蓝光DVD机无模拟音频信号输出故障排除一例（CS8421CZZ升频电路使用简介）

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蓝光DVD机无模拟音频信号输出故障排除一例（CS8421CZZ升频电路使用简介）
                                                                                                                     署名 浙江 施伟强 陈风峰
   从淘宝一卖家处以低价购到一台小故障飞利浦BDP3200蓝光DVD机：此机以HDMI或模拟视频输出的图像信号正常，以HDMI,数字同轴输出的音频信号也正常，只是LR模拟音频信号没有输出。该机顶盖上贴有“试验样机记录卡：噪音测试未通过”的标签。打开机壳，发现主板上面加有一块手工焊接的洞洞板，看来此机是代工工厂的试验样机。
   洞洞板上有一块IC:CS8421CZZ，查资料：知道该IC是音频取样率变换电路，可用于数字音频信号的升降频处理。由于不知故障原因，对包括CS8421CZZ和原机音频DAC电路AKM4430ET组成的音频电路作了测绘，如图1所示。从蓝光解码芯片来的左右时钟LRCK,位时钟BCK,音频数据DATA经R216，R214，R215输入到CS8421CZZ的7,8,9脚，经该IC处理后的LRCK,BCK,DATA从14,13,12脚输出到DAC AKM4430ET的7,5,6脚。主时钟MCLK经R996输入AKM4430ET的4脚，同时经1k欧姆电阻输入到CS8421CZZ的10脚。经AKM4430ET数模转换的模拟音频信号由AKM4430ET的9,10脚输出。用万用表测得：CS8421CZZ的7,8,9脚输入的LRCK,BCK,DATA的电压为1.65,1.65,1.2V正常。而14,13,12脚输出的LRCK,BCK,DATA的电压为3.3,0,0V不正常。CS8421CZZ的10脚MCLK主时钟电压为3.2V，不正常。对于占空比为50%的时钟信号，电压一般应为接近供电电压的一半才对。看来此电路工作异常，没有正常的LRCK,BCK,DATA信号输入到DAC电路，造成DAC没有模拟音频信号输出。
   根据测绘出的电路，分析CS8421CZZ该IC的外接线有问题：5脚RST复位端被直接和正电源相连，会造成芯片通电后该脚不能延时复位，芯片当然不能正常工作。此电路中主时钟MCLK信号被输入的是10脚MCLK OUT端，一般应输入2脚XTI才对。原接法时，由于2脚XTI输入为0V,故MCLK OUT脚输出不是供电电压的一半，而输出为异常的3.2V,可能原设计者也查出10脚电压为3.2V,不正常，会造成到AKM4430ET的MCLK电压升高，故在CS8421CZZ的10脚与MCLK输入线之间串了1K欧姆大电阻（正常情况下该电阻几十欧姆够了）。将复位脚RST的接法改成如图2所示，主时钟MCLK输入脚，输出脚的接法改正确：从蓝光解码芯片来的MCLK信号输入到CS8421CZZ的2脚XTI,从CS8421CZZ输出的MCLK信号从10脚输出到AKM4430ET的4脚。
   原CS8421CZZ电路上，15脚MS SEL（串行音频接口的主/从及时钟比率选择）的外接电阻是对地接33K欧姆电阻。19脚SAIF(串行音频输入接口选项）的外接电阻是对地接1K欧姆电阻。18脚SAOF（串行音频输出接口选项）的外接电阻是对地接4K欧姆电阻。参见表1，表2，表3。
