¿Cómo funciona la conversión de digital a analógico?
A menudo se le llama convertidor D/A o DAC (convertidor digital a analógico).
Sabemos que las puntuaciones pueden ser ponderadas o no ponderadas. El llamado número ponderado significa que cada dígito tiene un coeficiente. Por ejemplo, 4 de 45 números decimales son 4×10.
Y 5 es 5×1, es decir, el coeficiente de 4 es 10 y el coeficiente de 5 es 1. En cierto sentido, la conversión de digital a analógico consiste en convertir números binarios en números decimales.
El circuito DAC original consta de las siguientes partes: fuente de voltaje de referencia, amplificador operacional sumador, red de circuito de generación de peso, registro y circuito de generación de referencia de reloj.
La función del registro es almacenar la señal digital de entrada en su extremo de salida. Los cambios en el voltaje de entrada durante la conversión no causarán que su salida sea inestable.
El circuito de generación de referencia de reloj corresponde principalmente a la fuente de voltaje de referencia para garantizar que las características de fase de la señal digital de entrada no se confundan durante el proceso de conversión.
La fluctuación en la referencia del reloj puede producir ruido de alta frecuencia.
El coeficiente de peso de los datos binarios depende de la resistencia, y el formato del CD es de 16 bits, es decir, 16 bits. Por tanto, se utilizan 16 resistencias, correspondientes a cada uno de los 16 bits.
La señal analógica se puede obtener mediante la suma ponderada de la corriente de la fuente de voltaje de referencia que pasa a través de cada resistencia por turno y la corriente de cada bit de los datos de entrada.
Este es un DAC multibit. La diferencia entre multibit y 1 bit es que multibit compara el potencial a través de una red de resistencias de precisión interna y finalmente se convierte en una señal analógica.
La ventaja radica en la alta capacidad de seguimiento dinámico y el alto rango dinámico, pero la precisión de la resistencia determina la precisión del convertidor multibit. Para lograr una precisión de conversión de 24 bits, el requisito de resistencia es tan alto como 0,00005438+05.
Incluso para una resistencia ideal, la fluctuación de resistencia causada por el ruido térmico será mayor que este valor. Actualmente, las redes de resistencias en escalera R-2R se utilizan ampliamente en sistemas multibit, lo que puede reducir los requisitos de precisión de las resistencias. Aun así,
La precisión de conversión de la resistencia ideal no alcanzará los 24 bits, y 23 bits ya es el límite. La ventaja del sistema multibit es que el diseño es simple, pero está limitado por la precisión de la resistencia y el costo también es alto.
Principio de un solo bit: mediante operaciones matemáticas, los puntos de sobremuestreo se insertan en la señal codificada por pulsos del CD (PCM). Insertar 7 puntos de muestreo es 18 veces el sobremuestreo.
Estos puntos de muestreo insertados se comparan con la señal original a través del circuito de integración. El valor mayor se establece en 1 y el valor menor se establece en 0. De esta manera, la señal PCM original se convierte en solo 1 y. 0. flujo de datos.
1 indica un flujo de datos denso, 0 indica un flujo de datos escaso. Se trata de una señal modulada por densidad de impulsos (PDM) que pasa a través de un filtro de paso bajo que consta de una red de condensadores conmutados.
1 se convierte en una señal de alto voltaje, 0 se convierte en una señal de bajo voltaje y finalmente se convierte en una señal analógica mediante integración en cascada.
La inserción de una señal muestreada generará una gran cantidad de ruido de alta frecuencia, por lo que debe ser procesada por un circuito de modelado de ruido para llevar el ruido a un dominio de frecuencia que sea inaudible para el oído humano.
La ventaja de 1 bit es que la precisión de la conversión no está limitada por la resistencia, la precisión de la conversión puede exceder los 24 bits y el costo es bajo. Sin embargo, diseñar circuitos de sobremuestreo y modelado de ruido es muy difícil.
Debido a que las resistencias tienen un impacto relativamente pequeño en la calidad del sonido en términos de precisión (fotolitografía) y ruido térmico (material), los condensadores de 1 bit y los circuitos integradores tienen un impacto relativamente grande en la calidad del sonido. En cuanto al formato de datos del disco óptico,
Solo en términos de calidad de sonido, hay que decir que multibit es mejor que 1 bit. Multibit convierte directamente una señal de CD de 16 bits. mientras que un solo bit debe pasar por una señal PCM para convertirse en una señal PDM y el proceso de carga y descarga del condensador conmutado.
Aunque en teoría, la velocidad de la señal analógica final no será más lenta que la velocidad de multibit,
Pero de hecho, un solo bit no es tan dinámico como multibit. poco, parece más lento y la frecuencia intermedia es más espesa y rica en tono.
1bit fue fundada por Philips y está dividida en tres facciones.
Un grupo es Bitsream representado por Philips,
El otro grupo es MASH representado por Panasonic, pero el fundador de MASH es NTT Company.
Otra escuela es Delta-Sigma, que es muy popular hoy en día.
Bitsream utiliza la modelación de ruido de tercer o cuarto orden más tradicional. MASH (modelación de ruido multinivel) es modelación de ruido multinivel.
Retiene el error entre el valor cuantificado inicial y la señal original, y resta el valor cuantificado anterior y el error de la señal original en la siguiente cuantificación, y se repite varias veces.
La señal binaria se puede convertir en una señal de modulación de ancho de pulso (PWM) (PWM y PDM son casi iguales) y el ruido generado por la cuantificación se puede llevar a una banda de frecuencia muy alta, reduciendo así el ruido en la banda de frecuencia audible.
Pero sólo Panasonic parece haber adoptado ampliamente esta tecnología. MASH es poco común ahora, pero en teoría es excelente.
En 1987, Philips lanzó el primer chip DAC de un solo bit utilizando la tecnología Bitsream, sentando una base sólida para la aparición de reproductores de CD de alto rendimiento y bajo precio.
El DAC-7, lanzado en septiembre de 1991, desarrolló la tecnología bitstream al máximo manteniendo un precio razonable. Hay muchas máquinas famosas que utilizan DAC-7 en la historia del sonido.
Como Philips LHH-900R, 800R, 300R, 951.
CD-72, CD-17, CD-23 de Marantz.
MCD-7007 de Mai Pure Land.
El PD-T07, uno de los primeros buques insignia de Pioneer.
Meridian's 602/603,
y casi todos los fabricantes europeos de audio digital como Rotel, Altis, Deltec, Revox y Student. Todos los sistemas emblemáticos utilizan DAC-7.
Tras entrar en el siglo XXI, TDA1547 no ha perdido sus ventajas. En la actualidad, el reproductor SACD más avanzado del mundo, el SA-1 de Marantz, todavía utiliza DAC-7, lo que hace que el mundo vuelva a mirar el DAC-7.
Hasta ahora, el DAC-7 sigue siendo el chip DAC de flujo de bits más avanzado de Philips.
En el manual del producto de Philips, el DAC-7 se evalúa de la siguiente manera; un chip DAC de flujo de bits digital de doble canal con rendimiento superior,
Especializado para convertidor digital a analógico de 1 bit. , el uso de DAC -7 facilita la obtención de una reproducción de audio digital de alta fidelidad.
El DAC-7 es ideal para reproductores de CD y DAT, o amplificadores digitales y sistemas de procesamiento de señales digitales que requieren alta calidad. Esta evaluación es muy justa.
DAC-7 incluye TDA1547 y SAA7350, porque una gran cantidad de señales digitales de alta frecuencia generadas por circuitos de sobremuestreo y modelado de ruido causarán interferencias y modulación en los circuitos analógicos en TDA1547.
Por lo tanto, la formación de ruido de tercer orden y el circuito de sobremuestreo 24x de TDA1547 se diseñaron por separado en SAA7350. Ésta es también la clave del éxito de TDA1547.
Ahora Philips ha mejorado integralmente el SAA7350 e integrado un filtro digital. El nuevo modelo es TDA1307, que también es un chip especialmente diseñado para TDA1547.
Pero TDA1547 y TDA1307 se denominan colectivamente DF7.
TDA1547 adopta un proceso semiconductor de óxido metálico compuesto bipolar. En los circuitos lógicos digitales, la frecuencia de reloj óptima reduce el ruido digital.
El uso de transistores bipolares en circuitos analógicos permite que los amplificadores operacionales consigan un mayor rendimiento.
En términos de suministro de energía, TDA1547 ha hecho grandes esfuerzos. Primero, los circuitos analógicos y los circuitos digitales se alimentan por separado.
En los circuitos digitales, los circuitos lógicos de alto nivel y los circuitos lógicos de bajo nivel se alimentan por separado, y los canales izquierdo y derecho se alimentan de forma independiente.
En términos de la estructura interna general, el TDA1547 adopta un diseño mono dual, que está completamente separado y la salida también es independiente de los canales izquierdo y derecho.
TDA1307 puede recibir señales en formatos de 16, 18 y 20 bits y emitir formatos de audio de 32 bits.
Interfaz de recepción incorporada, filtro de énfasis, filtro de respuesta de impulso finito (FIR) de sobremuestreo 8x y circuito de modelado de ruido opcional de tercer o cuarto orden.
El chip estándar tiene una relación señal-ruido de hasta 142 dB y un rango dinámico de hasta 137 dB.
El SA-1 de Marantz aprovecha al máximo el DAC-7. Utiliza cuatro TDA1547 y TDA1307 para formar un circuito totalmente equilibrado.
La parte de amplificación analógica utiliza HDMA, que es muy utilizado en los modelos de gama alta de Marantz.
Delta-Sigma 1bit es muy popular hoy en día. Consta de dos partes. Una parte es el circuito Delta, que compara la señal cuantificada con la señal inicial y calcula la diferencia. Estas señales interpoladas luego ingresan al circuito Sigma.
El circuito suma los errores de estas señales interpoladas y luego los suma a la señal antes de cuantificarla. Luego cuantificar.
Se suele utilizar la tecnología de cuantificación de emparejamiento dinámico de elementos (DEM) desarrollada por Philips. Esta cuantificación consta de una fuente de corriente de muy alta precisión y múltiples fuentes de corriente de 1/2 espejo. Debido a que los circuitos integrados son mejores para reflejar los circuitos fuente de corriente,
los requisitos de precisión de los componentes se pueden reducir y mejorar el rendimiento de los costos.
La señal cuantificada se convierte en una señal analógica a través de una red de condensadores conmutados.
Cabe señalar que no todas las conversiones delta-sigma son de un solo bit. La ventaja de Delta-sigma es su alto costo y rendimiento, por lo que es muy popular en el mercado de fuentes de audio digital de gama media y baja.
Incluso aquellos fabricantes que insisten en utilizar productos multibit de precio medio a bajo tienen que adoptar Delta-sigma.
Me temo que CRYSTAL es quien insiste en usar Delta-sigma. Los CS 4390 y 4396 de Crystal también se utilizan ampliamente en la industria.
También hay algunos productos excelentes como mbl1611hr.
También están Meridian 506.20 con fiebre grado A,
Meridian 508.24, Meridian 506.24
También está el Xindeco DAC-1 doméstico.
CS4390 se lanzó en junio de 1998 y es el primer chip DAC Delta-sigma de CRYSTAL.
Este es un chip decodificador DAC estéreo completo. La señal primero ingresa a un circuito de interpolación de 128x y luego se somete a una conversión de digital a analógico Delta-sigma sobremuestreada de 128x.
Luego se emite la señal analógica y el voltaje de referencia modulado, y finalmente ingresa al filtro de paso bajo analógico ultralineal.
La parte de conversión digital a analógica Delta-sigma aún no ha adoptado la tecnología DEM de Philips.
La relación señal-ruido del CS4390 es de 115 dB, el rango dinámico es de 106 dB, la distorsión armónica total más el ruido es de -98 dB, la precisión de conversión es de 24 bits y no es muy sensible a la base de tiempo. estar nervioso.
