卫星接收机SPDIF光纤同轴接口的加装及自制外置音频解码器续光纤同轴接口有什么用Word下载.docx
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DAC转换芯片使用了*****的*****。
SPDIF数字信号，先进入数字信号输入转换电路。
CS8414+*****NOSDAC解码器输入接口是同轴（*****）及光纤（*****），使用*****时，SPDIF先进入一只数字脉冲变压器再耦合到CS8414作RS-485/TTL转换；
在使用*****时，SPDIF被耦合到光纤接收模块作TTL转换，再进入CS8414。
Crystal半导体公司制造的CS8414芯片作数字信号接收，将SPDIF信号解调出三个信号，分别为时钟（CLK）信号、左右声音识别（LRCLK）、数据（DATA）信号，然后送入四片并联的*****半导体公司制造的*****16BitDAC作D/A转换，*****是电流输出式DAC芯片。
LPF及缓冲级由*****P构成。
图44是它的电原理图，图45是结构方框图。
同轴输入为什么要使用变压器耦合？
理由很简单，就是要隔离，数字脉冲变压器在解码器上的使用是为了隔绝一些环路上的干扰。
它可以有效隔绝直流、可以有效阻绝共模噪声，让输入信号与输出信号之间，透过磁耦合的方式“隔空交连”，不让输入与输出信号之间有任何直接的“碰触”。
ST-*****是一颗数字脉冲变压器，这颗数字脉冲变压器性能优异，许多高档DAC解码器中均有采用，见图46。
如果找不到数字脉冲变压器，也可以使用报废电脑网卡上的网络传输数字变压器代用。
另一种不使用变压器的作法，就是通过0.01μF的电容来耦合。
使用电容耦合虽然依旧有效隔离了前端的直流（对直流来说，电容的阻抗几乎无限大，无法通过，但却可以让交流信号通过），但很多高频噪声还是可以从电容中通过，可能会影响CS8414工作的稳定，影响解码器输出音质。
图47是使用或不使用数字脉冲变压器时的CS8414平衡输入接法。
一般来说，在SPDIF数字信号同轴输入端使用数字脉冲变压器的DAC，背景会比不使用的DAC更宁静。
光纤接收模块采用的是*****生产的*****B。
它的外形与光纤发射模块*****完全相同，也是有三只引脚，分别是OUTPUT、GND和VCC。
工作电压5V。
在使用*****B时，在其VCC和GND两脚间应接入一只容量100nF的退耦电容，防止其在光电转换时的噪声。
SPDIF数字接收芯片为Crystal的CS8414，其英文名为DigitalAudioInterfaceReceiver。
它支持24bit/96KHz的数码解调，时基抖动小于200ps，具有抗时钟抖动的出色性能，被广泛应用于高级解码器和专业设备中。
图49为CS8414的外观，图50和图51为CS8414的内部框图和引脚图。
CS8414是单片CMOS器件，工作电压5V。
支持AES/EBU、IEC958、S/PDIF和EIAJCP-340数据标准，接收音频数据并对其进行解码。
CS8414内置有一个RS422收信接口，一个用于时钟恢复、同步以及分离音频和数据的锁相环（PLL）。
它最高支持96kHz采样率，音频数据通过一组可设置输出数据格式的音频数据串行口输出，分别输出SCK（位时钟），FSYNC（帧时钟，也称左右声道时钟）和SDATA（串行数据）。
可输出14种音频数据格式。
输出数据格式由CS8414的M0、M、M2和M3来设置。
M3用于选择8种普通格式（M3=0时）和6种特殊格式（M3=1时），表6和表7为普通和特殊两种输出数据格式的设定。
CS8414的RS422接口可接收差动或单端输入信号。
RS422接口由一个回差电压为50mV的施密特触发器组成。
施密特触发器的回差电压可抑制噪声信号对相位检测器的影响，保证其工作稳定。
CS8414芯片最基本的功能是从一个数字音频传送线路上恢复音频数据和低抖动时钟。
产生的时钟是MCK（256×
FS）、SCK（64×
FS）和FSYNC（FS或2×
FS）。
MCK由PLL电路的压控振荡器（VCO）输出，PLL由相位和频率检测器、回路滤波器和一个压控振荡器组成。
