前言: |
為了能夠讓更多人了解到我們雙核心數(shù)位擴(kuò)大機(jī)的其中奧妙，我們?cè)谘b機(jī)報(bào)告後面緊接著寫(xiě)了一篇較深入的文章，期待能夠讓更多朋友認(rèn)識(shí)這個(gè)未來(lái)之星 |
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為了讓各位能體會(huì)到數(shù)位擴(kuò)大器的應(yīng)用，增加學(xué)習(xí)的興趣，套件設(shè)計(jì)會(huì)是以具體而微的綜合擴(kuò)大機(jī)為目標(biāo)，並且數(shù)位擴(kuò)大器周邊的配合電路儘量以簡(jiǎn)單的數(shù)位邏輯電路來(lái)設(shè)計(jì)，也可以順帶複習(xí)基礎(chǔ)的數(shù)位電子學(xué)。讓大家能夠較輕鬆的接受基本理論，並能享受完成後的成就感。 |
為了符合絕大部份的使用需求，套件本身在輸入訊源上決定接受二種訊號(hào)來(lái)源：PC 的 USB訊源以及傳統(tǒng)的類(lèi)比訊源。至於輸出方面，考慮到一般書(shū)架型的喇叭推動(dòng)功率均不用太高就可以獲取足夠的音壓，因此我們?cè)O(shè)定輸出功率為2.5W~3W 。操作介面為了使用方便，均以按鍵方式為主。為了保留使用上的彈性，電源來(lái)源可以有二種選擇：外接式 5V供電，以及 PC USB埠供電。 |
規(guī)格確立之後，就是選擇應(yīng)用的主動(dòng)元件，也就是本次的主角---雙核心數(shù)位擴(kuò)大IC。 
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首先我們先簡(jiǎn)要的把系統(tǒng)需求切割成幾大區(qū)塊來(lái)考慮：電源區(qū)，輸入訊號(hào)處理區(qū)，訊源切換及功能控制區(qū)以及功率放大區(qū)。 首先功率 IC我們使用了 DCO-2200DS這顆 I2S輸入的數(shù)位擴(kuò)大機(jī)晶片，因?yàn)閱晤wIC在理想狀況只有 1.5W左右的立體聲輸出，因此可以應(yīng)用橋接的方式，左右聲道各以單一顆 IC負(fù)責(zé)，以增加近一倍的功率�？梢缘竭_(dá)3W!! 輸入訊源處理可再細(xì)分成類(lèi)比 (Line-In) 轉(zhuǎn) I2S及 USB轉(zhuǎn) I2S二區(qū)。類(lèi)比轉(zhuǎn) I2S決定讓 CS5340來(lái)負(fù)責(zé)，而 USB轉(zhuǎn) I2S則採(cǎi)用了USB-3528DS這顆 decoder。 而訊源轉(zhuǎn)換部份會(huì)以 Philips LVC家族的TTL邏輯閘為主。因?yàn)橄到y(tǒng)中應(yīng)用到二組電源，但是又不希望把線(xiàn)路複雜化，在此選擇了 LT1084-3.3這顆穩(wěn)壓器來(lái)從 5V降壓成 3.3V電源。 |
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| 第一章--電路說(shuō)明，為了解釋方便整個(gè)電路會(huì)分成以下幾個(gè)區(qū)塊來(lái)詳細(xì)說(shuō)明： |
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1.電源: |
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系統(tǒng)中需要使用到二組電源，數(shù)位邏輯部份需要 3.3V，而 Power Buffer部份則要給予 5V。考慮到 USB標(biāo)準(zhǔn)是 5V供應(yīng)，因此這裏使用 LT1084-3.3把 5V輸入部份穩(wěn)壓成3.3V供給數(shù)位邏輯部份，5V直接推動(dòng) Power Buffer。電路設(shè)計(jì)如下圖。 |
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| 為了也能使用外接電源，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的 Jumper (J2)來(lái)切換供應(yīng)電源是來(lái)自USB或是外接電源。EC1是 5V部份的濾波電容。C1，C2是3.3V部份的濾波電容，因?yàn)楦糁粋�(gè) Regulator，因此這裏也加了一個(gè)洩放電阻(R42)。R1及D1構(gòu)成了電源指示燈電路。 |
