courant (tension) au niveau correspondant jusqu'au prochain changement.

Bien que l'on pense que l'oreille humaine n'entend pas plus de 20 kHz, et selon la théorie de Nyquist, il est possible de restaurer un signal jusqu'à 22 kHz, la question demeure de la qualité de ce signal après restauration. Dans la région des hautes fréquences, la forme de l'onde "en escalier" résultante est généralement éloignée de l'original. Le moyen le plus simple de sortir de cette situation est d'augmenter le taux d'échantillonnage lors de l'enregistrement, mais cela entraîne une augmentation significative et indésirable de la taille du fichier.


Une option alternative consiste à augmenter artificiellement le taux d'échantillonnage lors de la lecture dans le DAC en ajoutant des valeurs intermédiaires. Ceux. nous imaginons un chemin d'onde continue (ligne pointillée grise) reliant en douceur les coordonnées d'origine (points rouges) et ajoutant des points intermédiaires sur cette ligne (violet foncé).

Lorsque la fréquence d'échantillonnage augmente, il est généralement nécessaire d'augmenter également la profondeur de bits, de sorte que les coordonnées soient plus proches de l'onde approchée.


Grâce aux coordonnées intermédiaires, il est possible de réduire les "pas" et de construire une vague plus proche de l'original.

Lorsque vous voyez la fonction d'amplification de 44,1 à 192 kHz dans un lecteur ou un DAC externe, il s'agit d'une fonction d'ajout de coordonnées intermédiaires, et non de restauration ou de création de son dans la région au-dessus de 20 kHz.

Initialement, il s'agissait de microcircuits SRC séparés avant le DAC, qui ont ensuite migré directement vers les microcircuits DAC eux-mêmes. Aujourd'hui, vous pouvez trouver des solutions où un tel microcircuit est ajouté aux DAC modernes, ceci est fait afin de fournir une alternative aux algorithmes intégrés dans le DAC et parfois obtenir encore plus meilleur son(comme par exemple cela se fait dans Hidizs AP100).

Le principal rejet par l'industrie des CNA multibits s'est produit en raison de l'impossibilité de poursuivre le développement technologique des indicateurs de qualité avec les technologies de production actuelles et du coût plus élevé par rapport aux CNA « à commutation » aux caractéristiques comparables. Néanmoins, dans les produits Hi-End, la préférence est souvent donnée aux anciens DAC multi-bits, plutôt qu'aux nouvelles solutions aux caractéristiques techniquement meilleures.

Changer de DAC

À la fin des années 70, une version alternative des DAC basée sur l'architecture "pulsée" - "delta-sigma" s'est généralisée. La technologie DAC pulsé a rendu possible l'émergence de commutateurs ultra-rapides et a permis l'utilisation d'une fréquence porteuse élevée.


L'amplitude du signal est la valeur moyenne des amplitudes des impulsions (le vert indique des impulsions d'amplitude égale et le blanc est l'onde sonore finale).

Par exemple, une séquence de huit cycles de cinq impulsions donnera une amplitude moyenne de (1+1+1+0+0+1+1+0)/8=0,625. Plus la fréquence porteuse est élevée, plus les impulsions tombent sous lissage et une valeur d'amplitude plus précise est obtenue. Cela a permis de présenter le flux sonore sous une forme à un bit avec une large plage dynamique.

Le calcul de la moyenne peut être effectué avec un filtre analogique conventionnel, et si un tel ensemble d'impulsions est appliqué directement au haut-parleur, alors nous obtiendrons du son à la sortie, et les ultra hautes fréquences ne seront pas reproduites en raison de la grande inertie de l'émetteur. Les amplificateurs PWM en classe D fonctionnent selon ce principe, où la densité d'énergie des impulsions est créée non pas par leur nombre, mais par la durée de chaque impulsion (ce qui est plus facile à mettre en œuvre, mais ne peut pas être décrit avec un simple code binaire).

Un DAC multibit peut être considéré comme une imprimante capable d'appliquer les couleurs Pantone. Delta-Sigma est une imprimante à jet d'encre avec une gamme de couleurs limitée, mais en raison de la possibilité d'appliquer de très petits points (par rapport à une imprimante en bois de cerf), en raison de la densité différente de points par unité de surface, elle produit plus de nuances.


Dans l'image, nous ne voyons généralement pas de points individuels en raison de la faible résolution de l'œil, mais uniquement le ton moyen. De même, l'oreille n'entend pas les impulsions séparément.


En définitive, avec les technologies actuelles en matière de CNA à impulsions, vous pouvez obtenir une onde proche de celle qui devrait théoriquement être obtenue en approchant des coordonnées intermédiaires.

