何庆华：从指标上去看待DAC的音质是不正确的

烧不退

      何庆华在《无线电与电视》2009年第6期《制作一台高水准的DAC》一文中说到：“实际上如果从指标上看待DAC的音质是不正确的，24BIT/196KHZ的DAC不一定会比16BIT/44。1KHZ的DAC音质好。”
      近期烧不退又捡了台别人扔了的国产CD：ONE BCD-497，又是一台CXD1167底板机。换了光头和做了一定的修理后，机子可以工作了，随后进行摩机升级（反正有些不值线的闲置元、器件）DAC仍用了原板上的16BT/44。1KHZ那个LB7881（够臭的吧？），但适当地换了它旁边的几个电容，折除了模拟部分的双运放（4558）及静音电路，取而代之的是从一台坏的日立DA-006 CD机上锯下来的音频连及电源电路。
      现在烧不退要适当介绍下这块“锯下来”的板子：它是对称电源，主滤波是两颗4700UF/50V电解电容（相比其它，够“大水溏”了吧？），伺服稳压后输出正、负12V供给模拟电路；而这模拟电路由前面的两片双运放4662（摩改时安了IC座，换成了5532），后面则使用了互补的场效应管（每声道各一对）作甲类输出——以致专门给模拟供电而后加上的30W变压器（带屏蔽罩那个），工作不多会，就热烘烘的。
       摩后共有三个变压器：原机那个给原电路板供，一个是上面提到的30W带罩的给模拟部分供，另一个是专门给液晶屏背光灯供（原机由+5V端供，造成+5V严重过载及与-5V不对称）。
      音质嘛，呵呵，不说了，反正验证了何大师的话语。

[ 本帖最后由 烧不退 于 2009-6-24 22:13 编辑 ]

烧不退

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后来在机子右边配重：

铁头烧友

玩的第一台CD机就是ONE BCD-497，93年820米购买，可惜早就交给收废品的了，很是怀念。

ltjd_007

日立DA-006 CD要火了！马上交易坛就会有人出！[s:57] 玩笑！

饿虎扑食

DAC的指标很多啊，24bit/192kHz这个偏偏不算指标。[s:97] [s:14] [s:30] DAC的指标非常重要，DAC的失真、信噪比、动态这些指标相差很大的。贵的指标就高，便宜的就差，不信找几个DAC的DataSheet仔细地研究一下吧。[s:18] [s:18] [s:18]

音乐者

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原帖由 烧不退 于 2009-6-24 22:09 发表
      何庆华在《无线电与电视》2009年第6期《制作一台高水准的DAC》一文中说到：“实际上如果从指标上看待DAC的音质是不正确的，24BIT/196KHZ的DAC不一定会比16BIT/44。1KHZ的DAC音质好。”
      近期烧不退又捡了 ...

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音乐者

原帖由 饿虎扑食 于 2009-6-24 23:11 发表
DAC的指标很多啊，24bit/192kHz这个偏偏不算指标。[s:97] [s:14] [s:30] DAC的指标非常重要，DAC的失真、信噪比、动态这些指标相差很大的。贵的指标就高，便宜的就差，不信找几个DAC的DataSheet仔细地研究一下吧。[s ...

[s:54]

lv0712

何庆华不少论点还是有参考价值的。

dodgson

现在DAC解码器（下简称DAC）已日渐在国内的DIY朋友中流行起来，日常不少朋友曾问及笔者，用什么的芯片好，各个D/A芯片之音的音色有何分别？似乎大家都是认定，决定一台DAC的音质的因素是D/A芯片，其实这是一个较大的误解！笔者认为，导致音质的最大差距并不是在于D/A芯片，也不是用了什么二次锁相环电路，而是模拟输出电路与电源的供应！这可能会令不少人感到惊讶，因一直来所宣扬的都是说影响DAC品质的是D/A芯片，时基抖动等，对于模拟电路及电源稳压部分重要性甚少提及，这样也给不少人一个信息：用好的D/A芯片就会有好的音质。事实上，在同样档次的外围电路下这是正确的，但在笔者多年来亲手做过的DAC为数不少，多种常用的D/A芯片也做过了，对芯片的对比的机会也多，发现用设计良好的晶体管电路作输出的PCM58可以好于用运放输出的PCM63P-K。

