涅槃重生 非專業打造一臺1704 DAC解碼器

來源:bbs.hifidiy.net 發布者:飛天狼001 版權:原創

打造一臺DAC首先要確定自己的需求,首先不要盲目的抄襲堆料,必須要查看清楚芯片的技術參數,把官方的PDF資料看清楚再下手。其次電路要盡量簡潔,信號通道級數盡量少,以減少噪聲和失真。

幾年下來,折騰了好幾臺DAC解碼器,包括1702、1704、1541、1995、4995、9018等,但最終個人留下來聽的就1702、1704、1541和9018,其它都送人了。

前段時間重新折騰1702后,獲得滿意收獲。(詳見:http://bbs.hifidiy.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1035178)與一臺現役的麗特DAC38(1704)比較也是不分上下,于是打算重新折騰這臺1704。

手頭這臺1704經過了幾番折騰:

PCM1704作為多比特的頂尖代表,至今無人超越,可見R2R制造水平的難度,32bit的難于上青天了。

R2R純電阻網絡,最理想的自然碼D/A轉換器:噪聲極低、轉換速度快、解析度高、聲音純凈通透;久聽不膩。而I/V轉換實際上用純電阻才是最為般配的。

這個板子最初就讓我改為390Ω的電阻直接做I/V轉換,效果非常好:聲音通透,耐聽。可是后來發現動態不足,經查詢1704的官方PDF資料發現,其輸出阻抗才1K,并不是理想的電流源輸出,直接使用390Ω的電阻作轉換動態必將被壓縮。

1704解碼器制作

后來經千回百轉買到“電流傳輸”模塊:

1704解碼器制作

據說內部電路是這樣的,挺復雜的。

1704解碼器制作

用上后效果不錯;動態很好,但是靜態噪聲又增大了一點,這樣聽了半年拆掉。

此后尋找簡單的電流鏡電路,一次偶然的機會看到AD844芯片,最初并沒有為其所動,認為就是一個電流型芯片可以拿來做I/V轉換而已。當仔細查看PDF文件后發現就是我一直要找的。ADI公司很厚道給出了內部電路,5腳就是電流鏡輸出。

1704解碼器制作

反相端輸入阻抗50歐姆,個人認為對付輸出阻抗為1K的電流源,電流鏡的輸入阻抗要小于1/10=100歐姆以下。

1704解碼器制作

這種芯片級的電流鏡電路內部是ADI公司激光精密修正配對的三極管和電阻,而且全部集成在一個芯片里,其溫度、噪聲和精密度肯定可以得到保證。

當即淘了4個陶瓷封裝的AD844SQ/833,官方給出的PDF文件中就三種封裝。購買時注意。

1704解碼器制作

1704解碼器制作

在DAC38板子上折騰成功,聲音好極了。而且溫飄、噪聲都比電流傳輸模塊低太多了,5P輸出零點:一個聲道0.1mV、另一個聲道0.2mV(都沒用調零電位器),低噪精密電流鏡呀。

雖然AD844的電流鏡模式實驗成功,但是此板子有個問題:其I/V轉換并不是為AD844而生的,兩聲道的噪聲并不平衡,一個聲道略大一點。

因此閑來無事,打算拆掉原來的板子,重新布板讓1704重生。

電路見下:

1704解碼器制作

1704解碼器制作

數字濾波仍然選用絕配的DF1704,輸入為I2S:見下圖。

時序信號圖最上面的是右對齊格式(索尼格式),中間的左對齊格式,最下面的是I2S格式(飛利浦格式)。

1704解碼器制作

先簡單輕松的談一下I2S:I2S信號由BCK、LRCK、DATA、MCK組成。

BCK是位時鐘,就是每個周期發送一位數據信號。

LRCK是幀時鐘,就是一個周期的高電平或低電平發送左聲道數據或右聲道數據。

DATA是數據信號,就是串行數據按從左到右,位數逐漸降低排序,最左邊的是最高有效位(MSB),最右邊的是最低有效位(LSB)。16bit的就16個數據脈沖,24bit的就24個數據脈沖,由于BCK、LRCK的關系左對齊格式和右格式的最高到32bit、I2S格式最高到31bit。

