ADAM ARTIST5多媒体有源音箱电路全解析

方位

ADAM  ARTIST5多媒体有源音箱电路全解析
                                                                     署名  浙江 方位  https://www.jdwx.cn/bbs/28318/

德国ADAM品牌推出的多款监听级及HI-FI级音箱深受广大专业用户及发烧友的推崇，互联网上的好评无数，在此不再罗列。ADAM  ARTIST5（艺术家5号）多媒体有源音箱，低音单元采用伊顿产的复合材料编织盆的5寸半扬声器，而高音单元采用ADAM自产的X-ART气动高音扬声器（属于海尔气动高音类型），该气动扬声器的高音频响可达50khz以上且失真率远低于普通高音扬声器。音箱整体钢琴漆涂装，光可鉴人。由于该音箱外观及音质的优良，虽然其上市有些时间了，但淘宝卖家目前的报价还在8000元以上（一对）。（音箱正面及反面如图1 、图2所示）。
笔者通过对ADAM  ARTIST5（艺术家5号）多媒体有源音箱电路的实测，对该音箱电路有了更多的了解，特此撰文，供读者们参考。
本音箱的内部布局及各个电路板如图3 ，图4，图5，图6 所示。
信号流程如图7所示（电路只含其中一只音箱，另一只音箱电路用料相同）。本音箱的音频信号通路中，运放用的比一般有源音箱多，而且没有使用常见的4558运放，用的是高速运放33178（U1，U3，U25）、高速运放33078(U2,U3,U4,U5,U7,U8,U9,U10,U11,U12,U13,U14)和TL082（U16）。高音压限电路用于控制的运放也用TL084(U15，U20)。而高低音扬声器是各用一片TDA7294功放电路(UH1，UL1)来推动。该音箱标称RMS功率是高低音各50W,可见功放芯片有余量。从每个音箱中变压器的大小看，功率在100w左右。电路板上的电阻电容用的是贴片元件。大的电解电容也使用的是普通规格。可见，厂家对有源器件比无源器件重视，并没有使用发烧电阻电容。
根据信号流程图，对音箱电路分几部分给予介绍。
USB音频解码部分
    该音箱具有USB接收功能，可以通过USB端口接收来自电脑主机的音频数据，利用音箱内置的USB音频DAC（48khz/16Bit）芯片PCM2704把数据还原为音频信号播放出来。USB端口的D+,D-信号分别输入芯片9脚、8脚，经过解码的L、R音频信号从芯片14,15脚输出到音箱前级电路。本音箱该芯片利用USB的供电并免安装驱动程序，在连接上电脑后，音箱就能直接输出声音。（电路如图8所示）

