Cos'è la DDX (amplificazione digitale diretta)? Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Qualsiasi sistema audio che oggi sia definito digitale è in realtà da digitale ad analogico. Il segnale digitale dal supporto informativo viene inviato a un convertitore digitale-analogico (DAC, nella terminologia inglese - DAC). Nei sistemi audio di massa, l'ulteriore elaborazione del segnale (filtro, controllo del volume, timbro, ecc.) viene eseguita con metodi analogici. Questa è una potenziale fonte di distorsione e rumore, specialmente quando si elaborano segnali di basso livello. Nei sistemi audio di fascia alta, l'elaborazione del segnale viene eseguita da un processore di segnale digitale prima del DAC, che può ridurre significativamente la distorsione. Tuttavia, queste differenze nella struttura non sono fondamentali: in ogni caso, il segnale dopo il DAC va all'amplificatore analogico. Il segnale sonoro è particolarmente vulnerabile nella fase di elaborazione e amplificazione analogica, motivo per cui il carattere del suono dipende così tanto dai componenti utilizzati.

Questo problema è in linea di principio risolvibile, l'unico problema è il prezzo. Non toccheremo i problemi del coordinamento dei componenti e della loro interazione tra loro, ci limiteremo ai collegamenti più critici. È un amplificatore e un DAC. Senza entrare nei dettagli dei vari metodi di conversione da digitale ad analogico, notiamo che ognuno di essi conferisce al suono una propria sfumatura. Gli amplificatori, come sapete, hanno anche una loro "grafia", determinata dalla classe di funzionamento dello stadio di uscita e dalla circuiteria generale. Gli amplificatori economici di classe AB o B introducono una distorsione significativa nel segnale, gli amplificatori di classe A forniscono un'elevata qualità del suono, ma sono antieconomici. Se nel percorso viene utilizzato un amplificatore digitale, in esso viene eseguita la conversione inversa del segnale analogico in ingresso in forma digitale, che introduce ulteriori distorsioni. Pertanto, gli amplificatori digitali sono ancora utilizzati principalmente per i subwoofer, poiché i requisiti per la qualità del segnale non sono così elevati.

Per migliorare la qualità del suono e mantenere un'elevata redditività, il percorso audio deve diventare completamente digitale, dalla portante del segnale al sistema di altoparlanti. Apogee ha proposto la tecnologia DDX (Direct Digital Amplification) per i percorsi di amplificazione digitale, che elimina completamente la conversione, l'elaborazione e l'amplificazione di un segnale analogico, il che semplifica notevolmente e riduce il costo del sistema. Il segnale digitale dopo l'elaborazione nel processore di segnale digitale va direttamente all'amplificatore di potenza digitale, senza interfacce e conversioni aggiuntive (Fig. 1). Il processore supporta un sovracampionamento fino a 96x e può gestire frequenze di campionamento fino a 24 kHz. Viene utilizzata una rappresentazione del segnale a 8 bit; sono stati sviluppati dispositivi a XNUMX bit per i sistemi di trasmissione vocale.

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

A rigor di termini, Apogee non è stato un pioniere in questo settore. L'idea era nell'aria e dalla fine degli anni '80 del secolo scorso erano note varie opzioni per percorsi completamente digitali. Tuttavia, è nella tecnologia DDX che si esprime un nuovo approccio al processo di elaborazione e amplificazione del segnale. La topologia dei microcircuiti di piccolo segnale e di potenza è diversa e la loro combinazione su un singolo chip presenta notevoli difficoltà tecnologiche. La separazione del processore e del potente stadio di uscita ha permesso di implementarli sotto forma di microcircuiti separati, riducendo significativamente il costo del sistema. Il chipset è costituito da un processore DDX e amplificatori di potenza separati in base al numero di canali. Sono disponibili sia sistemi a due canali che multicanale. Gli sviluppatori definiscono la gamma di applicazioni dai dispositivi multimediali per computer ai sistemi audio domestici e ai lettori MP3.

