TrueMatch by StageTec
Az audio jelek analógról digitálisra való átalakításánál több problémába is ütközhetünk. Ilyen probléma például, hogy a mintavételezés során a mintavevő áramkörünk nem ideális, a simító szűrő töréspontja körül fázistorzítás lép fel és a kvantálás során kvantálási torzítás jelentkezik.
Ebben a cikkben a StageTec által kifejlesztett TrueMatch technológiával foglalkozunk, ami minimalizálja a kvantálás során a jelhez adódó teljes harmónikus torzítást és a zajt (THD&N).
Miért van szükség a TrueMatch-re?
A TrueMatch fejlesztésének célja az volt, hogy kiváló THD&N értékeket érjenek el, mind magas és alacsony jelszinteken.
Miért is kihívás ez?
Lineáris kvantálás esetén, a teljes jeltartományban egyenlő nagyságú lépcsők találhatók, ebből az következik, hogy a kvantálásból eredő hiba (és ennek következtében a kvantálási zaj) a jelszint csökkenésével relatívan nő.
Ez, az úgynevezett „gain-ranging” technika már jól ismert; azonban van egy hiányossága: a kívánt eredmény eléréséhez az előerősítők összes erősítési tényezőjét és az átalakítók összes hibáját ismerni kell, hogy kompenzálhassuk azokat. Különösen a konverterek közötti átmeneti tartományok okozhatnak nehézségeket.
Mi is az a TrueMatch pontosan?
Itt jön a képbe igazán a StageTec által kifejlesztett TrueMatch technológia, amely nemcsak konvertálja az audio jeleket, hanem folyamatosan monitorozza az összes résztvevő erősítőt és A/D konvertert, azaz, minden releváns értéket folyamatosan és rendkívül nagy pontossággal mér. Így a gain és az offset hibákat, a fáziseltolásokat és torzulásokat az egyes jelutak között felismeri és azonnal korrigálja is. A korrekciók sokkal pontosabbak, mint maguk az alkalmazott A/D konverterek, vagyis a korrekciós hibák jóval a konverterek zajszintje alatt vannak. Például az egyes utak közötti fáziseltolásokat 20 kHz-nél 0,01 ° -nál jobb értékre lehet korrigálni. Következésképpen, a korrekciók nemcsak a komponensek toleranciáját és az elöregedésből fakadó hibákat küszöbölik ki, hanem megszüntetik az egyes konverterek közötti diszperziót (szórást) és a hőmérséklet-változások okozta paraméter eltolódásokat is. A több mint 45 korrekciós paramétert, külön-külön határozzák meg az egyes konverter-fokozatokhoz.
A különböző jeltartományokhoz tartozó előfokok küszöbszintjeit úgy állítják be, hogy azok az A/D konvertereket pontosan az optimális tartományukban működtessék, közvetlenül a túlvezérlési szint alatt, ezzel kizárva az alacsonyabb jelszinten jelentkező relatív nagyobb kvantálási torzítást. Tehát az optimális THD&N értékek eléréséhez a teljes dinamikatartományban a processzornak ”egyszerűen” csak ki kell választania a legpontosabb konverziós eredménnyel rendelkező A/D átalakító(ka)t és ki kell számolnia az összes szükséges korrekciót.
Mindez szép és jó, de mi a helyzet a késleltetéssel? A mintavételezés során vannak tartó áramkörök, a DSP-nek pedig időre van szüksége a számolások elvégzéséhez. Lehetséges ez egyáltalán „real time”-ban?
A késleltetés 48kHz-es mintavételezés esetén 0,395 ms! Ezt én nyugodt szívvel nevezem „real time”-nak, tehát a válasz: igen!
Ráadásul a TDM bus-nak köszönhetően a teljes rendszer késleltetése kevesebb mint 1 ms, de erről egy következő cikkben fogok részletesebben írni!
A TrueMatch technológia a StageTec-nek két előfok kártyájában található meg, az XMIC+ (mikrofon/vonal szintű analóg audio jelek fogadására alkalmas) kártyájában, ami kimagasló 157 dB(A) dinamika tartománnyal rendelkezik és az XAD+ (vonal szintű analóg audio jelek fogadására alkalmas) kártyájában, ami pedig 133 dB(A) dinamika tartománnyal rendelkezik!
Fábián Kristóf