DSD/A数模变换器DSD-1700

1 引言



新世纪的数字音频设备已经走向市场，其中索尼公司推出的SACD则采用了新型的DSD（Direct Stream Digital）编码方式。这川简单的编码方式可实现高精度的D/A变换编码。DSD-1700是第一款能完成直接数据流变换的IC芯片，它操作简单，同时还能用作模拟FIR滤波器。







DSD方式是将信源的模似信号以64fs的频率进行△∑调制信号经过低通滤波器滤波处理就能直接得到模拟信号。



但在实际进行DSD/A变换时，SACD对低通滤波器的功能和特性有一定的要求。一般CD机中的运放所构成的有源滤波器不能满足这种要求。1bit数字数据在时间轴上有大量的信息，要从中还原出模拟信号，必需采用符合△∑调制频率特性的低通滤波器。具体讲就是需要用模拟FIR滤波器来实现，DSD-1700的基本动作就是模拟FIR滤波器。



2 DSD-1700工作原理



DSD-1700的工件原理图如图1所示。它由DSD信号接口部分、工作脉冲发生器、移位寄存和模拟FIR滤波器构成。为了把时间轴产生的误差及电源电压和噪声影响降到最小，DSD-1700的整体结构采用双差分电路形式。







2.1 DSD输入/定时发生器



图2为DSD-1700输入信号的定时关系。SCK（256fo）为内部工作定时的系统时钟。DCK（64fs）是读取64fs频率的DSD数据时钟。1bit64fs的DSD数据从DATA输入。定时发生器把256fs和64fs等时钟的内部工作时间关系处理好后，再经后段发生定时信号。



2.2 工作脉冲发生器/移位寄存器



64fs的DSD信号经工作脉冲发生器送到移位寄存器中。工作脉冲发生器用于生成DSD信号的时钟，这种时钟能使时钟的定时变换误差和噪声的影响降到最小。移位寄存器把DSD信号转变为模拟FIR滤波所需要的8bit输入数据块。



2.3 模拟FIR滤波器



模拟FIR滤波器的基本电路如图3所示。输入的DSD信号经延时后叠加在一起，变换成模拟信号。图4是DSD-1700实际采用的8bit模拟FIR滤波器的等效电路。它由8个缓冲放大器和电阻网络构成，其中电阻网络的电阻值决定滤系数。



在DSD-1700中，这川8个电平的模拟FIR滤波器有热端（HOT）正、负和冷端（COLD）正、负共四个输出端子，以双差分电路方式运行。最后，由外部双差分单端变换电路转换成一路模拟输出。



3 DSD-1700的规格



DSD-1700采用28脚SSOP封装，表1为各引脚的功能说明，其主要电气特性如表2所列。由于DSD方式的重插频率带宽高达110kHz，故THD+N和动态范围等主要音频特性的测试标准尚未明确。因而DSD-1700的电气参数是以CD测试的条件来确定的。







表2 DSD-1700的电气参数





4 DSD-1700的应用电路



图5是DSD-1700的基本连接电路，该电路连接非常简单，除输入元件之外，再就是用于电流滤波的9只电容。由于内部模拟FIR滤波器的自锁电路需用独立的电源和地线，故DSD-1700有多对电源输入，C1～C9就是起电源去耦作用的电容，可分别选用0.1μF的陶瓷电容与100μF的优质电解电容进行并联。另外，印制板上的电源走线也需要加以考虑。







图6是将接收到的DSD-1700输出双差信号转换成单端模拟输出的实际变换电路。该电路用三只运放构成。IC1和IC2构成差动电流/电压变换电路，IC3和0dB差动放大。由于经DSD处理的信号带宽较大，因此要十分注意运放的增益带宽积和动态特性指标。



若用DSD-1700制作SACD播放机，后段还需加模拟LPF，以控制带宽和过渡带的下降速率。另外，一片DSD-1700只能处理单一声道信号，因此，一般立体声播放机需用2片。



DSD-1700目前已用于索尼公司的各种级别DSD信号所对应的立体声设备中，并受到一致好评。