[日期:2013-03-10]
內(nèi)部結(jié)構(gòu)
下圖是D39L的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,整機(jī)由兩塊電路板組成,一塊為數(shù)字調(diào)諧控制、顯示控制、LCD顯示(以下簡稱控制板),一塊為收音和功率放大(以下簡稱模擬板),兩塊電路板分別固定于機(jī)殼的前半部和后半部,板通過一個雙排10針的插針相連。機(jī)殼兩半部分對準(zhǔn)合起來時,兩塊電路板的10針插針也剛好對齊契合。機(jī)內(nèi)揚聲器位于機(jī)殼前半部分的右側(cè),與控制板緊相連,電池倉和FM/SW天線位于機(jī)殼的后半部,電源和揚聲器與電路板通過軟線連接,軟線連接方式為焊接而不是標(biāo)準(zhǔn)插針。兩塊電路板都是1mm的雙面環(huán)氧玻纖板,設(shè)計序號是D39L2008.1.8,控制板的編號為B,模擬板的編號為A,IC轉(zhuǎn)接板上有RoHS(無鉛)標(biāo)識,整個大板上沒有(無鉛工藝要求是針對整機(jī)所有電路板的,只是部分組件符合無鉛標(biāo)準(zhǔn)對整機(jī)認(rèn)證沒有實質(zhì)性的幫助)。電路板采用SMD(SurfacdMountingDevice,表面貼裝元件)和THM(Through-HoleMount,引腳插入式)混裝方式裝配,從焊點的外觀來看,焊接方式可能為手工,QFN封裝的Si4734使用了12mm×8mm的轉(zhuǎn)接板,也可以從側(cè)面佐證這個問題。SILiconLaboratories(芯科公司,Si4730的生產(chǎn)商)宣稱自己的單片收音解決方案的典型PCB占板面積僅為20平方毫米,而這塊轉(zhuǎn)接板的面積達(dá)到了96平方毫米,可推測的原因應(yīng)該是——如果采用手工焊接QFN封裝的元件,很難保證焊接質(zhì)量。
D39L的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
控制板上有一大塊地方被一塊薄薄的銅皮覆蓋了,這一部分也剛好是和模擬板相鄰的一面。去掉銅皮,可以看到一顆COB(ChipOnBoard,芯片直接搭載)封裝的IC,有48個端子,基板上的編號是KC-COB6.1,相應(yīng)的LCD編號是KC-3680(估計都是凱隆公司的內(nèi)部編號),但如果能印刷實際型號,會更有利于維修和代換。KC-COB6.1是數(shù)字調(diào)諧與LCD顯示驅(qū)動ICo早期的數(shù)字調(diào)諧與LCD顯示驅(qū)動IC在國內(nèi)比較有影響的是日本TOSHIBA(東芝)公司的TC9317F,即DTS-21系統(tǒng),后期國內(nèi)的IC制造商生產(chǎn)的此類IC,功能上大都有它的影子。COB封裝的優(yōu)勢是成本低,國內(nèi)稱之為“軟封裝”,多見于廉價的游戲機(jī)、有聲生日賀卡等,缺點是難于維修,可靠性和環(huán)境適應(yīng)性不如“硬封裝”。國內(nèi)此類IC的制造商,如士蘭半導(dǎo)體、瑞芯微等,早期產(chǎn)品大都提供COB封裝形式的,產(chǎn)品定型后都提供引腳功能兼容的QFP封裝。D39L的LCD是雙色的,顯示面積為45mm×15mm,上部三分之一是藍(lán)色,下部三分之二是常見的灰色,英文字符型?,F(xiàn)在能夠完美顯示漢字的LCD已經(jīng)比較普及了,如果不是主要針對國外市場,顯示漢字還是很有必要的,當(dāng)然這對顯示控制IC制造商的技術(shù)研發(fā)的要求就提高了,因為英文的源程序更容易找到,對MCU的要求也比較低。模擬板和控制板相鄰的一面是插腳元件的安裝面,安裝著鋁電解電容、色碼電感、大于0.25W的電阻、中波磁棒、耳機(jī)插座、外接電源插座等,另一面安裝著收音IC、功率放大IC以及貼片形式的電阻、電容、電感、晶體管、LDO(低壓差穩(wěn)壓器)。貼片形式的電容一般都沒有容量標(biāo)注,廠家也沒有附帶具體的電路原理圖,這也會給維修代換帶來一些麻煩。
