多聲道搖控前級組裝報告              David_hsieh

一、前言
早在
3年前既有網友在DIY網站需求搖控前級,做為DVD 5.1聲道或前級的音量控制。但當時因IC難買加上需microcomputer and firmware控制,一直未有套件出現。等了多年,去年卻同時出現兩種套件。一為SmartLee 推出的CS3310搖控前級,採取較簡化與整合的架構,價格合理。另一為realaudio 推出的PGA2310搖控前級,價格較高,但完成度較好。而且PGA2310規格上比CS3310好,使用通常的+/- 15V電源,可獲得較好的dynamic range。當下決定不計血本,要做就選最好的,而且推廣期間還有優待,馬上向realaudio定一套兩聲道搖控前級,沒幾天就到貨。沒想到不久,友站推出PASS平衡前級,當下又決定升級為平衡前級。隔天想一想乾脆一次到位,平衡前級+5.1聲道全包了。趕敢緊向real audio更改定單。先前一直對價格不滿意,收到套件後看到PCB金光閃閃,焊點都鍍了金,總算有物有所值的感覺。

 二、 電路說明
        套件採用模組化設計,共分為10個模組與5組電源。有點複雜,但電路並不難,請參考系統配線圖,詳細說明如下:

1. 整流模組提供做為搖控IC and buffer的類比電源,輸入AC 20V輸出DC +/- 28V。此模組只有整流二極體及濾波電容,故只有AC to DC整流功能。電容使用MUSElow ESR電容1000uf 6顆並聯,並併接speed-up小電容,以降低整體ESR

2. 穩壓模組接收整流模組提供的DC +/- 28V穩壓為+/- 15V,電路與DxOP穩壓差不多。DC 28V輸入LM317穩壓為約24V提供OPLM336所需電源,LM336 reference diode尚串接一LM334以提供固定電流來穩定參考電壓,OP輸出則直接驅動輸出power transistor。原電路LM317輸出電壓及最後輸出電壓皆使用VR調整,如不想用特性較差的VR可根據公式計算使用精密固定電阻取帶代。

3. 數位電源與待機模組提供3組穩壓直流輸出,+5V給單晶片控制模組,+12V給類比電源控制relay。另一 +5V則提供給光藕合開關模組與PGA2310數位pin電源,分開與單晶片控制模組的電源,避免受數位雜訊干擾。上述皆採用普通三端子穩壓IC

4. 單晶片控制模組上面使用流行的單晶片IC PIC16c5xam93c46 reset IC, 74HC0474HC573提供做為控制信號驅動。另外搭接LCD模組直接由uP控制,亮度與對比調整則由兩顆VR控制。

5. 光藕合開關模組提供11組光藕合開關(photo-coupler)做為數位控制信號電氣隔離,以有效杜絕單晶片控制模組的雜訊干擾。其中4組控制輸入選擇,1組為輸出靜音(output mute)控制。其餘6組接至音量IC控制或前級電路模組,其中4組做為音量ICCS/信號,故最多可控制四組的音量IC模組(8聲道)2組連接至所有PGA2310SDI, SCLK信號。

6. 音量IC模組此模組主要為配合其它的前級套件,故上面只有一顆PGA2310音量IC及聲道選擇JUMPER。多聲道模組間則利用排線連接控制信號。

7. 前級電路模組此模組比音量IC模組多了input buffer, output buffer輸出隔直流電容等電路,形成類似3OP前級架構,以提供較好性能。Buffer IC與電容可自由選擇。如為平衡前級則需使用兩片,一片控制左右聲道的 +input,另一片控制左右聲道的 -input。兩片共用相同控制信號。

8. 輸入選擇模組利用relay控制4input sourceCD, DVD, AUX1,AUX2。上面只有relay和驅動電路。如為平衡前級則需使用兩片,一片為 +input,另一片為 -input。兩片也共用相同控制信號。

9. 多聲道輸入擴充模組此模組使用3relay控制6DVD輸入信號,故只有在輸入選擇DVD時才會接通。是從輸入選擇模組取出DVD  relay 控制信號,直接搭在輸入選擇模組上,利用排針連接。

10. 立體聲輸出&多聲道輸出靜音模組上面也是只有relayRelaywiper是連接至輸出端,當靜音狀態時,wiper是接至ground,故是短路後級的輸入。也是由輸入選擇模組取出mute控制信號,透過3 pin connector連接

 三、套件組裝

      由於部份模組並非完全套件只有PCB,故缺件需自己選用購買,PCB 零件焊接可根據上面標示安裝,但有些地方須特別注意:

1. Connector 方向要特別注意PCB上的圖案不要裝反。

2. 前級電路模組的兩個黑色connector要同時裝,不然先裝一個另一個會不好裝(real audio要改善)

