【转贴】DVD主流音频解码器----96KHz/24bit　DAC

sd-iori · 发表于 2006-7-23 11:13

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DVD主流音频解码器----96KHz/24bit　DAC

李源

　　目前，第3代DVD视盘机正陆续上市，同时，争论多时的DVD－Audio标准格式已尘埃落定，其中音频数模转换模式以96 kHz／24 bit为标准，而第3代DVD视盘机大都采用96 kHz／24 bit音频数模转换器，故一时间几乎所有知名的DAC芯片（数／模转换器）制造商在短短数个月内都相继推出了96 kHz／24 bit　DAC芯片，成为DVD制造业之中一道亮丽的风景线。下文对现在已上市的96 kHz／24 bit DAC芯片做些简单的介绍。
　　值得一提的是，在这些DAC芯片之中，除了Burr　Brown公司的PCM 1704外，其它的都采用Delta－Sigma（Δ-Σ）调制方式，而且目前上市的这类DAC芯片都采用SMD封装（表面安装元件）。Δ-Σ调制是一种改进的增量调制，对输入信号和编码器输出的数字信号之差通过RC积分后进行量化编码，在接收端将收到的数字信号通过低通滤波器恢复成音频信号。简单增量调制传送的是输入信号斜率变化的符号。而Δ-Σ调制传送的是幅度信号，因此能传送直流电平。由于每个制造商所推出的这类DAC多半是以前相关产品的升级型，所以文中一并简要介绍。
　　Crystal公司以前推出的Crystal CS8412数字接收IC被不少视听制造商所采用，这次该公司推出96k版的CS8414和CS8412相比，不但所有功能和设定几乎不变，而且接脚也相容，故它们的外围元件可说是一样的。唯一不同之处是CS8414的显示取样频率除了原有的32 kHz，44．1 kHz，48 kHz外，还增加了88．2 kHz和96 kHz的显示。至于新推出的96kHz／24bit DAC芯片——CS4334系列，则保留了前一代CS4330的特点：只有8根接脚，不同的数字界面采用不同的IC编号。这样其功能简化，且能明显区分出哪一边是数字输入，哪一边是模拟输出，在设计电路板时格外方便。Crystal公司另一款CS4390 DAC，资料手册中虽然明确记录其接受的取样频率仅达50 kHz，但根据实验的结果发现其竟然可以超频到96 kHz／24 bit的工作环境。CS4390是本次介绍的DAC芯片中唯一具有DIP封装（双列直插式封装）和SMD两种包装的产品。
　　日本旭化成（Asahi　Kasei）公司所推出的相关芯片多以AK为字首，支持96 kHz／24 bit的DAC芯片有两款：AK4324和AK4393，其中AK4324已经上市。就资料来看，两者的规格和特性相似，例如数字滤波器都具有75 dB的衰减特性，所形成的通带谐波都是±0．005 dB，比特流皆为128倍超取样方式。不过AK4393在特性上明显地略胜一筹，其动态范围达120 dB，只不过目前尚未上市。AK4324和AK4393这两款芯片都有现成的解码电路板可供选用，以节省开发的时间和成本。其解码电路板上的数字IC可选用Crystal的CS8414。
　　Analog Devices公司最为津津乐道的产品是OP运算放大器，如OP—07，27，827等几乎成为音响发烧友的升级换代产品。其实它生产的DAC芯片也很有名，但因为其价格通常并不便宜，所以较少被整机制造商所采用。该公司新推出的96 kHz／24 bit DAC芯片型号为AD1855，单从数据规格来看，它属于较低价的产品，尤其是数字滤波器部分的数字滤波的阶数不够多，所以其衰减特性仅有47 dB，实在不太理想，想要使用这块芯片就必须特别注意模拟滤波电路，最好能有3阶以上，以免噪声影响聆听。由于AD1855动态范围高达113 dB，失真加噪声低于97 dB，因此其音质表现应该还不错。AD1855可直接和CS8414搭配使用，两者之间可串联一个DSP电路，AD1855没有DSP接口，可接收脉冲式的LR时脉信号。
　　美国Burr－Brown公司?BB公司?制造的DAC芯片种类较多，其早期生产的PCM－63PK和PCM－1702PK这2枚20 bit的DAC，即使在96 kHz／24 bit流行的今日，也仍出现在DVD视盘机内，因为它们能接受16倍的超取样。不要小看它们只有20 bit的量化精度，因其动态范围高达108 dB，在表1中所列的24 bit的DAC芯片中，动态范围超过108 dB的也仅有AK4393，AD1855和BB公司自己的PCM1704而已。