中波磁棒上的線圈只有一組,匝數(shù)也相當(dāng)多,這意味著中波天線是高阻抗的,只能有限度地提高接收靈敏度,但是對于干擾嚴(yán)重的城市和部分鄉(xiāng)村環(huán)境而言,更容易受到干擾的中波接收,需要更高的抗干擾性能,實際收聽也證明了這一點,能清晰收聽的中波電臺并不是很多,尤其是晚上。
中波接收如今有點“雞肋”的味道,很多人仍然舍不得,但是要獲得記憶中的幸福體驗,如今已經(jīng)很難了,需要在技術(shù)上下點功夫。筆者在《電子世界》2007年第11期介紹的RP601W收音機(jī),中波做得就相對比較好,即使晚上也可以滿足一般的收聽需要,這說明中波接收也有可能做得更好。
FM、SW的天線是共用的,主要是拉桿天線,全部拉出的長度約42cm,耳機(jī)插入時,還可以同時利用耳機(jī)連線充當(dāng)天線,這一點可以從下文中的電路原理圖中看到(圖4)。對天線而言,重要的不是長度或者直徑,而是與接收電路的匹配,所以這種方式的利弊,尚有待證明。
D39L的內(nèi)置揚聲器是動圈式超薄型的,標(biāo)稱阻抗是12Ω,鐵器靠近磁鋼有輕微吸感,喇叭直徑約4cm,磁鋼直徑約17mm,喇叭總高度約5mm。這類喇叭主要是為了減小體積,高音比較清脆,最適合的用途是蜂鳴器,雖然壓電陶瓷喇叭可以做得更薄,但是播放人聲時,超薄型動圈式揚聲器的效果要好得多,即使如此,用作全音域的音樂播放仍然不理想,給人的感覺是有點“吵”。SONY原廠資料顯示,CXA1622推薦的負(fù)載阻抗是8Ω,如果不是其他制造商的改進(jìn)產(chǎn)品,這里的負(fù)載阻抗匹配也會有問題:更高阻抗的負(fù)載并不僅僅意味著輸出功率會減小,還會帶來其他問題,如失真度指標(biāo)劣化、放大器自激等。
COB封裝的基板和QFN封裝的轉(zhuǎn)接板占用了相當(dāng)多的PCB面積,雖然手工焊接有可能比自動化焊接的成本低一些,但是綜合成本未必省。況且,D39L撲克牌大小的外形,不夠小,也不夠大。如果大家喜歡這個體積,完全可以把能節(jié)省的空間用來放置更大一些的揚聲器或者配置雙喇叭來改善聲音表現(xiàn),還可以配一個大一些但更廉價的喇叭以降低成本。
采用MP3通用的鋰離子電池和充電器
D39L采用鋰離子電池,3.7V、300mAh,標(biāo)稱的連續(xù)工作時間是5小時,續(xù)航時間稍微短了一些。電池和隨機(jī)的充電器都是該公司專用的,這意味著消費者只能從凱隆公司購買電池和充電器。如果能采用MP3通用的鋰離子電池和充電器,如上圖所示,這樣代換方便,對凱隆公司及消費者在成本上也更劃算。電池上的“環(huán)?!弊謽討?yīng)該是針對收音機(jī)中普遍采用的一次性電池而言的,因為相比其他鋰離子電池,這款電池并沒有做到更環(huán)保。
電路原理
D39L的電路原理圖
