干货｜PCB电路设计中的IC代换技巧
在PCB电路设计中会遇到需要代换IC的时候，下面就来分享一下在代换IC时的技巧，帮助设计师在PCB电路设计时能更完美。
一、直接代换
直接代换是指用其他IC不经任何改动而直接取代原来的IC，代换后不影响机器的主要性能与指标。
其代换原则是：代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不仅指功能相同，还应注意逻辑极性相同，即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。性能指标是指IC的主要电参数(或主要特性曲线)、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。
1、同一型号IC的代换
同一型号IC的代换一般是可靠的，安装集成PCB电路时，要注意方向不要搞错，否则，通电时集成PCB电路很可能被烧毁。有的单列直插式功放IC，虽型号、功能、特性相同，但引脚排列顺序的方向是有所不同的。例如，双声道功放ICLA4507，引脚有“正”、“反”之分，其起始脚标注(色点或凹坑)方向不同：没有后缀与后缀为“R”，的IC等，例如M5115P与M5115RP。
2、型号前缀字母相同、数字不同IC的代换
这种代换只要相互间的引脚功能完全相同，其内部PCB电路和电参数稍有差异，也可相互直接代换。如：伴音中放ICLA1363和LA1365，后者比前者在IC第5脚内部增加了一个稳压二极管，其它完全一样。
一般情况下，前缀字母是表示生产厂家及PCB电路的类别，前缀字母后面的数字相同，大多数可以直接代换。但也少数特例，虽数字相同，但功能却完全不同。例如，HA1364是伴音IC，而uPC1364是色解码IC;数字是4558的，8脚的是运算放大器NJM4558，14脚的是CD4558数字PCB电路;故二者完全不能代换。所以一定还要看引脚功能。
有的厂家引进未封装的IC芯片，然后加工成按本厂命名的产品，还有为了提高某些参数指标而改进的产品。这些产品常用不同型号进行命名或用型号后缀加以区别。例如，AN380与uPC1380可以直接代换，AN5620、TEA5620、DG5620等可以直接代换。
二、非直接代换
非直接代换是指不能进行直接代换的IC稍加修改外围PCB电路，改变原引脚的排列或增减个别元件等，使之成为可代换的IC的方法。
代换原则：代换所用的IC可与原来的IC引脚功能不同、外形不同，但功能要相同，特性要相近;代换后不应影响原机性能。
1、不同封装IC的代换
相同类型的IC芯片，但封装外形不同，代换时只要将新器件的引脚按原器件引脚的形状和排列进行整形。例如，AFTPCB电路CA3064和CA3064E，前者为圆形封装，辐射状引脚：后者为双列直插塑料封装，两者内部特性完全一样，按引脚功能进行连接即可。双列ICAN7114、AN7115与LA4100、LA4102封装形式基本相同，引脚和散热片正好都相差180度。前面提到的AN5620带散热片双列直插16脚封装、TEA5620双列直插18脚封装，9、10脚位于集成PCB电路的右边，相当于AN5620的散热片，二者其它脚排列一样，将9、10脚连起来接地即可使用。
2、PCB电路功能相同但个别引脚功能不同lC的代换
代换时可根据各个型号IC的具体参数及说明进行。如电视机中的AGC、视频信号输出有正、负极性的区别，只要在输出端加接倒相器后即可代换。
3、类塑相同但引脚功能不同IC的代换
这种代换需要改变外围PCB电路及引脚排列，因而需要一定的理论知识、完整的资料和丰富的实践经验与技巧。
4、有些空脚不应擅自接地
内部等效PCB电路和应用PCB电路中有的引出脚没有标明，遇到空的引出脚时，不应擅自接地，这些引出脚为更替或备用脚，有时也作为内部连接。
5、组合代换