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| 2.USB訊源 |
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| 上圖是USB音源解碼的電路。主要是以 U8為主及其它配合的周邊電路。首先先說(shuō)明周邊電路： |
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R34、C45是重置電路，第36腳為低電位時(shí) U8進(jìn)入reset狀態(tài)，而低電位至少需要維持1ms的時(shí)間才能完成初始化 U8的過(guò)程。
R32、C40是 U8內(nèi)部 PLL所需要外接的 RC。
D4及R37是 USB動(dòng)作指示燈，當(dāng) U6和PC成功建立起連線(xiàn)，則 U8第10腳會(huì)呈高電位，以點(diǎn)亮 D4。當(dāng)建立連線(xiàn)後，PC端傳送音樂(lè)資料過(guò)來(lái)時(shí)，D4則會(huì)以大約一秒左右的間隔閃爍。
C37、C38、C39、C46、C47是 U8的 Bypass電容。
R33、R35、R36是為了匹配 USB規(guī)格而加的電阻。USB差動(dòng)訊號(hào)從 J6進(jìn)入後，經(jīng)過(guò)這些電阻就接上 U8的第1、第2 pin。
U8工作的時(shí)脈為 12.000MHz，由 pin 45輸入。這裏是取用石英振盪器的 12MHz輸出來(lái)用。
音源解碼後，會(huì)以標(biāo)準(zhǔn) I2S格式輸出。輸出有4根訊號(hào)：USB_MCLK(系統(tǒng)時(shí)脈)、USB_SDATA(音訊資料)、USB_SCLK(音訊同步時(shí)脈)、USB_FSYNC(聲道同步時(shí)脈)。U8是設(shè)定成 I2S Bus的 Master。
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| 3.類(lèi)比訊源: |
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類(lèi)比訊源轉(zhuǎn)成數(shù)位訊源的電路如上圖。是以 U6 CS5340 A/D來(lái)把類(lèi)比音源轉(zhuǎn)成數(shù)位音源。 |
R16、R20、R17、R21是輸入位準(zhǔn)調(diào)整電路。一般來(lái)說(shuō)，許多擁有類(lèi)比音源輸出的前級(jí)訊源的位準(zhǔn)變化很大，範(fàn)圍可能從 0.5Vrms~2Vrms，而 U6線(xiàn)性表現(xiàn)最佳的輸入位準(zhǔn)大約是 0.5Vrms附近。因此這裏利用了電阻分壓來(lái)得到適當(dāng)比例的電壓給 U6�？梢愿鶕�(jù)前級(jí)的訊源特性適當(dāng)改變 R16/R17及R20/R21的比例。
C23、C24、C31、C34是輸入交連電容�？梢赃x擇特性較好的交連電容以改善音質(zhì)。
C25、C26、C27、C28、C29、C30、C32、C33、C35都是 U6的 Bypass電容。應(yīng)用這麼多電容的原因是， CS5340在做類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換時(shí)，電源參考點(diǎn)需要精確，才會(huì)有較好的轉(zhuǎn)換品質(zhì)。
把 ANL_SDATA(U6 pin 4) 這根訊號(hào) pull-high的R18，決定了輸出數(shù)位訊號(hào)的格式。CS5340在初始化時(shí)，會(huì)去偵測(cè) pin 4，如果為 High則輸出標(biāo)準(zhǔn) I2S格式。
R19、C36作為 U6的重置電路，為了能安排各區(qū)塊之間合理的重置時(shí)序，這裏我們採(cǎi)用了這個(gè)數(shù)值。
U6也是工作在 12MHz的時(shí)脈，輸出音源有三根訊號(hào)線(xiàn)，分別為：ANL_SDATA(音訊資料)、ANL_SCLK(音訊同步時(shí)脈)、ANL_FSYNC(聲道同步時(shí)脈)。值得一提的是，U6也是設(shè)定成 I2S Bus的 Master，不過(guò)不用擔(dān)心，經(jīng)由訊源切換電路的隔離，U6和U8不會(huì)相衝。同一條 I2S Bus上還是會(huì)只有一個(gè)Master而已。
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| 4.靜音電路 |
