Qu'est-ce que le DDX (amplification numérique directe) ? Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Tout système audio défini aujourd'hui comme numérique est en fait numérique-analogique. Le signal numérique provenant du support d'informations est transmis à un convertisseur numérique-analogique (DAC, en terminologie anglo-saxonne - DAC). Dans les systèmes audio de masse, un traitement supplémentaire du signal (filtrage, contrôle du volume, timbre, etc.) est effectué par des méthodes analogiques. Il s'agit d'une source potentielle de distorsion et de bruit, en particulier lors du traitement de signaux de faible niveau. Dans les systèmes audio haut de gamme, le traitement du signal est effectué par un processeur de signal numérique avant le DAC, ce qui peut réduire considérablement la distorsion. Cependant, ces différences de structure ne sont pas fondamentales - dans tous les cas, le signal après le DAC va à l'amplificateur analogique. Le signal sonore est particulièrement vulnérable au stade du traitement analogique et de l'amplification, c'est pourquoi le caractère du son dépend tellement des composants utilisés.

Ce problème est en principe résoluble, la seule question est le prix. Nous n'aborderons pas les problèmes de coordination des composants et leur interaction entre eux - nous nous limiterons aux liens les plus critiques. C'est un amplificateur et un DAC. Sans entrer dans le détail des différentes méthodes de conversion numérique-analogique, notons que chacune d'elles donne au son sa propre teinte. Les amplificateurs, comme vous le savez, ont également leur propre "écriture manuscrite", déterminée par la classe de fonctionnement de l'étage de sortie et le circuit général. Les amplificateurs économiques de classe AB ou B introduisent une distorsion importante dans le signal, les amplificateurs de classe A offrent une qualité sonore élevée, mais ne sont pas économiques. Si un amplificateur numérique est utilisé dans le chemin, la conversion inverse du signal analogique d'entrée sous forme numérique y est effectuée, ce qui introduit des distorsions supplémentaires. Par conséquent, les amplificateurs numériques sont encore principalement utilisés pour les subwoofers, car les exigences en matière de qualité du signal n'y sont pas si élevées.

Pour améliorer la qualité sonore et maintenir une rentabilité élevée, le chemin audio doit devenir entièrement numérique - de la porteuse du signal au système de haut-parleurs. Apogee a proposé la technologie DDX (Direct Digital Amplification) pour les voies d'amplification numérique, qui élimine complètement la conversion, le traitement et l'amplification d'un signal analogique, ce qui simplifie et réduit considérablement le coût du système. Le signal numérique après traitement dans le processeur de signal numérique va directement à l'amplificateur de puissance numérique, sans interfaces ni conversions supplémentaires (Fig. 1). Le processeur prend en charge un suréchantillonnage jusqu'à 96x et peut gérer des taux d'échantillonnage jusqu'à 24 kHz. Une représentation du signal sur 8 bits est utilisée ; des dispositifs sur XNUMX bits ont été développés pour les systèmes de transmission de la parole.

Riz. 1 (cliquez pour agrandir)

À proprement parler, Apogee n'était pas un pionnier dans ce domaine. L'idée était dans l'air et diverses options pour des chemins entièrement numériques sont connues depuis la fin des années 80 du siècle dernier. Cependant, c'est dans la technologie DDX que s'exprime une nouvelle approche du processus de traitement et d'amplification du signal. La topologie des microcircuits petit signal et de puissance est différente, et leur association sur une même puce présente des difficultés technologiques importantes. La séparation du processeur et de l'étage de sortie puissant a permis de les mettre en œuvre sous la forme de microcircuits séparés, ce qui a considérablement réduit le coût du système. Le chipset se compose d'un processeur DDX et d'amplificateurs de puissance séparés par le nombre de canaux. Des systèmes à deux canaux et à canaux multiples sont disponibles. Les développeurs définissent la gamme d'applications allant des appareils multimédias informatiques aux systèmes audio domestiques et aux lecteurs MP3.