MCK是主時鐘;就是芯片的工作時序時鐘。

CD都是16bit/44.1KHz采樣的,BCK、LRCK、MCK三者的關系一般是LRCK=44.1 KHz、BCK=64*44.1 KHz=2.8224MHz、MCK=256*44.1 KHz=11.2896MHz(當然還有128、384、512等倍率的),其實玩DAC認準BCK、LRCK、DATA即可,它們分為三種格式。

右對齊格式(索尼):就是DATA在BCK的第17個周期開始發送最高有效位到最低有效位在最右邊對齊,最高可以發送32bit。

左對齊格式:就是DATA在BCK的第1個周期開始發送最高有效位直到最低有效位發送完畢,最高可以發送32bit。

I2S格式(飛利浦):就是DATA從BCK的第二個周期開始發送最高有效位直到最低有效位發送完畢,最高可以發送31bit。

這幾個信號弄清楚了,你都可以進行數據重整玩出更高級的東東出來。

DF1704的設置表:

1704解碼器制作

三種格式可以通過DF1704的3、4、5腳設置,本電路固定飛利浦格式。1、2、6、28腳為I2S輸入,7腳為外接晶振(和6腳)本電路不用,9腳為MCK緩沖輸出(懸空不用),10腳為軟硬件控制本電路接地選擇硬件模式,11腳為輸出時鐘控制本電路按原時鐘頻率輸出因此接地,12腳選擇LRCK的高電平或低電平處理左右聲道本電路接地或懸空默認低電平即可。

13腳無用,14腳上電復位端,15腳靜音控制接高電平選擇關閉,16腳去加重控制接地選擇關閉,17、18腳去加重設置16腳選擇關閉后懸空即可,19、20腳為輸出字長設置,21腳沒用(1706為倍率設置:可*4,*8設置,1704是固定8倍超取樣),23、24、25、26腳為時鐘和數據輸出,27腳為濾波特性設置本電路接地選擇Sharp(通帶外衰減特性優良)。有興趣的發燒友可以跳線設置27腳,感受不同數字濾波特性的音質。

1704解碼器制作

弄清DF1704后,過來是隔離芯片即23、24、25、26腳的信號通過4通道的ADUM3440隔離送給PCM1704,上次在1702的使用取得非常好的效果,這繼續使用。

1704解碼器制作

特性非常好,最高到70MHz,而且3.3V和5V何以互相隔離傳輸。

DF1704的23腳為右聲道數據、24腳為左聲道數據、25腳為主時鐘、26腳為位時鐘(就是超取樣的頻率44.1KHz*8=352.8KHz)。

PCM1704比較簡單沒什么特別設置的,9腳為輸入字長接地為24bit,10腳為數據反相可以組成平衡輸出。

1704解碼器制作

14腳為電流輸出,I/V轉換可以用電壓型或電流型芯片,本電路選用AD844開環模式的電流鏡方式。

PDF資料給出了典型應用電路。

1704解碼器制作

圖中是6腳輸出,為反相放大接法。本電路用開環電流鏡方式5腳輸出,實測6腳輸出有十幾毫伏的漂移,5腳輸出其溫飄、噪聲、精度更好。

經1K電阻轉換后送入后面的GIC濾波,選擇GIC濾波是因為聽感接近RC濾波,具有通帶內曲線平直、通帶外衰減迅速,且濾波器處在信號的旁路端,對音質影響極小。芯片使用OP275,官方PDF資料也給出了典型的GIC濾波的應用。

1704解碼器制作

輸出緩沖使用金封的AD843SH/833B,這個芯片是朋友拿來測試的,一開聲就被那聲音迷住,其中AD843SH/833B被我強行霸占,當然代價是一臺PCM1702的DAC給他了。


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