可知道15脚MS SEL的设置与表1中所有选项都不合适。19脚SAIF的设置符合输入的音频数据为最高可达32-bit的I2S格式数据。18脚SAOF的设置符合输出的音频数据为24-bit的I2S格式数据。本机蓝光解码芯片输出至CS8421CZZ的音频数据为16bit~24bit的I2S格式数据（CD为16bit，蓝光和DVD为16bit或24bit），而经CS8421CZZ输出的音频数据设为24bit的I2S格式数据，可见本电路的应用目的是为了使蓝光解码芯片输出的CD,DVD,蓝光音频数据都升频为24bit的音频数据。由于蓝光解码芯片输出的音频数据随碟片和文件(USB输入)的差异，有16bit和24bit比特数不同，有44.1khz，48khz，96khz，192khz取样频率不同。所以，为了适合输入的各种不同的取样频率Fs，CS8421CZZ输入接口的主/从模式可选择为从。因为蓝光的音频最高格式为24bit/192khz取样频率，所以芯片输出的取样频率可设为Fso=192khz。本机蓝光解码芯片提供给音频DAC的主时钟MCLK为24.576mhz。主时钟（24.576MHZ)=128 X Fso(192KHZ),所以输出接口的主/从模式可选择为主（128 X Fso）。故参见表1, 15脚MS SEL外接的电阻改为对地接1.96k欧姆电阻。(在主模式，LRCK和BCK是由CS8421CZZ输出，源于XTI主时钟。在从模式，LRCK和BCK是由外电路输入，异步于XTI主时钟。）
   将该电阻改好后试机。声音输出有了，但是像卡拉ok的变调功能一样，人声音调变高了。是设置错误吗？选低标准的音频输出格式16bit/48khz取样频率试一下。参见表1，将MS SEL的输出主从模式改为主（512xFso）（本机蓝光解码芯片提供给音频DAC的主时钟MCLK为24.576mhz。主时钟（24.576MHZ)=512X Fso(48KHZ)），该脚外接电阻改为对地接16.2K欧姆电阻。参见表2，
将SAOF的输出格式改为16bit的I2S格式，该脚外接电阻改为对地接1K欧姆电阻。此时，不管蓝光，DVD，CD何种音源，输出声音都正常。将输出格式仍旧设为24bit/192khz，再测量芯片各个引脚电压，也无异常啊。在测量时不小心误触发了哪个引脚，输出的音频变为噪声了。于是，将复位脚RST对地短路了一下。输出的声音竟然完全正常了。再关机并重新开机，24bit/192khz输出格式下的声音信号仍旧变调。再一次将复位脚RST对地短路了一下，输出的声音又正常了。看来似乎是复位的问题。分析可能是芯片将信号处理为24bit/192khz比处理为16bit/48khz要复杂些，对复位的时间前者比后者要求要长些。而手动复位动作慢，对芯片复位的时间比10K电阻，10UF电容的RC复位延时电路的复位时间要长些，故能使芯片复位正常。于是，将RC复位延时电路由10K欧姆,10uf改为10K欧姆,47uf后再开机，在24bit/192khz输出格式下，模拟音频输出正常。所以，当你对CS8421CZZ芯片的设置都正确而DAC声音输出不正常时，不妨增加其复位电路的复位延时时间试一下。
   本文通过维修对CS8421CZZ升频电路的使用作了简单介绍，也可以给广大音响爱好者在做带升频功能的DAC电路时作参考。就像蓝光DVD机将DVD视频提升为1080p（2k）清晰度，蓝光机将2k蓝光视频提升为4k蓝光视频清晰度一样，用CS8421CZZ将音频升频为24bit/192khz，声音输出表现有何提升，也是见仁见智的问题，要爱好者自己在制作使用中体会了。
   CS8421CZZ特性：175dB动态范围，–140dB 噪音及谐波失真。无需外接程序控制。支持取样率最高为211KHZ。输入/输出取样率比率从7.5:1到1:8。主时钟支持128xFs，256XFs，384xFs，512xFs（主模式）。16,20,24或32-bit数据输入/输出。32-bit内部信号处理。抖动自动应用和缩放至输出分辨率。灵活的3线串行数字音频输入输出端口。输入输出都有主从模式。旁路直通模式。时分复用（TDM）模式。降低时基抖动。多路输出相位匹配。线性相位FIR滤波器。自动软静音/取消静音。+ 2.5 V数字供电（VD）。+ 3.3 V或5 V的数字接口供电（VL）。节省空间的20引脚TSSOP、QFN封装。

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