Saya telah melihat skema papan PIC yang menggunakan PWM yang difilter untuk memberikan sinyal output audio ke jack audio. Ini menunjukkan output PWM disaring menggunakan 3 tahap filter RC pasif diikuti oleh tahap LM386. Saya punya pertanyaan berikut:
- Biasanya sinyal audio memiliki beberapa frekuensi yang diringkas secara bersamaan. Bagaimana cara PWM melakukannya?
- Apakah kualitas audio sebagus menggunakan PCM dengan DAC, filter dan amplifier?
- Karena teknik ini terlihat dan sangat nyaman, mengapa tidak semua perangkat audio menggunakan ini untuk menghemat uang dan biaya, termasuk kartu suara di komputer?
Jawaban:
Sinyal audio yang mengandung spektrum beberapa frekuensi masih hanya sinyal audio yang dapat diambil sampelnya oleh dan ADC dan diciptakan kembali oleh DAC. Memberikan sampling rate yang digunakan lebih tinggi dari dua kali frekuensi audio tertinggi maka semuanya baik. DAC yang menggunakan teknik PWM tidak berbeda. Dalam salah satu siklus gelombang PWM, rasio tanda-ke-ruang harus secara akurat "mewakili" sinyal analog instan dan satu siklus PWM harus lebih pendek dalam waktu daripada setengah periode sinyal audio tertinggi: -
Di atas adalah representasi sederhana dari 3 level DC menggunakan PWM. Jelas jika frekuensi PWM "tinggi" ketiga level tersebut dapat dianggap sebagai bagian dari bentuk gelombang AC yang kompleks. Mudah-mudahan Anda dapat melihat bahwa mengendalikan rasio ruang tanda PWM secara akurat sangat mendasar untuk mendapatkan distorsi audio yang rendah.
Secara tradisional tidak, tetapi semakin baik.
Mengontrol akurasi rasio PWM cukup sulit untuk mendapatkan kualitas hi-fi yang sangat baik dan dengan penolakan catu daya amplifier kelas D masih merupakan tantangan yang cukup sulit. Lihat gambar tertanam di atas - jika power rail 5V berlipat dua maka gain juga berlipat ganda - sekarang bayangkan bahwa alih-alih hanya berlipat ganda, Anda memiliki banyak noise jelek di rail itu - ini akan secara langsung memodulasi sinyal audio Anda dan membuat beberapa sinyal yang sangat mencolok efek.
sumber
PCM dengan DAC, filter dan amplifier
Ini tergantung pada bagaimana DAC Anda dibangun secara internal. Sebagian besar kartu suara DAC akan menggunakan modulasi sigma-delta, yang menyerupai PWM dalam hal itu sinyal satu-bit dihidupkan dan dimatikan dengan kecepatan tinggi melalui filter, tetapi menggunakan algoritma yang lebih cerdas untuk memastikan tingkat output yang benar dan laju perubahan tegangan.
Contoh datasheet kartu suara kartu ini memiliki diagram yang bagus di halaman pertama.
Anda bisa mendapatkan suara yang cukup baik dari PWM murni jika PWM Anda cukup cepat. Perlu memiliki frekuensi PWM jauh lebih tinggi dari frekuensi audio tertinggi yang Anda inginkan, ke wilayah MHz.
Lihat Mengubah PWM menjadi sinyal analog
sumber