DAC Circuit AD1853 de Analog Devices Stereo, 24-Bit, 192 kHz, Multibit DAC


Tuto à compléter …

Pourquoi ce circuit ?

C ‘est celui qui équipe mon lecteur Microméga CD 132 SE

FEATURES

5 V Stereo Audio DAC System

Accepts 16-/18-/20-/24-Bit Data

Supports 24 Bits and 192 kHz Sample Rate

Accepts a Wide Range of Sample Rates Including:
32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz and 192 kHz

Multibit Sigma-Delta Modulator with “Perfect Differential
Linearity Restoration” for Reduced Idle Tones and
Noise Floor

Data Directed Scrambling DAC—Least Sensitive to Jitter

Differential Output for Optimum Performance

120 dB Signal to Noise (Not Muted) at 48 kHz
(A-Weighted Mono)

117 dB Signal to Noise (Not Muted) at 48 kHz
(A-Weighted Stereo)

119 dB Dynamic Range (Not Muted) at 48 kHz Sample
Rate (A-Weighted Mono)

116 dB Dynamic Range (Not Muted) at 48 kHz Sample
Rate (A-Weighted Stereo)

–107 dB THD+N (Mono Application Circuit, See Figure 30)

–104 dB THD+N (Stereo)

115 dB Stopband Attenuation (96 kHz)

On-Chip Clickless Volume Control

Hardware and Software Controllable Clickless Mute

Serial (SPI) Control for: Serial Mode, Number of Bits,
Interpolation Factor, Volume, Mute, De-Emphasis, Reset
Digital De-Emphasis Processing for 32, 44.1 and 48 kHz
Sample Rates

Clock Auto-Divide Circuit Supports Five Master-Clock Frequencies

Flexible Serial Data Port with Right-Justified, Left-
Justified, I2S-Compatible and DSP Serial Port Modes

28-Lead SSOP Plastic Package

Voici le datasheet, pour commencer..

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD1853.pdf

Un rappel :

PCM – Pulse Code Modulation
Procédé de numérisation des données audios sans compression. Les CD audios sont au format PCM avec une profondeur de codage de 16 bits et une fréquence d’échantillonnage de 44.1kHz.

Le DVD (DVD-Audio) lui autorise jusqu’a 24 bits de résolution et 192 kHz de fréquence d’échantillonnage. A noter que lorsque vous utilisez votre lecteur DVD uniquement avec votre téléviseur ou un ampli stéréo, vous utilisez la sortie PCM stéréo via les sorties RCA (bornes rouge et noire souvent).

A noter que le dolby digital est un format compréssé (AC3) et multicanaux (jusqu’a 6 canaux), alors que le PCM simple est un format numérique mono (un canal) ou stéréo (deux canaux), les CD audios et les (anciens) laserdiscs ont par exemple des bandes sons de type PCM, en 16 bits, et comme ce format PCM est une technique d’échantillonnage non comprimé, le PCM stéréo offre une meilleure qualité par rapport à une bande son dolby digital en mono ou stéréo.

Il existe également l’Audio PCM linéaire (LPCM) qui propose un autre type encodage sans perte de qualité, en stéréo ou en surround jusqu’a 6 canaux. Celui-ci garantit non seulement un son haute fidélité sur 2 canaux mais ouvre en outre la voie vers un son haute fidélité multicanal.

Sur un CD les valeurs numériques des échantillons, puis qu ‘il n’ y a qu ‘une cellule de lecture sont enregistrés en série.

Lors des transmissions de données, avec une conversion parallèle ( sortie du convertisseur Analogique numérique ) vers série, la façon la plus simple et la plus courante de disposer les bits en série est celle ci :

Codage RZ Unipolaire

Elle se nomme RZ ( comme retour à zéro ) unipolaire :

Un retour à zéro à chaque bit pour la synchronisation entre émetteur et récepteur.

Codage NRZ-L pour le transport et utilisé pour la gravure des CD.

Le signal ne revient pas à zéro entre deux bits consécutifs.

Il existe bien d’autres types utilisés dans les transmissions de données par deux fils, ou par radio., ou le signal « transporte » avec lui plus ou moins bien l’horloge de synchro entre émetteur et récepteur ( ou graveur et lecteur )

http://www.site.uottawa.ca/~chouinar/CH01PVI.pdf

Les CD Audio dont la piste en spirale, est analogue à une transmission série , sont codés ( ou gravés ) de cette manière :

Codage des bits du CD Audio

Pour éviter de désynchroniser les horloges (émétteur et récepteur, ou dans notre cas gravage lecture ) avec moins de transitions ( 1,0,1) comme dans le NRZ, lorsqu ‘il y a de longues suites de bits à 1 ou à 0, le standard du CD Audio fait appel à une autre technique , l’EMF.

Mais ne nous égarons pas.

Principes de la Delta Modulation et de la Sigma Delta Modulation

http://www.cs.tut.fi/sgn/arg/rosti/1-bit/

http://www.cse.yorku.ca/course_archive/2010-11/F/3213/CSE3213_09_PCM_F2010.pdf

Delta Modulation :

Delta Modulation Principe

Mais comment fait-on pour décoder un CD qui n’est pas gravé en Delta Sigma, avec un DAC Delta Sigma ?

Bin voyez-vous c’est exactement la question que je me pose :))

Et la suivante : pourquoi cette technique serait meilleure que d’autres ?

Un tuto interactif d’ Analog Devices :

Tuto interactif Delta Sigma

Interactive Design Tools: Sigma-Delta Analog-to-Digital Converters : Sigma-Delta ADC Tutorial

A Fundamental Introduction to the Compact Disc Player
Grant Erickson

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