数模转换器（DAC）数字音频信号转回模拟电信号技术

在2015年时，对于音频储存、音频传输以及音频流的应用技术尚未有太大的争议，这些均为数字音频。除了在精品或发烧友店出售少见的盘式磁带，其余均为数字音频。使用得当的话，数字音频十分灵活耐用且音频品质高。PCM（脉冲编码调制）录音、无损环绕格式，以至有损压缩都可以为我们的日常唱片播放原声音乐。当然，在空气中传播的声音并非数字化的。人的声音或乐器产生的压力波通过某种传感器后被记录下来。这些传感器将压力波模拟量以相对应的电压做出响应。同样地，在数字感应链末端，数字音频信号最终将震动空气，使原声波模拟量的电压驱动传感器产生压力波。

在靠近数字链始端处，须使用模数转换器（ADC）将模拟电信号转为相应的数字音频信号。在靠近数字链末端处，须使用数模转换器（DAC）将数字音频信号转回模拟电信号。模数转换器和数模转换器及其内部数字链的链接品质是决定呈现给听众的整体音质的关键所在。

音频转换器测试

音频测试的传统方法也可用于模数和数模转换器的评估测量方法包括：频率响应、信噪比、通道间相位、串音、失真、群延迟、极性等。但在连续取样域间的转换带来一系列（尤其针对低电平信号的）新非线性机制。本文针对的是在模数/数模音频转换中出现的问题以及就这些问题制定的一些解决办法。

当然，模数与数模转换器还被广泛应用于非音频用途中，比音频转换器的取样率更高。性能卓越的示波器带宽可达到33GHz，取样率高达100 GS/s，其售价和兰博基尼差不多。虽然音频转换器的取样率并未接近此值，但是要求它们覆盖更大的动态范围，其高性能24位模数转换器的信噪比超过120 dB。即使是高端的示波器通常也只使用8 位数字转换器。24位转换器将噪音及其他小信号性能特征的测量推进到最前沿。因此，这种转换器的测量需要杰出的模拟性能分析仪。

测试装置

常用的试验装置简单易懂。

模数转换器测试要求分析仪必须能在适用于转换器输入的驱动级提供纯粹刺激信号。对于转换器集成电路，要求分析仪必须具有与集成电路输出相匹配的数字输入格式及协议，如I2S、DSP或自定义格式。商用转换器设备的数字格式通常为AES3-S/PDIF——兼容主流设备。对于可以与外部时钟同步的设备，要求分析仪提供时钟同步输出。

图 1. 模数转换器测试模块框图

对于数模转换器测试，要求分析仪必须具有合适格式的数字输出以及极高性能的模拟输入。

图 2. 数模转换器测试模块框图

本文图表采用AES3数字传输格式来测试商用转换器音频分析仪型号为Audio Precision APx555

如上所述，模数与数模转换器所示为转化器的特殊功能。音频工程协会已经推荐了根据ASE17标准测量多种转换器性能表现的方法。以下例子证明并比较了大量有特色的转换器问题。