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珍品廉价 —— 两款真正超值的DAC电路 [复制链接]

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珍品廉价 —— 两款真正超值的DAC电路


  久闻BB公司的PCMl700鼎鼎大名,这只经典R-2R网络18bit数码模拟转换芯片多用在国外中高档CD机、影碟机上,近日偶尔在市面上以低价位购得该IC,甚是惊喜,估计国内已有厂家开始使用。
  与1bit的DAC相比(例如PCMl710U、SM5871等),多比特DAC有以下优点:听感好、时基抖动(jitter)小。这点对提高音质非常重要。事实上,大多数高品质的DAC解码器都是采用多比特的IC。国内更是如此,在众多数码音响广告中,你可能找不到一款中档或中档以上的产品是使用1bit芯片的。就连DVD机中的高档机型大多数都不采用符合DVD音频格式24bit/96kHz的PCMl716(Δ—Σ1bit结构),反而采用只有20bit的R-2R芯片(这也可能与符合DVD标准的R-2R芯片PCMl704刚出现不久有关)。此外,PCMl700中不带数字滤波器,与其他高档IC一样,是一个纯D/A转换器,这也利于让我们把音质做得更好。大家一定还记得飞利浦大名鼎鼎的SAA7350吧(该IC是比特流1bit结构,转换精度相当于18bit),由于该D/A转换器还带有数码处理电路部分,数字部分所产生的大量射频(RF)干扰会在模拟部分引起互调失真,使音质变刺耳、生硬。所以惊世极品DAC—7仅用SAA7350作数码处理(其D/A转换部分不用), 而另外由TDAl547(也是精度相当于18bit的比特流1bit结构)单独作D/A转换。
  PCMl700其中一款的使用电路如图1所示。其中CS8412是数字信号接收解调(即DAIR)IC,CS8412广泛应用于各款极品DAC中,是各种
DAlR中性能最好的,且通用性强,外围元件最少,技术指标比YM3623B高出不少,现今市面售价已见到仅售几十元的。图1和图2中均为同轴输入方式,这是几种输入方式中最好的一种。SM5841(与SM5840相当)是日本NPC公司生产的高品质8倍超取样数字滤波器(常用的CXDll35、CXDll67等DSP内部所带的数字滤波器仅为两倍超取样)。SM5841广泛用于中高档CD机上,例如马兰土的CD—17、天龙的DCD2560等,售价同样已降至廉价。据笔者所知,SM5841有多种不同型号,后缀所带字母不同的不能互换,例如其双列直插封装(DIP)的为18脚,而贴片(SO)封装的就有22脚。
  以图1为例对SM5841CS作一些说明。该芯片可输出20bit、18blt、16bit字长数据,由①脚(OWl6)及⑧脚(OW20)的电平设定,以适应其后的D/A芯片。本例中使用PCMl700是18bit的芯片,故设置成18bit方式。①脚及⑧脚接+5V,当①脚接地、⑧脚接+5V时为16bit方式;当①脚接+5V、⑧脚接地时为20bit方式。如果不使用数字接收解调电路,直接与CD机的DSP连接时,可在①脚(Ⅺ)接入由DSP输出的16.9344MHz时钟。此外,⑨脚(DEEM)是去加重控制脚,⑩脚(MUTE)是静音控制脚,高电平时无声音输出。
  同样,PCMl700也有两种,—般后缀为U的是28脚贴片封装,后缀为P的是28脚双列直插封装。虽然同是28脚但绝对不能直接代换,否则会烧掉IC,只可间接代换。其中后缀为U或P的又各自分3个等级,有U/P、J、K级,该分级方法与BB公司的多种高档DAC一样,K级为最佳,J级次之,U/P级又比J级差一些,3种等级之间可直接代换。将同一种产品分级是因为能达到K等级的合格品不多,所以价格很昂贵。这有点像奔腾处理器,同一种产品中,能非常稳定地工作在高于200MHz的称为MMX200,否则称为MMXl66。U/P级虽不是最好的,但性能也相当不错了。
  表1是PCMl700与现今流行的D63200、社会拥有量很大的LC7881及最好的PCMl702的技术指标。可见PCMl700远高于NEC的D63200(该
电路也可见《实用电子文摘》1998年第7期笔者的掘文),且与当今世上极品相差不远。

几种著名数模转换芯片技术指标比较
型号 方式(R-2R) 总谐波失真(dB)V=0dB,1KHz 动态范围(dB) 电源 封装
LC7881 16bit -62~-66 95 +5V 20DIP
D63200 18bit -61~-64 95 +5V 16SO
PCM1700P 18bit -82~-86 108 ±5V 28DIP,28SO
PCM1702P 20bit -88~-92 115 ±5V 16DIP 单声道20DIP


  图2是一种多见于中高档CD机及影碟机(例如索尼MDP-K3等)中使用PCMl700P的电路,与之搭档的是雅马哈公司的YM3434,是非常优秀的8倍超取样自带时钟数字滤波器,该滤波器可在名机PS Audio中见到。笔者尝试与PCMl700U搭配,亦有出色表现。其中15脚(16/18)用于选择16bit或18bit字长数据,以适应16bit或18bit的D/A芯片,若该脚接地即为16bit。雅马哈公司还有—款性能差一些的自带时钟滤波器YM3433,这款滤波器在国内用于一些著名的低档DAC板上,两者可以直接代换。表2是这两种滤波器与大家熟知的PCMl710U中所带8倍超取样滤波器的性能比较,可见YM3433优于PCMl710U不少,而YM3434可算是极品之一。

