2024年4月28日发(作者：利玮)
百度文库 - 让每个人平等地提升自我
各类型音频DAC的应用
稍微熟悉一点音响知识的人都知道，CD机电路的核心就是DAC，DAC的品质直接
关系到CD的质量，高档的发烧音响系统通常把CD分为转盘和DAC两个独立的
系统，采用顶级的设计，加上顶级的用料，希望能达到“天籁之音”的效果。
一台优质的DAC会卖到几千甚至几万元，为了达到自己希望的音质效果，有的
高烧友甚至会自己打造顶级的DAC，有的设计已经成为一代经典之作。DAC、功
放、音箱是最能显示高烧友的温度和水平的东西了。那么，DAC到底是个什么东
西呢？为什么有那么多的发烧友会为此痴迷呢？
数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量，实现该功能的
电路或器件称为数模转换电路，通常称为D/A转换器或DAC(Digital Analog
Converter)。我们知道数分可为有权数和无权数，所谓有权数就是其每一位的
数码有一个系数，如十进制数的45中的4表示为4×10,而5为5×1，即4的
系数为10，而5的系数为1, 数模转换从某种意义上讲就是把二进制的数转换
为十进制的数。最原始的DAC电路由以下几部分构成：参考电压源、求和运算
放大器、权产生电路网络、寄存器和时钟基准产生电路，寄存器的作用是将输
入的数字信号寄存在其输出端，当其进行转换时输入的电压变化不会引其输出
的不稳定。时钟基准产生电路主要对应参考电压源，它保证输入数字信号的相
位特性在转换过程中不会混乱，时钟基准的抖晃（jitter)会制造高频噪音。二
进制数据其权系数的产生，依靠的是电阻，CD格式是16bit,即16位。所以采
用16只电阻，对应16位中的每一位。参考电压源依次经过每个电阻的电流和
输入数据每位的电流进行加权求和即可得出模拟信号。这就是多比特DAC。
多比特与1比特的区别之处就是，多比特是通过内部精密的电阻网络进
行电位比较，并最终转换为模拟信号，好处在于高的动态跟随能力和高的动态
范围，但是电阻的精度决定了多比特转换器的精度，要达到24bits的转换精度，
对电阻的要求高达0.000015，即便是理想的电阻，其热噪音形成的阻值波动都
会大于此值，多比特系统目前广泛采用的是R-2R梯形电阻网络，对电阻的精度
要求可以降低，但即便如此，理想状态的电阻达到的转换精度也不会达到
24bits，23bits已经是极限。多比特系统的优点在于设计简单，但受制于电阻
的精度，成本也高。
单比特的原理：依*数学运算的方法在CD的脉冲代码信号（PCM）中插
入过取样点，插入7个取样点就是18倍过取样，这些插入的取样点与原信号通
过积分电路进行比较，数值大的就定为1，数值小的就定为0，原先的PCM信号
就变成了只有1和0的数据流，1代表数据流较密集，0代表数据流较稀疏，这
就是脉冲密度调制信号（PDM），脉冲密度调制信号经过一个开关电容网络构成
的低通滤波器，1就转换为高电压信号，0就转换为低电压信号，然后通过级联
积分，最终转换为模拟信号。插入取样信号会制造出许多高频噪音，所以还要
经过一个噪音整形电路处理，将这些噪音推移到人耳听不到的频域。
1bit的优点在于转换精度不受制于电阻，转换精度可以超过24bits,成
本也低，但是设计过取样和噪音整形的电路难度很大。因为电阻在精密程度（光
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刻）和热噪音（材料）上对音质影响相对小些，而1比特的电容和积分电路对
音质影响对于CD的数据格式则相对大些，单从声音素质上应该说多比特优于1
比特，多比特对16比特的CD信号直接进行转换，而单比特还要经过一个PCM
信号转换为PDM信号的程序，还要经过开关电容的充放电过程，虽然从理论上
来说，最终得到模拟信号的速度和多比特相比不会慢到可以比较的程度，但是
实际听感上，单比特不如多比特听起来更有活力，单比特似乎要慢一点，中频
厚一点，音色比较浓郁。
1bit始创于飞利浦，分为三派，一派是以飞利浦为代表的比特流
Bitsream，一派是以松下为代表的MASH，但是MASH的创始者是NTT公司，还有
一派就是今天非常流行的am采用最传统的三阶或四阶噪音
整形，MASH （Multi Stage Noise Shaping)就是多级噪音整形，它将最初的量
化值与原信号的误差保留下来，下一次量化时先将上次量化值与误差从原信号
中减去，这样重复数次，可以将二进制信号变换为脉冲宽度调制（PWM）的信号
（PWM和PDM几乎一样）还可以将量化制造的噪音推到甚高频段，从而减少可闻
频段的噪音。
但是似乎只有松下公司大量采用这种技术。现在MASH已经很少见了，
