解碼芯片詳細(xì)介紹 - CD機(jī)的心臟－－解碼芯片大解析

　　analong devices ad 1862

　　首先介紹的是analong devices公司所生產(chǎn)的ad 1862 20bit audio dac，它除了使用在數(shù)位音響之外，亦使用在電子合成樂器、專業(yè)錄音的數(shù)位混音器及各種效果器上，應(yīng)用的范圍相當(dāng)廣泛。廠方在發(fā)布的資料當(dāng)中，特別強調(diào) ad 1862的訊號/雜音比非常優(yōu)良，在外接二枚雜訊旁路電容的狀態(tài)下，訊號/雜音比可以高達(dá)119db，而20bit的分解能力也使它有120db的動態(tài)范圍（dynamic range，理論值）。在此要說明一點，某些半導(dǎo)體廠商在較高級的晶片出廠之前，將成品進(jìn)行測試并就其性能分類，因此即使是同一品牌、同一編號的dac，在性能和價格上還有分別。

　　ad 1862分成ad1862n 和ad1862n-j兩個等級，

　　ad1862的外觀是16pin的塑膠dip包裝，電路結(jié)構(gòu)大致由三個部分所構(gòu)成。串列訊號輸至一個20bit的解碼部分轉(zhuǎn)化成并列訊號傳送到20bitdac，將數(shù)位訊號轉(zhuǎn)換成類比電流訊號輸出，另有一組參考電壓源供應(yīng)給20bit dac部分，電路方塊圖。

　　burr-brown pcm63p

　　說到pcm63p這類dac，實在稱得上目前市售dac產(chǎn)品中的“主流派”。即使它出來已有一段時間，但是在多bit的hi-end數(shù)位/類比轉(zhuǎn)換器中仍然具有代表性，像theta的gii和monarchy model100等就是采用pcm63。在電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計上pcm63亦相當(dāng)有特色，在這片晶片上有所謂的colinear雙dac結(jié)構(gòu)，此外在s/n比有116db輸出電流的高速特性（200ns typ 2ma stop）及低失真的性能，都是使它受hi-end廠商愛用的原因。長久以來，音響用的dac在不斷地改良，而為了克服低電平的非線性失真（主要由過零失真所引起），各家ic制造商各自開發(fā)不同的雜訊整形方式或提高取樣頻率。所謂的bit stream、mash等1bitdac，就在此種情況下，應(yīng)線路上是使用多bit常用的r、2r階梯方式作為主要的解碼，但不同的是它在每一個聲道使用了兩個的19bit的dac分別負(fù)責(zé)正負(fù)半周的訊號，再將dac的電流輸出運而生。沒錯，它們是解決了低電平線性的問題，然而對于互調(diào)失真和分離會有不良的影響。pcm63在部分和而為一，這就是所標(biāo)榜的colinear結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)不但保有傳統(tǒng)bit dac的高動態(tài)特性，更成功地解決了在一般多bit dac上所出現(xiàn)的過零失真的問題，相對地類比類比輸出的線性亦獲得改善。系列產(chǎn)品分為三級，分別是標(biāo)準(zhǔn)型的pcm63p和較高級的pcm63pj，以及最高等級的pcm63pk，在性能上略有不同。筆者在此列舉兩項供讀者參考。

　　由以上數(shù)據(jù)可以得知burr-brown主要是以dynamic range和thd+n作三級篩選，以此區(qū)隔pcm63p、pcm63pj與pcm63pk，當(dāng)然這三者在價位上亦有相當(dāng)?shù)牟罹唷cm63系列的價格不菲，許多數(shù)類轉(zhuǎn)換器的生產(chǎn)廠商基于成本的顧慮或是產(chǎn)品的分級的考量，就不會運用如此高級的dac。不過也有像wadia9這樣的產(chǎn)品，為了提高bit數(shù)（22bit）和over sampling 倍數(shù)（32倍）的前提下，不計成本地在每個聲道使用四顆pcm63（左右聲道一共用了八顆），像這樣的手筆在數(shù)類轉(zhuǎn)換器的市場上可算是鳳毛麟角，實在不多見。

　　以上述的兩種晶片作比較，使用單一20bit dac的ad1864是屬于傳統(tǒng)的多bit結(jié)構(gòu)，因此仍然存在著過零失真，而pcm63以雙19bit合并為20bit，在技術(shù)上是解決了過零失真的問題，卻出因此付出了高昂的低價。