一般常見(jiàn)的擴(kuò)大機(jī)身上，都有靜音按鈕。在套件中，我們可以把 I2S Bus的資料線(xiàn) (SDATA)歸零而達(dá)到一樣的效果。下圖是這個(gè)靜音控制電路，用二組 D正反器及二個(gè) NAND閘構(gòu)成。 |
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| 按一下靜音按鈕S1(如上圖所示)，MUTE這條線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低脈波，傳到U10B的D pin。因?yàn)?U10B的 CLK pin是借用 ANL_FSYNC(約 46KHz左右)，因?yàn)?ANL_FSYNC的頻率會(huì)遠(yuǎn)比按下去產(chǎn)生的低脈波高，因此在 U10B的 Q pin也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和輸入差不多的低脈波。 |
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| U9 pin 13是由 U10A這個(gè) D正反器的 Q來(lái)控制，U10A的D和 Q_BAR(U10 pin 6)是接在一起，因此當(dāng) U10A 的CLK pin有正緣脈波，Ｄ的新值(原值的反相)就會(huì)被栓鎖住。也就是說(shuō) U10A只要在 CLK pin有接到脈波，就會(huì)把原來(lái)的值做為反相。而前面提到，U10A CLK pin的脈波是由 U10B的Q來(lái)產(chǎn)生。因?yàn)轭A(yù)設(shè)為正常播音，因此 U10A的 PRE_BAR及CLR_BAR設(shè)為HIGH。 輸入到 U2及U5的數(shù)位音訊資料 (I2S_DAT_O)會(huì)由 U9D (74LVC00)來(lái)進(jìn)行控制，當(dāng)U9 pin 13為高準(zhǔn)位時(shí)，音訊資料I2S_DAT_I可以遞送過(guò)去到 I2S_DAT_O。U9 pin 13為低準(zhǔn)位時(shí)，音訊資料 I2S_DAT_I就被擋在U9D這個(gè) NAND閘上，恰好此時(shí)R39及D5構(gòu)成的靜音指示燈也因?yàn)閜in 13為低電位，壓差足夠，將會(huì)被點(diǎn)亮。因?yàn)閼?yīng)用了 NAND閘，所以 U9B接成了反閘的方式來(lái)還原訊號(hào)相位。
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| 5.訊源切換: |
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| USB及類(lèi)比訊源最終都會(huì)被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn) I2S，輸入到 U2及U5。所以我們可以應(yīng)用多工器來(lái)切換I2S Bus的數(shù)位資料，詳見(jiàn)下圖。 |
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| 當(dāng) USB_EN為L(zhǎng)OW時(shí)，U4會(huì)允許 1A~4A (來(lái)自USB訊號(hào))傳到1Y~4Y，等於切換到 USB；反之則會(huì)允許 1B~4B傳到1Y~4Y，等於切換到 A/D。 1Y~4Y這四根線(xiàn)才是最終進(jìn)入 Digital Amplifier IC的訊號(hào)線(xiàn)。至於 USB_EN這根訊號(hào)線(xiàn)如何實(shí)現(xiàn)切換的方式如下圖所示。 |
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| 其實(shí)看到 U7A及U7B的接法，和做 MUTE控制的電路極為雷同。只是多了 D2+R22來(lái)點(diǎn)亮 USB指示燈；D3+R23來(lái)點(diǎn)亮 A/D指示燈。下圖是按鈕部份的電路。 |
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考慮到實(shí)際應(yīng)用上，有可能存在沒(méi)有跟電腦 USB端連線(xiàn)的情況，這時(shí)允許訊號(hào)源切換到USB並無(wú)意義。因此在這種情況下，我們會(huì)讓訊源切換電路自動(dòng)失效，並且只鎖定在 A/D輸入。因此，我們利用了 USB 5V電源當(dāng)成偵測(cè)標(biāo)的。