但从理论上来说它是很优秀的。1987年，飞利浦公司首次推出采用数字比特流
技术（Bitsream)的单比特DAC芯片，它为高性能低价格CD唱机的出现奠定了
坚实的基础。1991年9月推出的DAC-7将比特流技术发挥到淋漓尽致的地步，
同时还保持了合理的价格。音响史上有众多采用DAC-7的名机。如飞利浦的
LHH-900R，800R,300R,951。马兰士的CD-72，CD-17，CD-23。麦景图的MCD-7007。
先锋的早年旗舰PD-T07。meridian的602/603,还有几乎所有欧洲数字音源厂家
如Rotel,Altis,Deltec,Revox,Studer等都在其旗舰系统中采用DAC-7。进入
21世纪之后，TDA1547依然锋芒未减，目前世界上最高级的SACD唱机——马兰
士的SA-1仍然采用DAC-7，令世人不得不对DAC-7再次侧目。迄今为止，DAC-7
仍然是飞利浦最高级的比特流DAC芯片。在飞利浦的产品手册里，是这样评价
DAC-7的“拥有顶级性能的双声道数字比特流DAC芯片，1Bit数字模拟转换器
专用，使用DAC-7可以轻而一举获得高保真的数字音频再生，DAC-7非常适合用
于要求高质量的CD和DAT播放器，或者用于数字放大器和数字信号处理系统之
中”。这样的评价非常中肯。
DAC-7包括TDA1547和SAA7350 ，因为过取样和噪音整形电路制造出的
大量高频数字信号会对TDA1547中的模拟电路造成干扰和调制。所以将配合
TDA1547的三阶噪音整形和24倍过取样电路单独设计于SAA7350之中。这也是
TDA1547成功的最关键之处。现在飞利浦又对SAA7350加以全面改进，将数字滤
波器也集成进来，新型号定为TDA1307，仍然是专门配合TDA1547的芯片。不过
TDA1547和TDA1307合起来叫DF7。 TDA1547采用了双极组合型金属氧化物半导
体工艺。在数字逻辑电路方面，采用最佳的时钟频率，可以减少数字噪音的产
生。在模拟电路方面采用双极型晶体管，可以使运算放大器获得较高的性能。
在电源供应方面，TDA1547费尽心机，首先是模拟电路与数字电路分开供电，在
数字电路里面，高电平逻辑电路与低电平逻辑电路分开供电，并且都是左右声
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2024年4月28日发(作者：利玮)
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各类型音频DAC的应用
稍微熟悉一点音响知识的人都知道，CD机电路的核心就是DAC，DAC的品质直接
关系到CD的质量，高档的发烧音响系统通常把CD分为转盘和DAC两个独立的
系统，采用顶级的设计，加上顶级的用料，希望能达到“天籁之音”的效果。
一台优质的DAC会卖到几千甚至几万元，为了达到自己希望的音质效果，有的
高烧友甚至会自己打造顶级的DAC，有的设计已经成为一代经典之作。DAC、功
放、音箱是最能显示高烧友的温度和水平的东西了。那么，DAC到底是个什么东
西呢？为什么有那么多的发烧友会为此痴迷呢？
数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量，实现该功能的
电路或器件称为数模转换电路，通常称为D/A转换器或DAC(Digital Analog
Converter)。我们知道数分可为有权数和无权数，所谓有权数就是其每一位的
数码有一个系数，如十进制数的45中的4表示为4×10,而5为5×1，即4的
系数为10，而5的系数为1, 数模转换从某种意义上讲就是把二进制的数转换
为十进制的数。最原始的DAC电路由以下几部分构成：参考电压源、求和运算
放大器、权产生电路网络、寄存器和时钟基准产生电路，寄存器的作用是将输
入的数字信号寄存在其输出端，当其进行转换时输入的电压变化不会引其输出
的不稳定。时钟基准产生电路主要对应参考电压源，它保证输入数字信号的相
位特性在转换过程中不会混乱，时钟基准的抖晃（jitter)会制造高频噪音。二
进制数据其权系数的产生，依靠的是电阻，CD格式是16bit,即16位。所以采
用16只电阻，对应16位中的每一位。参考电压源依次经过每个电阻的电流和
输入数据每位的电流进行加权求和即可得出模拟信号。这就是多比特DAC。
多比特与1比特的区别之处就是，多比特是通过内部精密的电阻网络进
行电位比较，并最终转换为模拟信号，好处在于高的动态跟随能力和高的动态
范围，但是电阻的精度决定了多比特转换器的精度，要达到24bits的转换精度，
对电阻的要求高达0.000015，即便是理想的电阻，其热噪音形成的阻值波动都
会大于此值，多比特系统目前广泛采用的是R-2R梯形电阻网络，对电阻的精度
