聲音基本上由模擬信號(hào)組成,其處理與衰減,噪聲和惡化問題相關(guān).通過將原始聲音傳遞通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來解決這些問題,并且所得到的數(shù)據(jù)可以作為數(shù)字聲音分布在CD上或通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā).然后,這些數(shù)據(jù)使用最終用戶的數(shù)字音頻設(shè)備中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)進(jìn)行處理,并作為模擬聲音輸出.
在模擬信號(hào)的數(shù)字化中,采樣(*1)以特定頻率執(zhí)行.要以盡可能高的保真度再現(xiàn)聲音,需要更高的采樣頻率(*2)和比特率(*3).今天的高分辨率聲源的特點(diǎn)是采樣頻率和比特率優(yōu)于用于CD的采樣頻率和比特率,實(shí)現(xiàn)真正的高保真音頻再現(xiàn)的數(shù)字化.
數(shù)字聲源
采樣頻率
比特率
CD聲源
44.1
16位
高分辨率。聲源
96kHz的
24位
192kHz的
24位
384kHz
24位
相位噪聲和抖動(dòng)
高分辨率聲源的忠實(shí)再現(xiàn)需要精確的數(shù)字信號(hào)處理和模擬聲音輸出,同時(shí)減少數(shù)字音頻設(shè)備中聲源的劣化.該轉(zhuǎn)換精度取決于所使用的音頻設(shè)備的時(shí)鐘頻率的噪聲特性(即,目標(biāo)頻率之外的頻率分量).
具有零噪聲的電路的時(shí)鐘頻譜具有直線的形式(圖1,右).然而,實(shí)際頻譜由噪聲調(diào)制,其特征在于附近的額外頻率分量(圖2,右)稱為相位噪聲.
時(shí)鐘頻率的相位噪聲會(huì)影響DAC并使時(shí)間間隔不規(guī)則.這種現(xiàn)象稱為抖動(dòng)(見下圖).
準(zhǔn)確的低噪聲時(shí)鐘源是必要的
在數(shù)字音頻設(shè)備中,主時(shí)鐘的相位噪聲由于抖動(dòng)而影響DAC,從而阻礙高保真音頻再現(xiàn).為了提高聲音再現(xiàn)性,需要用于具有優(yōu)異相位噪聲特性(即低抖動(dòng))的主時(shí)鐘的晶體振蕩器.
相位噪聲表示為在晶體振蕩器的原始頻率之外測(cè)量的頻率分量電平,并且基于原始頻率的分量電平.偏移頻率偏離原始頻率,通常在1Hz-1MHz范圍內(nèi)測(cè)量.
頻率穩(wěn)定性(頻率在延長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)不會(huì)改變的特性)通常被視為晶體振蕩器的重要特性.但是,音頻設(shè)備需要短期而非長(zhǎng)期穩(wěn)定性.在這樣的背景下,頻率穩(wěn)定性約為±30-±100ppm的SPXO(*4)通常用于主時(shí)鐘.高端音頻系統(tǒng)可能具有OCXO(*5),而不是更高質(zhì)量的聲音.
用于數(shù)字音頻設(shè)備的低相位噪聲晶體振蕩器
NDK為主時(shí)鐘批量生產(chǎn)具有低相位噪聲的晶體振蕩器,可實(shí)現(xiàn)忠實(shí)的聲音再現(xiàn).該公司的NZ2520SDSPXO(一種具有低相位噪聲的小型表面安裝振蕩器)被音頻設(shè)備制造商和發(fā)燒友廣泛使用.
在2015年,NDK還開發(fā)了DuCULoN®(雙晶超低噪音OCXO),這是一個(gè)世界領(lǐng)先地位(內(nèi)部數(shù)據(jù),2015年6月),在市場(chǎng)上具有低相位噪聲特性的音頻設(shè)備晶體振蕩器.
以下是用于音頻設(shè)備的NDK晶體振蕩器中的相位噪聲示例: