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音频DAC芯片的类型
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6 s9 g N4 I9 }/ C+ c \1970年代，开始有了单片集成电路（IC）的DAC，就算是开启了DAC的芯片时代。而最早的DAC芯片是从使用加权电阻的结构，双极晶体管的工艺（处理）技术开始的。
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1975年的8位DAC芯片DAC08，摘自 《The Data Conversion Handbook》, ANALOG DEVICES, 20057 F. w* ]3 ~3 b& U" ?* K
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1）分压式
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在音频应用，传统的技术是使用分压式结构的（R-2R是分压式的一个特例），多位（并行输入）的PCM（脉冲编码调制）数据格式，为了改善精度和提高速度，降低功耗，工艺逐步采用互补双极集体管、薄膜电阻加激光矫正和现在的CMOS电路等。这类芯片中，著名的有如Burr-Brown公司（2000年被Texas Instruments收购）R-2R结构的几款芯片：; I$ u9 i6 a+ }& `$ R. Y$ k
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PCM63：支持20位/96kHz的PCM音频信号，动态范围108dB；& x$ I* d4 x- v6 K) {3 y. {# q2 p
4 |# ?1 }& K2 G% w3 H. r' m8 r2 B5 `PCM1702：1995年推出，20位，动态范围110dB；6 j% P" w: B: z; o
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PCM1704：1999年推出，24位，动态范围112dB。* t% J% p, y- N3 j- M+ a
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0 i P/ ^7 l7 x, \9 L这些芯片都采用了一些特别手段来改善性能，如使用“符号量级（sign-magnitude）”架构在零位附近采用小的级差、互补的两套DAC电路来产生绝对的电流，激光矫正的电阻等措施，来减少过零失真和差分误差。
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R-2R DAC芯片PCM1704，摘自《PCM1704 24-Bit, Datasheet》，Burr-Brown Corporation, February, 1999
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Philips半导体公司（2006年与Motorola半导体合并成立成为NXP半导体公司）还推出了的数字流（串行输入）的DAC芯片如：8 E6 J. s9 k B5 ]# f
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6 m9 m3 ~3 O$ ^1 d Y1 `1 HTDA1541/TDA1541A：16位，推出时间分别为1985年和1991年，信噪比95dB和110dB，使用10位+6位的分压器，其中低位6位使用3个2位进行轮换，实现动态元件适配（DEM）功能，来降低失真，TDA1541A按差分线性误差从高到低还分为/N2/R1、/N2和/N2/S1的级别；6 H3 w h. q- M8 I" Y/ a
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TDA1547：1991年推出，1位（支持20位PCM信号），信噪比113dB，动态范围108dB，需与SAA7350数字流电路配合使用。分离芯片的布局和独立声道设计，有很好的声道分离度（115dB），通过切换电容分压网络来进行数模转换，很适合当时的高端CD机等设备使用。' q7 V1 E: Y- B& s/ h ?$ ?
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数字流DAC芯片TDA1547框图，摘自《 TDA1547 Datasheet》 Philips Semiconductors, September 1991
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2）Sigma-Delta
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性能更好（动态范围更大、噪声和失真更小）、数量更多的是，使用多位Sigma-Delta调制器的，音频DAC芯片。有名的有如： ?' w' V) }& B, ]# }0 Y# J
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% @) j" b, z7 M, ]) K美国Analog Devices（AD）公司的AD1955；美国Cirrus Logic（CL）公司的CS43xx系列，英国Wolfson半导体公司（2014年被Cirrus Logic收购）的WM87xx系列，美国Texas Instruments（TI）公司的PCM179x和DSD179x系列，美国ESS公司的SABRE SOUND技术品牌下的ES90xx和ES90xxPRO系列，日本Asahi Kasei Microdevices（AKM）公司，2007年的全球第一款32位的AK4397，和之后VELVET SOUND技术品牌下的AK44xx系列，等等。
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当下，ESS、AKM、Cirrus Logic、Texas Instrument等公司是目前高端音频DAC芯片的主要供应厂商。
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3）FPGA/CPLD
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随着芯片技术的进步，实现DAC功能的方法也有更多的选择，FPGA（现场可编程门阵列）或CPLD（复杂可编程逻辑器件）可以用来按设计人的需要来实现DAC的功能。这类器件的厂商主要是美国的Xilinx和Intel（被收购的Altera）公司。1 P, i) U; [5 u: Y) x' @
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主流芯片$ i/ }# R- a4 h; G( }
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由于技术的局限，R-2R DAC芯片在性能上再提高有很大的困难，FPGA或CPLD来实现DAC技术细节不统一，而采用Sigma-Delta技术的芯片，由于动态范围大、噪声低、CMOS电路成本低且容易在片上增加其它处理功能等优势，是目前音频市场也是高端音频市场的主流芯片。 |
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发表于 2009-8-23 20:40:07