回路滤波器需要外接一个电阻和电容，PLL的所有其它组成器件都内置在CS8414芯片内。
相位和频率检测器用来使PLL锁定接收到的数据流和阻止错误锁定的出现。
当PLL没有锁定接收到的数据流时，频率检测器则降低VCO的频率到PLL锁定范围内。
当没有数字音频数据时，VCO频率被降到最低。
CS8414芯片内有一个频率比较器，可以将接收到的数据中的取样时钟频率和一个外部提供的从FCK脚输入的6.144MHz的时钟进行比较。
得到接收数据中的取样频率信息，该频率信息在F2、F1和F0三个输出脚进行编码输出，编码逻辑及对应频率信息如表8所示。
此编码可用一个TTL逻辑电路的3-8译码器（如74HC238）译码，供显示接收数据的采样频率信息。
CS8414的时钟工作模式可设定为主（Master）和从（Slave）模式。
在M3=0时，其主/从模式由M0电平设定。
在主（Master）模式，SCK（位时钟）和FSYNC（左右声道时钟）信号由输入的SPDIF信号锁相解调产生；
在从（Slave）模式，两时钟信号由外部的时钟振荡器产生并同时送入CS4814和DAC，可降低时钟信号的JITTER。
工作模式的选择透过板上数位开关设定CS8414的M0脚电平完成。
这样我们可以利用Slave模式让外部的时钟振荡器经过分频产生CS8414与*****所需要的工作时钟。
时钟振荡器使用高于LRCK频率256倍的OSC可以有效降低时钟失真使声音听来更顺耳好听，更可以升级成顶级的TXCO振荡器，使时钟JITTER进一步降低。
图52为外时钟振荡器，图53为外时钟振荡器电原理图。
时钟振荡器也就是我们一般所说的Oscillator，振荡器频率11.2896MHz，并经74HC4040分频产生44.1KHz的FSYNC（LRCK）和2.8224MHz的SCK（BCK）两个时钟信号。
74HC4040是一颗12位二进制计数器，可以分频出我们所需要的频率。
将这两个频率分别送进CS8414以及*****就可以让DAC正常的工作了。
整个振荡分频小电路板用橡胶圈悬挂在DAC解码器电路板上，时钟电路板使用柔性导钱与主板连接。
这种柔性悬挂方式可以减小外部的机械振动对振荡器的影响。
对DAC解码器来说，最重要的芯片恐怕就是DAC芯片了。
它将数字信号转化为模拟信号，从某种意义上说它相当于合并式放大器的数字前级。
众所周知，前级放大器决定了音响系统信噪比和动态范围，因此DAC芯片的地位非常重要（大多数厂家对DAC芯片也很重视，通常都会在产品介绍和广告中着重提到它）。
DAC选用菲利浦公司的*****。
该集成电路为DIP8脚封装，*****所支持的输入数据格式是I2S16Bits，工作电源电压为3～8V，电压应用范围很宽。
在高工作电压条件下应用，可提高音频的动态范围。
在电路中*****工作电压为8V。
*****是Philips生产的一粒很古老的R-2R多Bits电流输出型DAC，虽然结构简单，但音色却令人惊讶，虽然音乐的细节没有其它高挡的DAC那么清晰及通透，高频亦不太清晰动人，但低音的伸展却很好，人声温暖，总体听起来感觉有点像加了Tube输出那样。
图54和图55分别是*****内部框图和*****引脚图。
*****采用四颗并联的设计，即四颗*****的输入、输出全部分别并联。
见图56。
四颗*****并联使用可以增加输出电流量，并且增加输出音频信号的动态，对声音的表现很有好处。
*****的VREF脚到地所接电阻决定*****输出电流的大小，改变这个电阻，能改变DAC输出的音频信号幅度。
在*****并联应用时，*****的发热量大大增加，为保证*****的安全运行，必须给其安装上散热片。
图56中四颗*****周边的四个孔是固定*****散热片的。
CS8414+*****NOSDAC解码器的I/V转换采取在四颗*****并联的R、L模拟输出脚上分别接上一只680Ω的电阻到地，DAC的输出电流在电阻上的电压降成为音频信号电压。
低通滤波器采用契比雪夫（Chebyshev）滤波器，契比雪夫滤波器（Chebyshev）具有过渡带最窄，即通带外衰减速度最快、频响曲线最为陡峭的特性。