组合代换就是把同一型号的多块IC内部未受损的PCB电路部分，重新组合成一块完整的IC，用以代替功能不良的IC的方法。对买不到原配IC的情况下是十分适用的。但要求所利用IC内部完好的PCB电路一定要有接口引出脚。
非直接代换关键是要查清楚互相代换的两种IC的基本电参数、内部等效PCB电路、各引脚的功能、IC部元件之间连接关系的资料。实际操作时予以注意。
(1)集成PCB电路引脚的编号顺序，切勿接错;
(2)为适应代换后的IC的特点，与其相连的外围PCB电路的元件要作相应的改变;
(3)电源电压要与代换后的工C相符，如果原PCB电路中电源电压高，应设法降压;电压低，要看代换IC能否工作;
(4)代换以后要测量IC的静态工作电流，如电流远大于正常值，则说明PCB电路可能产生自激，这时须进行去耦、调整。若增益与原来有所差别，可调整反馈电阻阻值;
(5)代换后IC的输入、输出阻抗要与原PCB电路相匹配;检查其驱动能力;
(6)在改动时要充分利用原PCB电路板上的脚孔和引线，外接引线要求整齐，避免前后交叉，以便检查和防止PCB电路自激，特别是防止高频自激;
(7)在通电前电源Vcc回路里最好再串接一直流电流表，降压电阻阻值由大到小观察集成PCB电路总电流的变化是否正常。
6、用分立元件代换IC
有时可用分立元件代换IC中被损坏的部分，使其恢复功能。代换前应了解该IC的内部功能原理、每个引出脚的正常电压、波形图及与外围元件组成PCB电路的工作原理。同时还应考虑：
(1)信号能否从工C中取出接至外围PCB电路的输入端：
(2)经外围PCB电路处理后的信号，能否连接到集成PCB电路内部的下一级去进行再处理(连接时的信号匹配应不影响其主要参数和性能)。如中放IC损坏，从典型应用PCB电路和内部PCB电路看，由伴音中放、鉴频以及晋频放大级成，可用信号输入法找出损坏部分，若是音频放大部分损坏，则可用分立元件代替。
PS Audio Stellar Strata串流解码合并机
好久没有试听美国PS Audio美诗的产品了，前段时间试听的P20再生电源工厂给我留下无法忘怀的好印象，可惜自己的钱包不争气，不然一定买一台为自家的影音器材提供最佳的供电效能。此后听过Direct Stream顶尖数码系列的DAC10 DSD解码器，其实这完全就是一部中价位高端数字串流播放器，那温润细腻的音质，以及全面支持roon的丰富功能，让音响迷拥抱数码音乐不再高不可攀。
目前PS Audio的执行长为Paul McGowan先生，工厂在科罗拉多州的Boulder市，员工大约30人，对于Hi-End工厂而言已经算颇具规模。可能有些音响玩家对PS Audio的印象更多停留在高素质电源处理器方面，但其实在数字串流解码和功放方面的产品累积颇丰，比如这次试听的是PS Audio美诗在2020年新鲜上市的入门级Stellar恒星系列的最新型号：Stellar Strata串流解码合并机，一款兼具了数字串流、DAC解码和功放与一身的All in One产品。至此，Stellar恒星系列已经有Gain Cell DAC/Preamplifier解码前级、M1200 Vacuum Tube Input Moon Amplifier单声道胆石混合后级功放、M700 Moon Amplifier单声道后级功放、Phono Preamplifier唱头放大器、Power Plant 3电源工厂、S300 Stereo Amplifier立体声功放，以及本文主角Strata串流解码合并机共七款产品。
集成丰富的接口功能
Stellar恒星系列的外观简洁，铝合金机箱却颇具时尚质感，而且还能兼顾不错的整体散热性能。Stellar Strata串流解码合并机更是搭建最简音响系统的灵魂所在，只需要搭配一对高品质音箱，就能够组建成一套高级新世代音响组合。虽然定位在入门级，但Stellar Strata串流解码合并机的设计和调声却是出自厂方“铁三角”开发团队之手，包括PS Audio掌门人Paul McGowan先生、数码专家Bob Stadtherr先生和模拟技术专家Darren Myers先生，可见PS Audio对于入门级器材也毫不妥协的态度。