表1　各厂商96kHz／24bit DAC芯片规格

型号调制方式数字滤波器衰减特性/dB 数字滤波器通带谐波/dB THO失真/dB 动态范围/dB 备注
AK4324 △Σ 75 ±0.005 -94 105 　
AK4393 △Σ 75 ±0.005 -100 120
AD1855 △Σ 47 ±0.004 -97 113
PCM1704 多比特无无 -102 112 注1
PCM1716 △Σ 82 ±0.002 -96 106 　
PCM1728 △Σ 82 ±0.002 -96 106
PCM1720 △Σ 35 ±0.17 -90 96
PCM1723 △Σ 35 ±0.17 -89 94
PCM1727 △Σ 35 ±0.17 -89 92
CS4334 △Σ 55 ±1.3 -88 96
CS4390 △Σ 72 ±0.001 -97 103 注2
注　越大越好越小越好越低越好越大越好　
注1：PCM1704无数字滤波功能，且为单声道设计。
注2：CS4390所列数据均为50 kHz取样频率条件下，用于96 kHz时本数据不具有参考价值。
　　但BB公司新推出的PCM1704不愧是一枝独秀，因为它是目前市面上唯一具有24 bit量化精度的多比特DAC芯片，输出的是电流信号。PCM1704有3个与众不同之处：
　　（1）PCM1704为单声道设计，想设置为立体声时需配置2块。
　　（2）其输出为电流信号，故需搭载I／V转换电路。
　　（3）PCM1704没有内置数字滤波器，实际应用时需搭配外置数字滤波器。
　　除了PCM1704外，BB公司其它的DAC芯片可分为两类。一类是数字滤波器衰减特性为82 dB，有PCM1716，PCM1728；另一类是数字滤波器衰减特性为35dB，有PCM1720，PCM1723，PCM1727。
　　PCM1716和PCM1728可说是品质价格比最高的DAC芯片，具有最佳的数字滤波器（见表1），而且售价不很贵，所以颇受各厂商青睐。两者规格大同小异，只不过PCM1728取消了一些一般用不到的设定功能。至于PCM1720，PCM1723，PCM1727都是低价位的芯片，它们的数字滤波特性仅有35 dB，一般只适合使用在对音质不苛求的DVD－ROM，DVD随身听、汽车音响上。
　　前面谈到诸如PCM1704类的DAC芯片，没有内置数字滤波器，故需搭配外置的数字滤波器，这里介绍一家较为知名的数字滤波器制造商——日本精密电路公司NPC（Nippon Precision Circuit），以前NPC公司最常见的数字滤波器当属SM5813，其数字滤波高达110 dB，20 bit量化，许多的数模转换器当时就采用SM5813＋PCM63PK的组合。如今NPC公司为配合目前流行的96 kHz／24 bit规格，推出了SM5846，SM5847两款数字滤波器，是PCM1704的最佳搭档。SM5846的数字滤波衰减特性达104 dB以上，通带谐波却只有±0．000 01 dB，比起表1中的DAC芯片内置的数字滤波器的规格要强很多，因此与PCM1704应是门当户对。
　　NPC公司还推出一款SM5844芯片，专用于异步取样频率的工作，如可把44．1 kHz的信号提升至96kHz，让其后端的DAC芯片发挥96 kHz／24 bit的解析能力。不过它只能提升2倍的取样频率和20bit的量化精度。另外，表1中所列出的各款DAC芯片的数据仅供参考，并不能以此断定其在实际应用中音质、音色谁优谁劣，这一点请注意。今后，随着DVD的广泛普及，越来越多更新更好的DAC芯片会陆续上市，96 kHz／24 bit的发展趋势也无可估量。

作者单位:广州沙河邮局16027信箱，广东广州 510500

收稿日期　1999－05－01

fish2fish · 发表于 2006-7-23 11:43

注：
电声技术
AUDIO ENGINEERING
1999年第8期 No.8 1999

磐石 · 发表于 2006-7-23 13:10

都没看到过产品,SACD倒是有厂家在做.

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