DAC数模转换浅谈.

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，把它和从信号中提取的相位参考信号同时送入相位比较器，比较结果示出本地频率高了时就通过补抹门抹掉一个输入分频器的脉冲，相当于本地振荡频率降低；相反，若示出本地频率低了时就在分频器输入端的两个输入脉冲间插入一个脉冲，相当于本地振荡频率上升，从而达到同步。有一点运放中采用的“负反馈”的感觉，即：校正作用当然DPLL是时钟上的校正器。全新的ESS9018即是带有这样的DPLL，所以价格很高，受到专业厂家的青睐。 AVID、Weiss、Apogee等大牌厂家均采用9018 是不是采用了

9018的机器抗抖动性能都很好呢？由HIFIDIY广州线下活动可以看出有些采用了ES9018的DAC，抗抖动性能并不是那么好

我们可以对比一下官方ES9018电路板的测试结果测试项目为J-test测试主要由测试仪添加抖动，测试DAC抗抖动性能如何当然，你也可以这样理解理解为这台机器吃不吃转盘那么为什么同样含有DPLL的9018，测试结果却大相径庭呢？我们查阅ESS的ES9018官方手册可以发现 ES9018的DPLL带宽可以编程而且从默认（Defaults）到128x可以自由设定带宽越宽，说明DPLL的作用越小，DPLL越容易锁定音源，并且抗抖动性能越不明显一些日本人正在尝试No Bandwidth 也就是高难度的“无带宽” 这样的设定对于数字源的要求是非常苛刻的。所以，我们不难看出，并不是用了ES9018的机器都可以完好DPLL 如果数字源的时钟抖动非常巨大，ES9018就会“失锁”并且自我降级对我的感觉，好像是这枚DPLL 并不是为了拯救抖动，而是考验抖动啊！说完了抖动再带领大家了解一下数字滤波器吧提到数字滤波器，就必不可少要了解到傅里叶变换这是一个简单的演示动画展现出了方波图是如何由“正弦波”叠加产生。而且不只是方波，你可以想象到的任何波形都是可以用正弦波叠加产生的。不难看出想要得到一枚标准的方波图还是非常有难度的如图 FIR数字滤波器会产生前后回波，而IIR数字滤波器只产生前回波具体这两种数字滤波器有什么样的优缺点，以后再说一些比较有意思的日本学究发明了一种滤波器，可以完美还原方波