Znižanje stroškov, ne da bi pri tem trpela kakovost predvajanega zvoka, je izziv za oblikovalce večine priklopnih postaj (docking station) za IPod-e in drugih podobnih digitalnih avdio naprav in opreme.
Vendar je to izziv, ki ga je mogoče rešiti z uporabo procesorske moči 32-bit mikrokontrolerjev (MCU) ali 16-bit digitalnih signalnih krmilnikov (DSC) za pretvarjanje vzorcev, ki so bili zajeti z višjo frekvenco in cenejšimi DAC visoke kakovosti z nastavljivo stopnjo vzorčenja, da se zmanjšajo razlike v primerjavi s taktom USB vodila. Ta kombinacija lahko pomaga znižati stroške, hkrati pa ohranja kakovost zvoka.
Digitalni avdio sistemi so sestavljeni iz priklopne postaje in avdio naprave: stereo avdio podatki med predvajanjem iz digitalnega avdio vira »tečejo« v obliki serijskega niza prek USB vmesnika priklopne postaje, kjer jih zajamemo in preusmerimo k digitalno-analognemu pretvorniku (DAC) z nastavljeno pogostostjo vzorčenja (sample-rate). Na sliki 1 vidimo posamezne komponente podrobno: serijski podatkovni vhodni kanal, modul za pretvarjanje podatkov iz serijske oblike v spremenljivko, vezje za nastavitev hitrosti vzorčenja, DAC z izhodnim filtriranjem in končni ojačevalni stopnji.
Vsi digitalni avdio viri ne uporabljajo enake stopnje vzorčenja, tako da priklopna postaja navadno prilagodi frekvenco vzorčenja viru ali pa pretvori vzorčeni tok podatkov v neko drugo hitrost, ki je primernejša za prenos. Prvi izziv je torej izvedba pretvorbe hitrosti vzorčenja z čim manjšimi stroški brez zmanjševanja kakovosti zvoka. Najpogosteje so oblikovalci za to pretvorbo uporabili posebno vezje ali posebno prilagojen avdio DAC, ki v ta namen uporablja zapletene fazno sklenjene zanke za zagotavljanje prilagodljive hitrosti vzorčenja za stabilen pretok vzorčenih avdio podatkov.
Medtem, ko USB omogoča priročen vmesnik za prenos zvočnih podatkov, pa po drugi strani nihanje USB takta povzroča določeno izgubo v smislu avdio kvalitete, poleg pretvorbe med različnimi stopnjami vzorčenja pa mora pretvornik mer različnimi vzorčenji zmanjševati tudi USB nihanje.
Razumevanje digitalnega zvoka
Analogni avdio signal pretvorimo v digitalno obliko z vzorčenjem analognega signala na frekvenci, ki je vsaj dvakrat višja kot frekvenca najvišje komponente v analognem signalu, kar se imenuje Nyquist stopnja. Avdio signal od 0 do 20 kHz lahko zato vzorčimo s hitrostjo 44,1 kHz, kar je ravno Nyquistova hitrost vzorčenja, tako da je kasneje mogoče rekonstruirati originalni signal (brez aliasinga) ko ga pretvorimo nazaj v analogni obliko. Poleg vzorčenja se je potrebno odločati tudi o tem, ali bo resolucija vzorčenja 16-bit ali 24-bit beseda. Za zgoščenko (CD) z avdio datotekami je standardna 16-bit ločljivost in hitrost vzorčenja 44,1 kHz. Vendar pa so za avdiofile na voljo še druge možnosti, kot so kodiranje podatkov na 24-bit resolucijo in povečanje hitrosti vzorčenja do 96 kHz. Za glasbene strokovnjake so zvočne datoteke običajno kodirane z ločljivostjo 24 bitov na vzorec, kar zagotavlja zadosten manevrski prostor v primerih, ko se zvok meša z drugimi zvoki in studijsko obdeluje pri pripravi glavnega (master) avdio zapisa za množično produkcijo različnih nosilcev zvoka.
Digitalno predvajanje: Zmanjšati ceno, ne kakovosti zvoka!
2013_SE204_28
Microchip Technology Inc
