Het Digitaal filter
Na het foutcorrectie-systeem kan de seriële
data van het rechter- en linkerkanaal direct
omgezet worden naar parallelle datawoorden en
vervolgens door een DAC omgezet worden in een
analoog signaal. Dit gebeurd met een snelheid
van 44100 keer per seconde voor elk kanaal.
Het analoge signaal uit de DAC bestaat dus
uit 44100 trapjes die het oorspronkelijke
analoge signaal benaderen. Deze trapjes
brengen echter een vervelend nadeel met zich
mee nl. HARMONISCHEN.
Deze liggen op 2 x 44100 = 88200 Hz en 3 x
44100 = 132300 Hz enz.. Deze frekwenties
liggen ruim boven het audiogebied, maar
kunnen wel degelijk intermodulatie-produkten
veroorzaken (= verstoring van het audiosignaal).
Hierom moeten deze harmonischen
onderdrukt worden. Dit kan met een analoog
filter die boven ongeveer 20 KHz zeer stijl
afvalt. Het verschijnsel wat hier weer bij
komt kijken is dat we nu te maken krijgen met
faseverschuivingen en amplitude verschillen
tussen onderlinge frekwentiegebieden in het
audiogebied. Om dit te omzeilen wordt hier
digitaal gefilterd, wat deze verschijnselen
niet heeft. Het heeft zelfs een extra
voordeel, nl. dat door over-bemonstering de
trapjes ( die het analoge signaal benaderen )
verfijnd worden. De stoorprodukten boven de
20 KHz kunnen nu met een simpel analoog
filter weggewerkt worden. Het digitale filter
werkt als volgt: De seriële data van
bijvoorbeeld het rechterkanaal wordt in een
16-bits parallel register geklokt. Er staat
een aantal van deze registers parallel
bijvoorbeeld 24 bij 4x oversampling. Deze 16-
bits woorden worden steeds 4x vermenigvuldigd
met een steeds verschillend 12 bits
coëfficiënt. Dit gebeurt tegelijkertijd ook
met de andere 23 16-bits woorden. Alle
uitkomsten van deze produkten van 16+12=28
bits worden opgeteld. Dit is steeds een
gemiddeld datawoord van dat moment. Deze
wordt met 4x44100=176,4 kHz uitgeklokt. De
24x4=96 filter coëfficiënten zijn opgeslagen
in een ROM gedeelte en zijn zo gekozen ( door
de fabrikant ) dat de eerste, tweede en derde
harmonischen onderdrukt worden. Deze
coëfficiënten hebben dus dezelfde functie als
een analoog filter echter zonder de nadelen
van zo'n filter.
De 28 bitswoorden kunnen nu afgerond worden
naar 16 bits en "vertaald" in een analoge
spanning door een DAC. Het is echter ook
mogelijk om hier tussen een noise shaper te
plaatsen. Deze rondt de 28 bitswoorden af
naar bijvoorbeeld 18 bits. Vervolgens worden
deze 18 bits in 4 stappen afgerond naar 16
bits. De 2 bits worden steeds in tegenfase
teruggekoppeld naar het volgende 18 bits
woord. Dus door 4x oversampling en op een
speciale manier schakelen van bit 16 krijgen
we toch een resolutie van 18 bits!
Dit verklaart dus ook dat sommige fabrikanten
een 18 bits of zelfs een 20 bits DAC
gebruiken in hun CD-speler terwijl er niet
meer dan 16 bits op het CD-plaatje
geregistreerd zijn. Het zal u duidelijk zijn
dat dit alles met de grootst mogelijke
precisie moet gebeuren anders wordt het
eindresultaat eerder slechter dan beter. Om
deze reden maken vele fabrikanten hun eigen
chip sets. Het digitaal filteren gebeurd op
vele variaties van het hiervoor beschreven
principe. Het laatste stuk op weg naar de
versterker zal ik in het volgende hoofdstuk
bespreken, namelijk de DAC en het analoge filter.