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Curiosidades de los DACs (y el formato)


Oscar

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hace 15 horas, Oscar dijo:

10. Los DACs con esquema sigma-delta (S-D) primero convierten la señal digital recibida a analógica y luego la vuelven a convertir a digital antes de hacer la conversión analógica definitiva que es la que entregará el dispositivo. Es decir, lo que sale de este tipo de DACs es una conversión de una señal reconvertida y comparada contra una referencia pre-definida.

Para qué se hace esto?

El esquema S-D es un modelo de modulación para digitalizar señales analógicas:

D-S.png

Primero se usa un conversor D-A, que genera la señal analógica base (Analog In), la que es convertida a digital. Esta salida digital es realimentada a un circuito D-A y de allí a un diferenciador (que resta la realimentada de la señal de entrada, esta es la parte delta que selecciona las diferencias puntuales entre la señal original y la realimentada), luego se integra esta resultante en un integrador (o sumador, la integral no es otra cosa que una suma de muchos elementos muy pequeños, esta es la parte sigma), luego pasa a un comparador que compara este "error" contra una referencia predefinida, finalmente los errores son retirados de la muestra digital para generar el stream digital que entrará al conversor D-A propiamente tal.

 

Observando el puro diagrama se deduce que es un ADC logicamente..... Pero el bloque de 1bit DAC es del circuito de feedback que necesariamente convierte de vuelta a análogo para "comparar" y corregir supuestamente el resultado.... Pero muy posible que primariamente sea para reducir el common noise, él diferenciador tiene una entrada positiva (donde entra la señal original análoga) y una entrada negativa donde la señal re-convertida se aplica, y es la diferencia de entre estas 2 señales o falta de esta en una de las fases lo que se elimina, y una de ellas es el ruido generado en el proceso de conversión.......  Pero posible que el blok del integrador es parte del circuito de feedback y el blok del comparados parte dl circuito de feedback que corrige el desfase ;) todo está  "debida  corrección" es necesario debido a que la señal de retroalimentación esta fuera de fase/tiempo, ya que el proceso de conversión también demora y logicamente no va a estar en fase con la señal de entrada, pero solo dedusco observando el diagrama......y de ahí la definición de sigma delta...... También Muy posible que solo se usan/corrigen algunos bits y así evitar más retardo al reconvertirlo ;) 

Pero puro especulaciones ya  que personalmente nunca me interesado mucho en la misma tecnología interna o construcción de esos ics, pero muchos diagramas de blok pueden parecer empíricos si no s conoce lo básico, pero técnica digital no es tan complicada en su mayoría,  pero joaco creo duerme con un par de DACs debajo de su almohada :D:D

 

"car-audio es el desarrollo mas natural del home-audio"

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Jaja si un poco, ahora me quedé sin dac eso sí killer, tengo que fabricar alguno 

"cualquier hombre puede ser , si se lo propone , escultor de su propio cerebro "

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En todo caso, la curiosidad del sigma-delta es que la entrada digital se convierte a analógica, luego a digital y de nuevo a analógica hacia la salida.

O sea el sigma-delta no convierte directamente, si no que genera una representación de la info que recibe y eso es lo que finalmente convierte en audio

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Hmmm el bloque que pusiste es un adc. Con retroalimentacion negativa. La conversión digital análoga atraves de de modulación sigma delta usa retroalimentacion positiva, creo que usa un conversor digital , digital para subir el ruido del conversor y luego el lpf que puse en el dibujo lo saca pero el bloque que pusiste Oscar corresponde a un adc no a un dac como puso killer también. 

"cualquier hombre puede ser , si se lo propone , escultor de su propio cerebro "

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hace 8 horas, Oscar dijo:

En todo caso, la curiosidad del sigma-delta es que la entrada digital se convierte a analógica, luego a digital y de nuevo a analógica hacia la salida.

O sea el sigma-delta no convierte directamente, si no que genera una representación de la info que recibe y eso es lo que finalmente convierte en audio

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Sorry Óscar, pero el diagrama representa un AD ;)  

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11 hours ago, ayuda said:

Hmmm el bloque que pusiste es un adc. Con retroalimentacion negativa. La conversión digital análoga atraves de de modulación sigma delta usa retroalimentacion positiva, creo que usa un conversor digital , digital para subir el ruido del conversor y luego el lpf que puse en el dibujo lo saca pero el bloque que pusiste Oscar corresponde a un adc no a un dac como puso killer también. 

