音頻解碼芯片介紹（除ESS和AKM公司之外的芯片及總結）

2022年08月19日20:18:09 熱門 1485

數字-模擬轉換器（DAC）對數字音頻源如各種CD機、SACD機、便攜播放器和手機等是核心零件之一（雖然不一定貴）。DAC負責把解碼好的數字音頻流，轉換為模擬音頻信號。在這個處理過程中，芯片起到關鍵的作用。

本系列文間旨在介紹各大家的DAC芯片、參數指標等，並盡量介紹其聲音特點，希望大家喜歡。

需要注意的是，唯芯片論不管是發燒友中還是非燒友中都是普通存在的。但實際上，DAC芯片只是決定音質關鍵因素之一，而非唯一因素，甚至可以說不是最重要的因素。周邊電路設計、時鐘精度，模擬電路設計，元器件選擇及電源處理，對最終音頻設備的聲音起到至關重要的作用。請讀者必須清楚這一點！很多以前牛逼的解碼器材現在仍然牛逼，它們差的不過是支持的格式的不足而非聲音。現在很多解碼用了比以前好得多的芯片，聲音一樣很爛，究其原因也很簡單，水桶效應而已。周邊電路和元件選擇，模擬電路才是決定性的！

d/a數字/模擬轉換器大致可以粗分為兩大主流：一是多bit，另一個則是1bit。以發展時間的長短來說，多bit是在cd唱盤問世時就出現的，而第一代的 1bit產品則是約在1990代初期才在市場上出現。多bit和1bit以結構上分析到底孰優孰劣？舉例來說，一串用細繩穿起來的珠鏈。我們用兩種方法將細繩上的珠子取下來，第一種方法是：分若干次取，每次取下固定數量的珠子；第二種方法是：有多少顆珠子就取多少次，每次只取一個珠子。實際上，第一種方法就相當於多比特方式，只有接收到全部16位數碼後，才進行一次解碼處理。第二種方法就相當於單比特方式，一個數碼位一個數碼位、連續不停地解碼處理。就多bit而言，它的優點是沒有所謂的再量化的過程，因此噪音較低；除此之外，亦有較佳的動態表現。但傳統的多bit在low level的情況有非線性失真人及過零失真（zero cross）的問題，若想克服需要使用非常複雜的電路結構，這就造成了多bit dac晶片在追求高品質的目標下，同時也要負擔高昂的代價。相對地以1 bitdac它的優點是先天上就不存在過零失真的問題，類比波形的線性良好，再則生產成本較低，這就是市場上中低價位的cd player大量使用1 bit dac的原因。然而1 bit dac需要更高的頻率的clock，以及它在“再量化”的過程中會造成若干訊息失落，這也是它擠身hi-end器材困難的原因。

本系列前兩篇文章中已經介紹了目前主流的兩家解碼公司及產品了（ESS和AKM），這篇文章中介紹其它的一些芯片公司及產品。

其實除了這些外，還有一種特殊的解碼方式，即R2R分立元件的解碼方式，採用這種方式全球公司非常的少，著名的英國dCS和國內的Holo Audio就是其中代表性的兩家。本系列文章將在下一篇中講到他們及相關產品。

一、多bit芯片介紹

1、Burr Brown(布爾布朗)

Burr Brown(布爾布朗)公司隸屬於半導體業界著名的重量級廠家德州儀器公司（TI），其最為人熟知的DAC芯片莫過於PCM1704。眾多Hi End廠家都對其大加讚賞，其中包括不少堅持傳統兩聲道的Hi End廠家，如Mark Levinson最頂級的解碼器NO.360（4495美元）就採用了PCM1704。它是一塊精密的24bit D／A轉換芯片，擁有超低失真和低電平響應線性。其採用了2μm BICMOS製造工藝和一種非常獨特的示意數量型架構（Sign Magnitude）。在其內部設計了兩個23bit完全互補的D／A轉換器，從而取得24bit的精度。這兩個D／A轉換器公用一個時鐘參考，公用一個R2R型梯形電阻網絡，通過不斷分壓來取得準確的數位電流源信號。R2R梯形電阻網絡使用的雙平衡電流迴路可以確保在任何電平下對電壓信號都有理想的跟蹤能力。這兩個D／A轉換器在內部數據計算上完全獨立，可以有非常線性的電平響應，尤其是在低電平(即小音量)下線性良好。R2R梯形電阻網絡里的電阻都是將鎳鉻薄膜電阻經激光微調製得的，因此精度足夠高。另外，兩個D／A轉換器也是經過精密配對才加以使用的。

