探索DSD1794A：24位、192kHz采樣音頻立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器的卓越性能

在當今的音頻技術(shù)領(lǐng)域，對于高品質(zhì)音頻的追求從未停止。德州儀器（Texas Instruments）的DSD1794A數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），作為一款具有卓越性能的產(chǎn)品，為音頻系統(tǒng)的設(shè)計帶來了新的可能性。今天，我們就來深入了解一下DSD1794A的特點、性能以及應(yīng)用。

文件下載：dsd1794a.pdf

1. 產(chǎn)品概述

DSD1794A是一款采用小型28引腳SSOP封裝的單片CMOS集成電路，集成了立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器和支持電路。它采用了德州儀器先進的分段DAC架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)出色的動態(tài)性能，并提高對時鐘抖動的容忍度。該轉(zhuǎn)換器提供平衡電流輸出，方便用戶在外部優(yōu)化模擬性能。此外，DSD1794A支持PCM和DSD音頻數(shù)據(jù)格式，可輕松與音頻DSP和解碼器芯片接口，還能與外部數(shù)字濾波器設(shè)備（如DF1704、DF1706、PMD200）配合使用，支持高達200kHz的采樣率。

2. 關(guān)鍵特性

2.1 數(shù)據(jù)格式支持

DSD1794A支持DSD和PCM兩種格式，為不同的音頻源提供了廣泛的兼容性。在PCM模式下，它支持16位、20位和24位音頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式包括標準、I2S和左對齊格式；在DSD模式下，它能夠處理1位的DSD數(shù)據(jù)。

2.2 出色的模擬性能

• 動態(tài)范圍：在不同的輸出條件下，DSD1794A展現(xiàn)出了優(yōu)異的動態(tài)范圍。例如，在9V RMS單聲道輸出時，動態(tài)范圍可達132dB；在4.5V RMS立體聲輸出時，為129dB；在2V RMS立體聲輸出時，為127dB。
• 總諧波失真加噪聲（THD+N）：THD+N低至0.0004%，確保了音頻信號的純凈度。

2.3 數(shù)字濾波器性能

• 8倍過采樣數(shù)字濾波器：具有-130dB的阻帶衰減和±0.00001dB的通帶波紋，能夠有效濾除噪聲和干擾。
• 可選的數(shù)字濾波器滾降特性：用戶可以選擇尖銳滾降或緩慢滾降，以滿足不同的音頻處理需求。

2.4 用戶可編程功能

通過I2C兼容的串行端口，用戶可以對DSD1794A進行多種功能的編程控制，包括數(shù)字衰減（0dB至 -120dB，0.5dB/步）、數(shù)字去加重、數(shù)字濾波器滾降選擇、軟靜音等。

2.5 電源和輸入特性

• 雙電源操作：采用5V模擬電源和3.3V數(shù)字電源，5V耐壓數(shù)字輸入，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性。
• 低功耗設(shè)計：在不同的采樣頻率下，電源電流和功耗都得到了有效的控制。

3. 電氣特性

3.1 數(shù)據(jù)格式和采樣頻率

在PCM模式下，采樣頻率范圍為10kHz至200kHz，系統(tǒng)時鐘頻率可選128、192、256、384、512或768倍的采樣頻率；在DSD模式下，采樣頻率為2.8224MHz，系統(tǒng)時鐘頻率范圍為2.8224至11.2896MHz。

3.2 動態(tài)性能

不同采樣頻率和輸出條件下的動態(tài)性能表現(xiàn)出色，如在PCM模式下，不同采樣頻率下的THD+N、動態(tài)范圍、信噪比和聲道分離度等指標都非常優(yōu)秀。

3.3 模擬輸出特性

輸出電流為7.8mA p-p，增益誤差、增益失配、雙極零誤差等指標都在合理范圍內(nèi)，確保了音頻信號的準確輸出。

3.4 電源要求

VDD電壓范圍為3V至3.6V，VCC1、VCC2L和VCC2R電壓范圍為4.75V至5.25V。在不同采樣頻率下，電源電流和功耗有所不同，如在44.1kHz采樣頻率下，IDD為12至15mA，ICC為33至40mA，功耗為205至250mW。

