最近入手了臺(tái)艾美特TF-10耳機(jī),用MP3和電腦的輸出接這個(gè)家伙肯定是推不動(dòng)的,聲場打不開,軟弱無力的......就上TB找相關(guān)的便攜式的耳放。
數(shù)一數(shù)進(jìn)口或國產(chǎn)的牌子真多,知名度好的有加拿大-GOVIBE、美國-RSA、PICO、ALO還有IBASSO,但是不盡人意,就是價(jià)格昂貴,傷不起啊。原本看好加拿大-GOVIBE VULCAN+ 便攜耳放,也聽過,非常合口味,就是價(jià)格偏高;于是朋友就建議,掏錢買一臺(tái)這么貴的耳放倒不如自己DIY一臺(tái)。
除了必備的基本功能、一定的音樂效果、還得要一個(gè)漂亮的外觀,除了出差或者散步,我經(jīng)常會(huì)用手提電腦,邊做事邊聽音樂也是一件樂事,所以,USB DAC這個(gè)功能也要加到耳放里面。
一來,既可以改善電腦播放的音質(zhì),二來又可以滿足自己的聽感,以下是我對這臺(tái)便攜式耳放的構(gòu)思和一些仿真圖片。
一、電路、功能構(gòu)思
耳放采用電池供電,方便攜帶,電路分為五部分組成:
1、USB DAC部分
WIN7和Vista的系統(tǒng)USB支持24Bit/96KHz音頻格式輸出,用TI的TAS1020B還是用TENOR TE7022接收呢?由于TE7022的貨源不好找,價(jià)格也偏貴,考慮方便采購,最終采用TAS1020B+WM8740組成USB DAC解碼部分。
2、耳機(jī)放大電路設(shè)計(jì)
a、放大電路采用OP+BUFFER結(jié)構(gòu),輸出可以驅(qū)動(dòng)16歐~300歐的耳機(jī),初步確定不失真輸出功率32歐(RMS 500MW)300歐(RMS 270MW),PCB板上OP設(shè)計(jì)成可以更換單、雙運(yùn)放,不同品牌的芯片,搭配出來有不同的聽感,同時(shí)也更好地搭配耳機(jī);
耳放電路圖
b、BUFFER電路部分采用分立元件組成;(個(gè)人因素特別喜歡,因?yàn)槿龢O管可以調(diào)節(jié)輸出電流,更好地配合耳機(jī) )
c、專門配置BASS提升開關(guān);
d、專門配置增益開關(guān)(放大倍數(shù)):低增益適合低阻抗或者高靈敏度耳機(jī),高增益適合高阻抗或者低靈敏度耳機(jī);
e、如圖為耳放電路和仿真波形,有錯(cuò)的地方請大家指出,共同合力做好這臺(tái)耳放。
圖為1K、20K、10Hz~1MHz仿真波形和掃頻曲線
3、電源部分
其構(gòu)思要做到全面照顧大小耳機(jī),首先應(yīng)付的是高阻抗300歐等耳機(jī)系列,所以電壓方面決定要做到正負(fù)15V,要控制機(jī)子的休積之余達(dá)到正負(fù)15V供電是非常難實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目,如果使用鋰聚合物電池需要8顆,考慮到充電安全、便利、空間等問題,最后確定使用3節(jié)鋰聚合物電池供電,透過成熟穩(wěn)定的PWM的控制芯片與高頻變壓器組成升壓電路結(jié)構(gòu),將12.6V電壓逆變出雙15V交流,再經(jīng)二極管整流然后采用LC電路進(jìn)行濾波再供電給耳放。
4、電池充電電路采用LM317恒流充電,電流設(shè)定在300mA左右充電。如果電池容量為1200mA,那么充電時(shí)間在4~5H左右,當(dāng)電池充滿時(shí),指示燈會(huì)熄滅。
5、耳機(jī)保護(hù)、電池保護(hù)和升壓保護(hù)電路
a、耳機(jī)保護(hù)電路:每次上電,保護(hù)電路會(huì)自動(dòng)檢測,在沒有故障的前提下輸出繼電器延時(shí)10秒左右動(dòng)作,在這10秒內(nèi),如果保護(hù)電路檢測到機(jī)器有問題,輸出繼電器不會(huì)動(dòng)作,將耳機(jī)和耳放完全隔離,防止燒耳機(jī);
b、電池保護(hù)電路:采用高性能的保護(hù)芯片,防止每顆電池過放、過充、過流保護(hù);當(dāng)電池放電到9V會(huì)自動(dòng)關(guān)斷,這時(shí)就要充電了,當(dāng)電池充電滿到12.6V也會(huì)自動(dòng)關(guān)斷;
c、升壓保護(hù)電路:自動(dòng)檢測輸入電壓,如果電壓超過額定電壓會(huì)自動(dòng)關(guān)斷,防止電壓過高,燒壞器件,低于額壓電壓也會(huì)自動(dòng)關(guān)斷。
二、外觀設(shè)計(jì)
3D效果圖粗糙地畫了一個(gè)
三、PCB板設(shè)計(jì)
劃分為三部分,一是USB DAC部分,二是電源部分,三是放大電路。PCB板已經(jīng)繪好,發(fā)出去打樣。
1、收到PCB板,開工焊接器件,花了一天的時(shí)間。
PCB頂層圖片
PCB頂層圖片
2、板子上電前,先用放大鏡看過一次有沒有地方連錫或者焊錯(cuò)器件,通電后目測了板子有沒有異常情況出現(xiàn),再用手去感應(yīng)下器件有沒有發(fā)熱,以上這兩種情況都沒有,就可以開始做簡單的調(diào)試和測量。
電源部分根據(jù)電池放電過程,做了個(gè)實(shí)驗(yàn):用外接可調(diào)電源從12.6V慢慢降到9V,這個(gè)過程中用數(shù)字表測量正負(fù)電壓變化,電壓是從15.2V降到12.2V。電壓正常后,關(guān)電再把OP插入,上電測量耳機(jī)輸出口的直流電位0.05mV正常,保護(hù)電路也正常工作,在輸出級(jí)接入實(shí)驗(yàn)電壓,保護(hù)繼電器動(dòng)作,最后從輸入口插入測試信號(hào),簡單做了32~300負(fù)載的測試。
耳放工作一切正常后,接上電池后,測量電壓正常后,分別做過流測試,將電池輸出短路,保護(hù)芯片立刻關(guān)斷,然后解除故障,電池輸出正常,充電測試,大約4H充滿電,充滿后自動(dòng)關(guān)斷;1200mA的電池大約續(xù)航時(shí)間為10H左右,至于可以續(xù)航多長時(shí)間有待進(jìn)一步放電測試。
正弦波測試波形
方波測試波形
電池安裝
3、至于USB部分調(diào)試,連接電腦前先外接+5V通電,沒有發(fā)現(xiàn)異常情況出現(xiàn),電源供電正常,連接電腦后,電腦會(huì)自動(dòng)檢測安裝程序。
4、盒子買回來后,前后蓋板自己加工。
將耳放裝入盒子
5、至此耳放安裝完成。
6、至于聽音效果,還在調(diào)試和初步試聽,不過第一次出聲,效果不錯(cuò)。
TF-10+耳放+ipod
耳放與HD650
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