有人曾对笔者说，DAC是属于数字产品，重点应在数字部分上，应在数字部分下大功夫，如加入二次锁相电路，模拟电路应属其次！其实，之所以用数字方式来处理音乐，就因为其失真度低，而音乐最后还是用模拟电路来放大再输出，再者，看看国产的千元级的DAC也用上了PCM63P-K作D/A转换，而几十倍价钱的进口DAC也可能是用PCM63的，但两者的音质差别之大却是无法形容，这时总不可以说国产的DAC中用的PCM63P-K比进口的DAC中的差太远吧，而究其原因，两者最大的差异在于模拟输出电路，这才是进口高档DAC与国产DAC的最大分别。进口高档的DAC往往使用了极为复杂的晶体管输出电路。

笔者曾机缘巧合得到一片富士通的锁相模块，尝试过在一台DAC中加入二次锁相环电路，效果比一般的锁相电路好，但结果，提升也并不大，还不如将输出的NE5532换成OPA2604的分别大，原因会是现在的DIR芯片的性能已相当不俗，与以前的YM3623之类的相比，其内部时钟锁相电路性能优异，令时钟的稳定性提高了不少。当然，用二次锁相电路再提高时钟稳定性会更好，但并不是所有的锁相电路都能比CS8412内部的好，一个优良的锁相电路的成本也不菲，且元件难觅，倒不如将更多的资源放在其他效益高的方面。（上述的富士通模块在以后也再没有找到。）



       一直来笔者都钟爱于PHILIPS的TDA1541A与DAC7（TDA1547，此DAC的制作有机会再另文介绍），可能是个人的主观偏见,也因PCM系列的多BIT  D/A通常有LSB与MSB这两个调整端子,而笔者没有仪器去对此进行准确测试，未经调整会对D/A的转换精度有一定的影响，使PCM系列的芯片没能完全发挥,其他一些24BIT精度的1BIT的D/A芯片,声音又过于冷薄。

笔者认为这TDA1541A与DAC7这两个IC是设计相当完美的，DAC7相信不少朋友会认同，TDA1541A可能会有异议了，因其只是一个16BIT的早期设计，距今有二十年的历史了，但试想以PHILIPS这个开创CD机的钜子来说，TDA1541A是其多比特中的最好的D/A芯片，一直用了多年而没有推出更高级的多比特芯片，出于商业理由，如果不是一个完美的芯片的话是不会这样做的，各位不见PCM系列的D/A芯片出了一个又一个？

据马兰士首席设计师K。I。谓TDA 1541A：“这枚晶片其实是近乎完美的设计，只要其余线路配合得好，分分钟比任何24 bit晶片还要靓声。CD机重播余韵精细度不够是因其数码系统只是在一特定动态范围内工作低过最低数位（LSB或LSD）和高过最高有效数位（MSB）的信号，都不能馈入数码系统内，因为低过LSB的信号无法推动解码器，正是余韵在中途猝然消失的原因，高过MSB的会使解码器出现与音乐无关的怪声及高频剌耳现象。TDA 1541A采用一聪明作法，在LSB上注入了2至3dB的噪音，作用是使最弱音信号的电平混合了噪音电平后提高了2至3dB，避免触及LSB的危险界限，令CD的余韵听起来更畅顺通透自然。”

所以，笔者在平时帮朋友做DAC时会按朋友的要求使用PCM63，1704之类，当下决心更换自己所用的DAC时，依然选用了TDA1541A。在开始设计时，选定的工作方式为经典的四倍取样电路，与SAA7220P/B搭配，在之前已对比过将TDA1541A工作在八倍取样与无数字滤波器的NOS方式下的音质表现，感觉还是四倍取样最好，八倍取样时的动态凌厉，音色稍显清丽，而NOS方式时，中低频醇厚，但高频却表现不佳，如设置模拟滤波电路的截止频率高，则高频显得稍硬，与中低频难于熔合，如设置截止频率低时，虽然可以与中低频熔合了，但又觉得分析力不足，最终，还是在四倍取样时音质最为平衡，全频过渡自然。

至于D/A芯片出来后的I/V转换电路，用有源方式时会渗入了转换电路的音色特点，多数情况下，这种方式会突出了中低频，而高频显得逊色，分析力欠佳，而无源的I/V转换可以取得较平衡的音色，表现最为纯真，于是也采用无源方式的I/V转换电路，但这种电路的缺点是处理不好时信噪比较低，需要在设计时多加注意。