Más tarde, se agregó control de volumen sobre la base de CS4390 y se le cambió el nombre a CS4391.
Un año después, en julio de 1999, Crystal lanzó los productos actualizados CS4390-CS4396. La mayor diferencia entre CS 4396 y CS4390 es el uso de tecnología DEM.
CS4396 también es un chip DAC estéreo completo. Después de la interpolación y la transformación delta-sigma, la señal ingresa al bloque DEM, luego pasa a través de la red de capacitores conmutados y finalmente pasa a través del filtro analógico de paso bajo.
La etapa de salida utiliza un canal diferencial de alta calidad. Después de usar DEM, la distorsión y el ruido del CS4396 se reducen a -100 dB y el rango dinámico también aumenta a 120 dB.
La precisión de la conversión sigue siendo de 24 bits y la frecuencia de muestreo máxima ha aumentado a 192 KHz, pero ya no se proporcionan los parámetros de relación señal-ruido.
Al mismo tiempo, CS4397 es un filtro de interpolación basado en CS4396 que admite PCM externo (correspondiente a DVD-AUDIO) y DSD (correspondiente a SACD).
Más de medio año después, Crystal Company lanzó el producto actualizado CS4396——cs 43122.
Una de las diferencias con CS4396 es el uso de tecnología DEM de segunda generación.
El otro es un modulador Delta-sigma que utiliza modulación de tercer orden de 5 bits en lugar de 1 bit.
El circuito de interpolación también se ha mejorado para lograr un rendimiento de atenuación de banda de parada de 102 dB. Los parámetros de rendimiento de CS43122 y CS4396 son básicamente los mismos, excepto que el rango dinámico alcanza los 122 dB, que también es el chip DAC con el rango dinámico más alto actualmente.
El 20 de septiembre de 2000, CRYSTAL lanzó al mercado el chip DAC CS4392 correspondiente a DVD-AUDIO y SACD, con un rango dinámico de 114dB y una distorsión armónica total más ruido de -100dB.
Pero es solo OEM y no está en circulación por el momento. El precio es de solo 2,8 dólares estadounidenses por pieza.
(Tenga en cuenta que CRYSTAL no menciona la relación señal-ruido de principio a fin, porque la relación señal-ruido sólo alcanza los 115 dB con CS4390).
La empresa japonesa NPC también es famosa por su tecnología de conversión Sigma-Delta. Debemos familiarizarnos con los filtros digitales de alto rendimiento de NPC. El SM5842 más famoso es reconocido como el mejor.
Del mismo modo, SM5865 es el mejor chip decodificador Sigma-Delta. Aunque se desconoce, el SM5865 será reconocido como el mejor en un futuro próximo.
SM5865 se lanzó en febrero de este año. En primer lugar, es un único chip con un circuito interior totalmente equilibrado. La señal primero pasa a través del circuito de interpolación y luego ingresa al programa de transformación Sigma-Delta multibit de tercer orden.
Luego se cuantifica con 31 DEM y finalmente se convierte en una señal analógica a través de una red de condensadores conmutados.
El nivel de cuantificación DEM del SM5865 es extremadamente alto y muy exitoso. El ruido audible en el dominio de la frecuencia causado por la cuantificación se puede ignorar por completo. Por lo tanto, se puede omitir la última etapa del filtrado analógico de paso bajo para obtener el. grado de distorsión ideal y la cantidad de ruido.
SM5865 es actualmente el chip DAC con la distorsión y el ruido más bajos del mundo. La distorsión armónica total más el ruido es de sólo 0,0003%, o -110,5 dB.
Sin dejar de conseguir una relación señal-ruido de 120 dB y un rango dinámico de 117 dB. El formato de datos aceptado es de 20 a 24 bits y la frecuencia de muestreo máxima es de 192 kHz, convirtiéndose así en el rey de los DAC actuales.
Los DAC multibit se dividen en dos empresas muy conocidas, una es UltraAnalog y la otra es Burr-Brown.
Es posible que la mayoría de las personas no estén familiarizadas con UltraAnalog, ya que fue adquirido por Wadia en febrero de 1998 y no hemos vuelto a saber nada de nosotros desde entonces. Pero su lugar en la historia del DAC está muy alejado del de Burr-Brown.