在低通滤波电路的后面是缓冲电路（Buffer），这个部分主要是作阻抗转换以及隔离的作用，阻抗转换部分主要是使整个电路有较低的输出阻抗，另外就是可以有大一点的输出电流，至于隔离的部分主要是利用缓冲电路将下一级的负载跟分相电路隔开，不让下一级的负载影响到缓冲电路之前低通滤波的工作。
由于每种运放都有其独特的音色魅力，因此运放的选择就是DIY过程中极富个性化的一个环节。
LPF输出缓冲采用*****P运算放大器，*****P是BB公司生产的低失真、低噪声、高速率的宽带单路运算放大器。
这个运算放大器拥有超低噪声的特点，许多Hi-End欧美名机采用*****P担任低通滤波与缓冲。
另一个特点是，这只OP可以承受高达正负24V的工作电压，如果提高*****P的工作电压，亦可提供更大的信号动态范围。
图57是*****P的引脚，图58是*****P的实物照片。
为了得到较好DAC解码器性能指标，电源也是非常关键的部分。
电源部分电路总共有六组稳压直流电源输出，分别为提供给CS8414的+5V两组、11.2896MHz晶体振荡及分频器的+5V一组、*****的+8V一组、LPF输出缓冲的+15V及-15V各一组。
以DAC解码器的设计来说，这算是比较奢华的设计。
并且在电路板布线（PCBLAYOUT）时加入了一些特定的处理。
比如：
地线根据电路模块分块处理，大面积的PCB覆铜来降低对于外界的EMI干扰，而在各电路模块之间，根据信号电流的回路方向在单点进行地线连接。
在关键的电源布线点设置对于高频呈高链波电流的电容进行电源退藕等等。
从而，有效的降低了整机数字模块之间的EMI干扰，把数字信号的抖动降低到非常小的程度。
电源稳压用的IC，是美国国家半导体公司（NS）的LM317以及LM337，千万别低估这类的稳压IC，其实只要经过细心的PCBLayout，都会有相当不错的表现，当然，如果想要更进一步提升，也可以将LM317/LM337更换成更高档的LT1085/LT1033。
4、CS8414+*****NOSDAC解码器装配
接下来就是焊接元件了。
对照电路图及PCB板标号将元器件逐个焊上，先焊电阻等高度低的元件，最后焊电解电容和IC。
焊接CS8414的时候要把烙铁接地或拔掉烙铁电源,同时在焊接的时候不要*****过热,焊接的时候尽量速度加快，因为过热和静电都会损坏CS8414。
元件在焊接前要用万用表检测一下数值和好坏，这样以后可以减少很多麻烦。
焊好的零件多余的引脚线用斜嘴钳把它剪掉。
在焊接过程中一定要注意两点：
一点是零件不要插错地方，另一点是不要有虚焊和连焊（把相邻的并不相连的焊点焊到一块）。
通电前不要插上TDA１５４３和ＯＰＡ６０４，调节各个三端稳压器的调压多圈电位器至合适的输出电压：
晶振和CS8414为5V；
*****为8V；
OPA604为正负15V。
正常后再上TDA１５４３和ＯＰＡ６０４，安装ＩＣ后测量以上电压！
确定正常就可以试音啦！
将板上数位开关全部设为ON，设定CS8414为从模式工作状态，使用外晶振时钟。
装配完成的DAC电路板见图59和图60。
最后插上*****及ＯＰＡ６０４，并装上DAC散热片。
在安装DAC散热片时，在四颗DAC表面涂上少量导热硅脂，降低*****散热热阻。
DAC解码器的机箱，购于*****。
机箱为全铝构造,表面拉丝氧化处理,面板厚度5mm，见图61。
图62和图63是装配完成的CS8414+*****NOSDAC解码器，面板有两个LED指示灯，分别是电源和信号锁定指示。
通过几天的调整，实际试机测试，慢慢感觉到它的魅力：
高频滑顺，中低频相当厚实，低频有力，很有LP的味道，音乐听来非常连续、流畅，没有中断感，整体音色偏淡黄色。
尤其听人声的时侯更是其它DAC所没有的味道，少了刺激性却多了韵味。
有可能是输出动态大的关系，因此声音密度很高细节很多，非常顺耳好听。
整体来说，这是一套音乐性非常高，又有特殊风味的DAC，非常值得拥有。
工作中DAC要发热，用手触摸它会感到稍微有点烫手，不用担心，放心用吧。
其实解码器的制作并不难，甚至比制作胆机要容易许多。
如果感觉到自已装配DAC解码器太复杂，又不想化费太多的费用购买成品DAC解码器，也可以选购一些成品简易型DAC解码器电路板，一般这样的DAC解码器价格约100元左右。