要求可以降低，但即便如此，理想状态的电阻达到的转换精度也不会达到
24bits，23bits已经是极限。多比特系统的优点在于设计简单，但受制于电阻
的精度，成本也高。
单比特的原理：依*数学运算的方法在CD的脉冲代码信号（PCM）中插
入过取样点，插入7个取样点就是18倍过取样，这些插入的取样点与原信号通
过积分电路进行比较，数值大的就定为1，数值小的就定为0，原先的PCM信号
就变成了只有1和0的数据流，1代表数据流较密集，0代表数据流较稀疏，这
就是脉冲密度调制信号（PDM），脉冲密度调制信号经过一个开关电容网络构成
的低通滤波器，1就转换为高电压信号，0就转换为低电压信号，然后通过级联
积分，最终转换为模拟信号。插入取样信号会制造出许多高频噪音，所以还要
经过一个噪音整形电路处理，将这些噪音推移到人耳听不到的频域。
1bit的优点在于转换精度不受制于电阻，转换精度可以超过24bits,成
本也低，但是设计过取样和噪音整形的电路难度很大。因为电阻在精密程度（光
1
百度文库 - 让每个人平等地提升自我
刻）和热噪音（材料）上对音质影响相对小些，而1比特的电容和积分电路对
音质影响对于CD的数据格式则相对大些，单从声音素质上应该说多比特优于1
比特，多比特对16比特的CD信号直接进行转换，而单比特还要经过一个PCM
信号转换为PDM信号的程序，还要经过开关电容的充放电过程，虽然从理论上
来说，最终得到模拟信号的速度和多比特相比不会慢到可以比较的程度，但是
实际听感上，单比特不如多比特听起来更有活力，单比特似乎要慢一点，中频
厚一点，音色比较浓郁。
1bit始创于飞利浦，分为三派，一派是以飞利浦为代表的比特流
Bitsream，一派是以松下为代表的MASH，但是MASH的创始者是NTT公司，还有
一派就是今天非常流行的am采用最传统的三阶或四阶噪音
整形，MASH （Multi Stage Noise Shaping)就是多级噪音整形，它将最初的量
化值与原信号的误差保留下来，下一次量化时先将上次量化值与误差从原信号
中减去，这样重复数次，可以将二进制信号变换为脉冲宽度调制（PWM）的信号
（PWM和PDM几乎一样）还可以将量化制造的噪音推到甚高频段，从而减少可闻
频段的噪音。
但是似乎只有松下公司大量采用这种技术。现在MASH已经很少见了，
但从理论上来说它是很优秀的。1987年，飞利浦公司首次推出采用数字比特流
技术（Bitsream)的单比特DAC芯片，它为高性能低价格CD唱机的出现奠定了
坚实的基础。1991年9月推出的DAC-7将比特流技术发挥到淋漓尽致的地步，
同时还保持了合理的价格。音响史上有众多采用DAC-7的名机。如飞利浦的
LHH-900R，800R,300R,951。马兰士的CD-72，CD-17，CD-23。麦景图的MCD-7007。
先锋的早年旗舰PD-T07。meridian的602/603,还有几乎所有欧洲数字音源厂家
如Rotel,Altis,Deltec,Revox,Studer等都在其旗舰系统中采用DAC-7。进入
21世纪之后，TDA1547依然锋芒未减，目前世界上最高级的SACD唱机——马兰
士的SA-1仍然采用DAC-7，令世人不得不对DAC-7再次侧目。迄今为止，DAC-7
仍然是飞利浦最高级的比特流DAC芯片。在飞利浦的产品手册里，是这样评价
DAC-7的“拥有顶级性能的双声道数字比特流DAC芯片，1Bit数字模拟转换器
专用，使用DAC-7可以轻而一举获得高保真的数字音频再生，DAC-7非常适合用
于要求高质量的CD和DAT播放器，或者用于数字放大器和数字信号处理系统之
中”。这样的评价非常中肯。
DAC-7包括TDA1547和SAA7350 ，因为过取样和噪音整形电路制造出的
大量高频数字信号会对TDA1547中的模拟电路造成干扰和调制。所以将配合
TDA1547的三阶噪音整形和24倍过取样电路单独设计于SAA7350之中。这也是
TDA1547成功的最关键之处。现在飞利浦又对SAA7350加以全面改进，将数字滤
波器也集成进来，新型号定为TDA1307，仍然是专门配合TDA1547的芯片。不过
TDA1547和TDA1307合起来叫DF7。 TDA1547采用了双极组合型金属氧化物半导
体工艺。在数字逻辑电路方面，采用最佳的时钟频率，可以减少数字噪音的产
生。在模拟电路方面采用双极型晶体管，可以使运算放大器获得较高的性能。
在电源供应方面，TDA1547费尽心机，首先是模拟电路与数字电路分开供电，在
数字电路里面，高电平逻辑电路与低电平逻辑电路分开供电，并且都是左右声
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