每经编辑｜陈炜伟    

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点亮数(shu)字(zi)世界(jie)的精(jing)密(mi)之眼：DAC9881的奥(ao)秘与核(he)心

在这个(ge)信(xin)息(xi)爆炸(zha)的(de)时代，我们无时无(wu)刻不被海(hai)量(liang)的数(shu)据(ju)包围，而这(zhe)些(xie)数据，无(wu)论是悦耳(er)的音(yin)乐、清(qing)晰的图(tu)像(xiang)，还是(shi)复杂的科(ke)学(xue)测(ce)量，最(zui)终都(dou)需要以模(mo)拟信号的(de)形式(shi)呈现(xian)在我(wo)们眼(yan)前，才能被我们的感(gan)官所(suo)理解(jie)。完成这一(yi)“数字到模(mo)拟”的(de)华丽(li)转身的，正(zheng)是数(shu)模(mo)转(zhuan)换芯片(pian)（DAC）。

今天，让我们(men)一同走进(jin)高性(xing)能(neng)18位数模(mo)转换(huan)芯片DAC9881的世(shi)界，探(tan)寻它精密(mi)运作(zuo)的奥(ao)秘，以(yi)及它如何成为(wei)点亮数(shu)字(zi)世界(jie)的精密(mi)之(zhi)眼。

一(yi)、DAC9881：precisionbeyondimagination

DAC9881，作为(wei)一款集高(gao)精度、高性能(neng)于(yu)一身的(de)18位数模(mo)转(zhuan)换芯(xin)片(pian)，它(ta)不仅仅(jin)是(shi)一个简(jian)单(dan)的(de)转换器，更(geng)是连(lian)接数字(zi)世(shi)界与(yu)模拟世(shi)界的(de)桥梁(liang)，而(er)且(qie)是(shi)一座(zuo)质量(liang)极高(gao)的、能够(gou)传递最(zui)细腻情感(gan)的桥(qiao)梁。18位(wei)，意味着它(ta)能够将数(shu)字信(xin)号精(jing)确地分(fen)割(ge)成(cheng)$2^{18}$（即(ji)262,144）个不同的(de)模拟(ni)电(dian)压(ya)或电(dian)流(liu)等级。

二(er)、核心(xin)原理：解(jie)码数字(zi)魔法

DAC9881的(de)强(qiang)大之处(chu)，源(yuan)于(yu)其内部(bu)精(jing)妙(miao)的设(she)计(ji)与(yu)先进的转(zhuan)换(huan)技(ji)术(shu)。虽然(ran)具(ju)体的内(nei)部(bu)架构可能因制造商而异(yi)，但主流的高精(jing)度DAC芯片，如(ru)DAC9881，通常(chang)会采(cai)用以(yi)下几(ji)种核(he)心技术相(xiang)结(jie)合(he)的方式来(lai)实现(xian)高(gao)效(xiao)、精(jing)确(que)的(de)转换：

R-2R梯(ti)形网(wang)络：这(zhe)是DAC中(zhong)最经典也(ye)是(shi)最常用的电阻网(wang)络结构。它(ta)由数量相(xiang)等的R和(he)2R电(dian)阻构(gou)成，通(tong)过对(dui)这些(xie)电阻(zu)进(jin)行(xing)精密(mi)的(de)匹(pi)配和设计(ji)，可以生成一(yi)系(xi)列与输(shu)入数字(zi)码成(cheng)比例的(de)模(mo)拟输(shu)出。R-2R网络结(jie)构简单(dan)，但(dan)要实(shi)现高(gao)精度(du)，对电阻(zu)的匹(pi)配(pei)精度要求极高，任(ren)何(he)微小(xiao)的偏差都(dou)会影(ying)响(xiang)整(zheng)体的(de)线性(xing)度(du)。

Σ-Δ（Sigma-Delta）调(diao)制：这(zhe)种技(ji)术通过(guo)过(guo)采样（oversampling）和噪(zao)声整(zheng)形（noiseshaping）来提高(gao)DAC的有(you)效(xiao)分(fen)辨率。简单的(de)说(shuo)，它(ta)将一个(ge)低采(cai)样(yang)率(lv)的信号，以(yi)极高的频(pin)率进(jin)行采样，并(bing)在(zai)高频处对量(liang)化噪声进(jin)行“整(zheng)形(xing)”，使其远离我(wo)们关心的低频(pin)信号(hao)区域，再通(tong)过数字滤波器(qi)进(jin)行(xing)平(ping)均，从(cong)而(er)在有(you)效带宽内获得更(geng)高(gao)的(de)信(xin)噪(zao)比(bi)和分辨率。

