维他美仕沙冰机不工作CD机的心脏 解码芯片大解

　　CD机解码芯片分析！常见的DAC芯片主要分为多1位和1位两大阵营。过去多比特的主要厂商是BB、ADI、飞利浦。三洋，但是现在飞利浦，阿迪也转1BIT了，三洋也没看到什么好的，留下BB公司支持。

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　　你在跳蚤市场买一张CD，JS会跟你谈xx元的价值，因为CD用的是XX解码芯片。其实一台CD机要考虑的方面有很多，比如转盘、运放、接口等。而且摊贩也不太了解，不过流行用它来砍价。 但是，解码芯片确实是光盘的核心。我们先来了解一下主流芯片。

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　　D/A数模转换器大致可以分为两大主流:一个是多位的，一个是单位单元的。从发展的长度来看，多位是在CD光盘问世的时候出现的，而第一代1位产品是在90年代初才出现在市场上的。但是从多位和1位的结构分析哪个更好呢？比如用一根线串起来的一串珠子。我们用两种方法将珠子从串中取出:第一种方法是分几次取出固定数量的珠子；第二种方法是尽量多拿珠子，一次只拿一个珠子。

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　　实际上，第一种方法相当于多比特方法，只有在接收到所有16比特数后，才进行一次解码过程。 第二种方法相当于单比特方法，一次解码一个数字比特，连续解码。就多比特而言，它的优点是没有所谓的再量化过程，所以噪声低。此外，它还具有更好的动态性能。然而，传统的低电平多比特存在非线性失真和过零的问题。如果要克服这个问题，我们需要使用非常复杂的电路结构，这就导致多位DAC芯片在追求高质量目标的同时，也要承担高昂的价格。

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　　相比之下，使用1位DAC的优点是不存在固有的过零失真问题，模拟波形的线性度好，生产成本低，这也是1位DAC被广泛应用于市面上低价cd机的原因。但1位DAC需要更高频率的时钟，在“重新量化”的过程中会造成一些信息损失。

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　　常见的DAC芯片主要分为多位和1位两大阵营。以前多位的主要厂商是BB、ADI、飞利浦、三洋，现在飞利浦、ADI也转向1位了，三洋也没看到什么好的，就留下BB公司支持。

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　　1)BB公司常用的DAC芯片有:

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　　16位PCM56主要用于大多数廉价CD播放器。

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　　之前广泛应用于中档CD的18位PCM58，性能不错，声音也很吸引人，而20位PCM63，应该是BB公司最经典的DAC芯片，性能指标非常出色，听感也不错。以前在很多高端机上总是能看到。 可惜后来停产了。

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　　20BIT PCM1702，是BB公司用来替代PCM63的产品。它比PCM63有更好的性能指标，但由于某种原因，很多人更喜欢PCM63的声音，而不是PCM1702的声音。个人认为，可能是PCM63比PCM1702更容易获得厚实温暖的声音。

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　　24位PCM1704和PCM1702的升级产品也采用了PCM1702相同的内部结构，分辨率和动态更高，自然成为高端机型的主流DA芯片。

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　　PCM1702、PCM63、PCM1704都采用BB公司特有的共线结构。它在每个通道中使用两位DAC分别负责正负半周信号，然后将DAC的电流输出部分合并为一个。这种结构不仅具有多位DAC的高动态特性，而且成功地解决了一般多位DAC的过零失真问题，从而提高了输出线性度。

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　　还有BB公司的混动设计PCM67。这是一个双通道18位芯片。18位信号输入后，它立即将18位信号分为10位和8位两部分，其中高10位采用多位DAC转换，低8位采用1位法转换，最后将两部分的模拟信号相加输出。 这种设计解决了1BIT的过零失真问题，同时保持了多BIT的高动态优势。它在设计构思上非常巧妙。

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　　BB公司的大部分DAC芯片通常分为三个级别，分别是标准的P后缀、较高的PJ后缀和较高的PK后缀。内部结构完全一样，只是性能略有不同。

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　　2)ADI公司的AD1862

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　　这是Analong Devices生产的一款20位DAC芯片。AD1862的信噪比非常好。当连接两个旁路电容时，信噪比可高达119dB，20位的分辨率也使其具有120dB的动态范围。典型应用是DENON的DG2560。AD1862分为AD1862N和AD1862N-J两个等级。.....

