凯隆D39L数调收音机电原理图

[日期：2013-03-10]      内部结构     下图是D39L的内部结构图，整机由两块电路板组成，一块为数字调谐控制、显示控制、LCD显示（以下简称控制板），一块为收音和功率放大（以下简称模拟板），两块电路板分别固定于机壳的前半部和后半部，板通过一个双排10针的插针相连。机壳两半部分对准合起来时，两块电路板的10针插针也刚好对齐契合。机内扬声器位于机壳前半部分的右侧，与控制板紧相连，电池仓和FM/SW天线位于机壳的后半部，电源和扬声器与电路板通过软线连接，软线连接方式为焊接而不是标准插针。两块电路板都是1mm的双面环氧玻纤板，设计序号是D39L2008.1.8，控制板的编号为B，模拟板的编号为A，IC转接板上有RoHS（无铅）标识，整个大板上没有（无铅工艺要求是针对整机所有电路板的，只是部分组件符合无铅标准对整机认证没有实质性的帮助）。电路板采用SMD(SurfacdMountingDevice，表面贴装元件)和THM(Through-HoleMount，引脚插入式)混装方式装配，从焊点的外观来看，焊接方式可能为手工，QFN封装的Si4734使用了12mm×8mm的转接板，也可以从侧面佐证这个问题。SILiconLaboratories（芯科公司，Si4730的生产商）宣称自己的单片收音解决方案的典型PCB占板面积仅为20平方毫米，而这块转接板的面积达到了96平方毫米，可推测的原因应该是——如果采用手工焊接QFN封装的元件，很难保证焊接质量。 D39L的内部结构图     控制板上有一大块地方被一块薄薄的铜皮覆盖了，这一部分也刚好是和模拟板相邻的一面。去掉铜皮，可以看到一颗COB（ChipOnBoard，芯片直接搭载）封装的IC，有48个端子，基板上的编号是KC-COB6.1，相应的LCD编号是KC-3680（估计都是凯隆公司的内部编号），但如果能印刷实际型号，会更有利于维修和代换。KC-COB6.1是数字调谐与LCD显示驱动ICo早期的数字调谐与LCD显示驱动IC在国内比较有影响的是日本TOSHIBA（东芝）公司的TC9317F，即DTS-21系统，后期国内的IC制造商生产的此类IC，功能上大都有它的影子。COB封装的优势是成本低，国内称之为“软封装”，多见于廉价的游戏机、有声生日贺卡等，缺点是难于维修，可靠性和环境适应性不如“硬封装”。国内此类IC的制造商，如士兰半导体、瑞芯微等，早期产品大都提供COB封装形式的，产品定型后都提供引脚功能兼容的QFP封装。D39L的LCD是双色的，显示面积为45mm×15mm，上部三分之一是蓝色，下部三分之二是常见的灰色，英文字符型。现在能够完美显示汉字的LCD已经比较普及了，如果不是主要针对国外市场，显示汉字还是很有必要的，当然这对显示控制IC制造商的技术研发的要求就提高了，因为英文的源程序更容易找到，对MCU的要求也比较低。模拟板和控制板相邻的一面是插脚元件的安装面，安装着铝电解电容、色码电感、大于0.25W的电阻、中波磁棒、耳机插座、外接电源插座等，另一面安装着收音IC、功率放大IC以及贴片形式的电阻、电容、电感、晶体管、LDO（低压差稳压器）。贴片形式的电容一般都没有容量标注，厂家也没有附带具体的电路原理图，这也会给维修代换带来一些麻烦。     中波磁棒上的线圈只有一组，匝数也相当多，这意味着中波天线是高阻抗的，只能有限度地提高接收灵敏度，但是对于干扰严重的城市和部分乡村环境而言，更容易受到干扰的中波接收，需要更高的抗干扰性能，实际收听也证明了这一点，能清晰收听的中波电台并不是很多，尤其是晚上。     中波接收如今有点“鸡肋”的味道，很多人仍然舍不得，但是要获得记忆中的幸福体验，如今已经很难了，需要在技术上下点功夫。笔者在《电子世界》2007年第11期介绍的RP601W收音机，中波做得就相对比较好，即使晚上也可以满足一般的收听需要，这说明中波接收也有可能做得更好。     FM、SW的天线是共用的，主要是拉杆天线，全部拉出的长度约42cm，耳机插入时，还可以同时利用耳机连线充当天线，这一点可以从下文中的电路原理图中看到(图4)。对天线而言，重要的不是长度或者直径，而是与接收电路的匹配，所以这种方式的利弊，尚有待证明。     D39L的内置扬声器是动圈式超薄型的，标称阻抗是12Ω，铁器靠近磁钢有轻微吸感，喇叭直径约4cm，磁钢直径约17mm，喇叭总高度约5mm。这类喇叭主要是为了减小体积，高音比较清脆，最适合的用途是蜂鸣器，虽然压电陶瓷喇叭可以做得更薄，但是播放人声时，超薄型动圈式扬声器的效果要好得多，即使如此，用作全音域的音乐播放仍然不理想，给人的感觉是有点“吵”。