PCM1704 的信噪比達到了令人驚異的 120dB，並且是標準型 K 級芯片。其總諧波失真和噪聲達到了0.0008％（－101.94 dB），也是標準型K級芯片。標準型K級的動態範圍達到了112dB。 PCM1704的取樣頻率範圍為16～96kHz，過取樣頻率為96kHz的8倍過取樣。另外，其輸入音頻數據格式為20bit或24bit，快速電流輸出為±1.2mA/200ns，電源電壓為±5V。

PCM1704是1999年2月推出的產品，以今天不斷發展的眼光來看略微顯得有些落後，尤其是它的取樣頻率只有96kHz。Burr Brown公司於今年4月29日推出了可以取代PCM1704地位的新一代DAC芯片PCM1738。其採用先進程序段（Advanced Segment）芯片架構設計，此結構可以取得更高的動態範圍和時基抖晃的容差。雖然信噪比略微降低至117dB，但動態範圍卻加寬至117dB，總諧波失真和噪聲也降低到0.0004％（－107.96 dB），取樣頻率範圍是10～200kHz 。PCM1738可以通過光纖界面另外連接數字濾波器和對應SACD的DSD解碼器，同時其內置8倍過取樣數字濾波器、數字補償、數字去加重和軟靜噪。它的全比例輸出電壓為2.2Vrms，微分電流輸出為±2.48mA。這是一塊專為多聲道放大器設計的DAC芯片。

除此外，一些老掉牙的BB芯片仍然有時會出現，如20BIT的PCM63，這應該是BB公司最為經典的DAC芯片了，有着優異的性能指標和不錯的聽感。在以前的很多高檔機上總是見其身影。

20BIT的PCM1702，這個是BB公司用來替代PCM63的產品。有着比PCM63更好的性能指標，但不知是什麼原因，很多人是寧願喜歡PCM63的聲音而不大願意接受PCM1702的聲音，估計可能是PCM63比PCM1702更容易得到厚暖的聲音。

PCM1702和PCM63和PCM1704 都採用了BB公司獨有的COLINEAR結構，它在每一個聲道使用了兩個的19bit的DAC分別負責正負半周的訊號，再將DAC的電流輸出部分合2為一，這個結構不但有着多Bit DAC的高動態特性，更成功解決了在一般多Bit DAC上所出現的過零失真的問題，使輸出的線性獲得改善。

BB公司大部分的DAC芯片通常分為三級，分別是：標準型的P後綴，較高級的PJ後綴，高等級的PK後綴，內部結構完全一樣，在性能上略有不同。

PCM1792：1794和1792的技術指標，性能，腳位，都是一模一樣的。他們區別在於，1794支持硬件控制，1792支持軟件控制。由於1792設計還需要加一個軟件寫入，保修代換都比較麻煩，所以一般HIFI設計人員都更喜歡用1794或1704。結果1794的銷售量是1792的好幾倍，用的廠家多，周邊電路設計更成熟。

PCM1794：繼1704後新出來的芯片，性能指標公認的世界第一（當時）。細節，動態，解析力和1704一樣無可挑剔，也有相當不錯的音樂味道，聲音效果和PCM1704幾乎一模一樣。是屬於，寬鬆大氣，舉重若輕，非常輕鬆悠閑，低音動態表現也非常到位，聽感輕鬆，能靜能動類型。就是價格比較貴，需要更複雜的配套線路，才能達到最高最強的效果。聽過好的1704/1794後，聲音很難忘懷。國外很多用1704/1794，作為核心，做出萬元以上的解碼器比比皆是。更有甚者，採用2並聯或2差分+2並聯（一共4個），作為解碼，這樣它的動態也可以大1倍，電流驅動能力強1倍，以達到極高效果。聲音也更厚實。

