En ting som ikke er nevnt er software. Har ikke helt klart for meg hvordan en dac er oppbygd, men jeg antar at det en en god del micro code i hardware her. Det kan feks tenkes at det blir mindre regnefeil og avrunding når man beregner ut fra 24-bit enn med 16-bit. Dette vet sikkert knutinh og Ivar.
En DAC er et blandet analogt og digitalt system. Den digitale delen er laget av logikk og regnekjerner (feks filterkjerner) som normalt designes på en programmeringsnær måte i et språk som kalles Verilog. Deretter syntetiserer man den (et dataverktøy genererer koden om til koblinger på transistornivå) og legger den ut på chipen. I digitaldelen er manuell design på transistornivå kun nødvendig i ytterst kritiske tilfeller, feks ekstremt høy klokkehastighet, ellers lar man synteseverktøyet ta seg av koblinger og koding basert på din Verilog-kode. En digitalkjerne kan ha mange millioner transistorer, så en automatisert designprosess er helt nødvendig.
Den analoge delen må normalt designes på transistornivå. De mest utbredte verktøyet for profesjonelt IC analogdesign er Eldo og div. avarter av SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis eller noe i den dur). Man lager en transistorkobling, feks en opamp, på samme måte som når man designer kretskort, deretter legger man det ut på chipen. Design og layout av ICer er noe mer komplisert enn vanig kretskortlayout og har vesentlig større frihetsgrad siden man lager transistorene selv basert på ønskede egenskaper/spesifikasjoner istedet for å bruke forhåndsspesifiserte fra Elfa-katalogen.
Når designet er ferdig sender man såkalte maskesett (litografier av chip-layouten) til et prosesshus som lager selve ICene. Samme som hvis du sender kretsutlegget ditt til Elprint og får ferdige printkort i retur (bare veldig mye dyrere).
Som jeg påpekte tidligere sier det om DACen er "16-bit" eller "20-bit" ingenting om hvor mange bit den har i ulike noder internt, kun om den er kompatibel med en 20-bit kilde. Prøver du å koble en 20-bit kilde til en 16-bit DAC vil den ikke virke, kobler du en 16-bit kilde til en 20-bit DAC bruker den 16. Antall bit internt vil variere fra ett sted til et annet. På utgangen av en akkumulator i et digitalfilter har den kanskje 40-bit, hvorpå det så trunkeres til 20 igjen før det går inn i neste filter. Dette har kun designeren oversikt over. Eventuelle avrundings- eller "regnefeil" vil resultere i forvrenging og være direkte målbart på utgangen. Designeren har hele tiden under designprosessen kontroll på akkurat hvor mange bit han må bruke her og der for å overholde det totale støykravet som er gitt av spesifikasjonen. Hvis DACen skal ha 100dB SNR er det normalt å sette opp et støybudsjett for de ulike blokkene så man vet hvor store feil som tillates av hver. Når man så går løs på en gitt blokk kan man basert på dette igjen sette opp et nytt støybudsjett for de ulike submodulene internt i blokken. Designprosedyren er ofte top-down-bottom-up, man spesifiserer og simulerer seg vei ned fra toppnivå, via subnivå til komponentnivå. Når alle spesifikasjoner og simuleringer henger på greip begynner man å designe seg vei opp igjen til man har en komplett krets.
Så for å gjenta meg nok en gang; om DACen er 16-bit, 20-bit eller 24-bit sier kun noe om hva slags inngangsport den har, hva slags kilder den er kompatibel med. Oppløsningen er gitt av en faktor kalt SNR, signal/støy-forhold, eller enda bedre; SNDR eller THD+N som tar med både signal og forvrenging. Effektivt antall bit kan du regne ut ved å ta SNDR/6 (SNDR i dB), -(THD+N)/6 (THD+N i dB) eller 20*log(100/(THD+N))/6 (THD+N i %). Det er ikke noe i veien for å regne ut effektivt antall bit for forsterkere, platespillere, høyttalere eller hva som helst, hvis du vet hva SNDR eller THD+N er.
Eksempel: Hegel H2 har 100dB SNR. Det vil si at hvis du kun tar med støy så har den 100/6=16,7 effektive bit. Den har 0.006% forvrenging, så hvis du tar med både støy og forvrenging har synker den til ca 14,0 effektive bit. Det er oppløsningen den har. Hegel P2A (preampen) har 115dB SNR og 0,001% forvrenging, som tilsvarer 19 effektive bit hvis man kun tar med støy eller 16,7 hvis man tar med både støy og forvrenging. En CD kan ha maks 16 bit oppløsning, de beste DACene ca 18 effektive bit (både støy og forvrenging). Forsterkere typisk 14-16 effektive bit (ofte 16+ hvis du kun ser på støy, oppløsningsbegrensingen særlig i effektforsterkere er sterkt forvrengingsdominert).
