पीडब्लूएम का उपयोग करते हुए ऑडियो, इसके पीछे सिद्धांत क्या है?

Question

मैंने एक PIC बोर्ड का एक योजनाबद्ध देखा है जो ऑडियो जैक को ऑडियो आउटपुट सिग्नल प्रदान करने के लिए फ़िल्टर किए गए PWM का उपयोग करता है। यह दिखाता है कि पीडब्लूएम आरसी फिल्टर के 3 चरणों का उपयोग करते हुए पीडब्लूएम आउटपुट को एक LM386 चरण द्वारा पीछा किया जाता है। मेरे पास निम्नलिखित प्रश्न हैं:

1. आमतौर पर एक ऑडियो सिग्नल में एक साथ कई फ्रीक्वेंसी होती हैं। PWM कैसे करता है?
2. DAC, फ़िल्टर और एम्पलीफायर के साथ PCM का उपयोग करते हुए ऑडियो क्वालिटी उतनी ही अच्छी है?
3. चूंकि यह तकनीक दिखती है और इतनी सुविधाजनक है, इसलिए कंप्यूटर में साउंड कार्ड सहित पैसे और लागत बचाने के लिए सभी ऑडियो डिवाइस इसका उपयोग क्यों नहीं करते हैं?

Comments

आप कक्षा D amps के बारे में विकिपीडिया लेख पढ़ना चाह सकते हैं

— PlasmaHH

यदि आप अपने एम्पलीफायर के रूप में एक lm386 का उपयोग कर रहे हैं, तो ऑडियो गुणवत्ता खराब होने वाली है

— JIm Dearden

@PlasmaHH ... या क्लास डी एम्पलीफायरों पर यह मैक्सिम ऐप नोट ।

— निक एलेक्सीव

एक गैर-स्थिर आवृत्ति वर्ग तरंग प्रणाली के लिए, डेल्टा-सिग्मा या सिग्मा-डेल्टा मॉड्यूलेशन देखें। यह एडीसी और डीएसी के लिए काम करता है और डीएसी को लागू करने के लिए लगभग पूरी तरह से डिजिटल प्रणाली हो सकती है।

— user2943160

1A) एक एकल एनालॉग सिग्नल में एक साथ कई आवृत्तियों को शामिल कैसे किया जा सकता है? 1 बी) पीडब्लूएम एकल एनालॉग सिग्नल का अनुमान कैसे लगा सकता है?

— 2025 पर user253751

Answer 1

आमतौर पर एक ऑडियो सिग्नल में एक साथ कई फ्रीक्वेंसी होती हैं। PWM कैसे करता है?

ऑडियो सिग्नल जिसमें कई आवृत्तियों का एक स्पेक्ट्रम होता है, अभी भी सिर्फ एक ऑडियो सिग्नल है जिसे ADC द्वारा और DAC द्वारा नमूना किया जा सकता है। उपयोग की गई नमूना दर प्रदान करना दो बार उच्चतम ऑडियो आवृत्ति से अधिक है तो सब अच्छा है। एक डीएसी जो पीडब्लूएम तकनीकों का उपयोग करता है वह अलग नहीं है। PWM तरंग के किसी भी एक चक्र में, मार्क-टू-स्पेस का अनुपात तात्कालिक एनालॉग सिग्नल का सटीक रूप से "प्रतिनिधित्व" करना चाहिए और एक एकल PWM चक्र को उच्चतम ऑडियो सिग्नल की आधी अवधि से कम होना चाहिए: -

उपरोक्त PWM का उपयोग करते हुए 3 डीसी स्तरों का एक सरल प्रतिनिधित्व है। स्पष्ट रूप से अगर PWM आवृत्ति "उच्च" है, तो उन तीन स्तरों को एक जटिल एसी तरंग के हिस्से के रूप में माना जा सकता है। उम्मीद है कि आप देख सकते हैं कि पीडब्लूएम मार्क-स्पेस अनुपात को सही ढंग से नियंत्रित करना कम ऑडियो विरूपण प्राप्त करने के लिए वास्तव में मौलिक है।

DAC, फ़िल्टर और एम्पलीफायर के साथ PCM का उपयोग करते हुए ऑडियो क्वालिटी उतनी ही अच्छी है?

