关于R-2R和Delta-Sigma音质差异的疑惑

蓝子风

片内DF算法优秀的也就这么几个，4395,1955,1794

蓝子风

wansien 发表于 2017-5-23 09:58
1794的片内DF恐怕不能算在这里面，当频率超过20K和振幅低于-110dB，失真+噪音暴跳式上升。

官方公布的DF指标里没有这么说的。
话说，你哪里看到的呢？求给出处！

你要记住一点，是DF的指标。

最终模拟输出的指标不止和DF有关，也和其他部分设计有关的。

蓝子风

wansien 发表于 2017-5-23 16:14
没有，纯粹靠猜。

只能说没有理由的猜测。
你给出的图中最低只到-100DB的信号对应。而实际上你看看其他几家厂家的EVM板的对应指标（到其他家去找下，很容易找到的），这个已经算很好的了。


还有很多东西不用太过想当然，看看现在ESS的9018/9028/9038都有保留电流输出模式就可见一些东西实用中的优势。

DAC片内做法不同会导致输出的方式不同，这点上来说，电流输出型更有可塑性。但是电压输出型更简单。不过扯这个没用

数字滤波的指标和延迟特性等等，在PDF中还是很容易看到的。我就打个比方吧，正因为AK4395的片内滤波是目前AKM家DAC 最强的，所以也导致了就算使用同样时钟下，AK4497听感素质也不见得比使用AK4395的8XR强。但是4497的DF可玩性很高。而近年来各个厂家也都在寻求新的宣传噱头，于是就看上了DF，这也是无可厚非的，只是我们看待问题要保持足够的理性。

而作为TI家最强的PCM1792/1794，内带的DF性能就算现在来说也是十分强大的。而这个也为其优秀的输出水平提供了一个基础，关键还是看设计使用的人。最少当初也有一代高端产品中大量使用的1792，比如WEISS的DAC2

蓝子风

wansien 发表于 2017-5-23 16:42
这个256fs和512fs，是Delta-Sigma型DAC的工频时钟，就是那路MCLK的频率。比如说44.1K的工作频率下，默认 ...

纠正一下，早年的8X超采样的缘由是为了把PCM的量化噪音推到更高频率，比如44.1K的8X就是352.8K，这时候量化噪音是从352.8K开始，对于模拟LPF来说，可以大大降低设计压力。而对于超采样滤波器需要一路参照的时钟，这就是MCLK。（要知道R-2R时代不用DF都可以出声的NOS架构可是有的）
一般DF芯片或者DAC芯片会给出需要什么要求的MCLK。
而DELTASIGMA结构的DAC，要看具体厂家的不同设计了，比如AKM是直接使用128X的超采样的DF进行超采样后对数据进行转换大概是5.6448M的频率。也需要一路时钟进行参照，也叫MCLK。而ADI/TI等厂家公布的框架结构来说，是8X超采样后进行DELTASIGMA转换。DELTASIGMA转换期间的具体步骤不太清楚，但是这个MCLK是给DF用的倒是毋容置疑（不排除DELTASIGMA转换中也会用到）。

蓝子风

wansien 发表于 2017-5-23 19:09
我不太明白这个和电流电压输出有什么区别，还是说回THD+n

1794/2的THD+n在0dB是0.004%，换算过来就是- ...

现在人在外面，没法翻台机上的文档，只能说，那个失真和电平的曲线我记得各家的evm板说明书pdf档上有的，只是你有没有用心找而已。一般测试动态都是用-60db的指标来分析。所以各家的datasheet上都可以看到-60db的指标。而你给出的最后两张就是-60db下的失真频谱，不知道怎么看出来到了20k就thd+n急剧上升的说法。另外你都不看一下两个测试图的频谱范围，ADI的是到22K，而TI的是到100K，如果只在22K内看的话，1794无疑也是十分优秀的
另外不要绕弯子了，请给出PCM11794的DF哪点不行的证据吧。造成DAC最终模拟输出失真变化的可能性很多，包括DELTASIGMA转换过程的算法等等的影响。