对(dui)于追求极致(zhi)音频(pin)性能的DAC9881而(er)言，Σ-Δ调制技术是(shi)提升其动态范围和(he)降(jiang)低(di)谐(xie)波失真(zhen)的关键。

电流输(shu)出或电压输(shu)出：DAC9881可以(yi)设(she)计(ji)成电(dian)流输出(chu)型(xing)或电压输出型(xing)。电(dian)流输出型DAC的(de)输出(chu)电流(liu)与数(shu)字输(shu)入码成(cheng)比(bi)例，通常(chang)需要外(wai)部(bu)运(yun)放进行电(dian)流-电压(ya)转换(huan)，这(zhe)提供了更(geng)大(da)的(de)灵活性(xing)；电(dian)压输(shu)出型DAC则直接输(shu)出一(yi)个与数(shu)字(zi)输入码成比(bi)例(li)的电压，结(jie)构(gou)更(geng)紧凑(cou)。

DAC9881根据不同(tong)的应用(yong)场(chang)景，提供了(le)灵活的输(shu)出(chu)选(xuan)择(ze)。

数字接(jie)口：为了方便与(yu)微处理(li)器(qi)或FPGA等(deng)数(shu)字(zi)逻辑器件连接(jie)，DAC9881支持(chi)多种(zhong)标(biao)准(zhun)数(shu)字接(jie)口(kou)，如SPI（SerialPeripheralInterface）、I2S（Inter-ICSound）等。这些(xie)接口(kou)允许(xu)高(gao)效(xiao)率、低引脚数量的数(shu)据传(chuan)输，简化了(le)系统设计(ji)。

三、性能指(zhi)标：衡(heng)量精(jing)密度(du)的标(biao)尺

要(yao)全面(mian)理解DAC9881的(de)强大，我(wo)们还需要(yao)关(guan)注它的一系(xi)列关键性能指标：

分(fen)辨率(Resolution):18位，如(ru)前所(suo)述，这(zhe)是其(qi)最显(xian)著的特点(dian)，决定了信号的细腻程度。线性(xing)度(Linearity):包(bao)括积分线(xian)性度（IntegralLinearityError,INL）和微(wei)分线性度（DifferentialLinearityError,DNL）。

优(you)秀(xiu)的线(xian)性(xing)度意味着DAC的(de)输出电压(ya)/电流(liu)与数字(zi)输入码(ma)之间(jian)具有近乎(hu)完(wan)美的线性关(guan)系，不会引入额(e)外的(de)失(shi)真。DAC9881通常具(ju)备极低(di)的INL和(he)DNL值，确保(bao)信号的(de)忠实还(hai)原(yuan)。失真(zhen)(Distortion):总(zong)谐波失真（TotalHarmonicDistortion,THD）和(he)失真+噪(zao)声（Distortion+Noise,SINAD）是(shi)衡(heng)量DAC音(yin)频性能的(de)重要指标。

DAC9881凭借(jie)其高(gao)精(jing)度设计(ji)，能够(gou)实现极低的THD和(he)优异的SINAD，为(wei)用户带来清(qing)晰(xi)、纯净(jing)的音质(zhi)。采(cai)样率(lv)(SamplingRate):DAC9881支(zhi)持的最(zui)高采(cai)样率决定(ding)了它能够处理的信(xin)号带(dai)宽。高(gao)采样率(lv)意味着(zhe)可以(yi)处(chu)理更高(gao)频(pin)率的信号，或(huo)者(zhe)在(zai)低(di)采(cai)样(yang)率下(xia)实(shi)现更(geng)高的(de)信噪(zao)比(bi)（通(tong)过过(guo)采样）。

功(gong)耗(PowerConsumption):在高性(xing)能的DAC9881也致力(li)于优化(hua)功耗(hao)，使(shi)其适用于各种(zhong)嵌入(ru)式(shi)系统(tong)和(he)对功(gong)耗(hao)敏感的(de)应(ying)用。

四、封装(zhuang)与(yu)集成(cheng)：设(she)计(ji)者(zhe)的福音(yin)