几种数码滤波器性能比较
型号 通带纹波(0dB) 阻带衰减(0dB)
PCM1710U ±0.008 -62
YM3433B ±0.02 -70
YM3434B ±0.0001 -100
  这里介绍一下自带时钟的好处。如果我们改装DAC时不用DAIR电路而直接与数字信号处理芯片(DSP)中引出的3根线DATA、BCK、LRCK连接,这时CD机还必须与DAC共用一个时钟,可以从DAC中引出时钟入CD机,也可以从CD机中引出时钟入DAC,所以必须要求DAC 上所用的晶振与CD机相同,否则不能改装。例如大家知道PCMl710U仅可加装在晶振为16.9344MHz或11.2896MHz的CD机上,而其他的CD机不能加装。雅马哈的这两款特殊的自带时钟的滤波器则不同,其晶振频率可在12.2MHz至20MHz之间任选。如果CD机晶振频率在此范围内,也可以从CD机中引出时钟入滤
波器。如果不在此范围内,例如很多CD机晶振为8.467MHz,则可在改装时将CD机与DAC各用不同晶振即可,无需连接晶振线。其他的DAC即使其晶振与CD机的相同,也只能取其一,否则不能正常放音。这种电路的出现方便了生产厂家及摩机者。需要说明的是YM3433也有我们常见的16脚双列直插封装及24脚贴片封装。图2中数字信号接收解调所用的是雅马哈公司的YM3623B,这是一款普及型常用IC,但性能也可以,例如“音乐传真”著名的“x”系列中的DAC解码器就用到它。此IC在输入端需要先由74HCU04把信号整形、缓冲、放大。
  如果CD机上没有数字输出接口则也可以直接安装上述两款电路。理由如下:不少中高档CD机内也由数字信号处理电路直入DAC,但并不妨碍其靓声,此外,优秀的光纤电缆、发射、接收头等价格昂贵且优秀的同轴输出电路国内更难以买到。具体改装方法与加装VCD或加
装其他DAC板相似,类似资料各类报刊也有介绍,这里不再赘述。以下仅以社会拥有量极大的索尼CXDll67为例,简要介绍其加装方法。加装步骤很容易。
  1.如果CD机上DSP的晶振是8.467MHz,则可通过将CXDll67第55脚挑起接+5V并将晶振换为16.9344MHz即可输出16.9344MHz
(有些DSP不能改)。如果想用DAC上16.9344MHz的晶振引入CD机,可将CD机晶振及两引脚上的电容拆除。
  2.关闭DSP上的低性能数字滤波器(如果该种DSP带有的话),这里把57脚挑起接+5V即可。
  3.找出DSP的BCLK、DATA、LRCK及XTO晶振输出脚(分别是第76、78、80及54脚),各串100Ω左右电阻后与新装的数字滤波器各对应脚相连即可。各脚所标注的字母略有不同,但也可区别出来。
  这里要说一说晶振输入、输出脚的详细查找方法,因为绝大多数加装说明书中该脚的资料不齐全。先将10kΩ电阻焊接在晶振两只引脚的任一只上,把CD机通电,再把电阻另一端触碰地,测另一引脚对地电压是否有变化,如果有1V左右变化的就是晶振输出脚,焊接电阻的脚是晶振输入脚。注意,所有操作时电烙铁均要接地或断电。
  至此,再接通精心制作的电源部分,就可享受美妙动人的音乐了。笔者把使用PCMl700的DAC板连接到普通索尼机芯上,音箱是天朗609Ⅱ型,功放用马兰士PM-66SE。用了几周时间细心试听很多种不同音乐风格的CD(主要是流行曲中的发烧天碟),感触最大的是其人声温暖醇厚、细腻且真实,恍如演唱者伸手可及。各种乐器表现亦形神兼备、自然流畅。高低音平衡感不错,整体听感很好。低价DAC王PCMl710U完全不能与之相比,效果竟也胜PCMl716一筹,但与价格高昂的极品DAC解码器相比,还有不少不足之处。但话说回来,如果您也像笔者一样没有一间专门的听音室、没有昂贵的Hi-End器材、没有一双挑剔的金耳朵、会被经典的流行曲所感动,那么文中所述的极高
性价比的DAC定能给您带来惊喜。
  此外,PCMl700内输出部分也带有一级优质运算放大器,所不同的是该运放是可以抛开不用的,以便发烧友接上自己喜爱听的高性能运放。具体方法是断开VOL(VOR)及JL(JR)脚不用,直接从IOL(IOR)脚输出即可。若不用其内部运放,则可在模拟低通滤波器前加一级运放作I/V变换。
  PCM1700由于采用±5V电源供电,因此输出电压为OV,所以运放输出部分取消了常见的影响音质的隔直耦合电解电容,这点很好。
图1中三阶巴特沃斯有源模拟低通滤波器其转折频率约为34kHz,运放的另一半作缓冲输出。另一L声道相同,这里不再画出,图2中也同样没画。图2是三阶GIC有源低通滤波器,优点是音频信号不经过滤波运放而直接输出,无相位失真,已被中高档机广泛采用。图1和图2中的运放也可用很多种双运放直接代换,用AD827效果很好。图中的退耦电解电容可在4.7~100μF之间任选,关键看其滤波性能。读者也可选择日本三洋公司的"OS-CON"固体电解电容,据说其滤波性能很好(该电容曾获上年度日本《无线电技术》杂志的开发奖),但需
注意其反向耐压很低,不宜用作耦合。
  图1和图2中的四大部分(数字信号接收解调IC、数字滤波器、数模转换IC PCMl700U或P、模拟低通滤波器)均可互换,读者可根据自己所爱重新组成新的电路。
  由于PCMl700的低廉售价,使我们可以从容购买多只,可以接成并联使用或接成等延时差动驱动方式等多种性能更高的电路,使其性价比更加卓越。




http://www.globalon-line.com/tech2.htm

对DAC有心得的DX说说:)
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好文!
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