图64所示就是一款简易型DAC解码器，接收芯片采用了CS8414，DAC转换芯片使用CS4334。
输入方式有同轴、光纤和TTL三种。
其中TTL输入是连接电脑光驱上的SPDIF输出的。
一般购回后找个机壳装入，接上一个9～12V的直流电源就可以工作。
耳机放大器
为了更好地欣赏音乐，许多乐迷和发烧友梦寐以求一套能较为完美地重放音乐的高级音响系统。
一个完整的音响系统由音源、放大器和电声换能器组成。
顾名思义，音源就是声音的源头，没有音源，用音响系统还原声音也就无从谈起。
从广义的概念来看，音源有两层含义，一是指记录声音的载体，只有先把声音记录在某种载体上，才谈得上用音响设备把载体上的声音还原出来，这些载体是音响系统中声音的来源，所以称为音源。
常见的音源载体有CD（小型激光唱片）、TAPE（磁带）、LP（密纹唱片）等。
音源的另一层含义，是指播放音源载体的设备。
对于本文所讨论的内容而言，数字卫星接收机或者是数字卫星接收机+SPDIFDAC解码器也算是音源。
有了优质的音源，但没有性能良好的放大器和电声换能器，也不能完美地欣赏高音质的声音。
放大器和电声换能器常常就是指音响功放和音箱。
可是，优质的Ｈｉ－Ｆｉ功放、音箱身价不菲，而且要想完美地搭配并不容易：
首先，要备齐音源、放大器和音箱，以及相关的连接线（信号线和喇叭线）。
然后，必须有一套不小于１０平方米、形状较为规整的听音室，室内最好没有大型家具阻隔，防止回声混响的音染。
假如房间条件不理想，或由于家具摆设的限制，不能将喇叭摆放在合适的位置，那么即使音响再高级，重放的效果也会大打折扣，甚至不如一般的音响系统。
那么，假如一个音乐爱好者没有合适的房间条件，而且只想花有限的金钱，又要得到最充分的音乐欣赏效果，应该如何组建自己的Ｈｉ－Ｆｉ系统呢？
我的建议，采用耳机系统！
实际上，耳机系统是最适合的解决方案。
同音箱一样，耳机也是电声换能器，但耳机的价格就要比音箱的价格低很多，所以有一种说法：
耳机是穷人享受Hi-Fi的劳氏莱斯！
当然，这话可能有点夸张。
但从投资金额上看，买一副最优质的耳机，见图65，只需花买一对优质喇叭化费的１０％到２０％。
耳机系统与音箱系统相比，在更小的投入中往往有更大的乐趣。
耳机是一种历史悠久的电声转换器材。
现代Hi-Fi耳机经过了半个多世纪的历练，吸收了电声学的精华，应用了大量新技术与新材料，其电声性能、重放的效果几乎达到了完美的程度。
耳机的发声单元只有一个，不需要较大的驱动功率，通常不超过0.2W，最高挡次的耳机驱动功率也小于1W。
而且频响范围可达20Hz-20KHz以上，全频带内不存在相位失真。
失真度也极小，通常的Hi-Fi耳机的失真度均小于1%，甚至达到0.1%。
这些优异的技术参数都是音箱难以比拟的。
音箱要想达到近似的参数，通常要使用224个发声单元，同时还必须配合适当的分频电路，这使得声箱在较宽的放音频带内很难做到相位一致，同时各发声单元之间的相互干扰也是一个不易解决的难题。
用耳机聆听音乐时，能够消除空间环境的声场干涉，从而大大提高了音响系统的分析力和声道的分离度，这样就能够更加准确地还原录音师对各种音源、乐器所进行的立体声方位处理，把一个乐队通过准确的声场再现出来，使你感到乐队如同在你面前演奏一般。
耳机是个大家族，也有很多种分类的方法。
耳机从外观区分，有头戴式和耳塞式；
从换能原理（Transducer）上区分，主要是动圈（Dynamic）和静电（Electrostatic）耳机两大类；
按开放程度分，主要是开放式、半开放式、封闭式（密闭式）；
按用途分，主要是家用（Home）、便携（Portable）、监听（Monitor）、混音（Mix），还有从耳机阻抗上分，有高阻、低阻等等。
有时为了准确地定位一副耳机，需要几种分类方式交叉说明，才能准确地表达耳机的特点。
耳机是电声换能器，需要输入一定的电能才能转换出声能。
实际上，如果仅从声音的可闻性来看很多耳机是无需放大器的,在卫星数字接收机或DAC解码器的音频输出端直接推动耳机，也许能听到声音。
但是从声音的音响性来度量，此时你可能会觉得有诸如声音发闷,放不开,干薄、发虚等等的毛病，只能暂时满足听“响“的要求。
如果接上耳机放大器，频率响应都会有不同程度的改善!