PCM1798：1794，1792，1798是3兄弟，PCM1798是1794/1792的簡化版，性價比高一些。

PCM1793：按照PCM的定位，比1798還要低2檔，也屬於做性價比的產品，不過周圍配套電路簡單。

PCM系列芯片效果極佳，但對設計者功力要求極高，設計不好也很容易出惡聲，如果要買DIY圈的作品不建議選擇這個。

2、ADI公司的AD1862

這是Analong Devices公司所生產的20BIT DAC芯片，AD1862的訊號/雜音比非常優良，在外接二個旁路電容的狀態下，訊號/雜音比可以高達119dB，而20BIT的分辨率也使它有120dB的動態範圍，典型的應用就是DENON的DG2560了。在此要說明一點，某些半導體廠商在較高級的晶片出廠之前，將成品進行測試並就其性能分類，因此即使是同一品牌、同一編號的dac，在性能和價格上還有分別。AD1862分成AD1862N 和AD1862N-J兩個等級。

ad1862的外觀是16pin的塑膠dip包裝，電路結構大致由三個部分所構成。串列訊號輸至一個20bit的解碼部分轉化成並列訊號傳送到20bitdac，將數位訊號轉換成類比電流訊號輸出，另有一組參考電壓源供應給20bit dac部分。

它除了使用在數位音響之外，亦使用在電子合成樂器、專業錄音的數位混音器及各種效果器上，應用的範圍相當廣泛。

3、PHILIPS的TDA1541和TDA1543

TDA1541和TDA1543都是16BIT的DAC芯片，TDA1541可以稱為16BIT芯片的中的王者了。其優異的THD+N性能指標連許多所謂的18BIT DAC芯片也追趕不上的。特別是其可以外接的階梯旁路點容，更成為DIY玩家調整聲音所喜愛。MARANTZ和PHILIPS的是該DAC芯片的主要用家，特別是MARABTZ連其頂級CD上也使用了他。

TDA1543也是16BIT的DAC，其只有8個引腳，可算是極簡單的DAC芯片了。但其高頻的失真也算的上是慘不忍睹的了。TDA1543有後綴帶A的TDA1543A和不帶的TDA1543，這兩個型號接受的數據格式是不同的，不可以直接代換。其分別是：TDA1543A是接受MSB 16BIT的數據信號，不可以接受IIS數據格式的。而TDA1543則是只接收IIS數據格式的。

TDA1541則有4種，檔次由低到高的排列分別是：TDA1541A，TDA1541A/R1，TDA1541A/S1，TDA1541A/S2，他們的性能數據是不同的，其主要分別表現在S/N和-60DB時的THD+N的失真，這4個型號都是只接受IIS的數據格式。

TDA1541雖然是16BIT的，但效果超一流，中音溫暖迷人，音樂味道濃郁。屬於溫暖甜美類型，適合中小編製古典和人聲。

4、SANYO的LC7881和LC78820，LC7881是16BIT的，而LC78820則為18BIT，以前的一代平價 CD機CEC891使用的DAC芯片就是LC78820。而LC7881則多數使用在平價機中，其性能沒有 PCM56好。

到多BIT的DAC芯片，還有一個是不得不提的，就是ULTRA ANALOG公司的D20400A，有着良好的性能指標和聽感以一身的20BIT的DAC芯片，當年只有在高價的器材中才可見其身影。

現在的DAC芯片生產陣營可是比多BIT的強大得多了。計有PHILIPS的比特流技術，松下的 MASH，CS公司的DELTA SIGMA，SONY的PULSE，還有日本AK和NPC。

二、1bit的芯片介紹

1、philips saa7350

saa7350是飛利浦公司生產的1 bit dac，每一片saa7350可以提供兩聲道的平衡輸出。

當它與20bit八倍超取樣的數位濾波器連接，左右聲道的數位訊號經輸入介面送進雜訊整形濾波器，出來成為1 bit 訊號，再進入由cmos閘和電容組成的1 bit d/a將1 bit 訊號變成連續訊號，最後透過類比低通濾波器輸出。

philips的dac7解碼模組中就有使用到saa7350，實際上該說它只用了saa7350的前半總再加上兩枚tda1547 1bit converter，tda1547的功能大致相當於saa7350的雜訊整形濾波器輸出的1 bit訊號，然後經過tda1547的1 bit d/a至積分線路，再經由低通濾波器輸出由saa7350+tda1547再加上npc的sm5803和其他周邊元件就是dac7數位模組，廣泛地使用在飛利浦和其他廠牌的1 bit d/a系統中。

dac7的作法雖然僅將saa7350中的後半總另外使用，卻使得類比部分免於受到數位部分的嚴重干擾，使線性更加完善，否則飛利浦也不會如此浪費去使用和saa7350類比部分功能重複的tda1547晶片。

