AD1852這個IC是一款完整的18/20/24位單芯片、立體聲數(shù)字音頻回放系統(tǒng),由多位∑-△調(diào)制器、數(shù)字插值濾波器和模擬輸出驅(qū)動電路組成。此款S/T4版DAC是筆者設計的第四版,經(jīng)過精心設計和制作,可以最完整地發(fā)揮出這款芯片的優(yōu)秀特性。
AD1852芯片是ADI新生代DA的代表作之一,在聲卡、CD機、DVD上都看得到它的身影。它內(nèi)置片內(nèi)立體聲衰減器,具有通過SPI兼容型串行控制端口編程實現(xiàn)靜音功能等特性。該器件完全兼容現(xiàn)有的全部DVD格式,包括96kHz、192kHz采樣頻率和24位格式。它還具有向后兼容能力,支持用于“紅皮書”壓縮光盤的50/15μs數(shù)字去加重,以及在32kHz和48kHz采樣速率時去加重。
在成品機的應用上,比較出名的要數(shù)英國之寶的G系列CD:
MERIDIAN 507.24 AD 1852JRC Phmps VAL1250
MERIDIAN G06 AD1852 DVD ROM DVS DSL-710A
MERIDIAN G07 AD1852 DVD ROM DVS DSL-710A
MERIDIAN G08 AD1852 DVD ROM DVS DSL-710A
早前我曾設計過三款版本,第一、二版本的AD1852分別是CS8420+ADl852+HDAM和CS8420+AD1852+OP。第三版是AD1852 DIR9001+ADl852+OP 24/96,更換了DIR。第四版本S/T4版本沿用了第三版的結(jié)構(gòu)——DIR9001+ADl852+OP(附加功能USB),并做了一個新的布局,修改增強了數(shù)字輸入的匹配。另外,我還重新計算調(diào)整了LPF,同樣支持24bit/96K。完成后的PCB尺寸僅為138mm*140mm,可以說是我設計過的最MiNi的DAC了,我對PCB的設計還是很滿意的,成品機的表現(xiàn)也發(fā)揮出了預期的效果。
關(guān)于AD1852+DIR9001這兩個IC,我做了幾個版本并總結(jié)出一些經(jīng)驗,先跟大家分享一下:
1.地線
根據(jù)官方的使用手冊可知,地線分DGND和AGND,設計的時候并不是把兩個地線分開,而是設計歸類再整合。因為AD1852為電壓類輸出,內(nèi)含模擬放大,把DG/AG地線劃分開。根據(jù)手冊和實驗得知,兩地線的整合在IC的底部連接是最好的(他家另一DA AD1853的EVM有地線連接說明)。
2.IC電源退耦
電容必須靠近電源引腳,按電源—電容—IC方式排列,處理不好的話很容易導致IC工作不穩(wěn)定,容易受干擾。當然,也有專用的復位IC可選,但我認為沒那個必要。
3.輸出
正負輸出的對地電平并不是相等的,因為無內(nèi)部電路所以沒有深入研究。這個可以通過0電位鉗位電路和設置調(diào)O電路來解決,在平衡輸出時需要注意S/T4。
4.MUTE
默認使用0有效,但是這個腳一直為0,在時鐘丟失時DA會輸出噪聲。個人建議用ERROR去控制,1為輸出靜音,96/48、192/48兩腳為0,可自適應采樣,至于去加重等功能可以無視。
5.DIR9001
DIR9001是個優(yōu)秀的DIR(低JITTER),這個設計類似其他的DIR,外接FILT腳,此腳線路接地最好獨立回到退藕電容地。
6.External Loop Filter
外部的電阻電容,手冊要求是<5%,對于使用PLLMODE,這幾個元件的精度是重點了。
下面說說PCB修正和元件調(diào)整:
PCB修正:
1.在首版的基礎(chǔ)上,增加頂層地線鋪地,DGND增加部分過孔,使地線遠端和近端電勢差更小,這個從實際的測試SN可以得到驗證。然而,意想不到的是,修正后時鐘線更干凈了,其實我早該這么做,只是第一版忽略了而已。
2.調(diào)整IC的退藕回路,為了后期更多元件選擇,沒有使用SMD的元件(設計此DAC曾想過)。往往一個直插的元件都有一個9001或1852般大小,所以對于這兩個IC的電源和芯片去耦電容在布置和走線上花了不少時間,改版的重點都放在這里。
3.改版過程中,并不急于動手,我找了一些關(guān)于此IC的資料,重新調(diào)整了LPF,主要是在模擬地線和數(shù)字地線的集合上。
這次改版本,把上版錯誤或誤判的設計都進行了修正,在實際測試中也得到部分提升,我有理由相信如全換SMD,參數(shù)上會有更好的提升,但是樂趣卻要大減。
元件調(diào)整:
在第三版,我拆了一臺CD機另組裝起來,目的是保證元件質(zhì)量,主要為測試用。而改版后的最終版元件主要由PHILIPS和日產(chǎn)的元件組成;IC搭配為:DIR9001*1+ADl852*1+5534*2,邏輯IC為:26LS32.1+74HC104*1+74HCl25*1。
經(jīng)過多次精心設計和制作,最終版本已完成,此板小巧,用料適當,聲音達到預期效果,個人比較滿意。
RMAA實測數(shù)據(jù)如左圖。
ADI在數(shù)碼音頻,應用還算比較少的,記憶中也就兩三個廠家的CD機在用。此款芯片是厚聲的代表。個人聽感描述,以滿分10來評定:(僅代表個人觀點)
音色:8.5分,比較中性的聲音,渲染少,人聲和弦樂類很真實。
平衡度:9.5分,中低頻能量感十足,高頻表現(xiàn)不算出彩,但細節(jié)方面卻能給出足夠內(nèi)容。
動態(tài):9.0分,大開大合的表現(xiàn),聽小作品音樂、古典音樂、交響樂等,特別舒心。
質(zhì)感:8.0分,在低頻量感足的樂器上可以給滿分,而對于敲擊類樂器則不算出彩,比較綜合。
定位:8.5分,能形成一個很好的音樂氛圍,演唱者站位和樂器位置清晰。(PS:這個和設計有很大的關(guān)系,一個不好的設計,聲音是散的就談不上定位了。)