设计模拟滤波器电路时，理论上四倍取样应要有三到五阶的电路，实际上PHILIPS这个芯片组合结构的商品机多数会用两阶的模拟滤波器。而笔者在日常使用中发现，用一阶的模拟滤波电路音质更好，高频的相位变动少了，音质更显甜美，分析力更高，在此也不例外地采用这种方式。

由于输出模拟电路是最后的环节，对音质的影响也最大，所以一定要设计一个性能优异的电路，这里可以选用胆，运放或是晶体管电路，运放是最简单最常用的一种方式，但音质众所皆知，难于做出高档的效果。

dodgson

以上摘自：  http://www.audio-gd.com/audio/new_page_6.htm [s:68]

lyptj

载自何庆华－－心得篇
DAC 今天大行其道，不少爱好者也会使用DAC对已购的CD机进行升级，并认同使用一台外接的DAC可以花更少的钱得到更好的音质。而市场上的DAC产品品种众多，价格也丰俭由人，几百元就可以买到一台指标吸引的DAC。

       实际中，如果从指标去看待DAC的音质是不正确的，24Bit/192KHz 的DAC 不一定能比16Bit/44.1KHz的DAC 音质好。也不能单从价格上去看待，价格高的不一定就是好。进口的DAC 产品普遍价格较高，这与外国的经济较发达，生产成本高，营销方式等有关。

       对于DIY发烧友，不少喜欢自行DIY，这样可以做得更符合自己喜欢的味道。但DAC的技术相对前级，后级等纯模拟电路来说相对较新，且资料不齐备令不少爱好者望而却步，或制作时只能依样画葫芦，不能进行调整电路或参数，而调整器件校声的方式并不能从根本上提高音质 。

       笔者设计过十数款DAC，效果均令人满意，这次笔者向诸位介绍最新设计的一款DAC产品，这款DAC 产品使用了与世界顶级产品相同的可编程数字处理技术，根据笔者对音质的理解与要求对数字信号进行处理，令音质达到笔者之前设计的DAC所未有的高水平。

       在介绍这款DAC 产品前，笔者认为有必要简单介绍一下DAC 的基础知识，以令从未接触过DAC 技术的读者可以更容易理解及感觉更有趣味，也能认识到DAC的电路结构。复杂繁琐的理论及公式这里就不便多提以节省篇幅，也不至令本文变得沉闷，有兴趣进行深入学习的爱好者可在网络书店或各地书店购买相关的书籍进行学习。DAC电路是很有趣味的，相信不少爱好者乐意了解。



DAC的数字输入接口



目前较流行的接口主要有SONY和Philips 公司联合制定的是S/PDIF（Sony/Philips Digital Interface ， 一般称为同轴接口）和AES/EBU规格。AES是美国的声频工程协会，EBU是欧洲广播联盟。AES/EBU格式是为专业用途制定的，它于1985年成为标准，在1992年进行过修订。AES/EBU属于平衡方式传输，信号幅度较大，为5Vp-p值。信号线为平衡数码线。配卡侬接口，阻抗110欧姆，适合于长距离传输同轴信号的场合。



S/PDIF同轴接口是为民用设计的，一直在CD唱机中应用广泛，今天绝大多数的CD唱机及DVD播放机也具有同轴输出接口。

同轴接口采用单端方式传输，信号幅度为0.5Vp-p，常采用阻抗75Ω的同轴电缆进行传输，同轴电缆的优点是阻抗恒定，传输频带宽，优质的同轴同电缆频宽可达数百兆赫。在几种传输方式中，数字同轴是时基误差最小的。同轴电缆的接头采用仪器上常见的BNC头，BNC插座有50Ω 与75Ω， 注意不要混乱了。S/PDIF传输使用的BNC头的阻抗为75Ω，与75Ω的同轴电缆配合，可保证阻抗恒定，减小传输中的反射现象。

现在市面上所见的成品数码线，多数采用RCA莲花头，其实是不规范的做法。RCA头本身没有稳定的阻抗特性，随着使用情况的不同，它的阻抗时高时低，对声音有可闻的影响，但RCA插头应用多年，很难再改变这种状态。由于数字同轴接口传输的电平为0.5Vp-p，需要一个接口电路把它转换为标准的TTL电平。可用东芝产74HCU04逻辑芯片信号线性放大。输入信号经过二次整形、放大，输出标准的TTL电平到双相解调芯片，双相调制信号和相位无关，所以电路不必考虑正反相问题。