Les principaux avantages de DDX sont les suivants :
• Haute efficacité
• Pas de CNA
• Haute immunité au bruit
• Faible niveau sonore
• Faible coût
• Pas de retour d'information
• Bon amortissement des haut-parleurs

Par conséquent, la notion de facteur d'amortissement ne peut être appliquée à cette technologie qu'avec certaines réserves. Lorsqu'elle est mesurée par des méthodes traditionnelles, la valeur est faible - environ 16, mais le degré d'amortissement du système en mouvement n'est pas pire que celui d'un amplificateur analogique avec un facteur d'amortissement supérieur à 100. En déconnectant la charge pendant les pauses du signal, le la nouvelle technologie augmente également le rapport signal sur bruit.

Fig. 2

En plus d'un amortissement amélioré, l'efficacité de l'amplificateur augmente lors de l'amplification de signaux faibles. Par rapport aux amplificateurs analogiques de classe AB, l'efficacité DDX est environ deux à trois fois supérieure, les amplificateurs traditionnels de classe D leur sont inférieurs d'environ 20% dans la région des petits signaux (Fig. 3).

Fig. 3

Un autre avantage important est l'absence de rétroaction générale dans l'amplificateur. Avec l'organisation pontée de l'étage de sortie, cela réduit considérablement l'effet des variations de la tension d'alimentation sur les paramètres du signal. Sans retour, la stabilité de l'amplificateur augmente également: les microcircuits conçus pour les amplificateurs de voiture développent une puissance allant jusqu'à 100 watts à une charge de 0,7 ohms. Et ceci à une tension d'alimentation de 12 volts, sans convertisseurs ni radiateurs massifs ! Les créateurs sont optimistes que l'adoption généralisée de la nouvelle technologie n'est pas loin.

Mais qu'en est-il des médias analogiques ? La disparition de la cassette compacte est repoussée sine die, et la diffusion numérique ne sera pas bientôt accessible au public (pour des raisons plus économiques que géopolitiques). Bien que la norme DAB soit recommandée pour une utilisation en Russie et dans la CEI, les choses ne sont pas allées plus loin que les discussions et les expériences de diffusion. Et dans d'autres pays, la diffusion analogique n'abandonne pas encore. Cependant, il n'y a pas d'obstacles majeurs. Pour les sources analogiques, vous devrez utiliser des convertisseurs analogique-numérique, et de nouvelles possibilités s'ouvrent. Par exemple, il devient possible d'utiliser des systèmes de réduction de bruit numérique déjà existants et d'autres dispositifs de traitement du signal. Une telle solution dans les systèmes numériques Hi-End est devenue standard, personne ne prend la peine de l'appliquer dans les appareils automobiles.

Apogee fournit actuellement aux fabricants d'équipements audio des solutions d'amplification DDX sous la forme de composants semi-conducteurs, de dispositifs OEM, et octroie également des licences pour sa technologie. Apogee développe constamment de nouveaux produits et technologies et étend sa coopération avec d'autres entreprises travaillant dans ce domaine. La dernière nouvelle est la signature d'un accord avec STMicroelectronics (anciennement SGS-THOMSON Microelectronics). Cette société conçoit, développe, fabrique et commercialise une grande variété de circuits intégrés (CI) et de dispositifs discrets pour un large éventail d'applications, notamment les télécommunications, les systèmes informatiques, les systèmes grand public, l'automobile, l'automatisation industrielle et les systèmes de contrôle. Le résultat de cette collaboration est la sortie d'une nouvelle gamme de puces, comprenant un contrôleur DDX 4.1 canaux et deux puces d'amplification DDX, fournissant jusqu'à 100W de puissance de sortie.

Pour plus d'informations sur les produits Apogee et DDX, rendez-vous sur apogeeddx.com.

Auteur : A. Shikhatov ; Publication : bluesmobile.com/shikhman

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