虽然Stellar Strata串流解码合并机的机身仅有3英寸（约7.5厘米）厚，但整机的重量却9.5公斤，扎实的机身很有压手感。所谓的All in One产品，其实是将同系列的Stellar Gain Cell恒星解码前级和Stellar S300恒星立体声后级的核心技术于一身，功能上拥有丰富的数字输入接口和模拟输入接口，方便连接各类音源，模拟输入包括3组RCA及1组XLR接口；数码接口包括2组S/PDIF同轴，1组Toslink光纤及为同厂数码转盘而设的HDMI传输I²S接口，1组USB B型异步接口，可接收最高24Bit/384kHz PCM及DSD128高格式信号。与此同时 ，Stellar Strata串流解码合并机还配备了LAN以太网接口，只需把机器连网，配合厂方自行编写的App，便可与家中DLNA网络储存服务器相连，随时欣赏最高规格为192kHz的高清串流音乐，同时还支持Tidal、Qobuz、Spotify、Napster及iHear Radio等网络音乐平台。
高度集成却依然发烧级的设计
在线路架构的设计上，所有进入Stellar Strata串流解码合并机的数码信号，都会先由CPLD处理器为核心的Digital Lens数据处理系统进行时钟重组，旨在去除一切构成时基失真的因素。解码线路采用Hyperstream运算架构的32Bit ESS Sabre芯片，配合3段式数码滤波，用家可根据自己的口味取向选择。而为了完美重播高格式数码音乐，模拟音频线路也以宽频技术设计，频宽达60kHz（-3dB），并且以纯A类全平衡直耦理念设计的模拟输出级，同样设计了被动式滤波网络，杜绝瞬态失真的产生。
虽然是高度集成的All in One器材，但在模拟音频线路方面都没有丝毫的妥协，包括源于厂方专利技术的Gain Cell™增益电池信号放大模块输出电平以每级0.5或1dB幅度进行调整，还同时提供左右声道平衡，让操控变得更多元化。Gain Cell™是一项什么技术？有什么优点呢？简单说就是运用1960年代Howard Jones与Barry Gilbert设计的“Gilbert Cell”可变增益电路设计原理，加以改进后以调整增益大小的方式来调整音量，从而令音频信号无需经过任何的音控元件（各种电位器或者IC芯片等等），达到高保真信号路径的目的。众所周知，无论何种等级的电位器，都需要增加信号路径的接触点，碳膜式电位器还存在一致性和对称性欠佳的问题，IC芯片则存在细节丢失和动态压缩等各种问题。因此PS Audio另辟蹊径，想到了调整增益的方式，大大改善了音控对音质重播的负面影响。
或许很多朋友会认为，Stellar Strata串流解码合并机的模拟输入会不会只是完成接口的功能，先转换成数字信号再和数字输入接口一同运作？为什么会有这样的想法呢？因为如今很多同类器材都这么做了。事实上并非如此，PS Audio认为模拟音频的最佳重播方式应该是最简化的线路方式来处理，作任何的A/D或D/A 转换都将徒增失真。于是，Stellar Strata串流解码合并机的模拟输入信号，自始至终保持100%纯粹模拟信号的形式，经过各级放大线路而输出驱动音箱，因此音响迷无需担心模拟音质会被数码化。同时，Stellar Strata串流解码合并机还备有独立的高保真耳放线路，拥有上佳的匹配性能。简单说，只需把耳机插上Stellar Strata串流解码合并机，那即使夜深人静的时候，你仍可以毫无顾忌地沉醉于自我音乐世界里。