前级音量音调部分
    该音箱前面板有3.5mm立体声输入端口，左声道信号输入到运放U25(2/2)缓冲。音箱后面板有非平衡RCA输入端口，单声道信号输入到运放U1(2/2)缓冲。音箱后面板有平衡XLR 输入端口，单声道平衡信号输入到运放U1(1/2)转为非平衡信号。USB L左声道信号也在此和上述三路信号输入。信号再经过U2(1/2)缓冲后，在U29(1/2)和前面板音量电位器组成的反馈式音量放大电路调整音量（其实是改变U29(1/2)的放大倍数），再经过U5(2/2)和后面板高音音调电位器VR1组成的反馈式音调电路调整高音音调（＞5KHZ）。再经过U5(1/2)和U7(1/2)和后面板低音音调电位器VR2组成的反馈式音调电路调整低音音调(＜300HZ）。电路中音量和音调调整都采用反馈式电路，使得音量小或音调调低时，电路增益较低。相对于衰减式音量控制电路，此举能提高电路在小音量时的信噪比。一般高低音调调整电路使用一个运放，而此电路中高低音调调整电路使用U5(2/2) 、U7(1/2) 和U5(1/2)三个运放，减轻了高低音电位器调整时的相互影响，降低了失真。另外，本音箱属于偏向于监听级设计，所以高低音调的调整范围只有+—6dB，没有一般功放+—10dB的调整幅度大。
    该音箱前面板有3.5mm立体声输入端口，右声道信号输入到运放U25(1/2)缓冲。音箱后面板有STEREO LINK INPUT  RCA输入端口，单声道信号输入到运放U3(1/2)缓冲。USB R右声道信号也在此和上述两路信号输入。信号再经过U3(2/2)缓冲后，在U29(2/2)和前面板音量电位器组成的反馈式音量放大电路调整音量（其实是改变U29(2/2)的放大倍数），信号再经过U4(1/2)放大后，通过后面板STEREO LINK OUTPUT  RCA输出端口把信号输出给另一个音箱。STEREO LINK OUTPUT RCA输出端口有个辅助开关，该端口不插音频线时，辅助开关接点闭合，U4(2/2)输出高电平，使得场效应管源极漏极导通，将STEREO LINK OUTPUT 端口下拉到地而静噪。插入音频线时，U4(2/2)输出低电平，使得场效应管源极漏极截止，STEREO LINK OUTPUT端口不静噪，同时面板上STEREO LINK 指示灯D15点亮。（电路如图9所示）

电子分频部分
低音通道：信号先经过U8(1/2)与外围元件组成的模拟电感电路，使得信号在此设定的频点谐振，提升或衰减此频点的信号幅度，以此对低音信号频响曲线做一定调整。信号再经过U12(2/2)缓冲后，输入U12(1/2)与外围元件组成的2阶高通滤波电路 、U13(1/2)与外围元件组成的2阶高通滤波电路滤除三四十hz以下的超低频信号，使得喇叭不受此频段的信号的影响（5寸半扬声器的谐振频率一般在50hz左右，对谐振频率以下的信号不仅不能出声，反而会乱振一气）。专业音响及低音炮都对超低频信号有衰减电路，以防过载和失真。而不少土炮发烧友喜欢把功放做到纯直流，对中小喇叭无法出声的三十hz以下的超低频信号也不做衰减，对此造成的互调失真及过载失真没有受重视，值得注意。信号再经过U13(2/2)与外围元件组成的2阶低通滤波电路 、U14(1/2)与外围元件组成的2阶低通滤波电路滤除2500hz以上的高频信号后，在U14(2/2)和工厂调整音量电位器VR5组成的反馈式音量放大电路调整音量后，输入低音功放UL1。
高音通道：信号先经过U9(1/2)与外围元件组成的模拟电感电路，使得信号在此设定的频点谐振，提升或衰减此频点的信号幅度，以此对高音信号频响曲线做一定调整。信号再经过U7(2/2)缓冲后，输入U10（2/2)与外围元件组成的2阶高通滤波电路 、U10(1/2)与外围元件组成的1阶高通滤波电路滤除2500hz以下的低频信号后，在U11(1/2)和工厂调整音量电位器VR4组成的反馈式音量放大电路调整音量和在U11(2/2)和后面板高音电平电位器VR6组成的反馈式音量放大电路调整音量后，输入高音压限电路。（电路如图10所示）