DAC9881通常采用(yong)标准(zhun)的SOIC、TSSOP等(deng)封装(zhuang)形式(shi)，便(bian)于PCB板上(shang)的布(bu)局和焊接(jie)。其(qi)内部(bu)集(ji)成(cheng)度(du)高(gao)，包(bao)含(han)了必要(yao)的参(can)考电压(ya)源(yuan)、数字(zi)接口逻辑(ji)等(deng)，极大地简化(hua)了外(wai)部电路的(de)设计(ji)，降低(di)了物(wu)料清单(dan)（BOM）成本。这(zhe)种“即插即用”的(de)特性(xing)，让工程师(shi)能够更专(zhuan)注(zhu)于(yu)核心应用(yong)的设(she)计，而非繁琐(suo)的(de)模(mo)拟(ni)电路搭建。

至此，我(wo)们(men)已经(jing)对(dui)DAC9881的(de)内(nei)在原(yuan)理(li)和核心性(xing)能(neng)有(you)了初步(bu)的认识。它凭借18位的超(chao)高分(fen)辨率(lv)、精密(mi)的(de)内部(bu)架构(gou)以(yi)及(ji)优异的(de)性能(neng)指标，为(wei)各种高(gao)要求(qiu)的(de)应用场(chang)景奠定了(le)坚实(shi)的基(ji)础。在下一(yi)部分，我们(men)将(jiang)深(shen)入(ru)探讨(tao)DAC9881是(shi)如何(he)将这(zhe)份精(jing)密转(zhuan)化(hua)为触手可及(ji)的(de)应用，驱(qu)动各(ge)行(xing)各(ge)业的创新(xin)。

DAC9881：精密(mi)之(zhi)“芯(xin)”，赋能(neng)多元(yuan)应(ying)用

在第(di)一(yi)部分，我们深(shen)入剖(pou)析(xi)了(le)18位数(shu)模转换芯(xin)片DAC9881的(de)核心(xin)原理与卓(zhuo)越性(xing)能。如今，是(shi)时(shi)候将目光投(tou)向它(ta)广(guang)阔的应(ying)用领(ling)域，看(kan)看这(zhe)款精密“芯(xin)”是如何在(zai)音频(pin)、医疗(liao)、通(tong)信等多个行(xing)业中(zhong)大放(fang)异(yi)彩(cai)，赋(fu)能(neng)创新(xin)，驱动(dong)进步的。DAC9881不(bu)仅(jin)仅(jin)是理论上(shang)的(de)完(wan)美，更是实践(jian)中(zhong)的强大(da)力量。

一、音频领(ling)域的“天籁之音”缔(di)造者(zhe)

在(zai)追求极致(zhi)音质的音频设备(bei)领域，DAC9881堪(kan)称一颗(ke)璀璨的明珠。无论是高端的Hi-Fi播(bo)放器(qi)、专(zhuan)业录音棚的音频接口(kou)、影(ying)院级的(de)环绕(rao)声(sheng)解码器(qi)，还是(shi)智能音响(xiang)系统(tong)，DAC9881的18位(wei)高分辨率(lv)都能带来(lai)无与伦(lun)比(bi)的听觉体(ti)验。

高保(bao)真(zhen)音源还原(yuan)：传统CD音质(zhi)为16位(wei)，而(er)DAC9881的18位精度，意味着(zhe)它(ta)能(neng)够比CD音(yin)质记录(lu)和还(hai)原更(geng)多的(de)声音细节。这使(shi)得音(yin)乐中的微弱动态、空(kong)间感(gan)、乐(le)器的质(zhi)感都(dou)得以更真(zhen)实地呈现，让听者仿(fang)佛置身于(yu)音乐现(xian)场(chang)。超(chao)低(di)失真(zhen)与噪(zao)声(sheng)：音(yin)乐的魅力(li)在(zai)于(yu)其丰(feng)富性和(he)纯净(jing)度。

DAC9881极低的THD+N（总(zong)谐波(bo)失(shi)真加噪(zao)声）确(que)保了(le)信(xin)号在转(zhuan)换过程中(zhong)几乎不引(yin)入杂音(yin)和(he)失真(zhen)，让音(yin)乐的(de)原貌(mao)得(de)以(yi)完(wan)美(mei)保(bao)留(liu)，传递(di)出(chu)“纯净(jing)”的音色(se)。宽广(guang)的(de)动态范围：从最轻(qing)柔(rou)的(de)耳语(yu)到最(zui)震撼的鼓(gu)点，音乐的动(dong)态(tai)范围是其(qi)生命力所(suo)在。DAC9881的18位分(fen)辨(bian)率赋予(yu)了其宽广的动态(tai)范(fan)围(wei)，使得(de)音(yin)乐的起(qi)伏跌宕、强弱(ruo)变化(hua)都能够(gou)被(bei)精准(zhun)地捕捉和(he)重(zhong)现，赋予(yu)音乐(le)更(geng)强(qiang)的表(biao)现力。