DF的作用其实可以参考下ADI的这个技术文档
http://www.analog.com/media/cn/training-seminars/tutorials/MT-017.pdf

实际上个人理解来说，性能优秀的超采样数字滤波器是一个好声的基础。着重的指标实际上从多比特的R2R时代就差不多定下来了，早年虽然也有一些着重响应速度的低滤波斜率的数字滤波器，不过当时都被淘汰了。只能说明实际市场证明了适合音频DA的超采样数字滤波器需要的是什么样的指标。不知道怎么得到的PCM1794的那些测试结果都是因为DF不行而造就的？

蓝子风

wansien 发表于 2017-5-24 18:13
对于这个 或者说这种类型的图的解读

其实比较复杂

1794呢，刻意保留了6bit的R-2R，目的是什么呢？This architecture has overcome the various drawbacks of conventional multibit processing and also achievesexcellent dynamic performance.保持了高的动态范围。
仅由上边的那段叙述，我们可以知道两点:1·当小动态小信号时，R-2R因元件不匹配失真明显。2·Delta-sigma的在小动态时，比较给力，但会产生大量高频噪音。3·R-2R的动态范围大（完全没有高频噪音）。


这里你本身的理解就是错误的，1794属于多比特DELTASIGMA架构，我之前给出的那个文档已经说明了这个架构的基本构造，不是你说的那样。其实之前WOLFSON有一个更详细的多比特DELTASIGMA架构的说明文档（不过我现在没找到了，有兴趣可以找找），基本是用多个DELTASIGMA来分别调制信号，到最后输出的时候再合成。这样可以在一定程度上兼顾1BIT和多比特的有点。（当然了，这里是经过超采样滤波器之后进行deltasigma转换时候的处理方式了，不在1794的DF差在哪里的问题上）。个人认知的很多高频段的噪音是在这个阶段产生的。因为降位处理必须使用到抖动噪音调制。

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由于高位6bit即覆盖了全频段66dB的动态范围，而低位+MSB仅仅覆盖了4dB，就是说，微弱动态的比例变小了，对噪音的贡献也变小了。是否可以认为，那个年代的超采样滤波器，BB并没有给出特别好的解决方案，所以采用了这种两段式架构，所以得到了很高的SNR信噪比，但THD+n，却仅仅比同时代的CS4398高了1dB，不足1倍能量呢？


这里明显偷换了概念，之前对多比特DELTASIGMA理解的补足，做出了错误的判断也是有可能的。其实对于SNR的说法，我个人的理解是因为多比特D/A调制合并后，再用电流进行叠加，可以在有限的供电电压下实现足够大的动态。其实这点看1955/9018（这两个是同一位设计师的作品）系列的做法就明白了。而这也是当初多比特是大爱电流输出型DAC也是因为这个方面原因。

对于1794的THD+N VS SIGNAL LEVEL的曲线，希望你能找到其他敢于公布这个曲线的厂家来对比下才知道好坏。就我目前试验过的来说，算是很优秀了

蓝子风

wansien 发表于 2017-5-24 19:44
1794的这种测试图，只有BB自己才会测，如果用Asahi Kasei的，使用内置的音量的话，会比1794指标高很多。
...

不用绕来绕去了，还是先说下为什么说1794的DF不好吧。

另外关于1794的THD为什么是这个样子的，TI关于1794的结构图是你给出的那样，你给出的应该是DF之后的结构，留意8XFS INPUT。然后补码转换也就一个反相门的事。

但是合成结构却是这样的，低18位调制DELTASIGMA，根据高6位形成66级的信号强度（6BIT为64级，多的2级应该是用在正负电流输出上）

而MULBIT 结构的DELTASIGMA DAC的结构也是这样的。找到了WOLFSON在2001年发布的关于提高多比特DELTASIGMA DAC性能的文档了。https://d3uzseaevmutz1.cloudfront.net/pubs/whitePaper/WP_Design_Eval_AudioDAC.pdf