高音压限（保护）部分
虽然X-ART气动高音扬声器的频响及失真参数远优于一般高音扬声器，功率也可以做的较大了。但是，其抗过载能力还有待改进。为了防止过载而损坏价格昂贵的X-ART气动高音扬声器，音箱也设计了高音压限（保护）电路。电子分频后过来的高音信号分2路，1路经过RH48电阻到U16(2/2)缓冲。另一路经过U20（4/4）缓冲后，再经过平均值精密检波电路U20(3/4)及U20（2/4）检测出平均值，再经过峰值检波电路U20(1/4)检测出平均值信号中的峰值信号。以此信号控制压缩限幅电路。
压缩限幅电路分四个梯次。LM317设定的电压提供给压缩限幅电路作为基准电压值。第一档由U15(4/4)及Q4等组成，此档基准电压是：V1= VREF×RH32/(RH32+RH33+RH34+RH35)，当平均值中的峰值信号大于此档基准电压的话，U15(4/4)驱动Q4饱和导通，,RH43下拉到地，输入U16(2/2)的高音信号电压就是U=UB×RH43/(RH43＋RH48)。第二档由U15(3/4)及Q5等组成，此档基准电压是：V2= VREF×(RH32＋RH33)/(RH32+RH33+RH34+RH35)，当平均值中的峰值信号大于此档基准电压的话，U15(3/4)驱动Q5饱和导通，,RH42也下拉到地，输入U16(2/2)的高音信号电压就是U=UB×（RH43与RH42的并联值）/ （RH43与RH42的并联值＋RH48）。以此类推，当平均值中的峰值信号大于第三档U15(2/4)的基准电压的话，输入U16(2/2)的高音信号电压就是U=UB×（RH43与RH42及RH41的并联值）/ （RH43与RH42及RH41的并联值＋RH48）。当平均值中的峰值信号大于第四档U15(1/4)的基准电压的话，输入U16(2/2)的高音信号电压就是U=UB×（RH43与RH42、 RH41及RH40的并联值）/ （RH43与RH42、 RH41及RH40的并联值＋RH48）。由此可见，高音信号B的平均值的峰值幅度越大，输入到U16（2/2）的高音信号被压缩限幅的越厉害，这样就在一定范围里保护高音扬声器安全工作。而此压缩限幅的程度也是随着高音信号幅度连续线性变化的。（电路如图11所示）

后级功率放大部分   
从低音分频电路过来的WF-S低音信号输入UL1的3脚，放大后的信号从UL1的14脚输出到低音扬声器。从高音压限电路过来的TW-S高音信号输入UH1的3脚，放大后的信号从UH1的14脚输出到高音扬声器。功放芯片的9、10脚是待机和静噪控制脚，高电平时，芯片正常工作。音箱中，芯片的这2个脚电压由ST（待机）信号控制。（电路如图12所示）

电源及其他部分
    变压器有2组绕组，一组双19v，经过整流滤波后供应功放IC  UL1和UH1。一组双18v，经过整流滤波稳压后供应运放IC。
    待机控制 ：有信号输入音箱时，左右声道信号混合后的信号C（见前级音调部分图）,经过运放U8(2/2)放大后，经过D5检波后控制Q3和Q2饱和导通，此时U8(1/2)输出正电压，一是给功放的ST（待机）信号提供高电平，功放可以正常工作；另外，U8(1/2)驱动工作指示灯D14发黄光。无信号输入音箱时，运放U8(2/2)无信号控制Q3和Q2饱和导通，此时U8(1/2)输出负电压，给功放的ST（待机）信号为低电平，功放不工作；另外，U8(1/2) 驱动工作指示灯D14发红光。
开关机静噪：有信号时，U8(1/2)输出正电压，ST信号为高电平，但是功放芯片的10脚静噪控制脚电压要经过RH4(RL4)和RH3(RL3)及10uf电容器组成的延时电路延时才变为高电平，（见功放部分图）所以开机时对喇叭的冲击得以消除。关机时，15v电压先消失，Q5的基极变为低电平，但是Q5的发射极100uf电容器的电荷还存在，所以Q5集电极输出高电平，使得三极管Q饱和导通，把ST信号下拉到地，100uf电容器放电比主电容慢，使得功放喇叭避开了关机时的冲击。
过载指示：（见压限部分图）U15(4/4)的高电平经过R62、D13、D12四个串联二极管后使得三极管Q饱和导通 ，使得U16（1/2）输出高电平，工作指示灯D14停止发黄光。（电路如图13所示）     

云贵桂粤

谢谢分享~

张志刚

谢谢分享！

如我所愿

谢谢分享了。