另一方面，PS Audio号称为Stellar Strata串流解码合并机配备足以媲美发烧级真空管器材的Analog Cell后级线路。其核心技术源自于同系列的Stellar S300和M700两款后级功放，集差动、零负反馈和纯A类偏流设计特点于一身的高效率D类线路，选用MOSFET场效应晶体管作功率放大，于4Ω负载下每声道的输出功率达到200W，对于如此小巧的机身而言堪称强悍，相信搭配市场上大部分中型书架箱或小型落地箱，都足以营造气势震摄的效果。
好声音就这么简单
试听搭配的是来自英国ProAc贵族的Response DB1书架箱，这款音箱定价与Stellar Strata串流解码合并机门当户对，强悍的输出满足20平方以内的空间聆听毫无压力。既然是数字串流功放，那么试听的音乐当然也是来自局域网NAS和网络音乐平台TIDAL的资源了。
通过界面清爽的App，点选了英国Naim出版的Tim Hugh现场录音《Hands On Heart》，这张专辑是通过两张光盘发行的，一张是普通CD唱片，另一张则是曲目一致的DVD片，里面记录的是24bit/96kHz高格式音乐文件。播放的文件就是将这张文件储存到NAS上。这是钢琴伴奏的大提琴奏鸣曲录音，给我的第一个聆听感受就是非常舒适的音质，音色在甜美中带有阴柔的韧性，鲜明的起伏更活化了音乐中的丰富张力与动人情感，琴腔共鸣有很棒的厚度，又不至浓郁变为呆滞，极为自然活生的聆听氛围，真的就像是两位演奏家在面前演奏一样轻松自然。这套小系统不仅非常正确地重现各种乐器的音色，我还听到了缜密的中频质地与优异的厚度，让声音格外耐听，像是在不添加色素与味精的情况下，让你品尝到食材本身的鲜味。
其实Response DB1书架箱有着小钢炮的特质，虽然不难驱动但一般的功放无法发挥出100%的功力。但在Response DB1书架箱面前，120W（音箱阻抗为8欧姆）输出的Stellar Strata串流解码合并机倒也没有软脚，仍然可以轻松表现出开放、均衡、清晰、明亮的特质。Stellar Strata串流解码合并机的开放与均衡来自其延伸优异的高频与低频。尤其是低频部分，即便是仅有125mm口径中低音单元的Response DB1，Stellar Strata串流解码合并机依旧能重现出深沉、扎实的低频延伸，并兼具清楚的线条与轮廓。比如播放Xiomara Laugart的《Xiomara》专辑，歌曲的伴奏以电贝斯、手鼓与爵士鼓为主，吉他的和声令层次更丰富，加上Laugart原本就低沉磁性的歌声，可以知道低频段占了颇多的比例。
如果遇到低频庞大厚重、速度慢的功放，聆听这张唱片恐怕丝毫不会有轻快跃动的感觉，热情的西班牙风情只会变成软绵的香颂歌曲。但在Stellar Strata串流解码合并机的播放下，第1首开始的贝斯就有着庞大的音像却不拖泥带水，厚实沉稳，接着而来的手鼓则是轻快结实且有不错的力度感，甚至能够听得出每一下拍击鼓皮的力量区别。其它乐器如沙铃、吉他、钹铙、主唱、和声等渐渐的加入，Stellar Strata串流解码合并机就有能力把每个声部清楚交代，层次分明极富聆听乐趣，可见这款小巧的一体合并功放不但驱动力不错，灵动的微动态带来的音乐氛围很是鲜活。
速度响应敏锐
在了解到Stellar Strata串流解码合并机拥有快速而敏锐的响应特点后，我觉得用来听爵士乐真是再恰当不过了，于是点选芬兰爵士三重奏Trio Toykeat的《High Standards》专辑，他们改编演绎的10首经典音乐堪称一绝。其中第4首《Girl From Ipanema》，一改原曲的Bossa Nova慵懒情调，加入大量切分音节奏，曲风紧凑而明快。通过Stellar Strata串流解码合并机与Response DB1书架箱小组合的重播，可以充分感受到乐手对于节拍的掌握，不论钢琴、低音大提琴还是鼓，爽快有力的颗粒感下，仍不乏不错的音质厚度，因此乐器结像的形体也显得扎实有重量感，把这张唱片乐手尽情挥洒的无拘感表现得挺有气氛的，可见Stellar Strata串流解码合并机的能量输出除了充沛，速度瞬态响应也十分敏捷。