El decodificador insignia DA-10 utiliza el chip UltraAnalogDAC y cuenta con Conterpoint,
el decodificador insignia D/Ac-2000 de Polaroid Parasound,
el primer buque insignia de Mark Levine Mori. decodificadores nº 30 y N0.30.5
También está el decodificador DAC-x1 de Stax, un famoso fabricante japonés de auriculares estáticos.
Decodificador avanzado kcd-55 de KinergetICs
Los decodificadores insignia de Manleylab, Sonic Forntiers, Camelot, Entech, Aragon y Audio Synthesis utilizan chips súper analógicos.
Básicamente, los decodificadores que utilizan chips súper analógicos serán productos de primer nivel para los entusiastas. Además, casi todos los principales decodificadores estadounidenses anteriores a 1998 utilizaban chips súper analógicos.
Aunque los productos de UltraAnalog son muy buenos, sus ganancias son bajas porque UltraAnalog tiene un solo producto, lo que es simplemente insostenible para los fabricantes de circuitos integrados. Sería fantástico si UltraAnalog viviera hasta 1998.
Tras la adquisición de Wadia, no absorbió los recursos técnicos para transformar UltraAnalog. Al mismo tiempo, Wadia también creía que UltraAnalog era una carga y gradualmente UltraAnalog desapareció.
A día de hoy, todavía hay fanáticos súper analógicos, como Manleylab, Sonic Forntiers, Camelot, Entech, Aragon y Audio Synthesis, que todavía insisten en usar chips súper analógicos.
Puede que haya mucho inventario, Sonic Forntiers también tiene una relación de cooperación con UltraAnalog. También se pueden producir chips súper analógicos.
UltraAnalog es el primer fabricante del mundo que estudia seriamente la fluctuación de la base de tiempo, y la fluctuación de la base de tiempo de los productos UltraAnalog también es la más baja del mundo.
UltraAnalog también propone una interfaz de señal de audio digital, que puede reducir en gran medida la fluctuación de la base de tiempo.
1993 UltraAnalog también inventó un analizador de jitter de base de tiempo muy económico.
El chip de UltraAnalog es principalmente D20040. Sabemos muy poco al respecto, excepto que tiene una precisión de conversión de 20 bits. Internamente consta de dos DAC de 19 bits conectados en paralelo. No sé sobre los demás.
Creo que dentro de 10 años, ¿quién más sabrá sobre UltraAnalog? La tecnología y los negocios definitivamente no son temporales.
Burr-Brown ocupa una gran parte del mercado actual de chips DAC y tiene una larga reputación. Burr-Brown, fundada en 1993, tiene muchos seguidores acérrimos como UltraAnalog.
Cuando PCM58 y PCM63 salieron de fábrica, recibieron excelentes críticas, pero aún no eran tan buenos como UltraAnalog.
La introducción de PCM1702 en 1995 finalmente puede competir con UltraAnalog. Hasta el día de hoy, existen muchos reproductores de CD avanzados que utilizan PCM1702.
El reproductor de CD Sondek lanzado por Linn en 2000 utiliza PCM1702 y se vende por hasta 20.000 dólares. El portátil para audiófilos tiene una clasificación de nivel A. Después de cuatro años de silencio, en febrero de 1999 se lanzó el último producto DAC multibit, PCM1704. En ese momento, Wadia había adquirido UltraAnalog y estaba disminuyendo gradualmente. Burr-Brown también fue adquirida por TI (Texas Instruments).
Basándose en la gran fortaleza de TI, Burr-Brown se ha desarrollado bien y se ha convertido en el líder en el mercado actual de chips DAC.
PCM1702 entró en funcionamiento en junio de 1995. En ese momento, 1bit tenía una sólida reputación en el mercado y Burr Brown desafió a 1bit.
Burr-Brown señaló que insertar 1 bit en el punto de muestreo provocará mucho ruido de alta frecuencia. Aunque estos ruidos tienen una frecuencia relativamente alta, aún pueden modular el dominio de la frecuencia auditiva.