D正反器，在CLR_BAR為HIGH，PRE_BAR為L(zhǎng)OW時(shí)，Q(USB_EN)為HIGH；CLR_BAR為HIGH，PRE_BAR為HIGH時(shí)，Q(USB_EN)為L(zhǎng)OW。剛好我們可以利用這種特性。R40、R41、C51就是做這些事。當(dāng) USB線(xiàn)插入時(shí)，USB 5V有電，我們就可以從 USB 5V經(jīng)R40、R41分出大約 3.3V來(lái)給U7A的 PRE_BAR，這時(shí)D正反器可以正常轉(zhuǎn)態(tài)。當(dāng) USB未插時(shí)，USB 5V沒(méi)電，CLR_BAR只能過(guò) R41接地，U7A輸出被鎖死成HIGH，也就是只能使用 A/D訊源。
不同的訊源，位準(zhǔn)有可能不同。這樣可能造成一個(gè)問(wèn)題，就是在切換訊源時(shí)聲音有可能突然變很大。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在切換訊源時(shí)我們也會(huì)把 U2及U5再做一次重置，把音量歸零。當(dāng)然這個(gè)電路也是要跟著按 S1一起動(dòng)作 (就是跟訊號(hào)線(xiàn)USB_EN一起跑)。
當(dāng)做了切換訊源的動(dòng)作時(shí)，USB_EN不是由HIGH變LOW，就是由LOW變HIGH，因此為了知道 USB_EN有轉(zhuǎn)態(tài)的情況，我們應(yīng)用XOR輸入RC延時(shí)式的雙緣檢出電路 (U3A、U3B、U3C、R5、C11)。電路如下圖。
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| 也就是說(shuō)，一旦按下了訊源切換開(kāi)關(guān)，USB_EN會(huì)轉(zhuǎn)態(tài)。經(jīng)過(guò)了 U3、R5、C1的作用，U3的第3pin會(huì)輸出高脈波。因?yàn)?Digital Amplifier U2及U5是Low-Pulse-Trigger，我們?cè)偌尤肓?U9A來(lái)修正相位。 |
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| 6.放大器: |
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| R7、C12是 U2及U5的重置電路，在全部區(qū)塊的重置順序中，這一組是最慢的。C3、C4、C15、C18、C49、C50都是 Bypass電容。R3、R10是令 U2、U5工作在單聲道模式，因?yàn)槲覀兿Ｍ鼈兏髫?fù)責(zé)一個(gè)聲道。決定誰(shuí)負(fù)責(zé)左聲道，誰(shuí)負(fù)責(zé)右聲道的是在 R2、R9。R2接地，所以 U2負(fù)責(zé)左聲道；R9接HIGH，所以U5負(fù)責(zé)右聲道。 |
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上圖是列出決定輸入 U2及U5數(shù)位音源的格式，目前是設(shè)定標(biāo)準(zhǔn) I2S。 |
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| 上圖是喇叭輸出的低通濾波器。電路的數(shù)值是經(jīng)過(guò)許多測(cè)試得到的最佳值，請(qǐng)儘量不要修改。 |
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| 第二章:安裝說(shuō)明--將DS數(shù)位雙核心擴(kuò)大機(jī)安裝到您的電腦上 |
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| 本套件是 USB及 Line-In 二用，雖然不用任何額外的驅(qū)動(dòng)程式，但因?yàn)?USB輸入部份，在第一次插進(jìn) PC時(shí)，有需要做一些動(dòng)作讓 Windows能順利辨認(rèn)，因此在此特別介紹設(shè)定的步驟。 USB 安裝設(shè)定步驟：（以 Windows XP為例） 1. 當(dāng)套件的 USB埠接上電腦的USB介面時(shí)，在桌面的右下方會(huì)出現(xiàn)一個(gè)找到新硬體的提示。見(jiàn)下圖。