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　　3)飞利浦的TDA1541和TDA1543

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　　TDA1541和TDA1543都是16位DAC芯片。或许TDA1541可以称为16位芯片之王。 其优秀的THD+N性能指标是很多所谓18位DAC芯片都赶不上的。尤其是它的外置阶梯旁路点容量，成为了DIY玩家调音的最爱。我对它的高频分辨率不太满意。 MARANTZ和PHILIPS是DAC芯片的主要用户，尤其是MARABTZ甚至在其顶级CD上使用他。

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　　TDA1543也是一个16位的DAC，只有8个管脚，可以算是非常简单的DAC芯片。 但是它的高频失真也很可怕。TDA1543有带后缀A的TDA1543A和不带后缀A的TDA1543，这两种型号接受的数据格式不同，不能直接替换。分别是:TDA1543A接受MSB 16BIT的数据信号，但不能接受IIS数据格式。TDA1543只接收IIS数据格式。

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　　TDA1541有四种型号，排名从低到高依次是TDA1541A、TDA1541A/R1、TDA1541A/S1、TDA1541A/S2。它们的性能数据不同，主要表现在信噪比和-60DB时的THD+N失真。这四款只接受IIS。

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　　4)三洋的LC7881和LC78820，

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　　LC7881是16位，而LC78820是18位。上一代廉价CD机的CEC891使用的DAC芯片是LC78820。 而LC7881多用于奇偶机，性能不如PCM56。

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　　说到多位DAC芯片，还有一个不得不提，那就是ULTRA ANALOG公司的D20400A，一款性能指标和听感都不错的20位DAC芯片，当年只有在昂贵的设备中才见到。多位芯片就这么多。因为还有一些多位芯片，我没有接触过，所以这里就不废话了。我必须在这里停下来。让我们来谈谈1位DAC芯片。

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　　现在的DAC芯片生产阵营比多位的强多了。有飞利浦的比特流技术，松下的MASH，CS的DELTA SIGMA，索尼的PULSE，还有日本的AK和NPC。

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　　analong器件ad 1862

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　　本文首先介绍了analong devices公司生产的AD 1862 20bit音频dac，它不仅用于数字音频，还用于电子合成乐器、专业录音和各种效果的数字混音器，应用非常广泛。在厂商公布的资料中，特别强调ad 1862的信噪比非常优秀。当外接两个噪声旁路电容时，信噪比可高达119db，20bit的分辨率也使其具有120db的动态范围(理论值)。

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　　需要指出的是，有些半导体厂商在出厂前会对成品进行测试，并对其性能进行分类，所以即使是同品牌同编号的DAC，性能和价格也是不一样的。 AD1862分为AD1862n和ad1862n-j两个等级，ad1862的外观为16引脚塑封dip封装，电路结构大致由三部分组成。串行信号输入到20位解码部分，转换成并行信号送到20位DAC，数字信号转换成模拟电流信号输出。另一组基准电压源提供给20位DAC部分。电路框图。

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　　burr-brown pcm63p

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　　说起pcm63p这类DAC，真的可以称得上是目前市面上主流的DAC产品。尽管它已经问世一段时间了，但它仍然是多位高端数模转换器的代表，如theta的gii和murdery model 100，它们使用pcm63。在电路结构的设计上，pcm63也颇具特色。在这个芯片上，有一个所谓的共线双dac结构。此外，信噪比具有116db输出电流(200ns typ 2ma停止)的高速特性和低失真性能，这些都是它受到高端厂商喜爱的原因。

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　　长期以来，用于音频的DAC一直在不断改进，为了克服低水平的非线性失真(主要由过零失真引起)，各种IC制造商开发了不同的噪声整形方法或提高采样频率。 在这种情况下，所谓的1位DAC，如bit stream和mash，使用常用的R和2r梯形模式作为线路上的主要解码方式，但不同的是，它在每个通道中使用两个19位DAC分别负责正负半周信号，然后诞生DAC的电流输出。是的，它们解决了低电平线性的问题，但是它们会对互调失真和分离产生不好的影响。

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　　Pcm63部分合二为一，就是广告中的共线结构。这种结构既保持了传统位dac的高动态特性，又成功解决了一般多位DAC的过零失真问题，提高了模拟输出的线性度。 系列产品分为三个档次，标准pcm63p和高级pcm63pj，最高档pcm63pk，性能略有不同。笔者在此列举两项，供读者参考。

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　　从以上数据我们可以知道，burr-brown主要以动态范围和thd+n作为三级筛选来区分pcm63p、pcm63pj和pcm63pk。当然，三者在价格上有相当大的差距。 Pcm63系列价格昂贵，许多数字转换器制造商出于成本考虑或产品分类考虑，不会使用如此先进的DAC。但是，也有像wadia9这样的产品。为了提高比特数(22bit)和过采样倍数(32倍)，不计成本，每个通道使用4个PCM 63s(共使用8个左右通道)。像这样的笔迹在几类转换器市场上很少见。