灵(ling)活(huo)的接(jie)口支(zhi)持(chi)：DAC9881支持I2S等音频(pin)领域(yu)常用(yong)的(de)数(shu)字(zi)接口(kou)，能够与(yu)各类(lei)数(shu)字音频处(chu)理(li)器（DSP）、微控制(zhi)器（MCU）等无(wu)缝对接，极大(da)地简化了(le)音频系统(tong)的设(she)计流(liu)程。

二、医(yi)疗(liao)仪器中(zhong)的(de)“生命守(shou)护者(zhe)”

在对精(jing)度和可(ke)靠性有着严苛(ke)要求的(de)医疗领域，DAC9881同(tong)样(yang)扮演着至关重(zhong)要的(de)角(jiao)色(se)。它为各种精密医疗仪器提供了(le)准(zhun)确的(de)信号生成能力，成(cheng)为“生命守(shou)护者(zhe)”的(de)得力助手(shou)。

精密波形(xing)发(fa)生器(qi)：在心电(dian)图（ECG）、脑(nao)电图（EEG）等生(sheng)理(li)信(xin)号监测设(she)备中，需要(yao)生(sheng)成(cheng)精确的模拟波形用(yong)于(yu)信(xin)号模(mo)拟或(huo)测试(shi)。DAC9881的高(gao)精度输(shu)出(chu)能够(gou)生成(cheng)极(ji)为逼真(zhen)的模(mo)拟(ni)生(sheng)理信号，用于(yu)设(she)备(bei)的(de)校准和(he)性能(neng)验(yan)证(zheng)。医(yi)疗(liao)影像设备：在数(shu)字(zi)X光、CT、MRI等(deng)成(cheng)像(xiang)设备中，需要精确控(kong)制(zhi)图(tu)像采集(ji)和(he)显示(shi)单元(yuan)的(de)模(mo)拟(ni)信号。

DAC9881可以用于(yu)生成用于控(kong)制探测器增益(yi)、扫描(miao)参数等(deng)高(gao)精度(du)模拟信(xin)号(hao)，确保(bao)图像的(de)质量(liang)和诊断(duan)的准确性(xing)。输液泵(beng)与(yu)药物(wu)注射(she)系(xi)统(tong)：精确(que)的药(yao)物(wu)输(shu)送对(dui)于患(huan)者(zhe)的(de)治疗(liao)效果(guo)至关重要。DAC9881可以(yi)用于控制(zhi)微量泵(beng)的驱动电机(ji)，实现(xian)对药(yao)物输送速(su)率的毫微米级精准(zhun)控制，确(que)保药物(wu)剂量的准确(que)无(wu)误。

听力辅助设(she)备：在(zai)助听器(qi)等听力辅助设备(bei)中，DAC9881能够(gou)精(jing)确地(di)将数字(zi)处理后(hou)的声音信(xin)号(hao)转(zhuan)换为模拟(ni)信(xin)号(hao)，并根(gen)据用户的(de)听力损失(shi)情况(kuang)进行精细的(de)调(diao)节，提供更清晰、更自(zi)然的(de)听觉(jue)体验。

三、通(tong)信(xin)与(yu)测试测量领域(yu)的“信号专(zhuan)家”

在(zai)高速(su)发(fa)展的通(tong)信(xin)技术和精密(mi)的测(ce)试测量领(ling)域(yu)，DAC9881的高性(xing)能使(shi)其成(cheng)为不可(ke)或(huo)缺的信(xin)号(hao)生成(cheng)工具。

软件(jian)定(ding)义(yi)无(wu)线电(dian)（SDR）：SDR技术允(yun)许通过软件重(zhong)配(pei)置(zhi)无(wu)线(xian)电(dian)设(she)备的(de)功能。DAC9881作为(wei)SDR中的关键组(zu)件，能够(gou)根据(ju)软(ruan)件指令(ling)生(sheng)成(cheng)高精(jing)度、宽(kuan)带(dai)宽(kuan)的射频（RF）信(xin)号，用(yong)于基(ji)带信(xin)号的(de)调制(zhi)和传(chuan)输。其(qi)高分辨率和低噪声(sheng)性能，直(zhi)接影响(xiang)SDR的(de)信(xin)号质(zhi)量(liang)和(he)通信(xin)效率。