此外，常见的传输接口还有Toslink光纤、AT&T。

Toslink光纤是东芝公司开发的一种光纤连接技术。它以Toshiba + link =  Toslink 为命名 。Toslink光纤大量应用在普通的CD唱机上，许多中低价位的CD唱机都有Toslink发送器接口。



在CD转盘或唱机上装有光纤发送器 ，CD的DSP芯片输出的双相调制的数字音频信号，送到Toslink光纤发送器，由电信号转化为光信号，再通过光纤中的光导纤维传输此光信号，直到DAC上的光纤接收器，由接收器把光信号变回电信号。光纤连接方式的优点是可以实现电气隔离，有利于提高DAC的信噪比。缺点是信号经过两次转换，容易引起严重的时基抖动。

数字音响设备中，数字信号在传输转换过程中会引发时基误差（Jitter），而时基误差是导致数字音响音质不良的原因之一。所以数字音响设备传输接口性能的好坏，应以引起时基误差大小为衡量标准，

上述三种类型数字信号传输接口，各有优缺点，而以75Ω同轴式数字传输最佳，由此而产生的时基误差最小，其中BNC插头座由于具有恒定阻抗 ，表现又优于RCA插头座，日本佳耐美的BNC  75欧同轴插座性能非常优秀。 同轴线的结构及与插头连接均有讲究，正确的同轴线结构与大家常见的电视机天线相同，插头与同轴线不应采用焊接而采用压接方式，爱好者选购时可以多留意，不要买到昂贵而不合格的同轴线。同轴线一般应在1米长度或以内为佳。

110Ω平衡式AES/EBU卡农插头座工作频带较窄 ，工作时，CD唱机中的DSP输出的单端双相信号经过变压器或专用芯片转换成平衡双端信号，传输到DAC时又再用变压器将平衡双端信号转换回单端信号，经过两次转换。 综上所述，产生的基误差率较高，约BNC的10倍。如果用于专业用途，传输距离较远，平衡式不失为一个好方案，但如果在家用，传输距离短，平衡式AES/EBU传输在技术上就显得毫无优势，只是作为校声用途而已。
       光纤中的TA&T玻璃光纤虽是理想的数字传输方式，但它的发射器和接收器却是产生时基误差的元凶，约为BNC的20倍。且优秀的光纤线价格昂贵。Toslink光纤的性能排在最后。



　

双相解调芯片



数字音频信号传输到DAC后，经过接口电路的处理，还原成标准的TTL电平再被送到双相解调芯片。近年流行双相解调芯片由Crystal 与TI ，AKM 等几个厂商生产，芯片常见的有CS8414，CS8416，DIR9001，AK4115等，所谓十年人事几番新，上世纪末盛极一时的如CS8412，YM3343等芯片今天已成为古董并难觅芳踪。这几款芯片中以DIR9001及AK4115性能较佳，AK4115可以支持24Bit/192KHz的数据接收解调，而DIR9001则是目前世界上最低Jitter的芯片。



数字滤波芯片



最初的CD唱机没有使用数字滤波技术，数字音频信号经过DAC芯片转换后输出模拟信号。在取样频率44.1KHz和它的整数倍频率两侧产生等于基带频宽的边带信号，为了抑制这些镜像频率，而对音频频带平坦传输，就要求模拟低通滤波器有陡峭的滤波特性，滤波阶数要达到9~11阶，这种滤波器相位特性很差，影响定位和音场的还原。另外，高阶滤波器元件多，温度特性和稳定性不佳，元器件性能对音质影响较大，在实际中，这种高阶滤波器无论在特性上还是音质上都不尽如人意。

前几年由一位日本爱好者引领，DIY界又流行起这种无数字滤波器的技术，并认为使用飞利浦产的TDA1541A与TDA1543 能获得接近模拟的音质。但笔者不认同这种复古的技术与音质表现。，笔者认为由于使用相位特性较差的模拟滤波器，对细节还原影响最大，虽然声音柔和但不通透，也缺少动态与力度，只适合少数特殊爱好者。



为了解决使用多阶模拟滤波器带来的问题，后来开发出了数字滤波器并插入在DAC之前；。数字滤波器是执行数字滤波算法的硬件电路，它对数字音频数据进行数值演算，输出超取样后的运算结果。CD数字滤波器一般由FIR（有限冲激响应）型滤波构成，FIR型滤波器有线性相位特性，群延迟时间对所有频率来说为定值，价数可以从几十阶至几百阶，通过选择滤波器的阶数和滤波系数，可以很容易地实现理想的滤波特性。

