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《无线电》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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一款便携解码器的设计与制作-《无线电》2014.03

2014-03-31 16:43:54

笔者曾经设计了多个解码器和耳机放大器。虽然效果都还不错,但个头都较大,不仅出差时不方便携带,而且放在电脑桌上也比较占地方。为节省空间、便于携带,笔者设计了这个小巧便携、带耳机驱动的解码器。

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该解码器的特点

1)使用电脑USB口供电,不需要额外的电源变压器,便于携带。

2)解码器内部采用隔离DC-DC模块,把核心电路的地和USB的地相隔离。在模拟信号连接到其他设备时,避免因共地问题引入干扰。

3) 采用单联电位器,通过软件控制音量。传统双联电位器做音量调节有几个缺点:首先,双联电位器两个通道不容易同步,特别在小音量时尤为明显。其次,双联电位器使用一段时间后,在转动时,因接触问题,通常有“沙沙”的噪声;再次,双联电位器直接接在音频信号通道上,电位器不仅自身存在热噪声,较长的音频走线还会拾取外界的干扰噪声。

这里采用的单联电位器不在音频通道上,而是连接到单片机的ADC输入端,这就克服了双联电位器带来的问题。这种调节方式也有自身的缺陷:在小音量时,THD+N、信噪比等指标可能不如使用双联电位器的设计。这可以通过选用小信号性能优异的DAC来缓解。在这方面,delta-sigma DAC相对传统多比特DAC有着先天优势。

4 ) 本制作采用了德州仪器的SRC4392芯片进行时钟抖动滤除。我们知道,一副2D平面图像可以用互相垂直的x 轴、y 轴两个坐标表示。当一副图像沿x轴方向上被拉伸或压缩时,图片会产生变形。类似的,DAC输出的音频信号可以用幅度轴和时间轴来表示,当时间轴由于抖动的影响变得不均匀时,我们得到的是一个失真的声音信号。

相对于传统的多比特DACsigmadelta结构的DAC更容易受到时钟抖动的影响。对于高性能的DAC,在音频的高频部分,抖动经常成为限制DAC性能发挥的瓶颈。

SRC4392在做采样率转换时,采用了两个数字伺服环路:输入数字伺服环路和输出数字伺服环路。这两个数字伺服环路对抖动有优异的抑制能力。如图1所示,从中可以看出,当SRC4392的输入和输出数字伺服环路都处于slow模式时,数字伺服环路对很低频率的抖动都有良好的抑制作用,而对更高频率抖动的抑制能力更加优异。这为后面高性能DAC性能的发挥提供了保证。

5) 模拟音频信号采用全直流耦合,而没有采用对声音影响较大的隔直电容。

电路原理与制作

2所示为该设计的系统框图,下面按照模块逐步介绍它的原理与制作。

◆ 电源部分

3所示是电源部分的原理图,图中IC10IC12DC-DC隔离电源模块。供电取自USB口的VBUS,该DC-DC模块输出电压为5V,输出最大电流为200mA

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■ 图1 SRC4392异步采样率转换数字伺服环路的频率响应开关频率实测值为120kHz


未完。。。

全文详见《无线电》2014.03

 



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