SONY原厂资料显示，CXA1622推荐的负载阻抗是8Ω，如果不是其他制造商的改进产品，这里的负载阻抗匹配也会有问题：更高阻抗的负载并不仅仅意味着输出功率会减小，还会带来其他问题，如失真度指标劣化、放大器自激等。     COB封装的基板和QFN封装的转接板占用了相当多的PCB面积，虽然手工焊接有可能比自动化焊接的成本低一些，但是综合成本未必省。况且，D39L扑克牌大小的外形，不够小，也不够大。如果大家喜欢这个体积，完全可以把能节省的空间用来放置更大一些的扬声器或者配置双喇叭来改善声音表现，还可以配一个大一些但更廉价的喇叭以降低成本。 采用MP3通用的锂离子电池和充电器     D39L采用锂离子电池，3.7V、300mAh，标称的连续工作时间是5小时，续航时间稍微短了一些。电池和随机的充电器都是该公司专用的，这意味着消费者只能从凯隆公司购买电池和充电器。如果能采用MP3通用的锂离子电池和充电器，如上图所示，这样代换方便，对凯隆公司及消费者在成本上也更划算。电池上的“环保”字样应该是针对收音机中普遍采用的一次性电池而言的，因为相比其他锂离子电池，这款电池并没有做到更环保。     电路原理 D39L的电路原理图     上图是D39L的电路原理图，笔者是根据手中的实物实测的（不一定完全准确）。因为KC-COB6.1不是标准型号，控制板电路仅画出了主要外围元器件与KC-COB6.1的连接关系。D39L电路板上的阻容元件主要是贴片形式，所以元器件参数的标识也采用了与贴片元件一致的标识方法，电阻的阻值标识与实物上的数字一致，电容则因为实物上原本没有容量标识，所以图中也没有标注，若想知道此类电容的容量，可以将电容焊下来用电容表测量，也可以直接向厂家咨询或向厂家索取电路原理图（如今很少有生产商随机附送电路原理图了）。D39L的电路原理图贴片元器件的参数标识采用基于科学计数法的标识方法，以102为例，最后一位数字2是10的幂指数，其他数字是有效数字，102表示10×l0的平方，单位是欧姆，不过也有例外，4R7是4.7Ω，字母R表示小数点的位置。对电阻而言，3位数字的一般相当于4环的电阻，4位数字的相当于5环的电阻。这种方法在l0μF以下的插脚电容上也很常用，尤其是1UF以下的，单位是皮法(pF)。     上图中，Q2(S8550)是电子开关，开机信号来自控制板。外接5V直流电源通过D7的隔离后与机内电池汇合，R16兼有限流和保险的作用，R15和R18从外接直流电源分压出一个电压信号给控制板，这时候LCD上会显示一个电源插头。只要有外接直流电源接入就会同时给机内的电池充电，由于只是通过一个限流电阻R16给机内的锂离子电池充电，没有相应的充电控制电路，如果电池也没有内置充电控制和保护电路，这种充电方法并不十分安全，D39L的使用说明书中也明确指出：“不提倡直接给机内的锂电池充电”。     除了VS，收音电路同时还需要一组低压电源，由IC6(型号标识不详)降压后提供，图中的标识是VDD，这里仅仅是便于区别，不是数字电源的意思。VDD还同时给控制板供电，控制板上的IC5也是LDO，型号标识是652，MP3中用得比较多，VDD经IC5降压后给KC-COB6.1的某些电路单元供电。LDO的中文的含义是低压差稳压器，特点是输入/输出端的电压差比较低（1V左右），效率相对比较高，以模拟线性方式工作，部分型号还有很高的纹波抑制能力，但是需要输入端的电压要相对稳定。拉杆天线通过C15与耳机插座的公共端相连，这个公共端也称为参考点，有耳机插入时，耳机连线的屏蔽线就可以同时充当天线的一部分。L5可以防止高频信号被CD6短路到地。接在拉杆天线上的D3、D2起限幅保护作用，可以防止峰值超过0.7V的高频大信号进入收音电路。耳机插座带有一个与之联动的单刀双掷开关，这个开关与插座内的弹性触点在电气上是隔离的，开关状态与是否有耳机插头插入有关。这种类型的插座常见的是带有双刀双掷开关的，内部也没有动触点。就电路设计而言，这里也可以使用这种更通用的品种以利于维修代换。音频功率放大电路工作状态的转换通过与耳机插座联动的开关：通过开关控制CX-A1622的2脚是否接地转换BTUOTL状态，没有耳机插入时，功放电路工作于BTL单声道方式，负载是机内扬声器；有耳机插头插入时，功放电路工作于OTL双声道方式，负载是耳机。

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