上圖是D39L的電路原理圖,筆者是根據(jù)手中的實物實測的(不一定完全準(zhǔn)確)。因為KC-COB6.1不是標(biāo)準(zhǔn)型號,控制板電路僅畫出了主要外圍元器件與KC-COB6.1的連接關(guān)系。D39L電路板上的阻容元件主要是貼片形式,所以元器件參數(shù)的標(biāo)識也采用了與貼片元件一致的標(biāo)識方法,電阻的阻值標(biāo)識與實物上的數(shù)字一致,電容則因為實物上原本沒有容量標(biāo)識,所以圖中也沒有標(biāo)注,若想知道此類電容的容量,可以將電容焊下來用電容表測量,也可以直接向廠家咨詢或向廠家索取電路原理圖(如今很少有生產(chǎn)商隨機(jī)附送電路原理圖了)。D39L的電路原理圖貼片元器件的參數(shù)標(biāo)識采用基于科學(xué)計數(shù)法的標(biāo)識方法,以102為例,最后一位數(shù)字2是10的冪指數(shù),其他數(shù)字是有效數(shù)字,102表示10×l0的平方,單位是歐姆,不過也有例外,4R7是4.7Ω,字母R表示小數(shù)點的位置。對電阻而言,3位數(shù)字的一般相當(dāng)于4環(huán)的電阻,4位數(shù)字的相當(dāng)于5環(huán)的電阻。這種方法在l0μF以下的插腳電容上也很常用,尤其是1UF以下的,單位是皮法(pF)。
上圖中,Q2(S8550)是電子開關(guān),開機(jī)信號來自控制板。外接5V直流電源通過D7的隔離后與機(jī)內(nèi)電池匯合,R16兼有限流和保險的作用,R15和R18從外接直流電源分壓出一個電壓信號給控制板,這時候LCD上會顯示一個電源插頭。只要有外接直流電源接入就會同時給機(jī)內(nèi)的電池充電,由于只是通過一個限流電阻R16給機(jī)內(nèi)的鋰離子電池充電,沒有相應(yīng)的充電控制電路,如果電池也沒有內(nèi)置充電控制和保護(hù)電路,這種充電方法并不十分安全,D39L的使用說明書中也明確指出:“不提倡直接給機(jī)內(nèi)的鋰電池充電”。
除了VS,收音電路同時還需要一組低壓電源,由IC6(型號標(biāo)識不詳)降壓后提供,圖中的標(biāo)識是VDD,這里僅僅是便于區(qū)別,不是數(shù)字電源的意思。VDD還同時給控制板供電,控制板上的IC5也是LDO,型號標(biāo)識是652,MP3中用得比較多,VDD經(jīng)IC5降壓后給KC-COB6.1的某些電路單元供電。LDO的中文的含義是低壓差穩(wěn)壓器,特點是輸入/輸出端的電壓差比較低(1V左右),效率相對比較高,以模擬線性方式工作,部分型號還有很高的紋波抑制能力,但是需要輸入端的電壓要相對穩(wěn)定。拉桿天線通過C15與耳機(jī)插座的公共端相連,這個公共端也稱為參考點,有耳機(jī)插入時,耳機(jī)連線的屏蔽線就可以同時充當(dāng)天線的一部分。L5可以防止高頻信號被CD6短路到地。接在拉桿天線上的D3、D2起限幅保護(hù)作用,可以防止峰值超過0.7V的高頻大信號進(jìn)入收音電路。耳機(jī)插座帶有一個與之聯(lián)動的單刀雙擲開關(guān),這個開關(guān)與插座內(nèi)的彈性觸點在電氣上是隔離的,開關(guān)狀態(tài)與是否有耳機(jī)插頭插入有關(guān)。這種類型的插座常見的是帶有雙刀雙擲開關(guān)的,內(nèi)部也沒有動觸點。就電路設(shè)計而言,這里也可以使用這種更通用的品種以利于維修代換。音頻功率放大電路工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換通過與耳機(jī)插座聯(lián)動的開關(guān):通過開關(guān)控制CX-A1622的2腳是否接地轉(zhuǎn)換BTUOTL狀態(tài),沒有耳機(jī)插入時,功放電路工作于BTL單聲道方式,負(fù)載是機(jī)內(nèi)揚聲器;有耳機(jī)插頭插入時,功放電路工作于OTL雙聲道方式,負(fù)載是耳機(jī)。
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