4. 引腳分配和功能

DSD1794A的引腳分配明確，每個引腳都有特定的功能。例如，PLRCK、PBCK和PDATA用于PCM格式的音頻數(shù)據(jù)輸入；DBCK、DSDL和DSDR用于DSD格式的音頻數(shù)據(jù)輸入；IREF為輸出電流參考偏置引腳；SCL和SDA用于I2C串行控制接口等。

5. 系統(tǒng)時鐘和復(fù)位功能

5.1 系統(tǒng)時鐘輸入

DSD1794A需要一個系統(tǒng)時鐘來操作數(shù)字插值濾波器和先進分段DAC調(diào)制器。系統(tǒng)時鐘通過SCK輸入，具有自動檢測功能，能夠自動感知系統(tǒng)時鐘的頻率。為了獲得最佳性能，建議使用低相位抖動和噪聲的時鐘源，如德州儀器的PLL1700系列多時鐘發(fā)生器。

5.2 電源上電和外部復(fù)位功能

• 電源上電復(fù)位：當VDD > 2V時，電源上電復(fù)位功能啟用，初始化序列需要1024個系統(tǒng)時鐘周期。
• 外部復(fù)位：通過RST輸入，外部控制器或主復(fù)位電路可以強制DSD1794A初始化為默認復(fù)位狀態(tài)。

6. 音頻數(shù)據(jù)接口

6.1 音頻串行接口

音頻接口端口是一個3線串行端口，包括PLRCK、PBCK和PDATA。PBCK是串行音頻位時鐘，用于將PDATA上的串行數(shù)據(jù)時鐘輸入到音頻接口的串行移位寄存器中；PLRCK是串行音頻左右字時鐘。

6.2 PCM音頻數(shù)據(jù)格式和時序

支持標準右對齊、I2S和左對齊等行業(yè)標準音頻數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)格式通過控制寄存器18中的FMT[2:0]位進行選擇。

6.3 外部數(shù)字濾波器接口和時序

支持與外部數(shù)字濾波器的接口，通過編程控制寄存器20中的DFTH位來選擇外部數(shù)字濾波器模式。在該模式下，PLRCK、PBCK和PDATA分別定義為WDCK、BCK和DATA。

6.4 直接流數(shù)字（DSD）格式接口和時序

支持DSD格式接口操作，通過設(shè)置控制寄存器20中的DSD位來激活。DSD格式接口由DBCK、DSDL和DSDR組成，PLRCK和PBCK在DSD模式下連接到GND。

7. 串行控制接口（I2C）

DSD1794A支持I2C串行總線和標準及快速模式的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。通過I2C接口，用戶可以對DSD1794A的各種功能進行編程控制，包括讀取和寫入寄存器。

8. 模式控制寄存器

通過模式控制寄存器，用戶可以對DSD1794A的各種功能進行靈活的編程控制，如數(shù)字衰減控制、輸入音頻數(shù)據(jù)格式選擇、去加重控制、軟靜音控制等。

9. 典型應(yīng)用電路

設(shè)計合適的應(yīng)用電路對于實現(xiàn)DSD1794A的高信噪比至關(guān)重要。不同的輸出條件下，需要選擇不同的電路配置。例如，在輸出電平為2V RMS時，可采用圖33所示的電路，實現(xiàn)127dB的信噪比；在輸出電平為4.5V RMS立體聲模式下，采用圖34所示的電路，可實現(xiàn)129dB的信噪比；在單聲道模式下，使用圖36所示的電路，可實現(xiàn)132dB的信噪比。

10. 應(yīng)用領(lǐng)域

DSD1794A適用于多種音頻應(yīng)用領(lǐng)域，如A/V接收器、SACD播放器、DVD播放器、HDTV接收器、汽車音頻系統(tǒng)、數(shù)字多軌錄音機等，為這些設(shè)備提供了高品質(zhì)的音頻轉(zhuǎn)換解決方案。

總結(jié)

DSD1794A作為一款高性能的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器，憑借其出色的模擬性能、豐富的用戶可編程功能和廣泛的兼容性，為音頻系統(tǒng)的設(shè)計提供了強大的支持。無論是在專業(yè)音頻設(shè)備還是消費級音頻產(chǎn)品中，DSD1794A都能夠發(fā)揮出其優(yōu)勢，滿足不同用戶對高品質(zhì)音頻的需求。在實際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的設(shè)計要求，合理選擇電路配置和參數(shù)設(shè)置，以充分發(fā)揮DSD1794A的性能。你在使用類似的數(shù)模轉(zhuǎn)換器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。