DSD/A数模变换器DSD-1700 摘要：DSD-1700是索尼公司一与Burr-Brown公司合作工发的可在超级音频CD（SACD）播放电中将数据流（DSD）变换成模拟音频信号的新型D/A变换器。本文介绍DSD-1700的工作原理、功能特点及基本应用。 关键词：DSD-1700 SACD DSD/A数模变换器 模拟FIR滤波器

1 引言

新世纪的数字音频设备已经走向市场，其中索尼公司推出的SACD则采用了新型的DSD（Direct Stream Digital）编码方式。这川简单的编码方式可实现高精度的D/A变换编码。DSD-1700是第一款能完成直接数据流变换的IC芯片，它操作简单，同时还能用作模拟FIR滤波器。

DSD方式是将信源的模似信号以64fs的频率进行△∑调制信号经过低通滤波器滤波处理就能直接得到模拟信号。

但在实际进行DSD/A变换时，SACD对低通滤波器的功能和特性有一定的要求。一般CD机中的运放所构成的有源滤波器不能满足这种要求。1bit数字数据在时间轴上有大量的信息，要从中还原出模拟信号，必需采用符合△∑调制频率特性的低通滤波器。具体讲就是需要用模拟FIR滤波器来实现，DSD-1700的基本动作就是模拟FIR滤波器。

2 DSD-1700工作原理

DSD-1700的工件原理图如图1所示。它由DSD信号接口部分、工作脉冲发生器、移位寄存和模拟FIR滤波器构成。为了把时间轴产生的误差及电源电压和噪声影响降到最小，DSD-1700的整体结构采用双差分电路形式。

2.1 DSD输入/定时发生器

图2为DSD-1700输入信号的定时关系。SCK（256fo）为内部工作定时的系统时钟。DCK（64fs）是读取64fs频率的DSD数据时钟。1bit64fs的DSD数据从DATA输入。定时发生器把256fs和64fs等时钟的内部工作时间关系处理好后，再经后段发生定时信号。

2.2 工作脉冲发生器/移位寄存器

64fs的DSD信号经工作脉冲发生器送到移位寄存器中。工作脉冲发生器用于生成DSD信号的时钟，这种时钟能使时钟的定时变换误差和噪声的影响降到最小。移位寄存器把DSD信号转变为模拟FIR滤波所需要的8bit输入数据块。

2.3 模拟FIR滤波器

模拟FIR滤波器的基本电路如图3所示。输入的DSD信号经延时后叠加在一起，变换成模拟信号。图4是DSD-1700实际采用的8bit模拟FIR滤波器的等效电路。它由8个缓冲放大器和电阻网络构成，其中电阻网络的电阻值决定滤系数。

在DSD-1700中，这川8个电平的模拟FIR滤波器有热端（HOT）正、负和冷端（COLD）正、负共四个输出端子，以双差分电路方式运行。最后，由外部双差分单端变换电路转换成一路模拟输出。

3 DSD-1700的规格

DSD-1700采用28脚SSOP封装，表1为各引脚的功能说明，其主要电气特性如表2所列。由于DSD方式的重插频率带宽高达110kHz，故THD+N和动态范围等主要音频特性的测试标准尚未明确。因而DSD-1700的电气参数是以CD测试的条件来确定的。

表1 DSD-1700的管脚说明 脚号 名 称 I/O 说 明 脚号 名 称 I/O 说 明 1 DGND - 数字地 15 IOUT CN OUT DAC模拟输出（冷端负） 2 VDD - 数字电源+5V 16 IOUTHP OUT DAC模拟输出（热端正） 3 RST IN 预置控制输入，低电平有效 17 AGND - 模拟地 4 PHASE IN 数据相位选择，L通过，H反相 18 AGND - 模拟地 5 AGND - 模拟地 19 VCC - 模拟电源，+5V 6 VCC - 数据相位选择，L通过，H反相 20 AGND - 模拟地 7 AGND - 模拟地 21 VCC - 模拟电源，+5V 8 VCC - 模拟电源，+5V 22 VCC - 模拟电源，+5V 9 VCC - 模拟地 23 AGND - 模拟地 10 AGND - 模拟电源，+5V 24 VCC - 模拟电源，+5V 11 VCC - 模拟电源，+5V 25 AGND - 模拟地 12 ANGD - 模拟地 26 DATA IN DSD数字输入 13 IOUT HN OUT DAC模拟输出（热端负） 27 DCK IN 数据时钟输入 14 IOUT CP OUT DAC模拟输出（冷端正） 28 SCK IN 系统时钟输入

表2 DSD-1700的电气参数 参 数 条 件 DSD1700E 单 位 最小值 典型值 最大值 输入

时钟 取样频率 fs 　 44.1 　 kHz 数据频率 64fs 　 2.8224 　 MHz 系统频率 256fs 　 11.2896 　 MHz 数字

输入 高电平输入电压VIH 0.7VDD 　 　 V 低电平输入电压VIL 　 0.3VDD V 高电平输入电流IIH 　 　 ±10 μA 低电平输入电流IIL（1）

IIL（2） 　 　 ±10 μA 　 　 -120 μA 模拟

输出 满幅电流 VCC=VDD=5.0V 　 2.5 　 mA 增益误差 VCC=VDD=5.0V 1.0 TBD %FSR 　 失调误差 VCC=VDD=5.0V 1.0 TBD %FSR 　 输出阻抗 VCC=VDD=5.0V 2　 　 kΩ 　 动态

特性 THD+N VOUT=0dB 　 0.0015 TBD % 动态范围 VOUT=0dB 110 　 dB 　 信噪比 VOUT=0dB 110　 　 dB 　 频率响应 -3dB 100 　 kHz 电源

要求 电压范围 VCC,VDD 4.5 5 5.5 VDC 电流ICC+IDD VCC=VDD=5.0V 5.8 TBD mA 温度

范围 工作温度 VCC=VDD=5.0V -25 　 +85 ℃ 存放温度 VCC=VDD=5.0V -55 　 +125 ℃ 热阻QJA 28脚SSOP 　 100 　 ℃/W 输入脉冲占空比要求 50 　 %

4 DSD-1700的应用电路

图5是DSD-1700的基本连接电路，该电路连接非常简单，除输入元件之外，再就是用于电流滤波的9只电容。由于内部模拟FIR滤波器的自锁电路需用独立的电源和地线，故DSD-1700有多对电源输入，C1～C9就是起电源去耦作用的电容，可分别选用0.1μF的陶瓷电容与100μF的优质电解电容进行并联。另外，印制板上的电源走线也需要加以考虑。

图6是将接收到的DSD-1700输出双差信号转换成单端模拟输出的实际变换电路。该电路用三只运放构成。IC1和IC2构成差动电流/电压变换电路，IC3和0dB差动放大。由于经DSD处理的信号带宽较大，因此要十分注意运放的增益带宽积和动态特性指标。

若用DSD-1700制作SACD播放机，后段还需加模拟LPF，以控制带宽和过渡带的下降速率。另外，一片DSD-1700只能处理单一声道信号，因此，一般立体声播放机需用2片。

DSD-1700目前已用于索尼公司的各种级别DSD信号所对应的立体声设备中，并受到一致好评。