Convertidor D/A de 1 bit

Un DAC de 1 bit (a veces llamado convertidor Bitstream por Philips ) es un término de marketing de productos electrónicos de consumo que describe un convertidor digital a analógico (DAC) de sobremuestreo que utiliza un modulador delta-sigma de modelado de ruido digital que opera a muchos múltiplos de la frecuencia de muestreo que emite a un DAC de 1 bit real (que podría ser completamente diferencial para minimizar la diafonía ). ^[1] La combinación puede tener una alta relación señal-ruido y, por lo tanto, un número efectivo equivalente de bits que un DAC con un número mayor de bits (generalmente 16-20).

Las ventajas de este tipo de convertidor son una alta linealidad combinada con un bajo coste, debido a que la mayor parte del procesamiento se realiza en el dominio digital, lo que ayuda a relajar los requisitos para el filtro paso bajo analógico posterior (para suavizar las frecuencias de imagen y suprimir el ruido de alta frecuencia que forma el ruido). Por estas razones, este diseño es muy popular en la electrónica de consumo digital (reproductores de CD/DVD, decodificadores y similares). ^[2]

Mientras que los DAC delta-sigma de un solo bit tienen la ventaja de un DAC interno mucho más simple, los DAC delta-sigma de múltiples bits tienen las ventajas de un bucle de modelado de ruido digital más simple, menos tramado, un filtro de suavizado analógico mucho más simple y menos sensibilidad a la fluctuación del reloj, por lo que generalmente las ventajas del truncamiento de múltiples bits superan al truncamiento de un solo bit. ^[3]

Los DAC multibit pueden tener un error de linealidad grave, debido principalmente a la falta de coincidencia de los componentes, con un error significativo cuando cambia el MSB (llamado "distorsión de cruce por cero"). Pero un DAC de 1 bit solo tiene un error de ganancia, ya que su función de transferencia solo tiene puntos de referencia positivos y negativos de escala completa, con los puntos intermedios determinados por el promedio de tiempo. Mientras que los DAC multibit intentan buscar resolución en amplitud, los DAC de 1 bit en cambio compensan aprovechando el filtrado digital combinado con la alta precisión en el tiempo proporcionada por los cristales de cuarzo . ^{[4] [5]}

Por ejemplo, el Philips SAA7322/3 de 1991 ^[6] primero sobremuestrea el audio de entrada de 16 bits a 44,1 kHz por 4x con un filtro FIR de paso bajo para producir una señal intermedia de 176,4 kHz, que a su vez sobremuestrea 32x más mientras agrega una señal de tramado digital de 352 kHz , y luego sobremuestrea 2x más para producir una salida de 1 bit a 11,2896 MHz (un sobremuestreo total de 256x).

Otro ejemplo de Philips de 1991, el SAA7350 ^[7] sobremuestrea un total de 384x, lo que para su frecuencia de entrada máxima de audio de 20 bits de 53 kHz da como resultado una salida de 1 bit de 20,35 MHz.

Philips también utilizó la marca registrada "Bitstream converter" para el TDA1305 ^[8] , que también es un convertidor de sobremuestreo (por 384x), pero que en última instancia genera una salida a través de un DAC de 5 bits. Por lo tanto, no está claro que "bitstream" de Philips se refiera necesariamente a una salida de 1 bit, pero podría incluir otros DAC que utilizan un gran sobremuestreo en DAC de bajo bit.

La palabra " bitstream " es también una palabra informática general para una secuencia de bits, utilizada en todo tipo de contextos además de estos DAC de 1 bit.

• Tipos de DAC
• Transmisión digital directa