R-2R解码研究之一
R-2R解码研究之一（By高老庄，2025年3月11日）（主要参考资料：CD播放机中使用的DAC（1），作者：从余 ，2010年《实用影音技术》）
（一）R-2R解码又流行了。“***的核心亮点在于R2R架构，它通过全分立式电路设计和精密电阻阵列，将数字信号转化为模拟信号。与常见的Sigma-Delta DAC相比，R2R转换带来的声音更加自然温暖，能提供一种模拟味道的听感。对于听众来说，这意味着低频更具弹性，中频更厚实，整体声音更加宽松、细腻……搭载了自研的全差分24Bit R2R电阻阵列DAC，共使用192颗高精度电阻，在信号纯净度和稳定性上提供了保障。”音响真是一门“玄学”，想怎么吹就怎么吹，反正这玩意也电不死人！
IRF540 发表于 2025-3-13 21:46
高档品牌不差那点电阻钱。万八千的解码都能用R2R，真要那么好， 那几万几十万的解码应该无一例外都用才对 ...
关于电阻的精度，参考下图 本帖最后由 MT4S301 于 2025-3-11 20:30 编辑
R2R主要优点是原理简单，让大部分音响发烧友都能看懂，
原理难懂的deltasigma/误差矫正等难免饱受水平不高的发烧友猜疑诋毁;P
大部分烧友都从简朴直观的角度看待电子电路，
产生诸多五金、冶金、化工方面的奇思妙想如金封比塑封声音好，锗比硅声音好，
分离电路比集成电路声音好，直插元件比贴片元件声音好，真空玻璃管声音比小片指甲盖声音好......
对R2R的推崇吹捧大概源自相同的心理;P castiello 发表于 2025-3-12 12:22
好几家高档设备里面都用了，这玩意没有普及是应为成本太高了，那192个电阻就不便宜
高档品牌不差那点电阻钱。万八千的解码都能用R2R，真要那么好， 那几万几十万的解码应该无一例外都用才对，TP0805T1K00P0505Z 这只贴片电阻 精度0.01%， 温漂5ppm， 千颗价4.98， 192个也就是九百多块而已。 万八千的解码器谁用不起？
（二）什么是 DAC？数模转换器 (DAC) 接收以数字代码表示的数据并产生等效的模拟输出。值得一提的是，除了数字输入之外，DAC 还需要模拟参考电压或电流才能运行。该参考可以在 DAC 芯片内部生成或从外部提供。 （三）音频DAC的分类。在数字音频设备中所使用的D/A变换器主要有电流相加型、 积分型和多比特△∑型三种，目前以多比特△∑型为主流，例如CS4398。这里主要讨论电流相加型DAC。 （四）电阻分压型DAC。
电阻分压型DAC是用多个相同阻值的电阻串联后再与其准电压源相连接， 两个电阻的接点都作为抽头， 各个抽头均经电子开关与缓冲放大器的同相输入端连接。 电子开关受外来的数字信号控制， 并且在任何时候都只会有一个电子开关导通， 其余的电子开关均截止。为了构成N比特的D/A变换器，电阻分压型DAC必须使用2N个电阻和2N-1个开关。 1个16比特的单声道DAC需要使用65535个电流源和高速电子开关， 或者65536个电阻和65535个高速电子开关，立体声的话数量还需翻一番。 由于元器件数量太多电路规模过于庞大，所以制作难度很大， 但是这种DAC的失真可以做得很小， 音质令人神往。 本帖最后由 gkb986 于 2025-3-11 17:19 编辑
（五）电阻梯形DAC。
图4是电阻梯形DAC的基本电路形式。 电阻网络呈梯子状， 阻值只有两种R和2R， 所以也称为R-2R型。 对于电阻梯形DAC来说依照从电阻网络中取出的是电流还是电压又可以分为电流相加型和电压相加型两种。 （六）加权电流相加型DAC。
图6是16比特加权电流相加型DAC的基本组成。 设与MSB （最高位） 对应的电流源的电流为I时， 与2SB对应的电流源的电流将减半为I/2， 与3SB对应的电流源的电流则在2SB的基础上再减半为I/4， 以此类推。 这样一来， 电流源和电子开关的数目就与数字信号的位数相同， 16位的DAC只需要16个电流源和16个电子开关就足够了。 但是这种电路对电流源的电流值的相对精度提出了很高的要求。 （七）DEM型DAC。
DEM是Dynamic Element Matching的 缩 写 。 图7是DEM型DAC的原理图。 在DAC中使用了多个1/2分流器进行电流加权。 图7 （b） 是1/2分流器的例子， 通过交替地切换电路中的电流通路， 用电容器对电流进行平均。 这种电路可以抵消电阻误差引起的电流的不平衡。 也就是说， 这是一种不依赖电阻的精度， 可实 现 高 精 度 1/2 分流的加权电流相加型DAC。 （八）DEM型DAC的代表：TDA1540和TDA1541
TDA -1540 和TDA -1541 是 飞 利浦公司生产的第一代14比特和第二代16 比 特 的 DEM 型DAC。 （九完）R—2R型DAC的代表：PCM53和PCM54P
商品化之后的电阻梯形DAC事实上是将电阻梯形 DAC 和加权电流相加型 DAC 混合在一起构成的。 上 个 世 纪 八 十 年代中期使用的16位电阻梯形D/A变换器PCM54P的 电路 图 。 不知道机顶盒使用的海思HI3798CV200芯片上面输出的模拟信号，是什么类型的模拟输出。 进来学习一下，感谢分享了 本帖最后由 IRF540 于 2025-3-11 22:58 编辑
MT4S301 发表于 2025-3-11 20:28
R2R主要优点是原理简单，让大部分音响发烧友都能看懂，
原理难懂的deltasigma/误差矫正等难免饱受水平不高 ...
同感，有时候就想，为啥这玩意没有在高档DAC里普及，估计是高档产品都买不起电阻吧.... IRF540 发表于 2025-3-11 22:56
同感，有时候就想，为啥这玩意没有在高档DAC里普及，估计是高档产品都买不起电阻吧....
好几家高档设备里面都用了，这玩意没有普及是应为成本太高了，那192个电阻就不便宜
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