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。[外置盒电路设计概要（下）]

不过E-MU既然敢于在1820M上选择这块芯片，相信也是胸有成竹的，毕竟他们在电路设计方面有着丰富的经验，自然有一手上好的功夫。我们需要知道，AK5394AVS不能直接连接话筒使用，话筒到AK5394AVS之间必须有其他电路作为缓冲和变换，E-MU在这儿选择的是通用运放。1820M上总共设有2个话筒通道，而一片AK5394AVS也就只能输入2路信号，从实物推断，每个通道使用了3片通用运放，型号为MC33078，U5、U6、U8（图6左上侧）负责一个通道的输入电平调节、缓冲、平衡变换，另外一个通道的这些工作由U3、U4、U7负责，当然，也许有些使用过运放的朋友们会觉得MC33078并不是什么好运放，和AK5394AVS搭配，是否有失水准？这些问题，我们在这篇评测后面的相关技术讨论里研究。当然，通过试用和分析，我们觉得，这块声卡，在电台播音这样要求较为严格的场合，已经足够使用了，而且已经能够很好的发挥电台播音员的声音特色。此部分电路板的局部放大如图6所示：

图6

标记为3号的功能模块基本功能是为了提供话放的48v幻像电源。有些话筒需要加入48v电压才能工作，这个模块也就是为了将内置卡送来的低压，震荡升压后达到48v。其中关键元件为编号U14的驱动芯片MIC9130BM和T1高频变压器。这部分原理不再赘述，具体和其他部分的配合，本系列测试的后面有关部分将做继续讨论。图7显示了这个模块的局部放大：

图7

第4、5两个模块，是MIDI输入输出，对此有兴趣读者可以对照实物自己分析，这里我们只做简单说明，这两个模块使用了光偶6N138做隔离使用，并且信号都直接送往或接受自U23处理，然后再跟内置卡连接。光偶编号分别为：U2、U43。

第6号模块，是监听耳放电路。在测量这部分电路的时候，意外的发现这部分的运放供电电压都是正负13.5V，板上其他运放也不例外。如果正确的话，那么这部分电压也应该是从3号模块提供的，也就是说，3号模块还提供了电路板上所有运放所使用的高压电源。这样做也的确能让运放工作在良好的状态上。另外，似乎这部分的输出电路还连接了一个扩流电路，因为我们在Q5、Q6、Q7和一个没有看到编号的管子（应该是E-MU疏忽了）上发现，在每个管子的两个引脚上都能观察到音频信号。通过大略的观察，推测这块电路是这样工作的：首先，通过U23 XC2S50E将监听信号以I2S或是其他相似的数字传输方式送入U21 CS4398CZ；通过CS4398CZ数模转换以后的音乐信号就进入下一级U11 JRC4033B运放，运放在此的作用是低通滤波器；过滤出不需要的信号以后，再送入监听耳机音量控制部分；监听耳机音量控制部分主要由U1 NE5532和电位器R3配合完成；U1送出的信号，就应该是被Q5、Q6、Q7和Q?放大，然后便可推动耳机了。图8显示了这个模块，为了表达清楚，我们对图片进行了锐化：

图8

E-MU 1820M是我们至今评测的所有声卡中，耳放部分最复杂的一款产品。特别是专门为这个耳放单独配备高档数模转换芯片、正负对称高压供电、增加驱动管等等都是非常不错的处理方式。当然，这块声卡不会因为这个耳放而弥足珍贵，重要的是这个耳放电路，却为这款专业产品增色不少。其实在E-MU 1820M中，这样不惜成本，只为增加性能的做法着实不少，仅仅刚才提到的CS4398CZ，整块声卡中竟然使用了5片！要知道，这块芯片并不便宜，性能也是出类拔萃。下面的介绍是摘抄自CRYSTAL公司的公开介绍资料：

CS4398是一个完善的立体声24位/192千赫数字至模拟（D/A）转换系统。该D/A系统具有数字去重、0.5分贝步长音量控制、ATAPI声道混合、可选快速和慢速数字插补滤波器、以及一个采用失配定型技术电容错配消除失真的过采样多位Delta-Sigma调节器。该系统还配备一个多元素转换电容和带差分模拟输出的低通滤波器。CS4398同时具有专用直接数字流（DSD）处理器，允许音量控制和50千赫片上滤波，而无需中级简化过程。它还通过使用多元素转换电容阵列为直接DSD转换提供一个可选路径。CS4398可接收采样频率在32千赫至200千赫之间的PCM数据（脉冲编码调制）和DSD音频数据。它还具有可选数字滤波器，功率消耗低，并提供出色的声音品质。CS4398广泛的性能使其能够为多种专业和消费用音频产品，例如通用DVD播放机（支持Super Audio CD和DVD-Audio）、数字混音控制台、音频/视频接收机、外置转换器系统和效果处理器提供理想的解决方案。

●低延迟数字滤波器

●高级多位Delta-Sigma结构

●120分贝动态范围

●-107分贝 THD+N

●采样频率可达192千赫

●DSD模式（SACD）

-非简化音量控制

-片上50千赫滤波器

●专用输入引脚

●低时钟抖动敏感性

●差分模拟输出

●5伏模拟供电

●3.3伏至5伏数字供电

●支持1.8伏至5伏逻辑电平的直接接口

●外部静音的控制输出

●封装: 28引脚 TSSOP; 可选择无铅装配

第7号模块是外置盒的各输出通道，1、2、3号输出通道和线路监听通道基本都是一个模式，如图9所示：

图9

这部分功能模块当中，这4个通道的电路都相似于图10：

图10

这部分信号依然是由U23提供的，在经过CS4398的解码以后，由U34和U35两块运放组成的双声道低通滤波器输出音频信号。

整个外置盒的大概工作流程就是这些，其余部分比较简单，这里不再单独列出。至于详细讨论，我们将在下一篇中详叙。