早期的1bit dac為達到多bit相當程度的精確度，必須使用非常高頻的colck。若是用1bit d/a以一個lsb表示16bit的資料，clock頻率將高明達44.1khzx（216-1）=2.8900935ghz，才與16bit相當就需要近3ghz的時鐘頻率。這樣看來，似乎1bit dac沒有什麼前途。還好後來又陸續發展△∑調變方式，又演進到“多級雜訊量化抑制技術”mash（multistage noise shaping）使1bit dac可以比以前使用較低倍的clock就能得到更高的精確度。在今天，大多數的1bit解碼單元都有應用到上述技術，所以不論是mash、△∑、 ∑deco，其實都是1bit。

2、Crystal公司的CS4396/4397和CS43122

Crystal公司在數字音頻界也具有很高的地位，其1999年7月推出的CS4396和CS4397足以與PCM1704平起平坐。 CS4396採用非常流行的多比特 Delta Sigma 解碼方式，擁有24bit的解碼精度，同時內置數字濾波器。CS4396依據飛利浦開發的動態單元匹配技術（Dynamic Element Matching）將脈衝數碼調製（Pulse Code Modulation）信號轉換為脈衝密度調製（Pulse Density Modulation）信號，最後通過開關電容構成的低通濾波器將數字信號轉換為模擬信號。這種多比特芯片結構擁有更低的頻帶外噪聲，對時基抖晃的敏感程度也降低不少。當時，CS4396的取樣頻率最高已經達到192kHz，信噪比也達到了令人驚異的120dB，總諧波失真和噪聲達到了－100dB，動態範圍則達到了120dB(超過了PCM1704)。CS4397的性能參數與CS4396沒有什麼太大差別，區別之處只在於CS4397可以提供外接PCM或SACD的DSD內插式濾波器。1999年10月，Crystal推出集成度更高的CS4391/4392，其內部不僅包含四階Delta Sigma解碼，數字濾波器更包含模擬輸出濾波器和音量控制。它的取樣頻率最高仍為192kHz，但動態範圍降低到了107dB，總諧波失真和噪聲達到了－97dB 。

在2000年12月， Crystal 公司推出了性能更為優越的DAC芯片CS43122，它採用了第2代的動態單元匹配技術，獲得了高達122dB的動態範圍。它的信噪比仍然是令人驚異的120dB，總諧波失真和噪聲達到了－102dB，是當年性能最好的DAC芯片之一。

CS4397聲音中性，音樂感染力好，解析力和動態都高於TDA1541，音樂味道高於AD1955，是介於1541和1955的風格中間。這特特性造就了聲音比較厚實，高音最細膩，屬於中性偏溫暖類型的聲音，聲音甜美。大量名機選用，例如美國MBO的機器，參考線路多，設計成熟。

CS43122：比CS4397效果更好，音色稍有區別。為當年水晶公司的頂級款。不過芯片現在已經停產了。

3、ADI公司的AD1853

Analog(模擬器件)公司在DAC芯片領域也有一席之地， 1998年年底該公司推出了最頂級的DAC芯片AD1853。它是世界上第1片可以適應DVD Audio 192kHz取樣頻率且擁有多比特Delta Sigma解碼功能的芯片。其完全適應DVD Audio的全部格式，支持48kHz、96kHz、192kHz的取樣頻率，支持24bit的數據寬度，支持紅皮書標準，內置速度為50 μs/15 μs數碼去加重濾波器（取樣頻率為32kHz、 44.1kHz和48kHz），並且它的截止通頻帶內補償高達115dB。AD1853內含完美差分線性還原技術，可以大幅降低噪聲。其內置數據非規律型定向技術，可以將感染時基抖動（Jitter）的可能性降之最低。最優秀的是它的總諧波失真加噪聲在單聲道時為－107dB，立體聲時為－104dB。雖然過去兩年多了，但仍然沒有任何DAC芯片擁有如此低的噪聲和失真。AD1853在其他方面的性能也絲毫不差。其A計權單聲道不靜音取樣頻率為 48kHz 情況時的信噪比為120dB，立體聲時為117dB； A計權單聲道不靜音取樣頻率為48kHz情況時動態範圍為119dB，立體聲時為116dB。單從數據上看，它也可以成為世界上最好的DAC芯片之一（同時也是數據規格最嚴格的廠家之一），並且將此記錄保持了兩年多。Analog後面推出比AD1873更高檔的DAC即AD1955。

