[外置盒电路设计概要（上）]

作为一款高档商品，最能体现厂家的技术实力！厂家对待这些产品的设计，往往会将自己压箱底的功夫掏出来，目的只是为能让客户在使用这类产品时候不会出现任何的抱怨。我们手里的E-MU 1820M不能算创新公司的极品技术大合成，但从各种渠道的介绍来看，CREATIVE或者说E-MU无疑在这款产品中使用了相当大量的高级技术，以期满足客户的需要。从彻底拆开的外置盒内部电路板和内置声卡电路板上，我们很容易就能寻找到很多令人眼馋的高档元件和精密设计。由于内置卡上使用技术分析稍微晦涩，并不容易让读者产生很直观的体会，所以评测室选择外置盒的一些技术概要，先简略的作个介绍，以期管窥，让大家在我们分析具体电路之前能对E-MU 1820M的硬件设计技术有个大概的印象。

整个外置盒分成3块PCB，为了阅读方便，姑且定义为：

1．外置盒底板，本小节内以下简称为底板，外观如图1所示；

2．外置盒线路输入板，本小节内以下简称为输入板，外观如图2所示；

3．外置盒状态指示板，本小节内以下简称为显示板，外观如图3所示；

图1

图2

图3

由于E-MU 1820M外置盒电路的整体设计与布局比较清晰，所以可以清晰的分辨各个功能模块，首先是底板，这块电路板集中了整个外置盒的很大一部分功能，功能模块最多，见图4：

图4

编号为1的功能模块，负责接收、发送和解释内置卡传输来的所有数据、命令，声卡执行的所有动作，都以此模块相关，可以这么说，如果这个模块出了问题，那么整个外置盒将完全瘫痪。此模块的核心部分，就是PCB元件编号为U23的XILINX Spartan XC2S50E和编号为U32的XILINX XCR3032XL，图5是这部分模块的放大。

图5

U23，也就是XILINX Spartan XC2S50E的芯片是一块带有1728单元、50000门的FPGA，可以200MHz速度运行。而XILINX XCR3032XL，则是一块32宏单元的CPLD，这块芯片只有5ns的pin to pin的延迟，最高速度能运行175MHz。这两块芯片都属于一个大类，此类芯片在出厂的时候内部没有任何功能，所具有的功能都必须要经过内部逻辑编程（有别于通常认识的CPU的编程）才能使用，在硬件所具有性能的范围内，芯片实现功能并无任何限制。而且，由于采用完全的硬件逻辑，所以运行速度相当快，可以做到相同频率情况下的各类CPU或是各类DSP的几倍甚至几十倍速度。用XC2S50E和XCR3032XL来做各种数据、命令的接收、分发工作，可以说是完全胜任的。由于出厂并无任何功能，那么这两块芯片内逻辑的所有权，自然属于CREATIVE以及E-MU无疑了。如果有必要或者有可能，创新还能够在板上再次编辑内部逻辑功能。当然，为了保护用户权益，厂家已经在板上封闭了JTAG引脚。我们大致察看了一下U23的编程口，应该是通过CN10，也就是标记CONFIG的这个插座位置进行的。而另外两个插座位置，推测是留给工厂出品时检测使用，对用户来说，并无任何实际意义；也就是说，用户是不可能奢望从这几个没装上的插座位置上得到什么额外好处的。

第2号功能模块，也就是大家所关注的那个带有传奇性的话筒放大器了。这个话放大概的工作原理是这样的：通过话筒采集到的音频信号，通过运放处理后，送入U10，AK5394AVS芯片对模拟信号进行模数转换，输出的数字信号送回U23，也就是经过XC2S50E进一步处理后送回内置卡。AK5394AVS执行的功能是将运放送入的模拟量信号转换为数字量化信号，也就是常说的ADC，下面摘取的是AKM公司的Datasheet，着重介绍了AK5394的突出性能：

●128x Oversampling

●New advanced multi bit Architecture ADC

●Sampling Rate: 1kHz-216kHz

●Full Differential Inputs

●S/(N+D): 110dB

●DR: 123dB

●S/N: 123dB

●High Performance Linear Phase Digital Anti-Alias filter

-Passband: 0 ~ 21.768kHz(@fs=48kHz)

-Ripple: 0.001dB

-Stopband: 120dB

●Digital HPF & Offset Calibration for Offset Cancel

●AK5392/3 Semi-Pin Compatible

以上参数不难看出，这块芯片性能相当不俗，也许用极品来形容也不过分。当然，这块芯片的性能发挥与外围电路、供电回路、PCB布线等等都有密切关系。换而言之，AK5394本身是超强的，但周边电路的设计在相当程度上将影响到芯片本身性能的发挥。如果整个外围环境做得不好，那么就是再好的芯片，也可能发挥不出性能来。做过设计的读者都应该知道，越是高档芯片，越难设计出好产品，原因就是因为外围的环境实在难于控制，一个不小心，就糟塌了芯片性能。因此此处是考验E-MU设计能力的关键所在。