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一､工作原理 該數字功放為單電源供電,開關方式采用脈沖寬度調制(PWM)方式｡ 圖1為PWM信號處理器ZXCD1000的內部方框圖｡ 該處理器系英國ZETEX公司目前最新設計､制造的集成電路,用于產生音頻功放的脈沖寬度調制波｡由圖可知,該集成電路由晶體振蕩器､三角波發生器､比較器､激勵器､輸出驅動器及各部分電路組成｡晶體振蕩器及周邊電路產生標準三角波(這里不是鋸齒波,因此本PWM功放是前后脈沖沿同時調制),比較器則將此標準三角波與輸入的音頻模擬信號進行比較,產生隨音頻信號振幅變化而變化的PWM波,驅動大功率開關器件動作｡ 圖2為該數字功放其中一個聲道的原理圖｡ 音頻輸入信號經耦合電容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｡音頻信號通過此隔離電路后,產生同相反相兩種音頻信號,分別送至U102的①腳和⑧腳,與集成塊內部產生的標準三角波一起接到內部的比較器進行比較｡U102為PWM信號處理器ZXCD1000｡若沒有音頻信號輸入,則隔離電路兩放大器的同相輸入端同時接入12V直流電壓,兩比較器的音頻輸入端輸入電壓等于標準三角波的一半,兩比較器的輸出各為50%,開關器件的通和斷時間相等,揚聲器兩端輸出的音頻電壓為零｡為重現音頻信號,標準三角波的頻率(約為200kHz,比一般PWM比較器采用100kHz的鋸齒波頻率高出一倍,這乃是該數字功放音質好的原因之一)遠高于音頻輸入信號的頻率,故每當三角波與音頻信號比較時,比較器便輸出一調寬脈沖信號,取樣周期取決于標準三角波的頻率,通過U102⑤腳外接電容C114可調節､校正三角波的頻率｡  WM波通過激勵級､驅動輸出級的放大后,由U102的紒紡矠腳､⑩腳輸出｡再經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管組成的橋式開關電路各MOS管的通斷｡MOS管工作于飽和(通)和截止(斷)兩種開關工作狀態而非線性狀態,因此MOS管的線性好壞對輸出信號沒有影響｡開關電路實現對直流電源電壓的高速開關動作,控制揚聲器與電源電壓接通的時間長短｡Q108､Q109的導通時間比Q110､Q111的導通時間長時,揚聲器接口CN4的②端為正電位,反之則為負電位｡由于MOS管工作于開關狀態(且各管配對),故各管的功率損耗極小,發熱量很小,可省去散熱片｡WM波經L101､C133､C134和L102､C136､C137組成的音頻輸出低通濾波器(LPF)即PWM波解調器,通過其積分,把PWM波中非音樂成分的波形濾除,輸出強力的原始音頻模擬信號,推動揚聲器發聲｡開關器件的導通時間越長,經解調器積分后輸出的電壓就越高;截止時間越長,解調器的輸出就越小｡由于采用橋式開關電路推動,揚聲器以BTL連接,任何一端都不能接地,以便去除單電源供電時輸出信號的直流成分,保證揚聲器能獲取最大的輸出功率｡偏置與泄放網絡控制MOS-FET的柵極,減少MOS管受突變或過高電流的影響,達到增加開關速度､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電路,Q104則組成三角波跟隨器,增強帶載能力｡二､印刷線路板 該數字功放輸出有頻率為200kHz的PWM波,此脈沖會產生高次諧波｡為防止這種干擾,ZETEX公司根據獨特的英國線路,開發出一種較優的印刷線路板,采用雙面PCB板,并且將印刷線路設計成分布線最短化,將分立的片狀器件焊在上面,嚴格選取最佳接地點,輸出解調器及橋式開關電路的接點科學地選取以及插入屏蔽電感器等措施,使功放電路對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品｡ 三､元器件 該數字功放全部元器件都由ZETEX公司工程師特別挑選｡開關器件MOS-FET采用ZETEX公司自己生產的高耐壓､大電流､小飽和壓降且高轉換速率的器件｡為減少干擾,縮短引線,最大限度減少信號損耗,電路中所有電阻均采用美國及日本制造的貼片電阻,貼片電容則采用與手機使用同級的韓國三星牌貼片電容｡該機所用電解電容全部是“紅寶石”､“黑金剛”,耐溫為-40℃至+105℃不等;對于無極電解電容,則根據實際所需,用于適當的位置;主通道全部使用CBB聚丙烯電容｡對于解調器,選用日本松下CBB電容｡解調器中另一關鍵元件電感器,選用特別設計的直插式密封電感器｡ 四､主要技術指標 1.輸入靈敏度:800mV;2.效率:90%以上;3.信噪比:120dB;4.頻率響應:20Hz~22kHz;5.諧波失真:≤0.1%(8Ω負載,1kHz?1W);6.輸出功率:150W×2(4Ω阻抗);7.帶載能力  2~8Ω)｡五､試聽效果 接上直流電源和揚聲器,以CD機作為信號源,通過音量電位器將信號接入電路板的輸入端,便可進行試聽.開機,頓覺不同凡響,由于取樣頻率比普通開關功放頻率高很多,且是雙脈沖邊沿深度調制,很多音樂里以前聽不到的細節,全部都一絲不茍地真實反映出來｡本板開關器件速度極快,聲音特別通透,透明度極高,高中音是獨有的英國聲,高音清醇軟滑,層次分明;中音真實自然傳神;低音厚實富有彈性,且帶有美國功放低音的強大力度｡經測試,該低音的量比一般傳統功放的多｡由于該機采用無反饋BTL電路,所以電源開/關時揚聲器不會出現開/關機噪聲,且具有較高的信噪比,即使音量電位器全開啟,耳朵貼近揚聲器也幾乎聽不到交流聲和噪聲等雜音,就像未開機一樣｡當放送《天下第一鼓》時,鼓聲節奏明亮､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,質感極佳,空氣感極好,聲壓很大,一種使人身臨其境的感覺,仿佛看到鼓皮在震動,鼓槌打到鼓皮上的那種粘性,甚感過癮｡放送小提琴《梁祝》時,琴聲悠揚,韻味濃郁,十分耐聽,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,蔡琴的幽怨都表現得淋漓盡致,使人情不自禁地閉目細品,隨樂而動｡總體感覺,聲音清晰,聲像定位準確無誤,音場的再現盡展英國功放獨有的魅力｡ 工作一段時間后用手觸摸開關器件,幾乎感受不到有任何溫度升高,由此可知本機功放的效率之高｡可以說,該數字功放具有目前市面大部分數字功放難以做到的獨有個性,是數字功放界的Hi-Hand版本｡與目前中國市場的同類數字功放比較,在音質方面說難有對手,是數字功放的佼佼者｡ |