 

5 hours ago, matador said:

Sorry Óscar, pero el diagrama representa un AD ;)  

En efecto caballeros, el esquema sigma-delta de un DAC toma el nombre del ADC que incorpora. Lo que hacen estos DACs es convertir:

                          Digital (fuente original de entrada) -> Analógico -> Digital (equivalente delta-sigma) -> Analógico (salida)

O sea estos DACS no convierten los datos originales sino que una representación digital de dichos datos, generada a partir de un ADC sigma-delta.

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Entonces el diagrama que yo comentaba no está completo...... Debido a que él bloque de entrada indica una señal añaloga, pero se facilita a enteder lo que escribes si brindas mejor o información más completa/detallada, ya que es difícil adivinar :p 

correctamente debería de estar un bloque anterior que indica entrada digital y el proceso de AD y luego el diagrama publicado. 

En todo caso parece extraño de que tecnicamente sea como tú mencionas, yo opinaba que era más en sentido de reducir distorcion ya que se pude simplificar a un circuito common mode, ya que sería la mayor razón de reconvertirlo a análogo.....  pero apreciaria a que informes más detalladamente. 

 

"car-audio es el desarrollo mas natural del home-audio"

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Hola matador, en el otro hilo (y tu ya sabes cómo funciona tu dac?) creo que está explicado mejor el propósito y la historia del sigma-delta, en el post de respuesta a topclassier

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Me parece que hay una confusión por sanidad creo que de lo que estás hablando es en general de un modulador Sigma delta y la modulación que pusiste representa como modula una senal análoga a digital , pero cuando la técnica de modulación SD de usa para conversión da el diagrama corresponde simplemente al de un dac pero no incorpora un ADC sino que incorpora un dd digital digital por que la modulación Sigma delta básicamente es agregar muestras para subir el snr y sacarle el ruido que produce esto con el lpf low pass filter . La figura 2.6 en efecto representa el bloque del un dac Sigma delta 

Si el bloque del dac incorpora el ADC porfa ponlo para ver de qué se trata y la fuente

Editado por ayuda

"cualquier hombre puede ser , si se lo propone , escultor de su propio cerebro "

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1 hour ago, matador said:

Entonces el diagrama que yo comentaba no está completo...... Debido a que él bloque de entrada indica una señal añaloga, pero se facilita a enteder lo que escribes si brindas mejor o información más completa/detallada, ya que es difícil adivinar :p 

correctamente debería de estar un bloque anterior que indica entrada digital y el proceso de AD y luego el diagrama publicado. 

En todo caso parece extraño de que tecnicamente sea como tú mencionas, yo opinaba que era más en sentido de reducir distorcion ya que se pude simplificar a un circuito common mode, ya que sería la mayor razón de reconvertirlo a análogo.....  pero apreciaria a que informes más detalladamente. 

 

 

16 minutes ago, ayuda said:

Me parece que hay una confusión por sanidad creo que de lo que estás hablando es en general de un modulador Sigma delta y la modulación que pusiste representa como modula una senal análoga a digital , pero cuando la técnica de modulación SD de usa para conversión da el diagrama corresponde simplemente al de un dac pero no incorpora un ADC sino que incorpora un dd digital digital por que la modulación Sigma delta básicamente es agregar muestras para subir el snr y sacarle el ruido que produce esto con el lpf low pass filter . La figura 2.6 en efecto representa el bloque del un dac Sigma delta 

Si el bloque del dac incorpora el ADC porfa ponlo para ver de qué se trata y la fuente

Favor, sin confundirse, el sigma-delta (o delta-sigma, es lo mismo) es un modulador ADC que nació para aplicaciones de audio donde la precisión en el tiempo no es considerada crítica y donde el propósito es lograr la máxima resolución posible en frecuencia (cuya codificación creó Denon y fue después desarrollado por Philips y Sony para el formato de CD, en lo que se conoce como Red Book).

En efecto este esquema es sumamente útil para deshacerse de los problemas de precisión en frecuencia (ruido), como se explica en el otro hilo (Y tú ya sabes cómo funciona tu DAC?)