滤波器中包含有乘法器和加法器单元，乘法器和加法器的位数决定了滤波运算的精度，延迟单元的个数决定了滤波器的阶数。CD用的超取样滤波器都具有低通特性。数字滤波器可以通过方式，实现更高倍数的超取样功能，最终的滤波特性，由各个串联的滤波器共同决定。



数字滤波器有三个方面的优点：第一、音频带上限20kHz附近截止特性取决于数字滤波器，而数字滤波器性能由滤波算法决定，不易受温度变化、无器件老化等因素的影响，性能稳定。第二、可以选用低价模拟滤波器，使音频范围内没有相位失真。第三、后续模拟滤波器结构简化，可降低制造成本，对音质影响也小。以现今的数字滤波器技术，将数字噪音衰减超过110DB是相当容易的事情，模拟输出电路可以只用-6DB的低通滤波器对DA转换芯片的再量化噪音进行衰减即可，保持了极低的相位失真。所以，数字滤波技术是实现高性能DAC的关键技术。




D/A转换芯片



D/A转换器是DAC中最重要的器件，数字信号由D/A芯片转换为模拟信号。D/A转换器从结构上有1比特和多比特之分，多比特中的R-2R电阻网络结构是D/A转换器最老的和仍然是目前公认最好的转换方式。较知名多比特芯片有飞利浦的TDA1541A，BB公司生产的D/A芯片更是型号众多，如PCM63，PCM1702，PCM1704等，这些都是非常流行的芯片，PCM1704虽然相对古老，推出超过10年，但实际性能至今还无可代替，依然被应用到众多的顶级DAC产品中。

多比特技术的芯片对于每一位都有一个电流源，这些电流源根据输入数据每位的情况打开或关闭，在每一个取样周期，所有位同时进行转换，所以这种转换方式为多比特。R-2R电阻网络的阻值只须两种，可以在制造过程中用激光精密校准。从最低位开始，每个电流源的权重为前一位的两倍，所有打开的电流源输出的电流在输出端加起来形成输出信号。由于电流源的权重不同，高位对输出的影响比低位大许多。在理想的情况下，任何一位输出的电流值，应该是低于它的所有位电流之和加上一个最低有效位。满足这个条件，才能保证理想转换线性，在实际情况下受温度的影响，保证不了各位之间的比例关系，所以转换特性也就做不到完全线性。



另外，输入数据切换时，各电流源不能做到同时切换，这样会产生一些错误的中间状态，即转换毛刺。上述问题主要出现在早期和低价位的D/A转换器上。随着精确的激光雕刻及差动等技术的出现及完善，高性能的多比特D/A转换器如PCM63及后来的PCM1702，PCM1704等芯片已克服这些缺点，成为高档系统的首选。



1比特技术中，飞利浦的比特流在当年也非常优秀，如SAA7350 及被誉为“惊世极品”的SAA7350+TDA1547芯片组，称为DAC-7。但这十几年来，飞利浦并再没有比DAC-7芯片组更优秀的产品，以致当年开发DAC-7芯片组的工程师们离世或退休后，连飞利浦自己也不能再运用好DAC-7芯片组。DAC-7芯片组的应用以后有机会再向诸位介绍。



       1比特中的ΔΣ是最新发展起来的技术，从技术上比较比特流和MASH，ΔΣ有许多优点。它把幅度上的分辨率转换到时间上，可以获得好的线性。它的缺点是噪声太大。近年ΔΣ芯片不断推陈出新，指标也日新月异，每隔几个月就有一两个更高指标的芯片推出，如PCM1794，AD1852等无法尽数。



1比特技术的工作方式是把并行数据转换成脉冲串，按照脉冲串的密度表示电平的高低，由于它只有少数几个电平值，各电平之间的量值相差不大，所以可以保证比较好的线性。线性好是1比特最突出的优点，温度发生变化，不影响到线性，只影响增益。



1比特方式有它的优点，但是受技术水平的限制，目前还不能制造出严格意义上16比特精度的D/A转换器，这主要是受运算速率的影响。16比特数据，它能表示的量化阶梯为65535个，如果要用脉冲串的密度表示出这65535个阶梯，则每个取样周期需要655353个脉冲，对于44.1kHz的取样频率，这相当于位时频率达到2.89GHz，现在还做不出能工作于这种时钟频率下的D/A芯片。



