ZHCUDE9 October   2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 音频 DAC 和精密 DAC 之间的差异
      2. 2.2.2 右对齐 I2S 到菊花链 SPI 转换
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 DAC11001
      2. 2.3.2 OPA1656
      3. 2.3.3 OPA1622
      4. 2.3.4 OPA2828
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 输出干扰
      2. 2.4.2 精密 DAC 中的采样速率相关性
      3. 2.4.3 系统噪声
      4. 2.4.4 DAC11001A 与 DAC11001B 的比较
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1 需要外部电源
      2. 3.1.2 跳线定义
      3. 3.1.3 选择 I2S 源
        1. 3.1.3.1 USB I2S 源
        2. 3.1.3.2 SPDIF I2S 源
        3. 3.1.3.3 外部 PSIA I2S 源
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 安装 XMOS USB 2.0 驱动程序
      2. 3.2.2 设置 USB 采样速率
    3. 3.3 测试和结果
      1. 3.3.1 测量总谐波失真和噪声
      2. 3.3.2 THD 和 THD+N 结果
      3. 3.3.3 测量动态范围
      4. 3.3.4 动态范围结果
      5. 3.3.5 测量信噪比
      6. 3.3.6 SNR 结果
  10. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
    3. 4.3 PCB 布局建议
      1. 4.3.1 布局图
    4. 4.4 Altium 工程
    5. 4.5 Gerber 文件
    6. 4.6 装配图
  11. 5相关文档
    1. 5.1 支持资源
    2. 5.2 商标
  12. 6作者简介

2.2.1 音频 DAC 和精密 DAC 之间的差异

市面上有多种类型的数模转换器 (DAC)，其中包括通用电压输出 DAC、音频 DAC 等高度专用 DAC 以及 DAC11001A 之类高精度 DAC。适合这些 DAC 的架构有多种。大多数 DAC 使用精密电阻器架构，例如串阻分压器或 R-2R 电阻梯。更专业的 DAC 采用高频开关架构，例如脉宽调制器 (PWM) 或 Δ-Σ 调制器。

早期的音频 DAC 主要采用 R-2R 梯，但随着数字工艺的改进，多段式 Δ-Σ 架构开始在大多数产品中取代 R-2R 设计。

这两种架构都有积极和消极的方面。例如，R-2R 电阻梯需要在设计中集成非常精密的电阻器，这会增加成本。此外，大多数电阻梯型设计都存在代码对代码相关误差（例如毛刺），这些误差会影响交流性能。

Δ-Σ 设计集成了多种形式的误差平均，可减少误差的影响，从而减少对精密模拟元件的需求。然而，这些 DAC 需要更高频率的主时钟来驱动过采样电路。该时钟在较高频率下会产生噪声，而 R-2R 架构具有平坦的噪声曲线。

实际上，在音频 DAC 应用中使用精密 DAC 可能会带来一些困难。首先，精密 DAC 要求低噪声和精确的基准电压。其次，精密 DAC 缺乏数字功能，例如通过过零检测实现音量衰减。最后，精密 DAC 不接受标准 I2S 输入。这意味着必须在设计中添加一些数字逻辑，以将 I2S 转换为 SPI。

此参考设计比较了 DAC11001A 和 DAC11001B 的性能。与 DAC11001A 相比，DAC11001B 在更高的频率下具有更出色的 THD+N 性能。节 2.4.1 输出毛刺中介绍了该电路及其优点和限制。