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涅槃重生 非专业打造一台1704 DAC解码器

来源:bbs.hifidiy.net 发布者:飞天狼001 版权:原创

打造一台DAC首先要确定自己的需求,首先不要盲目的抄袭堆料,必须要查看清楚芯片的技术参数,把官方的PDF资料看清楚再下手。其次电路要尽量简洁,信号通道级数尽量少,以减少噪声和失真。

几年下来,折腾了好几台DAC解码器,包括1702、1704、1541、1995、4995、9018等,但最终个人留下来听的就1702、1704、1541和9018,其它都送人了。

前段时间重新折腾1702后,获得满意收获。(详见:http://bbs.hifidiy.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1035178)与一台现役的丽特DAC38(1704)比较也是不分上下,于是打算重新折腾这台1704。

手头这台1704经过了几番折腾:

PCM1704作为多比特的顶尖代表,至今无人超越,可见R2R制造水平的难度,32bit的难于上青天了。

R2R纯电阻网络,最理想的自然码D/A转换器:噪声极低、转换速度快、解析度高、声音纯净通透;久听不腻。而I/V转换实际上用纯电阻才是最为般配的。

这个板子最初就让我改为390Ω的电阻直接做I/V转换,效果非常好:声音通透,耐听。可是后来发现动态不足,经查询1704的官方PDF资料发现,其输出阻抗才1K,并不是理想的电流源输出,直接使用390Ω的电阻作转换动态必将被压缩。

1704解码器制作

后来经千回百转买到“电流传输”模块:

1704解码器制作

据说内部电路是这样的,挺复杂的。

1704解码器制作

用上后效果不错;动态很好,但是静态噪声又增大了一点,这样听了半年拆掉。

此后寻找简单的电流镜电路,一次偶然的机会看到AD844芯片,最初并没有为其所动,认为就是一个电流型芯片可以拿来做I/V转换而已。当仔细查看PDF文件后发现就是我一直要找的。ADI公司很厚道给出了内部电路,5脚就是电流镜输出。

1704解码器制作

反相端输入阻抗50欧姆,个人认为对付输出阻抗为1K的电流源,电流镜的输入阻抗要小于1/10=100欧姆以下。

1704解码器制作

这种芯片级的电流镜电路内部是ADI公司激光精密修正配对的三极管和电阻,而且全部集成在一个芯片里,其温度、噪声和精密度肯定可以得到保证。

当即淘了4个陶瓷封装的AD844SQ/833,官方给出的PDF文件中就三种封装。购买时注意。

1704解码器制作

1704解码器制作

在DAC38板子上折腾成功,声音好极了。而且温飘、噪声都比电流传输模块低太多了,5P输出零点:一个声道0.1mV、另一个声道0.2mV(都没用调零电位器),低噪精密电流镜呀。

虽然AD844的电流镜模式实验成功,但是此板子有个问题:其I/V转换并不是为AD844而生的,两声道的噪声并不平衡,一个声道略大一点。

因此闲来无事,打算拆掉原来的板子,重新布板让1704重生。

电路见下:

1704解码器制作

1704解码器制作

数字滤波仍然选用绝配的DF1704,输入为I2S:见下图。

时序信号图最上面的是右对齐格式(索尼格式),中间的左对齐格式,最下面的是I2S格式(飞利浦格式)。

1704解码器制作

先简单轻松的谈一下I2S:I2S信号由BCK、LRCK、DATA、MCK组成。

BCK是位时钟,就是每个周期发送一位数据信号。

LRCK是帧时钟,就是一个周期的高电平或低电平发送左声道数据或右声道数据。

DATA是数据信号,就是串行数据按从左到右,位数逐渐降低排序,最左边的是最高有效位(MSB),最右边的是最低有效位(LSB)。16bit的就16个数据脉冲,24bit的就24个数据脉冲,由于BCK、LRCK的关系左对齐格式和右格式的最高到32bit、I2S格式最高到31bit。

MCK是主时钟;就是芯片的工作时序时钟。

CD都是16bit/44.1KHz采样的,BCK、LRCK、MCK三者的关系一般是LRCK=44.1 KHz、BCK=64*44.1 KHz=2.8224MHz、MCK=256*44.1 KHz=11.2896MHz(当然还有128、384、512等倍率的),其实玩DAC认准BCK、LRCK、DATA即可,它们分为三种格式。

右对齐格式(索尼):就是DATA在BCK的第17个周期开始发送最高有效位到最低有效位在最右边对齐,最高可以发送32bit。

左对齐格式:就是DATA在BCK的第1个周期开始发送最高有效位直到最低有效位发送完毕,最高可以发送32bit。

I2S格式(飞利浦):就是DATA从BCK的第二个周期开始发送最高有效位直到最低有效位发送完毕,最高可以发送31bit。

这几个信号弄清楚了,你都可以进行数据重整玩出更高级的东东出来。

DF1704的设置表:

1704解码器制作

三种格式可以通过DF1704的3、4、5脚设置,本电路固定飞利浦格式。1、2、6、28脚为I2S输入,7脚为外接晶振(和6脚)本电路不用,9脚为MCK缓冲输出(悬空不用),10脚为软硬件控制本电路接地选择硬件模式,11脚为输出时钟控制本电路按原时钟频率输出因此接地,12脚选择LRCK的高电平或低电平处理左右声道本电路接地或悬空默认低电平即可。

13脚无用,14脚上电复位端,15脚静音控制接高电平选择关闭,16脚去加重控制接地选择关闭,17、18脚去加重设置16脚选择关闭后悬空即可,19、20脚为输出字长设置,21脚没用(1706为倍率设置:可*4,*8设置,1704是固定8倍超取样),23、24、25、26脚为时钟和数据输出,27脚为滤波特性设置本电路接地选择Sharp(通带外衰减特性优良)。有兴趣的发烧友可以跳线设置27脚,感受不同数字滤波特性的音质。

1704解码器制作

弄清DF1704后,过来是隔离芯片即23、24、25、26脚的信号通过4通道的ADUM3440隔离送给PCM1704,上次在1702的使用取得非常好的效果,这继续使用。

1704解码器制作

特性非常好,最高到70MHz,而且3.3V和5V何以互相隔离传输。

DF1704的23脚为右声道数据、24脚为左声道数据、25脚为主时钟、26脚为位时钟(就是超取样的频率44.1KHz*8=352.8KHz)。

PCM1704比较简单没什么特别设置的,9脚为输入字长接地为24bit,10脚为数据反相可以组成平衡输出。

1704解码器制作

14脚为电流输出,I/V转换可以用电压型或电流型芯片,本电路选用AD844开环模式的电流镜方式。

PDF资料给出了典型应用电路。

1704解码器制作

图中是6脚输出,为反相放大接法。本电路用开环电流镜方式5脚输出,实测6脚输出有十几毫伏的漂移,5脚输出其温飘、噪声、精度更好。

经1K电阻转换后送入后面的GIC滤波,选择GIC滤波是因为听感接近RC滤波,具有通带内曲线平直、通带外衰减迅速,且滤波器处在信号的旁路端,对音质影响极小。芯片使用OP275,官方PDF资料也给出了典型的GIC滤波的应用。

1704解码器制作

输出缓冲使用金封的AD843SH/833B,这个芯片是朋友拿来测试的,一开声就被那声音迷住,其中AD843SH/833B被我强行霸占,当然代价是一台PCM1702的DAC给他了。


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