Delta-Sigma解码器深度解析：CS4390与设计挑战

本文档深入浅谈了Delta-Sigma架构在音频解码器，特别是Texas Instruments的CS4390芯片上的应用。作者何志诚针对近年来关于该技术的常见疑问进行了解答。 首先，他澄清了Delta-Sigma调制器（如CS8412）中的interpolation和oversampling的区别。interpolation是指在原始采样点之间插入额外的模拟信号，提高信号频率，而oversampling则是增加样本率以减小量化噪声。CS8412的256Fs功能可能是为了实现更高的音频解析力和减少量化噪声。 Delta-Sigma DAC，如CS4328，通常通过分段式upsampling来实现8倍插值，这种设计利用了数字信号处理算法，如在"细说EAD之DSP演算法"中所述。该芯片有三个不同的低通滤波器，每个具有特定的带宽和衰减特性，以优化音频质量。然而，CS4328的64X oversampling实际上是通过8倍插值得到的，这与芯片的硬件设计和性能有关。 对于CS4328升级到CS4329和CS4390，提到的"128X"提升可能意味着更高的插值能力，理论上能提供更平滑的音频输出。然而，尽管理论上CS4390的模拟规格优于CS4328，实际听感并不一致，这可能涉及到DAC设计的复杂性，包括噪声抑制、电路性能以及后级放大器的影响。 文章还提到CS4328采用的5阶Delta-Sigma Modulator会产生高频噪声，需要配合低通滤波器（如Active RCLow-pass Filter）来消除。尽管CS4303看起来是纯数字的，但在推动Active RCLow-passFilter时，它确实依赖于类比电源，因为这类滤波器需要高电流输出，这使得CS4303并非完全纯数字。 这篇文档探讨了Delta-Sigma技术在音频编码器中的具体实现，包括插值、滤波器设计及其对音质的影响，并揭示了看似纯数字设备背后涉及的模拟组件和可能影响音质的因素。对于音频爱好者和工程师来说，理解这些细节至关重要，因为它直接影响到音频系统的性能和最终听感体验。