單聲道模數(shù)變換器SM5865CM的性能特點(diǎn)及應(yīng)用分析

1 概述

SM5865CM是NPC公司生產(chǎn)的DVD－Audio和192kHz／24bit PCM單聲道多電平D／A變換器SM5865BM的升級(jí)版本，雖然這兩者都可以把數(shù)字濾波器SM5847AF超取樣處理的24bit、4fs／8fs輸出信號(hào)以Δ－Σ方式變成高性能的單聲道DAC信號(hào)。但SM5865CM的性能得到了全面提升：其高次諧波失真和噪聲（THD＋N）已從0．0004％降低到 0．0003％，動(dòng)態(tài)范圍（DR）為114dB～117dB，而S／N的動(dòng)態(tài)范圍則為117dB～120dB。

SM5865CM的工作電壓為5V±0．5V，工作溫度范圍為－40℃～＋85℃，采用24腳SSOP封裝。用SM5847AF＋SM5865CM×2結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)從CD的44．1kHz／16bit開始至DVD－Audio的最高格式192kHz／24bit的高性能立體聲重放。

2 SM5865CM

圖1為SM5865CM的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是其引腳排列。各引腳的功能說明如表1所列，表中的IP為上拉端子。

3 SM5864

SM5864的PCM輸入格式為MSB先出的“2進(jìn)制補(bǔ)碼”形式的串行數(shù)據(jù)，并可由IWSL端設(shè)定比特長(zhǎng)度。對(duì)于24bit輸入，可將IWSL置“H”或開路，而對(duì)于20bit輸入，則可將IWSL置成“L”。

SM5865CM必須用同一振蕩源提供WCKI、BCKI和系統(tǒng)時(shí)鐘CKI。然而，WCKI和BCKI時(shí)鐘的相位與系統(tǒng)時(shí)鐘的相位相比，也會(huì)有時(shí)基抖動(dòng)出現(xiàn)。可以從SIPO的平行輸出數(shù)據(jù)內(nèi)部運(yùn)算電路中取出定時(shí)來形成WCKI時(shí)鐘，并由系統(tǒng)時(shí)鐘CKI控制，以此來實(shí)現(xiàn)輸入的無抖動(dòng)。

SM5865CM的內(nèi)部超取樣工作和系統(tǒng)時(shí)鐘是由CKI和CKDVN端子設(shè)定的。前段SM5847AF的4fs或8fs輸出信號(hào)經(jīng)SM5865CM內(nèi)部的取樣／保持電路和噪聲整形頻率（fNS）來完成超取樣工作。內(nèi)部超取樣倍數(shù)n必須為整數(shù)，因此CKI端輸入的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率（fCKI）應(yīng)滿足表2所列的條件關(guān)系。表中，fWCKI為字時(shí)鐘頻率，fCKZ為輸入系統(tǒng)時(shí)鐘，n為內(nèi)部超取樣頻率。

圖3所示是由一片SM5847和兩片SM5865構(gòu)成的雙聲道立體聲音頻系統(tǒng)框圖。其SM5865CM后所接標(biāo)準(zhǔn)模擬電路如圖4所示。由于本DAC為雙差分輸出結(jié)構(gòu)，因此其后接電路為2個(gè)I／V變換器和差動(dòng)雙端／單端變換電路兼低通濾波器構(gòu)成。為取得最高S／N比，外部運(yùn)放電源電壓應(yīng)選在±12～± 18V之間。但由于SM5865CM為單電源5伏供電，因此運(yùn)放正端應(yīng)偏置至VDD／2。為了衰減I／V電路的高頻噪聲，可在IOUTA－RA及IOUTB－RB間各接入一只330pF電容。LPF可使用一階或二階兩種接法，圖4為簡(jiǎn)單的一階標(biāo)準(zhǔn)后接模擬電路。該電路的輸入串聯(lián)電阻為1．5kΩ，反饋及偏置則可采用1．1kΩ電阻與220pF電容相并聯(lián)的方法。

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