信号发生(sheng)器：在实验(yan)室和(he)生产线上，信(xin)号(hao)发生器(qi)是(shi)验证(zheng)和调(diao)试电子设备的重要(yao)工具。DAC9881可以作(zuo)为(wei)高(gao)精度(du)信号发(fa)生器的核(he)心，生(sheng)成各(ge)种复杂、精(jing)确的模拟(ni)信号(hao)，如(ru)射(she)频(pin)信号、函(han)数信(xin)号等(deng)，用于(yu)RF模块、通信芯片的测试。数(shu)据采(cai)集系统(tong)（DAQ）：在(zai)一些(xie)需要高精(jing)度模(mo)拟信(xin)号输出的(de)应用中，如激励(li)信号(hao)的生成，DAC9881也(ye)扮演着(zhe)重要(yao)角(jiao)色，为复杂的数(shu)据采集系(xi)统提(ti)供强(qiang)大的模(mo)拟(ni)输出能力(li)。

电子测(ce)试设备：从生(sheng)产线(xian)上的(de)自动(dong)化测试(shi)到实验(yan)室的精(jing)密测(ce)量(liang)，DAC9881的高(gao)精度(du)和可(ke)靠性使其(qi)成为(wei)各(ge)种电子测试(shi)设备的(de)理想选择(ze)，为保(bao)障产(chan)品(pin)质(zhi)量提供(gong)坚实(shi)的技(ji)术(shu)支撑。

四(si)、嵌(qian)入(ru)式系统与(yu)工(gong)业控制中的(de)“智能大脑”延伸

除了上述领(ling)域(yu)，DAC9881在更广(guang)泛的嵌(qian)入式系(xi)统和工业(ye)控(kong)制领域也(ye)展现(xian)出(chu)强(qiang)大的(de)潜力。

传(chuan)感器激励与校准：在工(gong)业自(zi)动化和物联(lian)网（IoT）设备中，DAC9881可(ke)以用于(yu)生成(cheng)精(jing)确的激励(li)信(xin)号(hao)，驱动(dong)各种(zhong)传感器(qi)，并根据传感(gan)器(qi)输出(chu)进(jin)行(xing)校(xiao)准，提(ti)升(sheng)测量的准确性。电机(ji)控(kong)制：在(zai)需要精细控(kong)制(zhi)电机(ji)转速或位(wei)置的(de)应(ying)用(yong)中，DAC9881可以输出模(mo)拟控(kong)制信(xin)号(hao)，驱(qu)动电(dian)机控制器，实现(xian)平(ping)滑(hua)、精确(que)的运动控(kong)制。

用(yong)户界(jie)面(mian)反馈：在(zai)一(yi)些(xie)工(gong)业控制(zhi)面板或人(ren)机交(jiao)互界面中(zhong)，DAC9881可以(yi)用于(yu)生(sheng)成模拟(ni)的反馈信号(hao)，例如驱动模拟(ni)指示器(qi)或音频提(ti)示，增强用(yong)户体(ti)验。

结(jie)语：

18位数模转换芯片(pian)DAC9881，凭(ping)借(jie)其(qi)卓越的18位(wei)分(fen)辨率(lv)、精密的(de)内(nei)部设(she)计、优(you)异的(de)性(xing)能指标，已经(jing)成为连接(jie)数(shu)字(zi)世界与模拟世(shi)界的精(jing)密桥梁(liang)。从营(ying)造(zao)动人的“天籁之音”到守(shou)护生(sheng)命的“精密(mi)仪(yi)器(qi)”，再到(dao)驱动(dong)通信(xin)与(yu)工(gong)业(ye)的(de)“智能信(xin)号(hao)”，DAC9881以其无(wu)可(ke)比拟的(de)精(jing)度(du)和可靠(kao)性，不(bu)断赋能各(ge)行(xing)各(ge)业的创新(xin)与发展。

对(dui)于(yu)追(zhui)求极(ji)致性能和精密(mi)控制的(de)工(gong)程师们(men)而(er)言(yan)，DAC9881无(wu)疑是(shi)一个(ge)值得深入(ru)研究和应(ying)用(yong)的(de)强大(da)武器(qi)，它将(jiang)助您在电子(zi)技术(shu)的(de)应(ying)用之路(lu)上，开(kai)创更(geng)多可能，实现(xian)更多突(tu)破。AET电子技术应(ying)用，与(yu)您一(yi)同探(tan)索科技前(qian)沿，共(gong)创智(zhi)能(neng)未来。

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图片来源：每经记者 阿吉瓦尔 摄

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