　　burr-brown pcm67

　　另一個burr-brown的dac：pcm67，是一個內(nèi)含左右聲道的18bir dac。值得一提的是它在18bit訊號輸入之后，立即交18bit訊號切分成10bit 和8bit兩個部分，其中較高位的10個bit由多bit dac轉(zhuǎn)換，較低位的8 bit 則以1 bit 的方式轉(zhuǎn)換，最后再將兩部分的類比訊號相加輸出。這個設(shè)計以1 bit 來解決過零失真的問題，又能保有多bit dac的高動態(tài)優(yōu)點。若要制造一部18 bit 八倍超取樣的數(shù)類轉(zhuǎn)換器，僅需一枚pcm67作解碼單元就夠了，在成本上就比用pcm63p要便宜許多，這也是theta的ds pro bsaic和giii的差別，若只純粹比較性能，pcm67還是不能與pcm63 相提并論，但是pcm67成功地降低了成本并融合了多bit 和1 bit 的優(yōu)點，設(shè)計者“四兩撥千斤”，不能不佩服他在設(shè)計構(gòu)想上的高明！

　　philips saa7350

　　saa7350是飛利浦公司生產(chǎn)的1 bit dac，每一片saa7350可以提供兩聲道的平衡輸出。

　　當(dāng)它與20bit八倍超取樣的數(shù)位濾波器連接，左右聲道的數(shù)位訊號經(jīng)輸入介面送進(jìn)雜訊整形濾波器，出來成為1 bit 訊號，再進(jìn)入由cmos閘和電容組成的1 bit d/a將1 bit 訊號變成連續(xù)訊號，最后透過類比低通濾波器輸出。

　　philips的dac7解碼模組中就有使用到saa7350，實際上該說它只用了saa7350的前半總再加上兩枚tda1547 1bit converter，tda1547的功能大致相當(dāng)于saa7350的雜訊整形濾波器輸出的1 bit訊號，然后經(jīng)過tda1547的1 bit d/a至積分線路，再經(jīng)由低通濾波器輸出由saa7350+tda1547再加上npc的sm5803和其他周邊元件就是dac7數(shù)位模組，廣泛地使用在飛利浦和其他廠牌的1 bit d/a系統(tǒng)中。

　　dac7的作法雖然僅將saa7350中的后半總另外使用，卻使得類比部分免于受到數(shù)位部分的嚴(yán)重干擾，使線性更加完善，否則飛利浦也不會如此浪費去使用和saa7350類比部分功能重復(fù)的tda1547晶片。

　　1 bit，mash，△∑，∑deco

　　寫到這里，再把上述四個名詞稍作說明。市場上的dac晶片可分為1bit和多bit ，早期的1bit dac為達(dá)到多bit相當(dāng)程度的精確度，必須使用非常高頻的colck。若是用1bit d/a以一個lsb表示16bit的資料，clock頻率將高明達(dá)44.1khzx（216-1）=2.8900935ghz，才與16bit相當(dāng)就需要近3ghz的時永頻率。這樣看來，似乎1bit dac沒有什么前途。還好后來又陸續(xù)發(fā)展△∑調(diào)變方式，又演進(jìn)到“多級雜訊量化抑制技術(shù)”mash（multistage noise shaping）使1bit dac可以比以前使用較低倍的clock就能得到更高的精確度。在今天，大多數(shù)的1bit解碼單元都有應(yīng)用到上述技術(shù)，所以不論是mash、△∑、 ∑deco，其實都是1bit。vimak ds-2000mkii是哪一種？有人能告訴我嗎？

　　npc sm5864ap

　　最后出場的是npc（nippon precision circuits ltd.）的cmos lsi ∑deco sm5864ap。這個lsi是用傳統(tǒng)的plastic dip28腳封裝，每個lsi提供兩聲道的pwm差動式輸出，配合同公司的sm5840（20bit，八倍超取樣）數(shù)位濾波器同時使用。sm5864ap 是1bit dac，它采用多次△∑的mash方式，結(jié)構(gòu)上大致和philips的saa7350差不多，在實際應(yīng)用上較不同的是saa7350在輸出之前，晶片內(nèi)已燒附數(shù)個op。僅需加接電阻電容即可構(gòu)成lpf（低通濾波器），無需再接其他的op。而npc的sm5864是直接輸出pwm波形，需要再加接積分電路（將pwm轉(zhuǎn)為連續(xù)訊號）和lpf，看來似乎較為麻煩；從另一個角度來看，sm5864后pwm波形處理和lpf在設(shè)計及使用上卻更有彈性。sm5864 的重要規(guī)格如下，其中fosc為主系統(tǒng)振蕩頻率（圖十）

　　除非光頭是philipscdm1201和sony213或240a這些常見的光頭，壞了可以較為容易地找到，價錢也相當(dāng)便宜。象philips的1201這個型號從cdm到vam一直保留，前面符號雖然變了，但東西基本是一個東西。

　　現(xiàn)在在國內(nèi)可選擇的侍服電路芯片較多，現(xiàn)成的侍服電路板更是五花八門。侍服電路芯片除了philips和sony兩大家之外，還有三星、松下、sharp等，但基本都是配合sony電壓型機(jī)芯使用的（philips是電流型）。侍服ic變化非?？?br />