DAC数模转换浅谈..docx

说到音频设备的硬件，无一不提到的就是 DAC 对于硬件感兴趣的朋友们可以进来看看 不感兴趣的可以点击右上角的红 * 我还是想强调一下关于 DSD以及模拟味这个东东 尽量用比较直白的话把音频阐述清楚 DAC 顾名思义，数模转换器 数模转换器负责将 101010101 数字信号转换成耳朵可以听到的声波模拟信号。 这个过程是非常漫长的， 打个比方 假如一首歌的大小是 3 分钟，这首歌的容量是 5mb 大小 播放器需要把 FLAC、APE、MP3等压缩文件进行解压缩，解压缩成 WAV这种直流无压缩音频 比如解压缩之后， WAV格式达到了 20mb 大小 然后播放器需要将 WAV音频，这 20mb大小的文件， 平均拆分成 3 分钟，均匀地送给 DAC慢慢解码 如果这 20mb大小的文件一瞬间送 给 DAC，1 秒转换完成，那么听到的将会是爆音。 那么，这里面就涉及到，如何将 20mb大小的文件平均拆分成 3 分钟的问题。 如果时钟不够精准，那么音频文件会多多少少产生一些错位， 当然这些错位是非常小的，或者说叫做时机抖动 抖动分为很多种类，当然，这种情况就是非常细微的时间上的抖动。 这种细小的抖动可能会让人产生 不耐听的厌烦感，但不至于让歌曲产生爆音。 这种时间上的抖动，大多源自 CPU，CPU负责解压缩音频文件，但 CPU可不保证能够均匀输送数据 早期的电脑，程序一多，就能够感到音质明显的下降，或者产生爆音，这就是 CPU带来的时间上的错误。 早期的 DAC，数字模拟转换器，只有一个功能 那就是数字转换模拟 那时候是最纯正的 声音也可以这样理解。 但是人们无法满足。 因为，人们又发现， PCM 这种采样，也就是奈奎斯特采样， 人们发现了这种采样会产生高频部 分的镜像噪声 想深度研究的朋友们可以看  Delta-Sigma  Data Converters  这本书 作者： Norsworthy,  Steven  J./  Schreier, Richard (EDT)/ Temes, Gabor C. (EDT)/ Norsworthy, Steven J. (EDT)/ Schreier, Richard/ Temes, Gabor C. 这部分高频镜像噪声 的能量非常大，在一些非线性模拟电路里很有可能折射到人耳可以听到的 20K 以内，影响听感，并且影响 DAC性噪比。 人们为了滤除这 种让人恼怒的镜像噪声，早期的解决办法就是 在模拟部分加入 LPF： 低通滤波器 滤除 20K 以上的杂波 但是由于这部分采样噪声太接近 20K 了，模拟低通滤波器需要串联好多运放进行联合滤除 但是 DAC 的信噪比依然很低。 模拟低通滤波器也有很多不稳定的地方 毕竟他处理的是模拟信号 大家也知道，不同的运放有不同的音色 受温度、体积、布线等因素， 当然还有成本考虑 数字滤波器就诞生了 数字滤波器对比传统的模拟滤波器 更精准 相位更线性 不会受零件（电容、电阻、运放、温飘）等影响 更灵活 容易仿真 数字在采样周期就可以计算完成，而模拟滤波器要抗锯齿，高频率 数字滤波器需要 DAC （一般播放器）、或者独立 DSP完成（高档播放器） 加入了数字滤波 器的 DAC芯片，分分钟把信噪比秒到了 110db+的节奏 这在早期音频是难以想象的。 数字滤波器在 DAC芯片的前方工作， 他的工作原理基本上采用插值的办法 或者也叫做数字插值滤波器 对于原始音频进行插值，让镜像噪声远离 20K，（20K内即是人耳可以听到的频率）然后在 DAC后边的部分只需要加入 1-2 枚简单的运放，进行简单的LPF过滤就可以了 这样的 DAC史无前例的达到了 110+db 的信噪比， 可以说比早期的旧款播放器提高了不止一个档次。 但是人们总是欲 求不满的 为什么在加入了数字滤波器的 DAC却丢失了老烧们所说的 “味道”呢？ 滤除噪声除了需要数字滤波器，而且需要噪声整形器 这两个部分就 是决定机器档次和品质的关键成分之一。 来自耳机吧的一位童鞋非 常的聪明 他考虑但让 CPU出来的数据后加入缓存，再分配全新的时 钟。 其实现在很多的播放器都会加入 FIFO 这种缓存，就是如你想象 的那样 再通过独立的时钟， 使数据按照新的时钟传送给 DAC芯片 当 然这种工作方式是专业音频很少采用的 因为这样的工作是非常耽误时间的， 混音师要求时间上毫无延迟感， 并且又要保证音质 那么是不是没有解决办法了呢？ 当然不是 DPLL（数字锁相环） 就可以完美解决。 当然，这种高级 DPLL是非常昂贵的，也就是专业机器价格高的另一个原因。 DPLL 数字锁相环主要由相位参考提取电路、晶体振荡器、分频器、相位比较器、脉冲补抹门等组成。分频器输出的信号 频率与所需频率十分接近，把它和从信号