Si se fijan, la figura en bloques siguiente, de TI, es equivalente a la que adjunté más arriba en este hilo (que es el modelo de AKM):

SDTI.jpg

Y las referencias

http://www.ti.com/lit/an/slyt423a/slyt423a.pdf

http://www.ti.com/lit/an/slyt438/slyt438.pdf

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Sigma delta solo es la técnica de modulación . Puede usarse en ADC . DD o DAC . Ese esquema por supuesto es la técnica usada en ADC pero el hilo es curiosidades de los dacs. Tienes que usar el bloque de modulación dac fig 2.6 para representar el equipo . El bloque que pusiste representa un grabador de estudio por ejemplo . Pero no el reproductor . Es decir habla de la modulación en ADC pero en dac y dd cambian 

El link de la fuente dice lo mismo "how an ADC works"  , no entiendo porque no pones la modulación de un dac .

"cualquier hombre puede ser , si se lo propone , escultor de su propio cerebro "

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6 minutes ago, ayuda said:

Sigma delta solo es la técnica de modulación . Puede usarse en ADC . DD o DAC . Ese esquema por supuesto es la técnica usada en ADC pero el hilo es curiosidades de los dacs. Tienes que usar el bloque de modulación dac fig 2.6 para representar el equipo . El bloque que pusiste representa un grabador de estudio por ejemplo . Pero no el reproductor . Es decir habla de la modulación en ADC pero en dac y dd cambian 

El link de la fuente dice lo mismo "how an ADC works"  , no entiendo porque no pones la modulación de un dac .

Por eso mismo es curioso po, los DACs de audio sigma-delta (o sea la gran mayoría) incorporan ese ADC en la secuencia de conversión.

Mira el diagrama de bloques siguiente, es el chip DAC del AK4490, muy usado en DACs de audio actualmente:

AK4490Block.jpg

las letras griegas delta y sigma se refieren justamente a ese modulador

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Óscar señalame con el Paint donde esta el modulador ADC en el diagrama de bloques n 4 porfa 

"cualquier hombre puede ser , si se lo propone , escultor de su propio cerebro "

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Ok ' ese modulador es el remuetreo , noise shapping y quantization que corresponde al trabajo Sigma delta de la figura 2.6 no tiene nada que ver con un ic de un ADC que usa la misma modulación ..

"cualquier hombre puede ser , si se lo propone , escultor de su propio cerebro "

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La derecha de ese ic es el lado análogo sale una senal diferencial por AOutR y L . De ahí a la izquierda es solo senal digital  asumo que sale I por las salidas y no V por lo que habría que usar un conversor I-V en ese ic 

"cualquier hombre puede ser , si se lo propone , escultor de su propio cerebro "

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45 minutes ago, ayuda said:

Ok ' ese modulador es el remuetreo , noise shapping y quantization que corresponde al trabajo Sigma delta de la figura 2.6 no tiene nada que ver con un ic de un ADC que usa la misma modulación ..

cierto don ayuda, en la conversión DA el modulador sigma-delta no genera una salida analógica, sino que crea un modelo digital de la señal analógica que debería producir la entrada digital nativa como si pasara por un conversor ADC, la conversión no queda disponible en analógico en esta etapa ya que no es necesaria, pero el concepto es ese digital -> equivalente analógico digitalizado -> conversión analógica.

Sólo que el "equivalente analógico digitalizado" no se puede explicar con peras y manzanas

 

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Tienes alguna confusión Óscar , de hecho el modulador Sigma delta en la conversión DA produce una señal análoga tal como muestra el bloque de akm pasando por un switching capacitor justo antes de los pines de salida .Puede ser que matador lo exponga más claro que yo 

"cualquier hombre puede ser , si se lo propone , escultor de su propio cerebro "

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  • 1 month later...

11. Los desarrolladores de DACs sabían, desde los comienzos del uso del formato, que los DACs no eran capaces de extraer con precisión la información disponible en el formato, relativa al posicionamiento de los sonidos (es decir, la resolución de la conversión en el dominio matemático del tiempo, no olvidemos que el formato privilegia la resolución en frecuencia). Lo que no sabían en ese momento es lo crítico que esto es para el audio, y que hoy en día es considerada la variable sobre la que el oído establece la mayor exigencia para discriminar sonidos.  Aún sin saber esto último, (pero ya se sospechaba, por las fuertes críticas que recibió el formato en sus comienzos) se empezaron a utilizar altas resoluciones de muestreo y a aumentar el rango dinámico en los archivos fuente, para facilitarle la pega a los DACs en la predicción del instante en que será recibido el próximo pulso a decodificar (a mayor frecuencia, menos espacio de tiempo para esperar el próximo pulso y más estadística disponible sobre el comportamiento del tren de datos)

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