MINI解碼器S/T4 AD1852制作歷程

AD1852這個IC是一款完整的18/20/24位單芯片、立體聲數(shù)字音頻回放系統(tǒng)，由多位∑-△調(diào)制器、數(shù)字插值濾波器和模擬輸出驅(qū)動電路組成。此款S/T4版DAC是筆者設(shè)計的第四版，經(jīng)過精心設(shè)計和制作，可以最完整地發(fā)揮出這款芯片的優(yōu)秀特性。

AD1852芯片是ADI新生代DA的代表作之一，在聲卡、CD機(jī)、DVD上都看得到它的身影。它內(nèi)置片內(nèi)立體聲衰減器，具有通過SPI兼容型串行控制端口編程實(shí)現(xiàn)靜音功能等特性。該器件完全兼容現(xiàn)有的全部DVD格式，包括96kHz、192kHz采樣頻率和24位格式。它還具有向后兼容能力，支持用于“紅皮書”壓縮光盤的50/15μs數(shù)字去加重，以及在32kHz和48kHz采樣速率時去加重。

在成品機(jī)的應(yīng)用上，比較出名的要數(shù)英國之寶的G系列CD：

MERIDIAN 507.24 AD 1852JRC Phmps VAL1250

MERIDIAN G06 AD1852 DVD ROM DVS DSL-710A

MERIDIAN G07 AD1852 DVD ROM DVS DSL-710A

MERIDIAN G08 AD1852 DVD ROM DVS DSL-710A

早前我曾設(shè)計過三款版本，第一、二版本的AD1852分別是CS8420+ADl852+HDAM和CS8420+AD1852+OP。第三版是AD1852 DIR9001+ADl852+OP 24/96，更換了DIR。第四版本S/T4版本沿用了第三版的結(jié)構(gòu)——DIR9001+ADl852+OP（附加功能USB），并做了一個新的布局，修改增強(qiáng)了數(shù)字輸入的匹配。另外，我還重新計算調(diào)整了LPF，同樣支持24bit/96K。完成后的PCB尺寸僅為138mm*140mm，可以說是我設(shè)計過的最MiNi的DAC了，我對PCB的設(shè)計還是很滿意的，成品機(jī)的表現(xiàn)也發(fā)揮出了預(yù)期的效果。

關(guān)于AD1852+DIR9001這兩個IC，我做了幾個版本并總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)，先跟大家分享一下：

1.地線

根據(jù)官方的使用手冊可知，地線分DGND和AGND，設(shè)計的時候并不是把兩個地線分開，而是設(shè)計歸類再整合。因?yàn)锳D1852為電壓類輸出，內(nèi)含模擬放大，把DG/AG地線劃分開。根據(jù)手冊和實(shí)驗(yàn)得知，兩地線的整合在IC的底部連接是最好的（他家另一DA AD1853的EVM有地線連接說明）。

2.IC電源退耦

電容必須靠近電源引腳，按電源—電容—IC方式排列，處理不好的話很容易導(dǎo)致IC工作不穩(wěn)定，容易受干擾。當(dāng)然，也有專用的復(fù)位IC可選，但我認(rèn)為沒那個必要。

3.輸出

正負(fù)輸出的對地電平并不是相等的，因?yàn)闊o內(nèi)部電路所以沒有深入研究。這個可以通過0電位鉗位電路和設(shè)置調(diào)O電路來解決，在平衡輸出時需要注意S/T4。

4.MUTE

默認(rèn)使用0有效，但是這個腳一直為0，在時鐘丟失時DA會輸出噪聲。個人建議用ERROR去控制，1為輸出靜音，96/48、192/48兩腳為0，可自適應(yīng)采樣，至于去加重等功能可以無視。

5.DIR9001

DIR9001是個優(yōu)秀的DIR（低JITTER），這個設(shè)計類似其他的DIR，外接FILT腳，此腳線路接地最好獨(dú)立回到退藕電容地。

6.External Loop Filter

外部的電阻電容，手冊要求是<5%，對于使用PLLMODE，這幾個元件的精度是重點(diǎn)了。

下面說說PCB修正和元件調(diào)整：

PCB修正：

1.在首版的基礎(chǔ)上，增加頂層地線鋪地，DGND增加部分過孔，使地線遠(yuǎn)端和近端電勢差更小，這個從實(shí)際的測試SN可以得到驗(yàn)證。然而，意想不到的是，修正后時鐘線更干凈了，其實(shí)我早該這么做，只是第一版忽略了而已。

2.調(diào)整IC的退藕回路，為了后期更多元件選擇，沒有使用SMD的元件（設(shè)計此DAC曾想過）。往往一個直插的元件都有一個9001或1852般大小，所以對于這兩個IC的電源和芯片去耦電容在布置和走線上花了不少時間，改版的重點(diǎn)都放在這里。

3.改版過程中，并不急于動手，我找了一些關(guān)于此IC的資料，重新調(diào)整了LPF，主要是在模擬地線和數(shù)字地線的集合上。

這次改版本，把上版錯誤或誤判的設(shè)計都進(jìn)行了修正，在實(shí)際測試中也得到部分提升，我有理由相信如全換SMD，參數(shù)上會有更好的提升，但是樂趣卻要大減。

元件調(diào)整：

在第三版，我拆了一臺CD機(jī)另組裝起來，目的是保證元件質(zhì)量，主要為測試用。而改版后的最終版元件主要由PHILIPS和日產(chǎn)的元件組成；IC搭配為：DIR9001*1+ADl852*1+5534*2，邏輯IC為：26LS32.1+74HC104*1+74HCl25*1。

經(jīng)過多次精心設(shè)計和制作，最終版本已完成，此板小巧，用料適當(dāng)，聲音達(dá)到預(yù)期效果，個人比較滿意。

RMAA實(shí)測數(shù)據(jù)如左圖。

ADI在數(shù)碼音頻，應(yīng)用還算比較少的，記憶中也就兩三個廠家的CD機(jī)在用。此款芯片是厚聲的代表。個人聽感描述，以滿分10來評定：（僅代表個人觀點(diǎn)）

音色：8.5分，比較中性的聲音，渲染少，人聲和弦樂類很真實(shí)。

平衡度：9.5分，中低頻能量感十足，高頻表現(xiàn)不算出彩，但細(xì)節(jié)方面卻能給出足夠內(nèi)容。

動態(tài)：9.0分，大開大合的表現(xiàn)，聽小作品音樂、古典音樂、交響樂等，特別舒心。

質(zhì)感：8.0分，在低頻量感足的樂器上可以給滿分，而對于敲擊類樂器則不算出彩，比較綜合。

定位：8.5分，能形成一個很好的音樂氛圍，演唱者站位和樂器位置清晰。（PS：這個和設(shè)計有很大的關(guān)系，一個不好的設(shè)計，聲音是散的就談不上定位了。）