Además, estos ruidos provocados por el hombre deben eliminarse mediante filtros de ruido. La adición de filtros atenúa en gran medida la relación señal-ruido y la respuesta de bajo nivel no es lo suficientemente buena. Burr-Brown cree que esta característica de la relación señal-ruido es casi la más importante.
La única desventaja del multibit es la distorsión de cruce por cero. PCM1702 utiliza la estructura de amplitud de símbolo para resolver perfectamente este problema.
Un par de DAC están conectados en paralelo en el 1702. La ventaja de la conexión en paralelo es que mejora la relación señal-ruido y mejora la precisión de la conversión. 1702 conecta dos DAC de 19 bits en paralelo y la precisión de conversión es de 20 bits.
Estos dos DAC**** *utilizan el voltaje de referencia* *utilizan la red de resistencia en escalera R-2R. La fuente de corriente de bits de la red de resistencia en escalera está alimentada por etapas de corriente equilibradas dobles, lo que garantiza que. la fuente de corriente de bits tiene propiedades de seguimiento perfecto.
Cada DAC utiliza una resistencia de cromo molibdeno recortada con láser para garantizar una alta precisión, y ambos DAC están recortados con precisión para garantizar la misma fase. Finalmente, la conversión de medio ciclo positivo y negativo de los dos DAC resuelve perfectamente el problema de la distorsión por cruce por cero.
La tradicional conversión digital a analógica de resistencia R-2R logra una alta relación señal-ruido y una baja distorsión, así como un rendimiento de bajo nivel casi ideal y una capacidad de salida de alta corriente.
La relación señal-ruido del PCM1702 es de 120 dB, una relación que nadie puede superar hasta el momento y era inimaginable en ese momento. La distorsión armónica total más el ruido del 1702 fue de -96 dB, lo que también era una muy buena característica en ese momento.
PCM1704 se lanzó en febrero de 1999. Es el producto definitivo de DAC multibit. Me temo que nunca habrá más DAC multibit que este.
Burr-Brown utiliza sus mejores procesos de fabricación de resistencias para crear resistencias con una precisión ideal, lo que da como resultado el DAC multibit más preciso del mundo, hasta 23 bits. Después de dos conexiones en paralelo, alcanza los 24 bits.
En cuanto a la estructura interna, es básicamente la misma que la del PCM1702.
La relación señal-ruido del 1704 sigue siendo de 120 dB, el rango dinámico es de 112 dB (nivel K) y la distorsión armónica total más ruido es de -101 dB (nivel K).
Desde 1704, Burr-Brown nunca ha lanzado un DAC multibit de nivel superior al 1704, y Burr-Brown no ha podido batir su propio récord.
El 30 de abril de 2001, Burr-Brown lanzó una nueva generación de DAC de nivel superior: PCM 1738, que utiliza un DAC jerárquico avanzado. Burr-Brown también sabe que los multibits tradicionales han llegado al final de su vida.
La estructura jerárquica avanzada divide la señal digital en una señal alta de 6 bits y una señal baja de 18 bits mediante el uso de un filtro de interpolación digital con una frecuencia de muestreo de 24 bits y 8 veces.
La señal alta de 6 bits se convierte en una señal digital de 62 niveles mediante decodificación binaria de desplazamiento complementario inverso, y la señal baja de 18 bits se somete a una modulación δ-σ de tercer orden de 15 niveles.
La frecuencia de modulación es 64 veces la frecuencia de muestreo y finalmente se convierte en una señal digital de cuatro niveles.
Luego se suman los dos para formar una señal digital de 66 niveles, más la señal LSB de 1 nivel, para un total de 67 señales digitales de niveles.
La señal digital de 67 niveles luego se procesa mediante un procedimiento de promedio ponderado de datos (DWA) para reducir el ruido causado por componentes analógicos no coincidentes.
De hecho, DWA es el DEM de segunda generación. Después del procesamiento DWA, finalmente ingresa al convertidor digital a analógico en modo actual para convertir la señal de pulso binario en una señal de corriente de pulso.