परंपरागत रूप से नहीं, लेकिन यह बेहतर हो रहा है।

चूंकि यह तकनीक दिखती है और इतनी सुविधाजनक है, इसलिए कंप्यूटर में साउंड कार्ड सहित पैसे और लागत बचाने के लिए सभी ऑडियो डिवाइस इसका उपयोग क्यों नहीं करते हैं?

PWM अनुपात सटीकता को नियंत्रित करना वास्तव में अच्छी हाई-फाई गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए काफी कठिन है और कक्षा डी एम्पलीफायरों के साथ बिजली की आपूर्ति अस्वीकृति अभी भी एक बहुत कठिन चुनौती है। ऊपर एम्बेडेड चित्र देखें - यदि 5V पावर रेल दोगुनी हो जाती है, तो लाभ भी दोगुना हो जाता है - अब कल्पना करें कि इसके बजाय बस दोगुना होने पर, आपके पास उस रेल पर भद्दा शोर का भार था - यह सीधे आपके ऑडियो सिग्नल को मॉड्यूलेट करेगा और कुछ बहुत ही ध्यान देने योग्य बनाएगा प्रभाव।

Comments

कर्तव्य चक्र नियंत्रण आयाम और pwm तात्कालिक आवृत्ति संकेत तात्कालिक आवृत्ति के बराबर है, सही है?

— क्वांटम 231

पीडब्लूएम स्विचिंग फ्रीक्वेंसी एल्युसिंग (नाइक्विस्ट रेट सैंपलिंग के अनुसार) को रोकने के लिए मौजूद उच्चतम ऑडियो फ्रीक्वेंसी से दोगुना से अधिक होना चाहिए: en.wikipedia.org/wiki/Nyquist_rate और en.wikipedia.org//iki/Aliasing और cs.cf.ac.ac यूके / डेव / मल्टीमीडिया / नोड 149.html

— एंडी उर्फ

"तात्कालिक आवृत्ति" एक ऐसी चीज नहीं है जो समझ में आती है। पीडब्लूएम का आउटपुट मॉड्यूलेशन प्रत्येक निश्चित समयावधि में वांछित एनालॉग आउटपुट स्तर से मिलान करने के लिए एक निश्चित उच्च पीडब्लूएम आवृत्ति और कर्तव्य चक्र को अलग करके किया जाता है।

— pjc50

तो हम कितनी तेजी से नियत आवृत्ति pwm के कर्तव्य चक्र को बदलते हैं, आनुपातिक रूप से भिन्न होने वाले आयाम के साथ एक संकेत उत्पन्न करेगा और इस प्रकार, अंतिम सिग्नल आवृत्ति घटक को कितनी तेजी से नियंत्रित किया जाता है हम pwm सिग्नल ड्यूटी चक्र को बदलते हैं? बहुत बढ़िया!!!

— क्वांटम 231

@vaxquis I असहमत। पीडब्लूएम के किसी भी एक चक्र में एनालॉग सिग्नल की गति की परवाह किए बिना जो भी सटीक गहराई के लिए डिज़ाइन किया गया है, उसका एक चिह्न स्थान अनुपात हो सकता है। यह एक पारंपरिक डीएसी की तरह है - एक संकेत में विरल नमूना हो सकता है लेकिन थोड़ी गहराई (उर्फ कर्तव्य चक्र संकल्प) अप्रभावित है। शायद तुम अपने आप को बहुत अच्छी तरह से समझाया नहीं है?

