Добрый день!

Нужно воспроизвести аналоговый сигнал из цифровых кодов, которые дискретизированы с частотой 16kHz.
Воспроизводиться будет речь, высокое качество не требуется, главное, чтобы была понятная и разборчивая речь.
Для реализации цифро-аналогового преоброзования планирую использовать либо DAC, либо PWM.

Какой вариант лучше для реализации на микроконтроллере? Я склоняюсь к DAC.
Какое разрешение потребуется? 8 бит хватит?
Какой максимально допустимый джиттер? Я тут прикинул, и у меня получилось, что для 8-битного разрешения
джиттер не должен превышать 0.15мкс (принял, что максимальная частота аудио сигнала равна 8kHz при
частоте дискретизации 16kHz). Такого порядка допустимый джиттер может быть?

Дмитрий

Вроде стандартный PCM, принятый в цифровых АТС и т.п., обычно был 8 бит при 8 кГц (что не больше 16 кГц - это точно). По идее, для речи этого достаточно вполне. Нужен еще ФНЧ (примерно на 20 кГц, лучше всего Бесселя, не ниже второго порядка) для сглаживания.

Если я правильно понимаю, то размер джиттера определяется допустимым соотношением сигнал/шум в выходном сигнале. Поэтому, сначала надо бы определиться с параметрами выходного сигнала.

Ошибаетесь, фильтр нужен не на 16-20кГц, а на 3,4 кГц (не более половины частоты дискретизации). Лет 15 назад использовал MAXIMы на переключаемых конденсаторах. Сейчас на таких частотах не работаю, не в теме существующей элементной базы....

..не помню где взял и кто автор - в приложении програмка позволяет прослушать как звучит голос человека с различным разрешением.

Electronics Engineer
А почему бы не взять дешёвенький ARM с I2S на борту? По I2S - на декодер/звуковой ЦАП/усилитель (или всё в одном флаконе), коих тыщи на рынке.

На сколько я помню, полоса пропускания ФНЧ должна быть по крайней мере в 2 раза меньше частоты дискретизации сигнала.
Т.е. не более 8кГц при частоте дискретизации 16кГц.
Вообще сигнал с выхода ЦАП будет подаваться на аудио усилитель LM386. У него тоже какой-то фильтр предусмотрен. Я еще не вникал.


Мне кажеться, что для определенной разрядности должен соответствовать максимально допустимый джиттер обновления аналогового сигнала.
Ну и, конечно, разрядность определяет отношение сигнал/шум.
Если напряжение будет обновляться с большим джиттером (разбросом по времени), то никакое разрешение не поможет.
Скорее всего будет использоваться 10-битный ЦАП, встроенный в микроконтроллер.
10-битная разрядность в идеальном случае не соответствует отношению сигнал/шум 60дБ?


В данном проекте используется ARM микроконтроллер LPC1788. У него есть I2S, но я с ним никогда не работал, как и с аудио.
Что Вы имеете в виду под "всё в одном флаконе" (декодер/звуковой ЦАП/усилитель)?
Это какие-то специализированные чипы?

ФНЧ второго порядка в принципе легко делается на почти любом ОУ (для данного диапазона), в него можно и усиление заложить. По размерам будет ОУ в SOT-23, три емкости и три-четыре резистора.

Electronics Engineer, смотрите, у Вас помимо прочих шумов (наводки, пролезания тактовой частоты и пр.) есть 3 источника шума, которые мы здесь рассматриваем: шумы от дискретизации сигнала по амплитуде (разрядность ЦАП), шумы от дискретизации сигнала по времени (джиттер) и шумы из-за неидеальности выходного ФНЧ. При том надо не забывать, что на половинной частоте преобразования Вы уже наберете около 4 дБ неравномерности АЧХ из-за x/sin(x). Как-то так...

По джиттеру можно глянуть application note Analog Devices AN-501.

Обычные аудиоцапы, кои делают все, кому не лень. Ищутся по категории "Audio DAC", "D/A Converters" и т.п. Например, гуглить у NXP, TI, Maxim, Cirrus Logic и пр.

Есть всё в одном флаконе, типа таких: TAS5713, MAX98355A и TFA9882. Можно найти, думаю, любой мощности и в любом корпусе, хоть и распространены меньше, чем просто аудиоцапы.

Вы больше времени потеряете на разработке и отладке своей схемы на дискретных компонентах, чем на поднятии контроллеровского I2S + AudioDAC + amplifier. И результат будет несопоставимый. Ни о каких джиттерах думать напрямую не придётся, т.к. за вас всё сделает DMA на I2S контроллера + заранее известные хар-ки аудиоцапа и усилка.

Второго порядка конечно мало. Нужно не менее 6-го... Основные искадения при воспроизведении речи с малой (8...24кГц) вносит именно отражённый вниз от частоты дискретизации спектр на выходе ЦАП. Не джиттер, не ограниченная разрядность, а именно это спектр.