I principali vantaggi di DDX sono i seguenti:
• Alta efficienza
• Nessun DAC
• Elevata immunità ai disturbi
• Basso livello di rumore
• Basso costo
• Nessun feedback
• Buon smorzamento degli altoparlanti

Pertanto, il concetto di fattore di smorzamento può essere applicato a questa tecnologia solo con alcune riserve. Quando misurato con metodi tradizionali, il valore è piccolo - circa 16, ma il grado di smorzamento del sistema in movimento non è peggiore di quello di un amplificatore analogico con un fattore di smorzamento superiore a 100. Scollegando il carico durante le pause del segnale, il la nuova tecnologia aumenta anche il rapporto segnale-rumore.

Fig. 2

Oltre al miglioramento dello smorzamento, l'efficienza dell'amplificatore aumenta quando si amplificano i segnali deboli. Rispetto agli amplificatori analogici di classe AB, l'efficienza DDX è di circa due o tre volte superiore, gli amplificatori di classe D tradizionali sono inferiori a loro nella regione del segnale piccolo di circa il 20% (Fig. 3).

Fig. 3

Un altro importante vantaggio è l'assenza di feedback generale nell'amplificatore. Insieme all'organizzazione a ponte dello stadio di uscita, ciò riduce notevolmente l'effetto delle variazioni della tensione di alimentazione sui parametri del segnale. Senza feedback, aumenta anche la stabilità dell'amplificatore: i microcircuiti progettati per amplificatori per auto sviluppano potenza fino a 100 watt con un carico di 0,7 ohm. E questo è a una tensione di alimentazione di 12 volt, senza convertitori e radiatori massicci! I creatori sono ottimisti sul fatto che l'adozione diffusa della nuova tecnologia non sia lontana.

E i media analogici? La fine della cassetta compatta è ritardata indefinitamente e le trasmissioni radiofoniche digitali non saranno presto disponibili al pubblico (per ragioni più probabilmente economiche che geopolitiche). Sebbene lo standard DAB sia raccomandato per l'uso in Russia e nella CSI, le cose non sono andate oltre le chiacchiere e l'esperienza di trasmissione. E in altri paesi la trasmissione radiofonica analogica non è ancora disponibile. Tuttavia non ci sono ostacoli seri. Per le sorgenti analogiche dovrai utilizzare convertitori analogico-digitali, il che apre nuove possibilità. Ad esempio, diventa possibile utilizzare i sistemi digitali di riduzione del rumore esistenti e altri dispositivi di elaborazione del segnale. Questa soluzione è diventata standard nei sistemi digitali Hi-End; nessuno si preoccupa di applicarla nei dispositivi automobilistici.

Apogee attualmente fornisce ai produttori di apparecchiature audio soluzioni di amplificazione DDX sotto forma di componenti a semiconduttore, dispositivi OEM e ne concede in licenza la tecnologia. Apogee sviluppa costantemente nuovi prodotti e tecnologie e amplia la cooperazione con altre aziende che lavorano in questo campo. L'ultima novità è la firma di un accordo con STMicroelectronics (precedentemente denominata SGS-THOMSON Microelectronics). Questa azienda progetta, sviluppa, produce e commercializza un'ampia varietà di circuiti integrati (CI) e dispositivi discreti per un'ampia gamma di applicazioni, tra cui telecomunicazioni, sistemi informatici, sistemi di consumo, automotive, automazione industriale e sistemi di controllo. Il risultato di questa collaborazione è il rilascio di una nuova linea di chip, tra cui un controller DDX a 4.1 canali e due chip di amplificazione DDX, che forniscono fino a 100 W di potenza in uscita.

Per ulteriori informazioni sui prodotti Apogee e DDX, visitare apogeeddx.com.

Autore: A. Shikhatov; Pubblicazione: bluesmobile.com/shikhman

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