探索DSD1794A：24位、192kHz采样音频立体声数模转换器的卓越性能

在当今的音频技术领域，对于高品质音频的追求从未停止。德州仪器（Texas Instruments）的DSD1794A数模转换器（DAC），作为一款具有卓越性能的产品，为音频系统的设计带来了新的可能性。今天，我们就来深入了解一下DSD1794A的特点、性能以及应用。

文件下载：dsd1794a.pdf

1. 产品概述

DSD1794A是一款采用小型28引脚SSOP封装的单片CMOS集成电路，集成了立体声数模转换器和支持电路。它采用了德州仪器先进的分段DAC架构，能够实现出色的动态性能，并提高对时钟抖动的容忍度。该转换器提供平衡电流输出，方便用户在外部优化模拟性能。此外，DSD1794A支持PCM和DSD音频数据格式，可轻松与音频DSP和解码器芯片接口，还能与外部数字滤波器设备（如DF1704、DF1706、PMD200）配合使用，支持高达200kHz的采样率。

2. 关键特性

2.1 数据格式支持

DSD1794A支持DSD和PCM两种格式，为不同的音频源提供了广泛的兼容性。在PCM模式下，它支持16位、20位和24位音频数据，数据格式包括标准、I²S和左对齐格式；在DSD模式下，它能够处理1位的DSD数据。

2.2 出色的模拟性能

• 动态范围：在不同的输出条件下，DSD1794A展现出了优异的动态范围。例如，在9V RMS单声道输出时，动态范围可达132dB；在4.5V RMS立体声输出时，为129dB；在2V RMS立体声输出时，为127dB。
• 总谐波失真加噪声（THD+N）：THD+N低至0.0004%，确保了音频信号的纯净度。

2.3 数字滤波器性能

• 8倍过采样数字滤波器：具有-130dB的阻带衰减和±0.00001dB的通带波纹，能够有效滤除噪声和干扰。
• 可选的数字滤波器滚降特性：用户可以选择尖锐滚降或缓慢滚降，以满足不同的音频处理需求。

2.4 用户可编程功能

通过I²C兼容的串行端口，用户可以对DSD1794A进行多种功能的编程控制，包括数字衰减（0dB至 -120dB，0.5dB/步）、数字去加重、数字滤波器滚降选择、软静音等。

2.5 电源和输入特性

• 双电源操作：采用5V模拟电源和3.3V数字电源，5V耐压数字输入，确保了系统的稳定性和兼容性。
• 低功耗设计：在不同的采样频率下，电源电流和功耗都得到了有效的控制。

3. 电气特性

3.1 数据格式和采样频率

在PCM模式下，采样频率范围为10kHz至200kHz，系统时钟频率可选128、192、256、384、512或768倍的采样频率；在DSD模式下，采样频率为2.8224MHz，系统时钟频率范围为2.8224至11.2896MHz。

3.2 动态性能

不同采样频率和输出条件下的动态性能表现出色，如在PCM模式下，不同采样频率下的THD+N、动态范围、信噪比和声道分离度等指标都非常优秀。

3.3 模拟输出特性

输出电流为7.8mA p-p，增益误差、增益失配、双极零误差等指标都在合理范围内，确保了音频信号的准确输出。

3.4 电源要求

VDD电压范围为3V至3.6V，VCC1、VCC2L和VCC2R电压范围为4.75V至5.25V。在不同采样频率下，电源电流和功耗有所不同，如在44.1kHz采样频率下，IDD为12至15mA，ICC为33至40mA，功耗为205至250mW。

4. 引脚分配和功能

DSD1794A的引脚分配明确，每个引脚都有特定的功能。例如，PLRCK、PBCK和PDATA用于PCM格式的音频数据输入；DBCK、DSDL和DSDR用于DSD格式的音频数据输入；IREF为输出电流参考偏置引脚；SCL和SDA用于I²C串行控制接口等。

5. 系统时钟和复位功能

5.1 系统时钟输入

DSD1794A需要一个系统时钟来操作数字插值滤波器和先进分段DAC调制器。系统时钟通过SCK输入，具有自动检测功能，能够自动感知系统时钟的频率。为了获得最佳性能，建议使用低相位抖动和噪声的时钟源，如德州仪器的PLL1700系列多时钟发生器。

5.2 电源上电和外部复位功能

• 电源上电复位：当VDD > 2V时，电源上电复位功能启用，初始化序列需要1024个系统时钟周期。
• 外部复位：通过RST输入，外部控制器或主复位电路可以强制DSD1794A初始化为默认复位状态。

6. 音频数据接口

6.1 音频串行接口

音频接口端口是一个3线串行端口，包括PLRCK、PBCK和PDATA。PBCK是串行音频位时钟，用于将PDATA上的串行数据时钟输入到音频接口的串行移位寄存器中；PLRCK是串行音频左右字时钟。

6.2 PCM音频数据格式和时序

支持标准右对齐、I²S和左对齐等行业标准音频数据格式，数据格式通过控制寄存器18中的FMT[2:0]位进行选择。

6.3 外部数字滤波器接口和时序

支持与外部数字滤波器的接口，通过编程控制寄存器20中的DFTH位来选择外部数字滤波器模式。在该模式下，PLRCK、PBCK和PDATA分别定义为WDCK、BCK和DATA。

6.4 直接流数字（DSD）格式接口和时序

支持DSD格式接口操作，通过设置控制寄存器20中的DSD位来激活。DSD格式接口由DBCK、DSDL和DSDR组成，PLRCK和PBCK在DSD模式下连接到GND。

7. 串行控制接口（I²C）

DSD1794A支持I²C串行总线和标准及快速模式的数据传输协议。通过I²C接口，用户可以对DSD1794A的各种功能进行编程控制，包括读取和写入寄存器。

8. 模式控制寄存器

通过模式控制寄存器，用户可以对DSD1794A的各种功能进行灵活的编程控制，如数字衰减控制、输入音频数据格式选择、去加重控制、软静音控制等。

9. 典型应用电路

设计合适的应用电路对于实现DSD1794A的高信噪比至关重要。不同的输出条件下，需要选择不同的电路配置。例如，在输出电平为2V RMS时，可采用图33所示的电路，实现127dB的信噪比；在输出电平为4.5V RMS立体声模式下，采用图34所示的电路，可实现129dB的信噪比；在单声道模式下，使用图36所示的电路，可实现132dB的信噪比。

10. 应用领域

DSD1794A适用于多种音频应用领域，如A/V接收器、SACD播放器、DVD播放器、HDTV接收器、汽车音频系统、数字多轨录音机等，为这些设备提供了高品质的音频转换解决方案。

总结

DSD1794A作为一款高性能的音频数模转换器，凭借其出色的模拟性能、丰富的用户可编程功能和广泛的兼容性，为音频系统的设计提供了强大的支持。无论是在专业音频设备还是消费级音频产品中，DSD1794A都能够发挥出其优势，满足不同用户对高品质音频的需求。在实际应用中，工程师们需要根据具体的设计要求，合理选择电路配置和参数设置，以充分发挥DSD1794A的性能。你在使用类似的数模转换器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。