— एंडी उर्फ

Answer 2

डीएसी, फिल्टर और एम्पलीफायर के साथ पीसीएम

यह इस बात पर निर्भर करता है कि आपका DAC आंतरिक रूप से कैसे बनाया गया है। अधिकांश साउंड कार्ड DACs सिग्मा-डेल्टा मॉड्यूलेशन का उपयोग करेंगे, जो PWM से मिलता-जुलता है, क्योंकि यह फ़िल्टर के माध्यम से उच्च गति पर एक-बिट सिग्नल को चालू करता है, लेकिन सही आउटपुट स्तर और स्लीप दर को सुनिश्चित करने के लिए एक चालाक एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है।

यह उदाहरण साउंड कार्ड कोडेक डेटाशीट के पहले पृष्ठ पर एक अच्छा आरेख है।

यदि आपका PWM काफी तेज है, तो आप शुद्ध PWM से काफी सभ्य ध्वनि निकाल सकते हैं । इसे मेगाहर्ट्ज क्षेत्र में पीडब्लूएम आवृत्ति की आवश्यकता होती है जो उच्चतम ऑडियो आवृत्ति से अधिक हो।

PWM को एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित करना देखें

Comments

Pwm कर्तव्य चक्र सीधे संकेत आयाम के लिए आनुपातिक है, ऑडियो सिग्नल आवृत्ति का प्रतिनिधित्व कैसे किया जाता है?

— क्वांटम 231

हां, पीडब्लूएम कर्तव्य चक्र आपको एक संकेत स्तर देता है, इसलिए यदि आप प्रत्येक 1/40000 की अवधि को "नमूना" मानते हैं और पीडब्लूएम स्तर को उस दर पर समायोजित करते हैं, तो आप यह दिखावा कर सकते हैं कि आपने प्रत्येक बिंदु पर एक एनालॉग स्तर का उत्पादन किया है। फिर से, PWM आवृत्ति प्लेबैक के लिए ऑडियो नमूनों की आवृत्ति की तुलना में बहुत तेज होनी चाहिए।

— pjc50

@ क्वांटम 231: पीडब्लूएम को एक पल के लिए भूल जाएं और एक डिजिटल एन्कोडिंग पर विचार करें जहां 1 का मतलब वोल्टेज में वृद्धि और 0 का मतलब वोल्टेज में कमी। 1s और 0s को एक साथ जोड़कर एक मनमानी तरंग खींचने की कल्पना करना आसान है। यह सही नहीं होगा, लेकिन काफी अच्छा होगा। यह वास्तव में "कोई वोल्टेज परिवर्तन" सांकेतिक शब्दों में बदलना नहीं कर सकते हैं, लेकिन यह पूरी तरह से सबसे ऑडियो तरंग के साथ काम करता है, क्योंकि यह पूर्ण मौन के लिए चूसना होगा।

— स्लीवेटमैन

@slebetman आप DSD / पल्स डेंसिटी मॉड्यूलेशन से अलग कैसे वर्णन कर रहे हैं? यह नोटिन 'लेकिन 0 (नो आउटपुट) और 1 (पूर्ण आउटपुट) का उपयोग करता है, लेकिन सीडी-लेवल क्वालिटी में थ्रूपुट के मेगाबिट्स (बहुवचन) की आवश्यकता होती है। अगर आपको लगता है कि पारंपरिक 16-बिट पीसीएम के करीब पहुंचने के लिए पीडब्लूएम को बहुत उच्च नमूना दर की आवश्यकता है, तो यह और भी अधिक लेने वाला है।

— मेवर 68

@ Meower68 मैं डेल्टा एन्कोडिंग का वर्णन कर रहा हूँ। डीएसडी में प्रयुक्त डेल्टा-सिग्मा एन्कोडिंग से अंतर एन्कोडिंग का एक सरल रूप। हां, मूल रूप से मैं डीएसडी का वर्णन कर रहा हूं। लेकिन एक संधारित्र के साथ युग्मित PWM उसी तरह काम करता है। ओपी पूछ रहा है कि पीडब्लूएम अवधि को वोल्टेज में कैसे बदला जाता है - मैं केवल इसके पीछे के तंत्र का वर्णन कर रहा हूं। तकनीकी रूप से डीएसडी शुद्ध पीडब्लूएम एन्कोडिंग से थोड़ा अलग है

— स्लीबेटमैन