不能实现直接脉冲密度转换，就要使用一种工作方式，能够在较低的时钟频率下作转换，并且还能使转换精度达到相当于16比特以上。这种技术就是噪音整形技术。它是运用数字反馈技术，把直接转换不了的数据尾数反馈回去，与下一次数据相减，形成数字负反馈，使输出信号在正确值附近随机分布，其平均曲线应当接近正确波形。



噪音整形的一个副作用是量化噪音被驱赶了高频部分，听觉范围的噪音减小了，但高频部分的噪音却增加了，全部噪音量不变。噪音整形的阶数越多，高频噪音越多。高频部分的噪音如果滤得不干净，由于相互调制的关系，也会在音频域内表现出来。因此在听感上，多比特的DAC比1比特的DAC要感觉背景宁静声音细腻。


DAC的设计要点简述



       在DAC中，每一部分的电路都是重点，任何一个环节考虑失当，都会令DAC的音质大打折扣。技术指标固然重要，但整体的电路设计更为重要。以下谈谈笔者对DAC 设计中的一些认识。

       笔者认为，DAC 最终还原的是模拟信号，即使数字电路如何优越精确还原，最终还是要通过模拟电路进行放大及处理，因此输出的模块放大器是最重要的。而在设计的角度，供电电路是信号放大电路的一部分，应予以与信号放大电路同等地位去看待。只有设计好输出的模拟电路，才令DAC具有高档的品质基础。 一些十年前的高档DAC产品，数字电路的性能指标远不及今天的产品，但模拟电路设计完善，依然具有不俗的音质表现，并不比今天的中档产品差，足见模拟电路的重要性。



       DAC的数字电路很多时并不存在高深的技术特点，不少商品DAC都只是依照芯片厂家提供的标准资料去制作。由于DAC的数字部分电路一直依照时钟信号进行工作，时钟的抖动一定程度上影响了信号还原的准确性，这就是所谓的Jitter 。一些爱好者会认为决定DAC音质的是Jitter ，但笔者并不这样认为，Jitter只是其中一个因素，也不是最重要的因素，而时钟信号的相位噪音，比Jitter 影响更甚，相位噪音足以令各芯片对时钟信号识别错误，产生比 Jitter 还严重的误动作。 根据实验，电源电路的结构对相位噪音具有决定性影响，一般的三端IC，由于内部电路复杂，内部器件的工作噪音令时钟信号产生的相位噪音比最简单的晶体管加齐纳管稳压的噪音还要大。因此，不要认为数字电路抗干扰性能良好就忽视电源电路的设计。

       同样的电路，不同设计者往往会设计出档次完全不同的产品，即使使用同档次的器件，这主要原因就在于线路板的设计合理性。数字信号电路讲求阻抗匹配，线路及线路板设计不合理，EMI/RFI 则会影响到整机的音质水平。



最新设计的DAC



       下面介绍笔者最新设计的DAC。

       这个DAC最大特色是没有采用常见的固件数字滤波器，而采用了一个大规模可编程数字处理器（DSP-1）代替数字滤波器的功能，并能执行更多的操作，如数据的同步处理。

       笔者对DAC的实践与制作超过10年，应用过多数的数字滤波器，其中较高性能的如DF1700，DF1704，SM5803，PMD100。 DF1700与SM5813据说是相同的电路，但音质音色却绝不相同。而PDM100除了具有HDCD的能力，数字滤波音质也是被多数DIY爱好者认为是最靓声的数字滤波器。外国著名的Westlake 甚至认为PCM100音质超过了后期的PMD200。PDM200是微软收购后的产物，在DSP56004上写入程式实现HDCD与数字滤波器的功能，但似乎这个芯片的故障率令很多厂家顾忌。

       PMD100 声音清晰细腻圆润，笔者设计的上一代DAC就是使用了PMD100联接8片PCM1704UK芯片，并使用CAST技术处理，音质令用户普遍满意，甚至有个别爱好者对比天价的进口器材后认为达到世界顶级的水平。

