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一､工作原理 該數(shù)字功放為單電源供電,開(kāi)關(guān)方式采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)方式｡ 圖1為PWM信號(hào)處理器ZXCD1000的內(nèi)部方框圖｡ 該處理器系英國(guó)ZETEX公司目前最新設(shè)計(jì)､制造的集成電路,用于產(chǎn)生音頻功放的脈沖寬度調(diào)制波｡由圖可知,該集成電路由晶體振蕩器､三角波發(fā)生器､比較器､激勵(lì)器､輸出驅(qū)動(dòng)器及各部分電路組成｡晶體振蕩器及周邊電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)三角波(這里不是鋸齒波,因此本PWM功放是前后脈沖沿同時(shí)調(diào)制),比較器則將此標(biāo)準(zhǔn)三角波與輸入的音頻模擬信號(hào)進(jìn)行比較,產(chǎn)生隨音頻信號(hào)振幅變化而變化的PWM波,驅(qū)動(dòng)大功率開(kāi)關(guān)器件動(dòng)作｡ 圖2為該數(shù)字功放其中一個(gè)聲道的原理圖｡ 音頻輸入信號(hào)經(jīng)耦合電容C101及R101､C103組成的低通濾波電路后分為兩路,一路送至U101A的同相端,另一路則送到U101B的反相端｡U101是雙運(yùn)放集成電路,其中U101A組成電壓跟隨放大器,U101B組成反相比例放大器｡音頻信號(hào)通過(guò)此隔離電路后,產(chǎn)生同相反相兩種音頻信號(hào),分別送至U102的①腳和⑧腳,與集成塊內(nèi)部產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)三角波一起接到內(nèi)部的比較器進(jìn)行比較｡U102為PWM信號(hào)處理器ZXCD1000｡若沒(méi)有音頻信號(hào)輸入,則隔離電路兩放大器的同相輸入端同時(shí)接入12V直流電壓,兩比較器的音頻輸入端輸入電壓等于標(biāo)準(zhǔn)三角波的一半,兩比較器的輸出各為50%,開(kāi)關(guān)器件的通和斷時(shí)間相等,揚(yáng)聲器兩端輸出的音頻電壓為零｡為重現(xiàn)音頻信號(hào),標(biāo)準(zhǔn)三角波的頻率(約為200kHz,比一般PWM比較器采用100kHz的鋸齒波頻率高出一倍,這乃是該數(shù)字功放音質(zhì)好的原因之一)遠(yuǎn)高于音頻輸入信號(hào)的頻率,故每當(dāng)三角波與音頻信號(hào)比較時(shí),比較器便輸出一調(diào)寬脈沖信號(hào),取樣周期取決于標(biāo)準(zhǔn)三角波的頻率,通過(guò)U102⑤腳外接電容C114可調(diào)節(jié)､校正三角波的頻率｡  WM波通過(guò)激勵(lì)級(jí)､驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)的放大后,由U102的紒紡矠?zāi)_､⑩腳輸出｡再經(jīng)D104､C127､D107､C128及D108､C129､D111､C130組成的倍壓電路,獲得比紒紡矠､⑩腳高一倍的輸出電壓,控制由Q108~Q111四只MOS管組成的橋式開(kāi)關(guān)電路各MOS管的通斷｡MOS管工作于飽和(通)和截止(斷)兩種開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)而非線性狀態(tài),因此MOS管的線性好壞對(duì)輸出信號(hào)沒(méi)有影響｡開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電源電壓的高速開(kāi)關(guān)動(dòng)作,控制揚(yáng)聲器與電源電壓接通的時(shí)間長(zhǎng)短｡Q108､Q109的導(dǎo)通時(shí)間比Q110､Q111的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)時(shí),揚(yáng)聲器接口CN4的②端為正電位,反之則為負(fù)電位｡由于MOS管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)(且各管配對(duì)),故各管的功率損耗極小,發(fā)熱量很小,可省去散熱片｡WM波經(jīng)L101､C133､C134和L102､C136､C137組成的音頻輸出低通濾波器(LPF)即PWM波解調(diào)器,通過(guò)其積分,把PWM波中非音樂(lè)成分的波形濾除,輸出強(qiáng)力的原始音頻模擬信號(hào),推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲｡開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng),經(jīng)解調(diào)器積分后輸出的電壓就越高;截止時(shí)間越長(zhǎng),解調(diào)器的輸出就越小｡