原创 S／N高达120dB的数模变换器SM5865CM

    关键词：DAC；SM5865CM；NPDEM；数码变换

　　1  概述

　　SM5865CM是NPC公司生产的DVD－Audio和192kHz／24bit PCM单声道多电平D／A变换器SM5865BM的升级版本，虽然这两者都可以把数字滤波器SM5847AF超取样处理的24bit、4fs／8fs输出信号以Δ－Σ方式变成高性能的单声道DAC信号。但SM5865CM的性能得到了全面提升：其高次谐波失真和噪声（THD＋N）已从0．0004％降低到0．0003％，动态范围（DR）为114dB～117dB，而S／N的动态范围则为117dB～120dB。

    SM5865CM的工作电压为5V±0．5V，工作温度范围为－40℃～＋85℃，采用24脚SSOP封装。用SM5847AF＋SM5865CM×2结构可实现从CD的44．1kHz／16bit开始至DVD－Audio的最高格式192kHz／24bit的高性能立体声重放。

　　2  SM5865CM的结构和引脚功能

　　图1为SM5865CM的结构框图。图2是其引脚排列。各引脚的功能说明如表1所列，表中的IP为上拉端子。

　　3  SM5864的应用

　　SM5864的PCM输入格式为MSB先出的“2进制补码”形式的串行数据，并可由IWSL端设定比特长度。对于24bit输入，可将IWSL置“H”或开路，而对于20bit输入，则可将IWSL置成“L”。

    SM5865CM必须用同一振荡源提供WCKI、BCKI和系统时钟CKI。然而，WCKI和BCKI时钟的相位与系统时钟的相位相比，也会有时基抖动出现。可以从SIPO的平行输出数据内部运算电路中取出定时来形成WCKI时钟，并由系统时钟CKI控制，以此来实现输入的无抖动。

　　SM5865CM的内部超取样工作和系统时钟是由CKI和CKDVN端子设定的。前段SM5847AF的4fs或8fs输出信号经SM5865CM内部的取样／保持电路和噪声整形频率（fNS）来完成超取样工作。内部超取样倍数n必须为整数，因此CKI端输入的系统时钟频率（fCKI）应满足表2所列的条件关系。表中，fWCKI为字时钟频率，fCKZ为输入系统时钟，n为内部超取样频率。

　　图3所示是由一片SM5847和两片SM5865构成的双声道立体声音频系统框图。其SM5865CM后所接标准模拟电路如图4所示。由于本DAC为双差分输出结构，因此其后接电路为2个I／V变换器和差动双端／单端变换电路兼低通滤波器构成。为取得最高S／N比，外部运放电源电压应选在±12～±18V之间。但由于SM5865CM为单电源5伏供电，因此运放正端应偏置至VDD／2。为了衰减I／V电路的高频噪声，可在IOUTA－RA及IOUTB－RB间各接入一只330pF电容。LPF可使用一阶或二阶两种接法，图4为简单的一阶标准后接模拟电路。该电路的输入串联电阻为1．5kΩ，反馈及偏置则可采用1．1kΩ电阻与220pF电容相并联的方法。