El amplificador operacional fuera del chip convierte la corriente en voltaje y finalmente obtiene una señal analógica. Cabe decir que este DAC no es ni de un solo bit ni de varios bits, y debería denominarse DAC de pulso de corriente.
La relación señal-ruido y el rango dinámico del PCM1738 son ambos de 117 dB, y la distorsión armónica total más el ruido es de -108 dB. Se debe decir que es mejor que el PCM1704, pero su precio es mucho más bajo. Que PCM1704 (nivel K), solo $5.
ADI también es muy bueno en la fabricación de chips DAC de primer nivel. Por ejemplo, Golden Voice siempre utiliza únicamente chips de dispositivos analógicos.
En el diseño teórico de los chips DAC, los dispositivos analógicos tienen el estatus supremo. ADI inventó la modulación Delta-sigma multibit ya en 1998.
Debido a la modulación Delta-sigma tradicional de un solo bit, el tamaño del límite discreto a continuo de cada paso es demasiado grande, lo que requiere que la estabilidad del reloj principal sea muy alta.
Por ejemplo, si la relación señal-ruido (SNR) en el dominio de frecuencia audible está por encima de 100 dB, la fluctuación de la base de tiempo del reloj maestro no debe ser superior a 10 PS, pero esto es imposible. por lo tanto, se debe abandonar la modulación Delta de un solo bit -sigma para lograr una SNR alta.
La desventaja de la modulación Delta-sigma multibit es que resulta incómodo utilizar el programa DWA y el ruido generado por los componentes analógicos es inevitable.
Si se utiliza el programa DWA se requiere que el formato de la señal de entrada sea inferior a 18 bits, que ahora es de 24bits. Obviamente no es aceptable.
ADI ha adoptado un enfoque diferente y utiliza tecnología de modelado de ruido segmentado para resolver este problema. Burr-Brown separó la señal desde el principio.
La decodificación tradicional de un solo bit debe utilizar condensadores conmutados. Cada vez que se convierte un bit de precisión, la capacitancia aumentará cuatro veces.
Tenga en cuenta que cada condensador genera ruido y que los condensadores grandes requieren tasas de conversión más altas para los amplificadores operacionales con redes de condensadores conmutados.
Por lo tanto, el chip DAC que utiliza una red de condensadores conmutados tiene una alta precisión de conversión, lo que provocará un cierto grado de degradación de la calidad del sonido. Si el diseño no es bueno, es posible que cuanto mayor sea la precisión de la conversión, peor será el sonido y el sonido será demasiado agradable y demasiado fino.
Los dispositivos analógicos utilizan DAC de pulso de corriente, y la salida de corriente de pulso de los DAC de modo actual tiene tiempos de subida y bajada desiguales. El uso de un amplificador operacional típico de conversión de voltaje a corriente produce una degradación lineal de la conversión y también es muy sensible a la fluctuación de la base de tiempo.
El dispositivo analógico utiliza un circuito de interruptor cero giratorio doble para resolver el problema. Esta tecnología fue desarrollada conjuntamente por Sony y se utilizó por primera vez en la serie ES de gama alta de Sony.
Dado que el tipo de pulso de corriente utiliza una fuente de corriente instantánea extremadamente pura, el pulso de corriente no tendrá ondulaciones y es casi equivalente a una onda cuadrada perfecta. La calidad del sonido será muy pura.
Después de 1999, ADI descubrió que el mercado del audio se estaba reduciendo, por lo que recurrió al desarrollo y la investigación de chips DSP de uso general SHARC y no realizó más investigaciones sobre DAC.
A pesar de esto, el chip DAC AD1853 lanzado por Analog Devices en 1998 sigue siendo el chip DAC más avanzado actualmente, no peor que PCM1738 o SM5865. Aunque estos chips se lanzaron en 2001,
pero en términos de rendimiento y mano de obra, AD1853 no está mal.
Y AD1853 es también el primer chip DAC del mundo con una frecuencia de muestreo de 192 KHz, y también es el chip DAC menos sensible del mundo a la fluctuación de la base de tiempo.