這樣好的芯片不會無人賞識，金嗓子在它生產的兩聲道解碼器和CD機中全部使用AD1853，而天龍也在其所有頂級多聲道放大器和CD 機中廣泛使用AD1853。

AD1853芯片和AD1955的細節和動態很好，能量感也好，除了PCM1704/1794，其細節/動態/解析力相當高，屬於兇悍類型。但有的人覺得聲音象白開水，缺少音樂性。AD1955的設計需要會軟件編程的，如果只用硬件是很難完全發揮優勢的。

4、NPC公司的SM5865

超過AD1853的DAC芯片只有NPC公司的SM5865。NPC在業界也具有較高的知名度，像馬蘭士的高級CD唱機就大量使用NPC的SM5872作D/A轉換，但在多聲道環繞聲放大器之中NPC的身影不常見。然而，NPC的DAC芯片質素之高絲毫不遜色於世界上任何一個廠家。SM5865採用了飛利浦第2代動態元素配對技術、三階Delta Sigma噪聲整形器，31級量化，從而獲得了目前世界上最低的DAC芯片總諧波失真特性。其總諧波失真加噪聲只有0.0003％，也就是－110.5 dB。它的音頻帶內量化殘留噪聲也非常低，甚至可以省去低通濾波器。輸出級也採用了差分電路，可以輸出非常準確的模擬信號。SM5865仍採用24bit的轉換精度，最高取樣頻率也是192kHz，動態範圍為117dB，信噪比為120dB。需要指出的是SM5865是單聲道芯片。

5、Wolfson——WM8741

WM8741是Wolfson公司推出的代表產品，Wolfson是目前消費性電子市場高效能混合訊號芯片領導大廠，致力於設計和供應突破性產品，包括超低功耗和高效能的音訊元件、微機電麥克風、電源管理IC和噪音消除方案，構成完整的Wolfson AudioPlus產品組合，協助Wolfson目前客戶數碼消費性電子產品建立競爭優勢，並實現全新終端使用者經驗。

WM8741將超高性能的帶外噪音及線性度，以及特有的可編程高品質數字濾波器結合在一起，該器件可生成比過去傳統的數字模擬轉換器更加自然的“模擬感覺”聲音。通過特有的低階調製器和多位數字模擬轉換器（DAC）架構，可獲得較低的頻段外噪音和高品質的線性度，從而提高聲音質量。WM8741獨到地對傳統DAC中發現的非自然預響和延遲影響進行特定處理，為音樂回放提供了更清晰、更自然的聲音。

WM8741的指標很高，但實際聽音效果遜色於他的技術指標。和PCM1794/PCM1792還是沒法比。總體來說屬於聲音細膩甜美類型，比較平和的聲音，帶有一些歐洲英國味道。缺點是，兼容性相對CS4398差一些，如果硬控和軟件設計不太好的話，容易出一些奇怪的問題。這芯片和AD1955一樣，產品線路設計和調音對聲音影響比較大。英國“蓮”比較喜歡用WM8741，有歐系的模擬音樂味道。

6、Cirrus Logic——CS4398

CS4398的生產廠家是Cirrus Logic公司，該公司是精密線性電路和高品質混合信號芯片的供應商。以自己的品牌和商標出售其產品，所生產的產品被應用于海量存儲（磁存儲和光存儲）、音頻設備（專業、消費領域和個人計算機）、精密數據轉換等領域。在過去的十年間，Cirrus Logic公司獲得60多項行業一，其中許多項技術確立了新的相應的工業標準。

CS4398是一個完善的立體聲24位/192千赫數字至模擬（D/A）轉換系統。該D/A系統具有數字去重、0.5分貝步長音量控制、ATAPI聲道混合、可選快速和慢速數字插補濾波器、以及一個採用失配定型技術電容錯配消除失真的過採樣多位Delta-Sigma調節器。該系統還配備一個多元素轉換電容和帶差分模擬輸出的低通濾波器。表現的出來的聲音：較為溫暖細膩，富有情感，細節表現出色。CS4398是CS43122停產後推出的新的芯片，為現在水晶公司最高級別款。聲音風格類同於CS43122，現在與CS4397一起並肩作戰於DAC解碼芯片市場。周圍電路設計好了，動態決不遜色於PCM1704/1794等更高指標芯片。表現出來的聲音：溫暖細膩，大概是這幾款頂級芯片裡面最細膩的了，聽唱歌非常好，富有情感，細節表現好，動態指標也非常高，柔中帶剛。