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| 2. 此時(shí)Windows-XP提示已找尋到一個(gè)新的USB音效裝置。等候一小段時(shí)間之後，會(huì)出現(xiàn)如下圖的提醒視窗，請(qǐng)各位將選擇項(xiàng)目選在”不，現(xiàn)在不要”，再按”下一步”繼續(xù)。 |
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| 3. 下一個(gè)會(huì)出現(xiàn)如下圖的提醒視窗，請(qǐng)各位將選擇項(xiàng)目選在”自動(dòng)安裝軟體(建議選項(xiàng))”，再按”下一步”繼續(xù)。 |
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| 4. 接著 Windows-XP 會(huì)自動(dòng)安裝所需要的驅(qū)動(dòng)程式，一直等到下圖視窗出現(xiàn)後，請(qǐng)?jiān)谝暣暗摹蓖瓿伞卑聪箩�，完成整個(gè)驅(qū)動(dòng)程式安裝流程。 |
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| 4. 特別要注意的是、由於一臺(tái)電腦上可能會(huì)存在多個(gè)聲音與音訊裝置，在啟動(dòng)撥放軟體之前，最好先檢查一下目前的”聲音與音訊裝置”是設(shè)定在那一組裝置來(lái)負(fù)責(zé)撥放，才不會(huì)發(fā)生撥放軟體已經(jīng)開(kāi)始動(dòng)作，但是看不到模組上USB連線(xiàn)指示燈號(hào)未閃爍，沒(méi)有聲音撥放出來(lái)的情形。 首先進(jìn)入到”控制臺(tái)”中(如下圖)，開(kāi)啟”聲音與音訊裝置”。 |
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| 6. 接著點(diǎn)選上方”音訊”的選單，會(huì)看到”音效撥放”中的”預(yù)設(shè)裝置(D)”，將選單點(diǎn)一下後選擇”USB 音效裝置”，在點(diǎn)選”確定”後退出整個(gè)設(shè)定，或是點(diǎn)選”套用”先變更設(shè)定並且保留視窗下來(lái)；這樣就可以將Windows所要撥放用的裝置設(shè)定為使用數(shù)位擴(kuò)大器套件模組來(lái)?yè)芊�。�?qǐng)參考下圖動(dòng)作。 |
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Windows介面標(biāo)準(zhǔn)操作方式 |
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| 當(dāng)工作在 USB訊源輸入的模式下，套件也可以利用 Windows的介面來(lái)做一些簡(jiǎn)單的功能控制。在此詳述如下： 1. 先確定數(shù)位擴(kuò)大機(jī)套件的 USB線(xiàn)已經(jīng)插到 PC的 USB port，而且上面的 USB Plug指示燈也亮起，並按下切換訊源鈕，使 USB訊源指示燈是亮的。
2. 點(diǎn)兩下桌面右下方的喇叭圖示，見(jiàn)下圖。把系統(tǒng)音量控制叫出
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| 3. 調(diào)整”Wave” 的音量，在刻度大約一半的地方。參見(jiàn)下圖。 |
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| **請(qǐng)注意，調(diào)整 “桌上喇叭“並不能改變音量。 4. 請(qǐng)把慣用的播放程式叫出，然後播放自己喜歡的音樂(lè)。音量可以隨自己喜好調(diào)大調(diào)小。 |
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以上就是DS數(shù)位雙核心擴(kuò)大機(jī)的安裝方式，相信到這邊有許多的朋友已經(jīng)開(kāi)始享受這款數(shù)位擴(kuò)大機(jī)所帶來(lái)的美妙音樂(lè)，我們期待有更多人可以擁有
這款超值的數(shù)位擴(kuò)大機(jī)，以往桌上型電腦喇叭不能夠表現(xiàn)的許多音樂(lè)，在這款數(shù)位擴(kuò)大機(jī)所帶來(lái)的不同層面，足以讓我們感受到數(shù)位時(shí)代的衝擊!! |
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66821730(技術(shù)支持)