La relación señal-ruido es de 120 dB, el rango dinámico es de 117 dB y la distorsión armónica total más ruido es de -107 dB. En comparación con SM5865, cabe decir que coincide igualmente.
También deberías saber algo sobre los chips DAC emergentes con formatos de audio.
El formato DVD-AUDIO todavía utiliza modulación de código de pulso, por lo que el principio del chip decodificador DVD-AUDIO DAC es el mismo que el del CD.
Solo se requiere mayor precisión de conversión, frecuencia de muestreo y ancho del formato de entrada.
SACD es diferente. Al grabar, convierte la señal analógica de entrada en una señal digital binaria con una frecuencia de muestreo de un solo bit de 2822,4 kHz mediante modulación Delta-sigma.
Y la señal digital en este momento ya es una señal de modulación de densidad de pulso (PDM), por lo que al realizar la decodificación de un solo bit, no es necesario agregar puntos de muestreo ni circuitos de modelado de ruido.
Siempre que pase a través de la red de condensadores conmutados y el filtro de paso bajo analógico, se puede obtener la señal analógica.
Entonces, el circuito es muy simple. No hay ningún circuito aritmético digital en la etapa de conversión de digital a analógico, y no hay un circuito de generación de referencia de reloj, por lo que no hay ruido digital mezclado, y el La pureza del sonido es extremadamente alta.
El reproductor SACD de Sony no utiliza una red de condensadores conmutados, sino que utiliza el nivel más alto de conversión digital a analógica de pulsos de corriente.
Por cierto, la señal de CD también es una señal binaria con una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz, que se convierte a partir de la señal analógica de entrada mediante modulación delta-σ y luego pasa a través de un filtro de diezmado digital.
Cualquier filtro digital producirá un ruido que no se puede ignorar, así como ondulaciones y zumbidos en la banda de paso, reduciendo la pureza del sonido.
El SACD no tiene filtros digitales tanto en el sistema de grabación como en el de reproducción, mientras que los CD los tienen tanto en el sistema de grabación como en el de reproducción. Los sistemas de un solo bit requieren filtros de puntos de muestra de interpolación.
La pureza de la calidad del sonido no se puede comparar en absoluto con SACD. SACD es actualmente el medio de grabación y sistema de reproducción con mayor pureza de sonido, y es el más cercano al sonido real.
Actualmente, existen tres chips DAC para SACD en el mundo.
Uno es el DSD1700 utilizado por Sony SACD, fabricado por Burr-Brown.
El segundo tipo es el SM5866 de NPC.
El tercero es el CS4392 de CRYSTAL, pero no está disponible para la venta pública.
Debido a que SACD cree que el rendimiento del sonido actual es el mejor, generalmente se utilizan circuitos de conversión de pulso actual de digital a analógico.
Este tipo de circuito generalmente se compone de componentes discretos, por lo que DSD1700 y SM5866 son en realidad principalmente filtros de paso bajo analógicos.
Estrictamente hablando, DSD1700 y SM5866 no son chips DAC, sino chips de filtro de paso bajo analógicos.
El diseño DSD solo se puede utilizar en sistemas SACD, que se componen principalmente de cuatro grupos de filtros analógicos de paso bajo, a saber, filtrado directo e inverso del lado caliente y filtrado directo e inverso del lado frío.
Hay ocho filtros de respuesta de impulso infinito de tres terminales en cada grupo de filtros. La salida final de los cuatro conjuntos de filtros es un canal de doble diferencia.
DSD tiene un rango dinámico de 110 dB, una relación señal-ruido de 110 dB, una distorsión armónica total de -100 dB y una respuesta de alta frecuencia de 100 kHz (-3 dB).
El SM5866 de NPC se lanzó el 22 de septiembre de 2000 y se puede utilizar en sistemas de audio SACD y DVD. Su información interna no ha sido publicada.
La relación señal-ruido es de 120 dB, la distorsión armónica total más ruido es de -109 dB y la respuesta de alta frecuencia es de 100 kHz (-1 dB).
Evidentemente un nivel superior al DSD1700.