你会感觉到高音或低音变好了！
这是由于耳机的振膜,在推动功率不足的情况下，耳机的发音单元不能有效跟随迅速变化的信号电流。
由于各类型耳机发音单元特性的不同，在驱动功率不足情况下，要么出现低频响应不足，要么出现高频甚至全频响应不足的现象。
因此,要想在耳机特性确定的情况下充分发挥耳机的电声指标优势,得到更宽频带的声音,一台耳机放大器是必需的。
强调一点：
耳放的作用绝对不是“提高音质”，而是让耳机在充分的驱动下表现其真正的声音本色。
当然，如果使用的音源输出质量不高，在这样的前提下，耳放的作用会被明显减弱，音源不上档次无论上再高挡的耳放总体效果不会上个台阶。
在耳机系统中，音源与耳机之间加入一个耳机放大器的环节，可以改善音质、调整系统的音色走向，这已经在耳机发烧友中形成共识。
特别是千元以上较为高档的耳机，使用耳机放大器后音质改善是明显可闻的。
资深的发烧友都明白耳机放大器的重要作用,都会给自己的耳机系统配置性能良好的耳机放大器。
由于不同耳机性能差异较大，针对某一种或者几种耳机需要设计专门的耳机放大器。
耳机放大器的功能、结构都与普通的音箱功放相似，但是耳机有它不同于音箱的特点，所以耳机放大器在设计上也有着自己特殊的要求。
1、HEF200耳机放大器构成
耳机放大器，英文叫“HeadphoneAmplifier”。
耳机放大器实质上是一台具有优越性能的小功率的功放。
由耳机的特性决定，耳机放大器的电路设计、制造工艺、元器件以至线材的选用等方面都有较高的要求，而决不是CD机、随身听中的耳机放大电路的“分体独立”化。
耳机放大器的设计制作类似于HI-FI系统的前级放大器（很多耳机放大器可当作前级来使用），对信噪比、失真等指标要求很高，稍有不慎，用耳机很容易听出噪音或失真。
耳机放大器与驱动音箱的功放一样也有晶体管和电子管之分，业内称为石机和胆机。
从使用的元器件及电路上主要分为集成电路耳机放大器、晶体管耳机放大器、电子管耳机放大器和晶体管、电子管混合（胆石混合）耳机放大器等。
而且不同结构的耳放具有不同的声音风格和特点，很值得耳机和音乐爱好者们玩味。
然而，由于耳机放大器的市场需求不是很大，产量通常较小，故售价普遍偏高，进口货中最便宜的也不低于2000元，而且品种又少，很难满足我们的需要。
所以在“ＤＩＹ”风日盛的今天，“ＤＩＹ耳放”也应成为一种时尚。
同样，在市场上也有很多款DIY耳机放大器散装套件可以选择，笔者选购了一款“HEF200经典双差分甲类耳机放大器”散装核心套件，包含了PCB板、三极管、稳压IC等主要零件，阻容元件需自己配齐。
该机采用全晶体管分立元件，电路采用成熟的双差动放大模式；
共模抑制比很好、工作稳定。
输入管采用结型低噪声孪生场效应管（*****），听感好、噪声低；
全部晶体三极管除未级外只须同极性配对，配对难度不大。
PCB板上有整流滤波电路，及专用的喇叭保护IC组成的耳机保护电路，可确保耳机的安全。
是一款比较适合烧友们DIY的耳机放大器散装套件。
该机适合大多数的中低阻耳机，甚至600欧的耳机也有不错的表现（需要修改部分阻容参数及未级静态电流），同时也可当作HI-FI系统的前级放大器使用。
采用晶体管等分立元件来制作耳机放大器与集成电路相比具有更大的灵活性、趣味性和诱惑力。
分立元件好似"
积木"
，可根据你的设计搭建成各种不同类型的电路，许许多多电子爱好者为之乐此不疲。
“晶体管声”也是一种有“魅力”的声音。
这台晶体管耳放共使用20只三极管、4只场效应管、2只三端稳压IC、2对孪生型场效应管、2只桥式整流器和1只喇叭专用保护IC。
图66是它的电原理图，图中只画有一个声道，另一声道与此完全相同。
从电路结构上讲它是一个全对称的OCL放大器。
全对称是指从差动输入级、到激励级、功率放大级等各部分都是互补对称的电路形式。
这是一种比较完善的优良放大器，它发挥了两种互补类型晶体管互补工作的特点，使电路的工作更加稳定、保真度更高。
并且采用了扬声器专用保护电路，检测末级中点电位，在开关机时不会对耳机形成电流冲击，开机时显的格外宁静。
输出级晶体管工作于甲类（ClassA）状态，彻底消除了交越失真和开关失真，实际听音有点“甜润”的感觉。
现在我们来看看实际线路。
原
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