Il convient de noter qu'après l'avènement du DAC delta-sigma, la pertinence de dessiner la «vague numérique» avec des étapes a disparu, car. les DAC modernes ne construisent donc pas une vague avec des étapes. Un signal correctement discret est construit avec des points reliés par une ligne lisse.

La commutation de DAC est-elle idéale ?

Mais en pratique, tout n'est pas rose, et il existe un certain nombre de problèmes et de limites.

Car Étant donné que la grande majorité des enregistrements sont stockés dans un signal multi-bits, la conversion en un signal pulsé bit à bit nécessite une fréquence porteuse inutilement élevée, que les CNA modernes ne prennent pas en charge.

fonction principale Les CNA à impulsions modernes sont la traduction d'un signal multi-bits en un signal à un seul bit avec une fréquence porteuse relativement faible avec décimation des données. Fondamentalement, ce sont ces algorithmes qui déterminent la qualité sonore finale des DAC à impulsions.

Pour réduire le problème de fréquence porteuse élevée, le flux audio est divisé en plusieurs flux d'un bit, où chaque flux est responsable de son propre groupe de bits, qui équivaut à un multiple de la fréquence porteuse du nombre de flux. Ces DAC sont appelés delta-sigma multi-bits.

Aujourd'hui, les DAC de commutation ont gagné un nouveau souffle dans les circuits intégrés à usage général à grande vitesse de NAD et Chord en raison de la capacité de programmer de manière flexible des algorithmes de conversion.

Format DSD

Après la généralisation des DAC delta-sigma, il était tout à fait logique que le format de code binaire apparaisse directement dans l'encodage delta-sigma. Ce format est appelé DSD (Direct Stream Digital).

Le format n'était pas largement utilisé pour plusieurs raisons. L'édition de fichiers dans ce format s'est avérée inutilement limitée : vous ne pouvez pas mélanger les flux, régler le volume et appliquer l'égalisation. Cela signifie que sans perte de qualité, vous ne pouvez archiver que des enregistrements analogiques et produire un enregistrement à deux microphones de performances en direct sans traitement supplémentaire. En un mot, vous ne pouvez pas vraiment faire de l'argent.

Dans la lutte contre le piratage, les SA-CD n'étaient pas (et ne sont toujours pas) pris en charge par les ordinateurs, ce qui rend impossible leur copie. Pas de copies - pas de large public. Il était possible de lire du contenu audio DSD uniquement à partir d'un lecteur SA-CD séparé à partir d'un disque propriétaire. Si pour le format PCM il existe une norme SPDIF pour la transmission de données numériques d'une source à un DAC séparé, alors pour le format DSD il n'y a pas de norme et les premières copies piratées de disques SA-CD ont été numérisées à partir des sorties analogiques de SA- Lecteurs de CD (bien que la situation semble idiote, mais en réalité certains enregistrements ne sont sortis que sur SA-CD, ou le même enregistrement sur Audio-CD a été délibérément fait de mauvaise qualité pour promouvoir SA-CD).

Le tournant est venu avec la sortie des consoles de jeux SONY, où le disque SA-CD était automatiquement copié sur le disque dur de la console avant la lecture. Les fans du format DSD en ont profité. L'apparition d'enregistrements piratés a stimulé le marché de la sortie de DAC séparés pour la lecture de flux DSD. La plupart des DAC externes compatibles DSD prennent aujourd'hui en charge le transfert de données USB en utilisant le format DoP en tant qu'encodage de signal numérique séparé sur SPDIF.

Les fréquences porteuses pour DSD sont relativement petites, 2,8 et 5,6 MHz, mais ce flux audio ne nécessite aucune conversion de décimation des données et est assez compétitif avec les formats haute résolution tels que le DVD-Audio.

Il n'y a pas de réponse claire à la question de savoir lequel est le meilleur, DSP ou PCM. Tout dépend de la qualité de l'implémentation d'un DAC particulier et du talent de l'ingénieur du son lors de l'enregistrement du fichier final.

Conclusion générale

Le son analogique est ce que nous entendons et percevons comme le monde qui nous entoure avec nos yeux. Le son numérique est un ensemble de coordonnées qui décrivent une onde sonore et que nous ne pouvons pas entendre directement sans convertir en un signal analogique.

Un signal analogique enregistré directement sur une cassette audio ou un vinyle ne peut pas être doublé sans perte de qualité, tandis qu'une onde dans une représentation numérique peut être copiée bit à bit.

Les formats d'enregistrement numérique sont un compromis constant entre la quantité de précision des coordonnées et la taille du fichier, et tout signal numérique n'est qu'une approximation du signal analogique d'origine. Cependant, dans le même temps, différents niveaux de technologies d'enregistrement et de reproduction d'un signal numérique et de stockage sur support pour un signal analogique donnent plus d'avantages à la représentation numérique du signal, similaire à un appareil photo numérique par rapport à un appareil photo argentique.