3. 穩壓模組的散熱片請選用含固定針的,並焊在PCB上。

4. 零件的選用,音量IC模組與前級電路模組的PGA2310數位電源濾波電解電容建議使用OSCON,類比電源盡可能用較好的。穩壓模組使用MUSEbypass小電容用大新牌既可。其餘使用一般電解電容。原套件有提供0.1uf 陶磁電容是給數位電源與待機模組和單晶片控制模組用的不要放錯位置。穩壓OPinput buffer建議用OPA627

5. 配線只要看系統配線圖逐一連接,connector& flat cable有防呆設計,只要注意不要裝反就沒問題。如有裝平衡前級或多聲道前級,上面黑色connector皆有兩個位置(兩者皆pin to pin相通),一為連接至光藕合開關模組,另一則連至另一聲道。

6. 如有裝平衡前級,輸入選擇模組有兩組應上下疊放。之間使用排針與黑色母座連接。靜音模組cable一定要連接至有光藕合開關模組cable的那一塊PCB(real audio要改善)

7. 數位電源變壓器與類比電源變壓器各有一組AC 7V不要接錯。Encoder與紅外線接收LED腳位也要注意不要接反。

    圖一為小弟機器內部配置照片,AC插座使用含保險絲的,如只有裝前級可用含開關(三合一的)台製的。再經過EMI filter,使用大新TSC 雙階5A以上的,不要用連AC插座的(因只有一階的LC filter)。最後再併接一201V/20A突波吸收器,電源變壓器應遠離前級電路版,最好是加鐵板或銅板做隔離。單晶片控制& LCD模組是裝在前面板上,連接的兩條Flat cable兩端各摺90度。套件提供的cable較長,可剪到適當長度再重壓cable配線會較整潔。各模組間配線應盡可能短,如可以也加鐵板或銅板做隔離。

    圖二為前面板照片,音量控制鈕在右邊,左邊為standby開關與LEDLCD模組凸出面板1.5mm,如要縮在面板後,應再加上一壓克力板會較好看。機箱使用元山牌106型約600多元,把手不喜歡可拆除。長方形的洞可用線鋸慢慢鋸(鋸線買時附的是鋸木材用,須到機械五金行買鋸金屬的,一隻約100多元)

    圖三為後面板照片,總電源開關置於AC插座上方,中間為輸出端子群,最旁為輸入端子群。受限空間輸入端子只提供兩組平衡、兩組RCA端子,輸出平衡、RCA各一組。

 四、試聽與測試

      小弟是木耳朵,聲音僅供參考。聽感上低頻較為厚聲,中頻則中規中矩,高頻不刺耳解析稍差。聲音會受所加input or output buffer IC影響,最好多試幾種。測試圖上,+10dB & -10dB中低頻維持相同失真,在3Khz後則逐漸上升,算是正常曲線,但noise floor稍高。特性最好為在0dB時,20-20khz盡乎平坦。如不在意輸入阻抗低可將input buffer短路以減少音染。

五、 問題與建議

      real audio推出本套件時,小弟就搶先買一套,但卻等2個半月才裝好。原因是配套不足,有些是完整模組,有些是只有PCB。主要問題是機箱與變壓器,前者有挖洞與銅柱定位問題,後者則需定做。不過現板主已有提供,但有點高貴。另有些問題提出討論:

         
1. PCB ground pad焊點應採易焊pattern,不然烙鐵溫度要高點。PCB Solder mask綠漆如焊接加熱久一點會脫漆。

         
2. 穩壓模組的output power Transistor直接由OP推動,如買到是Hfe較低的電晶體,在負載較高時會增加OP負荷,我是加一low Hfe小電晶體當達靈頓型態。2SC3519散熱片買到的是3 CM高,散熱能力略顯不足,只好到金電子裁一8 CM高的。LM334前最好串接一電阻,可讓LM334 power dissipation 小一點,也保護LM336(在開機瞬態,負電壓組的LM334似乎無限流作用,讓LM336跨上過高電壓而燒毀?)LM317輸出電壓調整建議不用,改採固定電阻。輸出電壓調整VR2應在地端串一電阻,以縮小調整範圍增加調整精準度。另外layout也有改善的地方。

3. 排線最好只壓好一邊,User再根據配線剪到合適長度,自己用老虎鉗壓另一邊。

4. 前級電路模組如為平衡套件,因兩片共用控制信號,故一片為左右聲道的 +input,另一片為 -input。如此配線時同一聲道+/- input ground 回路會走不同電路板,增加感染雜訊機會。建議增加一 CS/信號,平衡套件時一片各負責一聲道較理想。此外此種平衡型態對common noise是相同放大無抵消能力,需靠下一級處理。靠PGA2310的類比濾波電解電容應提供不同腳距焊點,以使用其他電容。

5. 音量IC模組電路建議增加一雙OP ICoutput buffer,空間增加很小,但彈性增加,我是搭焊在後面。

6. 輸入選擇模組上兩組黑色connectormute信號未相連,故在平衡前級的mute cable不可接錯位置,不然會沒輸出。

7. 最後一點,搖控器實在有點醜,且需用力壓。建議改成像一般DVD  搖控器既可,並使用3/4號電池,如能加夜光就更好。