       笔者对音乐与音响的爱好甚至说达到狂热的程度，完成了上一代的DAC设计制作后，就不断希望可以创造更高的音质水平，而固件的数字滤波器可以说无法再达到一个新的高度，笔者查阅了相当大量的资料，发现多数的顶级DAC 产品者不再使用固件数字滤波器，而使用可编程的大规模IC ， 依照设计者的设计意图实现更好的性能与功能。但要开发一个这个的数字处理滤波器谈何容易！ 很多软件工作者能很容易地编写软件，但一旦涉及到音响领域，这就变得很复杂。在音响应用，两套不同的软件可能可以实现完全一样的功能，但音质却一定有区别，如果软件编写者本身并不熟识音响，我不认为可以编写出靓声的数字处理滤波器。

为此，笔者走访了几位对据说有能力定相关软件的音响设计师，会面后一谈要求，就一直没有回音。

外国一些技术爱好者可能与国内的爱好者不同，他们喜欢自已DIY，也不抗拒购买一些喜欢的产品，有些爱好者家中的器材甚至可以开个音响店。很偶然与一位外国的用户谈及DAC的技术，他很认同笔者设计的DAC，但他认为可以用软件编程的大规模芯片可以做得更好，并且采用高速高性能的芯片可以更快更好地处理数据，减少数据的延时，令解释力更高。就这样，经过近一年的不断交流及互相测试样本，DSP-1诞生了。



       DSP-1使用208个引脚封装的大规模高速数据处理芯片Cyclone 2代的 EP2C8Q208C8N，采用90-nM 制作工艺技术，工作频率可超过250MHZ，超过一般固件数字滤波器5倍以上，具有805Mbps数据接收能力及622Mbps数据传输能力，非常适合制作FIR数字滤波器，且工作可靠寿命长 。

DSP-1内置两组高性能的PLL电路，对双相解调芯片送来的时钟信号进行再锁相，将时钟抖动进行大幅降低，最重要功能的是对I2S与时钟信号信号进行同步处理，相当于没有Jitter的状态。



       DSP-1的性能指标如下：

  1，核心电压1.2V，I/O 电压3.3V。通过硬件模式配置引脚电平进行功能选择。

  2，支持1X /2X /4X /8X 过采样率输出，并具有旁路功能。

  3，3级高性能线性FIR数字滤波器。线性相位，群延迟失真为0。

  4，滤波器可选三种衰减特性：-50dB、-90dB、-130dB。

  5，24位精度的滤波器系数。

  6，滤波器通频带范围0～0.4535Fs，滤波器在通带范围内增益抖动 ±0.00001dB。

  7，I2S格式输入，MSB首位串行格式输出。 输出位数支持16、20、24位，与PCM1702、PCM1704等DA兼容。

  8，系统时钟支持256Fs、384Fs、512Fs、768Fs输入，并可自动识别。

  9，输入数据采样率最高可达192 kHz。

  图一就是本机所用的DSP-1数字处理器。



  由于数据得到同步，尤如没有Jitter的状态，理论上，无论连接不同档次的CD转盘，也能达到最好而没差异的音质。实际笔者依然感受到不同档次的CD转盘也存在音质差别，原因就是不同档次的唱机，不单Jitter的区别，还有时钟信号的相位噪音，电源对数据的干扰与调制等。通过对比上一代设计的DAC，两者的差异在于上一代DAC使用了固件的PMD100数字滤波器，使用DSP-1无论连接高档的CD唱盘或低档的DVD机，音质提升更大。

      

       本机没有设置多路数字输入，只有一路使用一个RCA插座与一个BNC 插座并联的同轴输入，原因是笔者认为多路数据输入需要使用切换电路，会导致音质的劣化。数据解调芯片采用了目前最小 Jitter 的DIR9001，它还具有96KHz的处理能力，正好与PCM1704UK匹配。DIR9001 解调后输出I2S数据到DSP-1。DSP-1进行数据处理校正及数字滤波后输出到PCM1704UK。

       本机使用每声道4片PCM1704UK组成差动并联方式进行D/A 转换。一般设计者会使用74HC86之类的逻辑IC将D/A输入的信号转换成反相与非反相信号再分别输出到正反相的PCM1704UK。但笔者认为增加这样的逻辑芯片会令数据产生延时，而查阅PCM1704的手册，发现它具有自反相的功能，因此只需要将正反相两组芯片数据输入并联，输出信号就由PCM1704UK本身进行设置。