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　　与上述两种芯片相比，采用单20位DAC的ad1864属于传统的多位结构，因此仍然存在过零失真，而pcm63采用双19位合并成20位，技术上解决了过零失真问题，但代价较高。另一款burr-brown DAC PCM 67是一款18bir dac，具有左右声道。值得一提的是，18位信号输入后，立即将18位信号拆分为10位和8位两部分，其中高10位采用多位DAC转换，低8位采用1位法转换，最后将两部分的模拟信号相加输出。 这种设计解决了1位过零失真问题，同时保持了多位DAC的高动态优势。做一个8倍过采样的18位数字转换器，只需要一个pcm67作为解码单元，在成本上比pcm63p便宜很多。这也是ds pro bsaic和theta的giii的区别。如果只比较性能，pcm67是没法和pcm63比的。但pcm67成功降低了成本，结合了多位和1位的优点，所以设计者是“四比二”。

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　　Saa7350是飞利浦公司生产的1位DAC，每个saa7350可以提供两路平衡输出。当它与8倍过采样的20位数字滤波器相连时，左右声道的数字信号通过输入接口送到噪声整形滤波器，然后作为1位信号出来，再进入由cmos门电路和电容组成的1位D/A，将1位信号变成连续信号，最后通过模拟低通滤波器输出。 飞利浦的dac7解码模块使用的是saa7350。事实上，它只使用了saa7350的前半部分加上两个tda1547 1位转换器。TDA1547的作用大致相当于saa7350的噪声整形滤波器输出的1位信号，然后经过TDA1547的1位D/A到积分线。saa7350+tda1547的输出，加上npc的sm5803等外围器件，就是dac7数字模块，广泛应用于飞利浦等品牌的1位D/A系统。

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　　虽然DAC7只是单独使用了saa7350的后半部分，但它保护了模拟部分免受数字部分的严重干扰，使线性度更加完美，否则飞利浦也不会浪费使用与saa7350模拟部分功能相同的tda1547芯片。

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　　市面上的Dac芯片可以分为1位和多位。为了实现相当程度的多位精度，早期的1-1位dac必须使用非常高频的时钟。如果用1bit d/a用一个lsb表示16位数据，时钟频率将高达44.1 khz zx(216-1)= 2.8900935 GHz，仅当等效于16位时，就需要近3ghz的时不变频率。 从这个角度来看，1bit dac似乎没有前途。好在后来delta sigma调制方式相继被开发出来，也演变成了“多级噪声整形”，让1-1bit dac比使用更低的时钟获得更高的精度。

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　　今天大部分1比特解码单元都已经应用到上述技术中，所以无论是mash、△ ∑、∑deco，其实都是1比特。是什么样的vimak ds-2000mkii？有人能告诉我吗？最后出场的是npc(日本精密电路有限公司)的cmos lsi ∑deco sm5864ap。 该lsi采用传统塑料dip28引脚封装，每个lsi提供双通道pwm差分输出，与同一公司的sm 5840(20位、8倍过采样)数字滤波器配合使用。

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　　Sm5864ap是1-1bit dac，多次采用△ ∑的mash模式，结构与飞利浦的saa7350几乎相同。实际应用中的区别是saa7350在输出之前已经在芯片中烧了几次op。lpf(低通滤波器)可以通过增加一个电阻和一个电容来形成，不需要其他运算放大器。另一方面，npc的sm5864直接输出pwm波形，所以增加一个积分电路(将pwm转换为连续信号)和一个lpf似乎更麻烦。从另一个角度来看，sm5864之后的pwm波形处理和lpf在设计和使用上更加灵活。 sm5864的重要规格如下，其中fosc是主要系统振荡频率(图10)。

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　　除非光头是philipscdm1201和sony213或者240a，否则很容易找到，价格也相当便宜。飞利浦1201的型号从cdm一直保留到vam。前面的符号虽然变了，但基本是一回事。

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　　目前国内可选的伺服电路芯片很多，现成的伺服电路板更是五花八门。 除了飞利浦和索尼，还有三星、松下、夏普等，但基本都是用索尼电压式机芯(飞利浦是电流式)。

