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Surround Joystick

Autor: Gerd Jüngling - Copyright: Alle Rechte vorbehalten
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Probleme bei Verwendung von MDACs durch Charge Injection
Zusätzlich zu diesen Problemen existiert das nicht beherrschbare Problem der sogenannten Charge-Injection. Bei jedem Schaltvorgang werden innerhalb des Wandlers Feldeffekttransistoren umgeschaltet. Die Umschaltung durch das digitale Steuersignal bewirkt ein Übersprechen zwischen dem Steuersignal und dem Audio-Pfad. Bei jeder Umschaltung wird, vereinfacht gesagt, eine Knackstörung produziert, die dann im Audiosignal auftaucht. Wie groß diese Knackstörung ist, die ein automatischer und physikalisch bedingter Bestandteil dieser Regelung, die eigentlich eine Umschaltung ist, wird, hängt in erster Linie von der Konstruktion der FETs im Wandler ab. Allerdings sind selbst Ausführungen, die von den jeweiligen Herstellern unter dem Prädikat 'Low Charge Injection' verkauft werden nach unseren Erfahrungen alles andere als leise. Ferner spielt die Anzahl der FET's, die gleichzeitig umgeschaltet werden eine entscheidende Rolle für die gesamte Störung. Je nach dem von welcher Stufe aus geschaltet wird, können bei einem 16-Bit-Wandler natürlich bis zu 16 FETs gleichzeitig schalten, während bei anderen Stufen lediglich ein einziger FET geschaltet wird. Dies führt dazu, dass beim 'Durchregeln' eine sich in der Intensität von Schritt zu Schritt veränderte Knackstörung auftritt, die in jedem Fall im Ausgangsrauschen als granulares Störgeräusch hörbar wird, dessen Pegel - je nach Anzahl der gleichzeitig geschalteten FET's - durchaus die Größenordnung von - 40 dB erreichen kann.

Dadurch das ein FET nicht, wie ein mechanischer Schalter einen Einschaltwiderstand im Bereich von 5 bis 25 Milli-Ohm hat, sondern die einschlägig verwendeten Wandler FETs verwenden, deren Einschaltwiderstand in der Größenordnung von ca. 50 bis zu 600 Ohm liegt, entsteht ganz zwangsläufig an diesem Restwiderstand ein Spannungsabfall im eingeschalteten Zustand. Je nach dem an welchem Schaltungspunkt der einzelne FET innerhalb des Widerstandsnetzwerks des Wandlers sitzt, wird ein mehr oder weniger erheblicher Anteil des geschalteten, analogen Audiosignals an diesem Widerstand abfallen. Dies wäre kein großes Problem, wenn der Restwiderstand der FETs linear wäre. Leider ist das aber nicht der Fall. Der tatsächliche Widerstand ist abhängig von der Polarität und dem Betrag der anliegenden Spannung. Dieser Effekt führt dazu, dass immer, wenn ein Spannungsabfall an einer geöffneten FET Strecke auftritt, dieser Spannungsfall sich für die positive und die negative Halbwelle ändert und überdies auch noch die Kurvenform des analogen Audiosignal verändert. Der landläufige Begriff für diesen Effekt ist Klirrfaktor. Wie groß der Klirrfaktor einer solchen Anordnung tatsächlich ist und aus welchen Harmonischen er sich zusammensetzt, hängt dabei von allen oben angeführten Parametern und zusätzlich vom Typ und von den Exemplarstreuungen des Wandler-ICs ab.

Leider kauft man sich alle diese für analoges Audio störenden Effekte bei der Verwendung multiplizierender DA-Wandler automatisch mit ein, wodurch dieses Bauelement nicht gerade die beste Wahl für jegliche Art von Regelung oder Umschaltung von Audiosignalen hoher Qualität sind.

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