       PCM1704应用时应注意供电的方式，由于它具有数字与模拟分离的电源与地，不要认为完全独立会令效果更佳，但事实上并非如此，PCM1704的数字与模拟地应尽量低阻抗地相连到一起并纳入模拟地。精度越高的DAC，设计越考察，否则可能因一点差池令高比特的DAC优点尽失。市场上到处也是这样的例子。

       D/A转换后，多数设计者会采用有源I/V 转换电路或无源I/V转换电路。 有源I/V转换电路由于受到运算放大器及反馈电路的影响通常音质解像度较差， 近年较流行使用无源的I/V转换电路。但PCM1704UK内置有钳位二极管 ，令输出的电流信号转换为电压信号时限制在0.6Vp-p值以内 ，因此需要模拟电路进行增益及模拟滤波，从来也令D/A芯片输出的信号受到模拟电路的制约。



本机另一技术特点是采用了电流传输电路（CAST）作为输出的模拟放大器，而不是常规的有源或无源I/V转换电路。电流传输电路也就是KRELL 近几年顶级系列所采用的技术，工作原理在之前数篇拙文中有介绍过，这里不再重复。

       PCM1704UK输出的电流信号进入到电流传输电路后，没有进行任何处理，直接在电流传输线路的输出端原样输出，由于电流传输电路特性，几乎不产生失真及音染，只相当于将D/A芯片的限幅功能取消，电流传输电路输出的电流信号转换为电压的幅值不到受到限制，可转换到2.5V额定值后直接通过简单的缓冲器输出，保证了最低的失真度与最少的音染。

      

       整机的原理图见图二，完成的整机图见图三，四，五。

乍一看或觉得本机非常复杂，但实际上大部分器件乃是用于电源电路，由19组的全晶体管无反馈并联A类稳压组合成13路两级稳压电源对各部分电路进行分离供电，杜绝各级单信号的偶合干扰。

       本机设计时目标是希望达到最高传真度与最低音染，因此电容器使用了红WIMA，而电解则是特别定制的NOVER电容，音色与WIMA非常相似，也属于低音染的类型。

       一些爱好者告知笔者，他们用红WIMA，声音却变得尖而冷，并期望得到解答。笔者认为原因可能是以下， 1，使用了仿制品的WIMA。2，由于WIMA音染极低，本身对电路特性没有明显影响，也就是说使用了WIMA只是单纯地进行电源去耦，音质音色完全由电路本身特性决定，如果电路本身设计或参数校调不理想，音质自然难听尖冷，所以一般只有少数的顶级机器才会大量使用WIMA电容，如 Mark Levension 。但只要电路完善，WIMA比其他即使更昂贵的电容也要更低音染。

在DAC中，无论阁下如何讨厌使用小容量的薄膜电容，一定不能不使用小容量的薄膜电容，并要求在最靠近IC芯片电源引脚处进行低回路阻抗安装。否则单依靠电解电容，不足以消除各种电源干扰及均衡各频段的电源内阻，令数字电路处于不稳定的状态下，何言好声？

出于校声方面的考虑，数字电路使用一个50W的R型变压器，左右声道各用一个50W的环型变压器，并将数/模的整流电路分别做在三块双面覆铜板上，并大面积覆铜，盖于变压器上面，一举将变压器的漏磁，整流管的RF干扰隔离，提高音质的宁静度。

       在音质表现上，本机确实比上一代使用PMD100数字滤波器的好上一大截。笔者发了几台给爱好者。

       深圳爱好者朱先生评价：感觉是非常真实、透明、生动的声音，每种乐器特有的音色很正、很真，人声密度很好而显得质感特别细腻，因为真实，现场感很强，能感觉到现场的音乐气氛及演奏演唱者的情感的微妙变化。测试碟，人声，交响，多种器乐小品逐一上阵，定位、分析力、动态都有极佳表现。感觉最深刻的还是质感 ，质感的提升很明显，声音象多了一些光泽，真实、松驰、自然，完全没有硬或砂粒的感觉，会否这与DSP1有关？

龙游浅水

换个说法：不从指标上去看待DAC的音质是正确的！

真实还原

牛头也有兴趣来家电[s:97]

龙游浅水

哈哈哈哈！15楼的肯定找抽哦！嘻嘻！（办公室用不了表情，郁闷！）

烧不退

原帖由 ltjd_007 于 2009-6-24 22:36 发表
日立DA-006 CD要火了！马上交易坛就会有人出！[s:57] 玩笑！

日立CD千万玩不得的，光头找不到了。[s:18]