由于采用橋式開(kāi)關(guān)電路推動(dòng),揚(yáng)聲器以BTL連接,任何一端都不能接地,以便去除單電源供電時(shí)輸出信號(hào)的直流成分,保證揚(yáng)聲器能獲取最大的輸出功率｡偏置與泄放網(wǎng)絡(luò)控制MOS-FET的柵極,減少M(fèi)OS管受突變或過(guò)高電流的影響,達(dá)到增加開(kāi)關(guān)速度､減少PWM波失真的目的｡Q101~Q103周邊元器件組成三角波輸入保護(hù)電路,Q104則組成三角波跟隨器,增強(qiáng)帶載能力｡二､印刷線路板 該數(shù)字功放輸出有頻率為200kHz的PWM波,此脈沖會(huì)產(chǎn)生高次諧波｡為防止這種干擾,ZETEX公司根據(jù)獨(dú)特的英國(guó)線路,開(kāi)發(fā)出一種較優(yōu)的印刷線路板,采用雙面PCB板,并且將印刷線路設(shè)計(jì)成分布線最短化,將分立的片狀器件焊在上面,嚴(yán)格選取最佳接地點(diǎn),輸出解調(diào)器及橋式開(kāi)關(guān)電路的接點(diǎn)科學(xué)地選取以及插入屏蔽電感器等措施,使功放電路對(duì)周圍的干擾降到最低程度,并且巧妙地利用印刷電路板地線的銅箔散熱,使電路體積小又能輸出較大的功率,因此這是線路最合理的一款產(chǎn)品｡ 三､元器件 該數(shù)字功放全部元器件都由ZETEX公司工程師特別挑選｡開(kāi)關(guān)器件MOS-FET采用ZETEX公司自己生產(chǎn)的高耐壓､大電流､小飽和壓降且高轉(zhuǎn)換速率的器件｡為減少干擾,縮短引線,最大限度減少信號(hào)損耗,電路中所有電阻均采用美國(guó)及日本制造的貼片電阻,貼片電容則采用與手機(jī)使用同級(jí)的韓國(guó)三星牌貼片電容｡該機(jī)所用電解電容全部是“紅寶石”､“黑金剛”,耐溫為-40℃至+105℃不等;對(duì)于無(wú)極電解電容,則根據(jù)實(shí)際所需,用于適當(dāng)?shù)奈恢?主通道全部使用CBB聚丙烯電容｡對(duì)于解調(diào)器,選用日本松下CBB電容｡解調(diào)器中另一關(guān)鍵元件電感器,選用特別設(shè)計(jì)的直插式密封電感器｡ 四､主要技術(shù)指標(biāo) 1.輸入靈敏度:800mV;2.效率:90%以上;3.信噪比:120dB;4.頻率響應(yīng):20Hz~22kHz;5.諧波失真:≤0.1%(8Ω負(fù)載,1kHz?1W);6.輸出功率:150W×2(4Ω阻抗);7.帶載能力  2~8Ω)｡五､試聽(tīng)效果 接上直流電源和揚(yáng)聲器,以CD機(jī)作為信號(hào)源,通過(guò)音量電位器將信號(hào)接入電路板的輸入端,便可進(jìn)行試聽(tīng).開(kāi)機(jī),頓覺(jué)不同凡響,由于取樣頻率比普通開(kāi)關(guān)功放頻率高很多,且是雙脈沖邊沿深度調(diào)制,很多音樂(lè)里以前聽(tīng)不到的細(xì)節(jié),全部都一絲不茍地真實(shí)反映出來(lái)｡本板開(kāi)關(guān)器件速度極快,聲音特別通透,透明度極高,高中音是獨(dú)有的英國(guó)聲,高音清醇軟滑,層次分明;中音真實(shí)自然傳神;低音厚實(shí)富有彈性,且?guī)в忻绹?guó)功放低音的強(qiáng)大力度｡經(jīng)測(cè)試,該低音的量比一般傳統(tǒng)功放的多｡由于該機(jī)采用無(wú)反饋BTL電路,所以電源開(kāi)/關(guān)時(shí)揚(yáng)聲器不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)/關(guān)機(jī)噪聲,且具有較高的信噪比,即使音量電位器全開(kāi)啟,耳朵貼近揚(yáng)聲器也幾乎聽(tīng)不到交流聲和噪聲等雜音,就像未開(kāi)機(jī)一樣｡當(dāng)放送《天下第一鼓》時(shí),鼓聲節(jié)奏明亮､清晰､富有力度,低音深沉而令人震撼,彈性十足,大鼓聲槌槌到肉,質(zhì)感極佳,空氣感極好,聲壓很大,一種使人身臨其境的感覺(jué),仿佛看到鼓皮在震動(dòng),鼓槌打到鼓皮上的那種粘性,甚感過(guò)癮｡放送小提琴《梁�！窌r(shí),琴聲悠揚(yáng),韻味濃郁,十分耐聽(tīng),低音回蕩,柔和豐滿,溫暖宜人,美不可言｡人聲方面,鄧麗君的嬌媚,蔡琴的幽怨都表現(xiàn)得淋漓盡致,使人情不自禁地閉目細(xì)品,隨樂(lè)而動(dòng)｡總體感覺(jué),聲音清晰,聲像定位準(zhǔn)確無(wú)誤,音場(chǎng)的再現(xiàn)盡展英國(guó)功放獨(dú)有的魅力｡ 工作一段時(shí)間后用手觸摸開(kāi)關(guān)器件,幾乎感受不到有任何溫度升高,由此可知本機(jī)功放的效率之高｡可以說(shuō),該數(shù)字功放具有目前市面大部分?jǐn)?shù)字功放難以做到的獨(dú)有個(gè)性,是數(shù)字功放界的Hi-Hand版本｡與目前中國(guó)市場(chǎng)的同類數(shù)字功放比較,在音質(zhì)方面說(shuō)難有對(duì)手,是數(shù)字功放的佼佼者｡ |
