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Dissertação

{en_GB=Asynchronous Audio Sample Rate Converter} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Esta dissertação propõe o projeto de um novo conversor de frequências de amostragem assíncrono multi-canal de 24 bits ou menos, com os seguintes objetivos: (1) taxa de distorção harmónica e ruído total (THD+N) de -130 dB ou menos, (2) razões de conversão suportadas entre 1:24 e 24:1; centenas de canais de áudio; (3) tempo de sincronização inferior a 200 ms, (4) variação da fase entre entrada e saída inferior a uma amostra de saída após o reset, e (5) consumo de recursos por canal semelhante ao CWda52, ou menor. Todos os objetivos foram cumpridos, e centenas de testes foram aplicados ao novo projeto, que obtém uma THD+N de um mínimo de -143 dB até um máximo de -136 dB para um total de 121 testes, com uma média de aproximadamente -140 dB. O novo projeto suporta razões de conversão de 1:24 até 24:1. A melhor solução alternativa é o SRC4194 da Texas Instruments, que suporta entre 1:16 e 16:1. O projeto também suporta dezenas ou centenas de canais, utilizando multiplexagem por divisão de tempo; outras soluções tipicamente suportam oito canais, e o CWda52 precisa de replicar a sua unidade stereo para suportar mais canais. Consequentemente, a utilização de recursos por canal é extremamente competitiva. O tempo de sincronização é 20 ms, uma ordem de grandeza inferior a qualquer outra alternativa. A variação da fase após reset, uma característica importante omitida em soluções alternativas, é inferior a uma amostra de saída., en=This thesis proposes a new design of a new 24-bit or less multi-channel Asynchronous Sample Rate Converter, with the following specification: (1) total harmonic distortion plus noise ratio (THD+N) of -130 dB or less; (2) supported conversion ratios from 1:24 to 24:1; hundreds of audio channels; (3) synchronisation time of less than 200 ms; (4) variation of the phase between input and output of less than one output sample after a reset; (5) resource consumption per channel similar to the CWda52, or less. All objectives have been met, hundreds of tests have been applied to the new design, which achieves a THD+N from a minimum of -143 dB to a maximum of -136 dB for a total of 121 tests, with an average of approximately -140 dB. The new design supports conversion ratios range from 1:24 to 24:1. The best alternative solution is the Texas Instruments SRC4194, supporting a range from to 1:16 to 16:1. It supports tens or hundreds of channels using time division multiplexing; the other solutions typically support eight channels, and the CWda52, the main competitor to this approach, needs to replicate its stereo unit to handle more channels. Consequently, the resource usage per channel of this approach is extremely competitive. The synchronisation time is 20 ms, which is one order of magnitude lower than any other alternative. The variation of the phase after reset, an important characteristic omitted in the alternative solutions, is less than one output sample.}
Keywords: {pt=Conversor de Frequências de Amostragem, Processamento Digital de Sinal, FPGA, Filtro Digital, en=Asynchronous Sample Rate Converter, Digital Signal Processing, FPGA, Digital Filter}

Discussão: setembro 21, 2021, 10:0