算上1794的结构不难看出是一样的结构

另外对于R-2R，个人是很喜欢的，结构简单，有效。虽然基于工艺问题，一定程度的噪音无法控制，但是已经在人耳听觉闸之下了。

蓝子风

wansien 发表于 2017-5-25 10:07
这不是一样的结构，这是早年的一个神片CS43122的结构。

我都把文档找出来了，你就不能读一下那几个文档以及对应的1794的文档中关于DA架构的描述后再说一样或不一样嘛？1794内没有R2R，你确定要我把1794文档内关于DAC结构的文翻译一遍？

首先：ICOB就是上6位数据补码补正的，按照框架上来说是63个有效电压。The 6 upper bits are converted to inverted complementary offset binary (ICOB) code。

然后PCM1794文档中的意思其实就是低18位数据进行SIGMADELTA转换成4级电压，加上高6位转码成的ICOB码进行合并叠加，形成66级信号电压，并最终输出。这样做的好处是SIGMADELTA形成的噪音控制在最低的4位信号上，可以取得更高的性能。

其中完全没有说到R2R的事。不知道你哪里脑补来的

最后你还是没能说出1794的DF哪里不好。

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把43122后面框内的几个字头读一下

DEM逻辑，再看我发的WOLFSON2001年的文档截图。其实也是高几位进行转码补正，然后低位进行SIGMADELTA转换，之后依据高位转码补正后的结构进行低位SIGMADELTA转码的叠加等处理。这个和1794的做法是如出一辙的。

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题外话R2R不是指标不行，而是集成化后收到的影响太大，你可以查下MSB当年的旗舰DAC3（分立R2R架构），信噪比已经足够优秀了，文档已找到
http://www.msbtech.com/support/DAC3_Manual.pdf

蓝子风

wansien 发表于 2017-5-26 12:17
我都把文档找出来了，你就不能读一下那几个文档以及对应的1794的文档中关于DA架构的描述后再说一样或不一 ...

看来我和你对于多比特SIGMADELTA的认知上有分歧。个人认为是高位提取，低位做DELTASIGMA，然后根据高位数据进行叠加的方式，你认为是多比特反馈框架？？？？其实我特意找了WOLFSON在2001年的技术文档来，就是要证明多比特SIGMADELTA架构是我说的样式。

然后你要知道1794是在2003年发布（2004年小龙就是靠PCM1798起步的，所以这个有印象），而WOLFSON的文档是2001年的，并且那时候就有8740了，而同样多比特SIGMADELTA架构的DAC从199X年的1855开始就有了。我给出的文档中应该也有提及了最后输出是根据高位进行叠加的说法。

麻烦你看清楚1794那个配图下面的说明再来说这些吧，不是凭借自己脑袋YY一下就OK了。

然后我不知道你怎么得出1794的失真是因为DF不好造成的，因为指标没有拉开距离？？反过来说吧，在当时对比同时代的多比特SIGMADELTA架构的DAC，1794性能也是出于顶点的几个DAC芯片之一。现在新出的DAC芯片比较下才不那么耀眼。



SM5866的类似曲线，对比下就知道1794的多优秀了。另外SM5866也是多比特SIGMADELTA架构的DAC，不过它是32级电压的

说到1794的DF好坏，我倒是做过一个实验，旁路1794的DF，使用SM5847作为DF（SM5866的测试结果是在SM5847上得出的，自己看5866文档，我就不找了，反正你也不看的），实际失真提高了6~9DB

蓝子风

夜惊风 发表于 2017-5-26 22:08
用5847比1798的内置DF失真更高，并不能完全证明1798的DF就一定强得过5847，只能说内置的DF在失真控制方面 ...

其实我想说明的是，PCM1794的失真主要不是DF的锅而已