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　　3.解码系统

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　　现有两款原厂cd机的主要区别在于音频解码电路不同，其中cda6使用的是cs4390来自美国水晶公司；Cda9采用pmi公司的pmd100和bb公司的pcm1702。了解音频dac的人都知道，主要的音频dac供应商有美国的burr-brown，crystal和analoguedevices，欧洲的philips，日本的nipponprecisioncircuits和asahikaseimicrosystem，也有公司提供dac，但是不能保证交货期。 Akm其实是水晶。那一年，akm收购了crystal，拿到了技术，卖给了cirruslogic。

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　　现在的cd机产品只能选择更好的dac来尽可能的弥补这个劣势。对于cd机厂商来说，选择dac其实是比较简单的。从技术角度来说，日系产品虽然不落后于欧美产品，但是口碑还是差。所以国产cd机在创品牌的时候不会轻易使用日本dac。至于飞利浦，很可惜已经不再在hifi产品上下功夫了。tda1547已经有七八年了。虽然tda1547+tda1307还是一个很不错的组合，但是飞利浦的供货程序和交货期很难满足国内厂商的要求。 只剩下bb，水晶，ad了。同价位对比性能，很难看出其中谁优谁劣。

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　　滤波器性能如何直接关系到最终的音频输出质量。理论上，过采样越高，性能越好。有时过采样的定义是不同的。通常，过采样倍数是通过cd的标准采样周期内的插值值来计算的。几个滤波器后接一个1位dac，以1位转换周期计算。目前硬件模式下的数字滤波器基本都是8、4次插值。 Pmd100是8倍插值；cs4390虽然叫128x，其实是4倍。虽然插值是无中生有，但在这里总比没有好。因为插值的目的是减轻dac后模拟滤波器的负担，使模拟滤波器引起的音频信号相移最小。

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　　从目前的发展趋势来看，数字滤波器，应该叫数字处理器dsp，正发挥着越来越重要的作用。 从早期的theta和wadia到sony和marantz(cd-7)，他们的高端数字音频制作使用了大量的数字处理芯片进行运算。DAC的性能指标数模转换器的输出形式有电流型和电压型，输出极性可以是单极性，也可以是双极性。 对于电流输出DAC，一般需要连接一个集成运算放大器，将输出电流转换成输出电压，同时可以提高负载能力。在实际应用中，电流输出DAC一般用来实现电压输出。

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　　DAC的性能指标有很多，主要包括以下几项:

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　　①分辨率:指D c能分辨的最小输出模拟增量，取决于输入数字量的二进制数。 分辨率通常用一个数字量的位数来表示，一般是8位、12位、16位等等。N位DAC可以分辨的最小电压增量定义为满量程值的2-n倍。例如，满量程为10V的8位DAC芯片的分辨率为10V× 2-8 = 39MV。同样量程的16位DAC，分辨率高达LOV× 2-16 = 153 μ V .

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　　②转换精度:转换精度和分辨率是两个不同的概念。 转换精度指DAC的实际模拟输出值与满量程理论值之间的接近程度。对于T型电阻网络的DAC，其转换精度与参考电压Uref、电阻值和电子开关的误差有关。比如满量程时，理论输出值为10V，实际输出值为9，99 ~ 10.div，其转换精度为10mV。 通常DAC的转换精度是分辨率的一半，即LSB/2。LSB为分辨率，指最低位数变化引起的幅度变化。

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　　③偏移误差:指输入数字量为零时，输出模拟量到零的偏移值。 这种误差通常可以通过DAC的外部Uref和电位计来调整。

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　　④线性度:指DAC的实际转换特性曲线与理想直线的最大偏差。一般来说，线性度不应超过1/2 LSB。

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　　⑤输入编码形式:指DAC输入的数字量的编码形式，如二进制码、BCD码等。

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　　⑥输出电压:指DAC的输出电压信号。不同类型DAC的输出电压差异很大。电压输出型一般为5 ~ 10V，高压输出型为24 ~ 30V。电流输出DAC，输出电流一般在20mA左右，有的达到3 A..

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　　⑦转换时间:指输入数字信号转换成输出模拟信号所需的时间。一般几十纳秒到几毫秒。

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　　除了以上指标，电源、工作温度、温度灵敏度等指标也是DAC的技术指标。关于DAC的资料很多，请参考其他文献。

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　　目前商用的D/A转换器有两种:一种用于通用电子电路，没有使能端和控制端，主要包括数字输入线和模拟输出线；另一类是专门为微机设计的，有使能端和控制端，可以直接与微机接口。目前与微机接口的DAC应用广泛，有8位、10位、12位、16位。下面以12位DAC和16位DAC为例介绍一下D/维他美仕破壁机维修A转换器。

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　　一般用什么样的dac？80%的声音是由你使用的dac和前面的数字滤波器决定的。