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2021年4月28日 星期三

音訊DAC技術指南:高階解碼晶片排名

音訊「解碼器」中最核心、重要的器件,無非就是「解碼」(DAC,數位類比轉換)晶片了,大家常常很關注音訊DAC晶片的選用,也熱衷於對其優劣的討論。

本文嘗試對當前最優秀的高階音訊DAC晶片的結構、技術和性能等做簡單介紹,作一個排名,以供大家參考。

儘管如此,任何一個優質的音訊DAC晶片(無關排名),都有可能被用來實現整機的好聲音。想必,我們要客觀地認識DAC晶片的重要性,更要客觀地認識晶片的整機配合的重要性。所以,本文並不提倡唯「芯」主義。

1. 音訊DAC晶片的類型

1970年代,開始有了單片積體電路(IC)的DAC,就算是開啟了DAC的晶片時代。而最早的DAC晶片是從使用加權電阻的結構,雙極電晶體的工藝(處理)技術開始的。

1975年的8bit DAC晶片DAC08,摘自 《The Data Conversion Handbook》, ANALOG DEVICES, 2005

1) 分壓式

在音訊應用,傳統的技術是使用分壓式結構的(R-2R是分壓式的一個特例),多位(並行輸入)的PCM(脈衝編碼調製)數據格式,為了改善精度和提高速度,降低功耗,工藝逐步採用互補雙極性電晶體、薄膜電阻加雷射矯正和現在的CMOS電路等。這類晶片中,著名的有如Burr-Brown公司(2000年被Texas Instruments收購)R-2R結構的幾款晶片:

PCM63:1998年推出,支援20bit/96kHz的PCM音訊信號,動態範圍108dB;

PCM1702:1995年推出,20bit,動態範圍110dB;

PCM1704:1999年推出,24bit,動態範圍112dB。

這些晶片都採用了一些特別手段來改善性能,如使用「符號量級(sign-magnitude)」架構在零位附近採用小的級差、互補的兩套DAC電路來產生絕對的電流,雷射矯正的電阻等措施,來減少過零失真和差分誤差。

R-2R DAC晶片PCM1704,摘自《PCM1704 24-Bit, Datasheet》,Burr-Brown Corporation, February, 1999

Philips半導體公司(2006年與Motorola半導體合併成立成為NXP半導體公司)還推出了的數位流(串行輸入)的DAC晶片如:

TDA1541/TDA1541A:16bit,推出時間分別為1985年和1991年,信噪比95dB和110dB,使用10位元+6位元的分壓器,其中低位6位元使用3個2位元進行輪換,實現動態元件適配(DEM)功能,來降低失真,TDA1541A按差分線性誤差從高到低還分為/N2/R1、/N2和/N2/S1的級別;

TDA1547:1991年推出,1位元(支援20位元PCM信號),信噪比113dB,動態範圍108dB,需與SAA7350數位流電路配合使用。分離晶片的布局和獨立聲道設計,有很好的聲道分離度(115dB),通過切換電容分壓網路來進行數位類比轉換,很適合當時的高階CD機等設備使用。

數位流DAC晶片TDA1547方塊圖,摘自《TDA1547 Datasheet》 Philips Semiconductors, September 1991

2017年3月3日 星期五

Space Key USB DAC 搭載 ESS Sabre32 支援 DSD/DXD

英國 Magic Pixel 團隊設計了一個新的USB DAC,為目前帶有顯示螢幕的最小發燒DAC(數位類比轉換器),能解碼原生DSD256和DoP數位串流並帶有OLED顯示螢幕。

Space Key 現在可以通過 Kickstarter 集資網站購得一組發燒級的USB DAC,早鳥價從75英鎊起,集資成功後預計將在2017年7月開始發送貨品。

Magic Pixel的開發團隊解釋了USB DAC的靈感和構造。

Space Key 以小型USB Key的形式置於美國Hammond製造的典雅塑膠盒當中。頂部有一個OLED顯示螢幕,解析度為128 x 64像素,您可以在其中看到DAC當前播放的格式訊息。在側面有一個音量大小鍵,也可以按下讓音訊靜音。它的一端有一個USB A型連接器,另一端是一個3.5mm插座。

由於尺寸小 (76x30x16mm),該產品非常適合與智慧手機、平板電腦和筆記本電腦的行動使用,但它也可以用於任何其他電腦,只要它支持USB音訊設備。Space Key的核心是由ESS®開發的DAC晶片,由於其高品質的數位類比轉換器而聞名於發燒友之中。我們使用的是發燒級32位元SABRE9018晶片,這是供應商的參考等級晶片之一。這些晶片以其質量世界聞名,並被用於許多昂貴的高階產品。

SABRE32參考等級DAC為HD音訊性能設定了標準,SABRE SOUND™,為當今最苛刻的數位音訊應用以高性價比、易於使用的封裝大小所設計。另一個非常重要的組件是以8x500MHz運行的八核XMOS USB HD音訊處理器,通過USB 2.0確保高精確的數據速率,實現最高的數位音訊信號品質。

有關於新 Space Key USB DAC的更多信息,請通過以下鏈接至 Kickstarter 網站了解詳情。

https://www.kickstarter.com/projects/magicpixel/space-key-ess-sabre32-dsd-dxd-usb-dac

文章來源:Geeky Gadgets