我还发现，除了爵士之外，播放具有舞曲节奏的音乐也很有感觉，比如Kremer克莱默演奏Piazzolla皮瓦佐拉作品的专辑《Tracing Astor》。第2段的小提琴独奏可以充分展现Stellar Strata串流解码合并机声底干净的优点。在这个演录俱佳的专辑中，独奏小提琴在漆黑的背景中浮现，音像轮廓显得尤为清晰。由此可见Stellar Strata串流解码合并机的底噪实在是干净，因此才能把演奏时运弓的变化、弦与弓摩擦时的细微声响都轻松地重现出来。值得一提的是，我感受到琴弓加力在弦上的力道变化是如此的细腻，轻重缓急的变化也能深刻刻画，让音乐更显得张力十足。
一如既往的开阔音场
一直以来，我都认为ProAc的音箱能够呈现透明而宽阔的音场，在Stellar Strata串流解码合并机的搭配下，这个传统强项依然能够发挥得淋漓尽致。比如重播Andrew Davis指挥爱乐交响乐团演奏艾尔加的《Enigma变奏曲》。这套组合所营造出开阔深远的音场，一开头小提琴声部在通透漆黑的背景中悠悠浮现，接着加入木管，质感纤细而自然。其它弦乐声部一层层加入，不久后低音大提琴也出现，低沉而清晰的低频延伸巩固了庞大交响乐团的基础。即使只是中等音量重播，也很容易表现出交响乐团应有的规模感，这是拜D类放大优异的频宽与低频控制力所赐，所以即便Stellar Strata串流解码合并机只有120瓦（8欧姆），但和ProAc音箱搭配下所营造的“场面”，比不少同级传统功放都要轻松开阔。更何况，这款一体机已经集成了高素质的数播和解码等丰富功能，一下子就省下了几条电源线和信号线的投资，想想都觉得很划算。
总结
归纳而言，Stellar Strata串流解码合并机的声音属于较为清淡爽朗的类型，搭配以浓郁或厚声见长的英系喇叭，不需费心调校就可以得到很好的效果，如果你对于速度与动态有高度要求，而且不希望搭建庞大的音响系统，只想在时尚家居中轻松享受串流音乐的便捷与高音质的话，Stellar Strata串流解码合并机应该是C/P值极高的优选。
●模拟输入：3组RCA、1组XLR
●数字输入：1组I2S（PCM 384kHz、DSD64/128）、2组同轴（PCM192kHz）、1组光纤（PCM96kHz）、1组USB（PCM384kHz、DSD64/128DoP）、Ethernet网络（Wired、10/100MBPS、WIFI、2.4GHz 802.11b/g/n、UpnP、Spotify Connect）
●模拟输出：1组RCA、1组3.5mm耳机插口、喇叭输出接线柱
●增益：前级12dB（±0.5dB）、后级30.5dB
●前级最高输出：20V（rms）
●输入阻抗：47KΩ（RCA）、100KΩ（XLR）
●输出阻抗：100Ω（前级RCA）、150mΩ（后级50Hz）
●前级频率响应：20Hz-20kHz（+0/-0.25dB）、10Hz-100kHz（+0.1/-3.0dB）
●后级频率响应：20Hz-20kHz（±1dB）
●噪音：＜-90dBV（20-20kHz）
●信噪比：＞110dB（1kHz最大输出）
●声道分离度：＞90dB（1kHz）
●耳机输出：300Ω/300mW、16Ω/3.25W（1%THD）
●输出功率：120/200W（8/4Ω）
●总谐波失真：0.02%（1kHz、10W/4Ω）
●体积（WDH）：43×30.5×7.5cm
●净重：9.5 kg
总代理：威达音响（852）24182668
零售价：PS Audio Strata 港币$25000
ProAc Recponse DB1港币$24000
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