AD1851/AD1861音频DAC：高性能音频解决方案

在音频设备的设计中，数模转换器（DAC）的性能起着至关重要的作用。今天要给大家介绍的AD1851/AD1861，是Analog Devices推出的两款高性能16位/18位、16 FS PCM音频DAC，它们在音频领域有着广泛的应用。

文件下载：AD1851.pdf

一、产品特性

1. 高性能指标

• 高信噪比：具备110 dB的信噪比（SNR），能够有效减少噪声干扰，提供清晰纯净的音频信号。
• 快速建立时间：快速的建立时间允许进行16倍过采样，有助于提高音频的分辨率和质量。
• 高输出电压：可提供3 V的输出电压，满足多种音频设备的需求。
• 超线性性能：通过可选的微调功能，能够实现超线性性能，降低总谐波失真（THD）。

2. 工作条件与封装

• 电源电压：采用±5 V电源供电，适用于家庭使用市场。
• 封装形式：提供16引脚塑料双列直插式封装（DIP）和小外形集成电路封装（SOIC），节省空间且引脚与AD1856和AD1860音频DAC兼容，方便进行替换设计。

3. 输入接口

采用2s补码串行输入，输入时钟支持较高的数据速率，AD1851输入时钟可支持12.5 MHz数据速率，AD1861输入时钟可支持13.5 MHz数据速率，与消费音频产品中使用的第二代数字滤波器芯片兼容。

二、产品应用

• 高端CD播放器：能够提供高质量的音频输出，还原音乐的真实细节。
• 数字音频放大器：为放大器提供精确的音频信号，提升音质。
• DAT录音机和播放器：确保音频录制和播放的准确性和高质量。
• 合成器和键盘：为音乐创作和演奏提供清晰、准确的音频信号。

三、产品描述

1. 内部结构

AD1851/AD1861是单片PCM音频DAC，内部包含电压输出放大器、DAC、串行到并行寄存器和电压基准。数字部分采用Analog Devices的2 µm ABCMOS工艺的CMOS逻辑元件制造，模拟部分采用双极型和MOS器件以及薄膜电阻制造。

2. 性能优势

• 低失真：通过激光微调线性误差，实现低总谐波失真。可选的线性微调引脚可消除中值刻度处的残余差分线性误差，尤其适用于低幅度信号的低失真再现。
• 小输出毛刺：输出毛刺小，有助于提高整体性能。
• 快速建立和高转换速率：输出放大器能够快速建立并具有高转换速率，在负载电流高达8 mA时可提供完整的±3 V信号。在电流输出模式下，可提供±1 mA输出信号，且输出放大器具有短路保护功能。

四、关键参数

1. 分辨率与动态范围

• AD1851为16位分辨率，提供96 dB动态范围。
• AD1861为18位分辨率，提供108 dB动态范围。

2. 总谐波失真加噪声（THD+N）

在不同的输入信号幅度和频率下，THD+N指标表现良好。例如，在0 dB、990.5 Hz时，AD1851N - J、R - J的典型值为0.003%，最大值为0.004%。

3. 其他参数

• 信号噪声比（SNR）：典型值为110 dB。
• 最大时钟输入频率：AD1851为12.5 MHz，AD1861为13.5 MHz。
• 功耗：典型值为100 mW。

五、使用注意事项

1. 接地建议

AD1851/AD1861有模拟和数字两个接地引脚，模拟接地引脚应连接到系统中的模拟公共点，输出负载也应连接到该点；数字接地引脚应连接到系统中的数字公共点，且模拟和数字接地应在系统中的一点连接。

2. 电源供应与去耦

• 该器件有三个电源输入引脚，±VS电源为DAC的线性部分供电，设计工作电压为±5 V；+VL电源为芯片的数字部分供电，设计工作电压为+5 V。
• 所有电源引脚都应使用去耦电容，且应尽可能靠近封装引脚和公共点。逻辑电源+VL应去耦到数字公共点，模拟电源±VS应去耦到模拟公共点。

3. 可选MSB调整

对于低输出电平下的最佳性能，可使用可选的MSB调整电路来消除中值刻度附近的残余差分线性误差，调整应在小信号输入（–20 dB或–60 dB）下进行。

4. 静电放电（ESD）防护

该器件对静电放电敏感，数字控制输入有二极管保护，但未连接的器件在高能量静电场下可能会永久损坏。未使用的器件必须存储在导电泡沫或分流器中，在插入器件之前，应将保护泡沫放电到目标插座。

六、应用电路示例

文档中给出了AD1851和AD1861与Yamaha YM3434和NPC SM5813AP/APT数字滤波器芯片的连接图，为工程师在实际设计中提供了参考。

总的来说，AD1851/AD1861音频DAC以其高性能、低功耗和良好的兼容性，为音频设备的设计提供了优秀的解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体需求合理选择和使用该器件，并注意相关的使用注意事项，以充分发挥其性能优势。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。