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              便攜式耳放+24Bit/96KHz USB DAC制作

              來源:www.asikliga.com 發布者:Vation 版權:原創

              要diy一個耳放,除了基本功能、音樂效果、還要一個漂亮的外觀和便攜性。出差、散步聽歌,手提電腦邊辦公邊聽音樂,所以我也把USB DAC這個功能加入到耳放里面,一來可以改變電腦播放的音質,二來又可以滿足自己的聽感。

              最近入手了臺艾美特TF-10耳機,用MP3和電腦的輸出接這個家伙肯定是推不動的,聲場打不開,軟弱無力的......就上TB找相關的便攜式的耳放。

              數一數進口或國產的牌子真多,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,就是價格偏高;于是朋友就建議,掏錢買一臺這么貴的耳放倒不如自己DIY一臺。

              除了必備的基本功能、一定的音樂效果、還得要一個漂亮的外觀,除了出差或者散步,我經常會用手提電腦,邊做事邊聽音樂也是一件樂事,所以,USB DAC這個功能也要加到耳放里面。

              一來,既可以改善電腦播放的音質,二來又可以滿足自己的聽感,以下是我對這臺便攜式耳放的構思和一些仿真圖片。

              一、電路、功能構思

              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、耳機放大電路設計

              a、放大電路采用OP+BUFFER結構,輸出可以驅動16歐~300歐的耳機,初步確定不失真輸出功率32歐(RMS  500MW)300歐(RMS 270MW),PCB板上OP設計成可以更換單、雙運放,不同品牌的芯片,搭配出來有不同的聽感,同時也更好地搭配耳機;


              耳放電路圖

              b、BUFFER電路部分采用分立元件組成;(個人因素特別喜歡,因為三極管可以調節輸出電流,更好地配合耳機 )

              c、專門配置BASS提升開關;

              d、專門配置增益開關(放大倍數):低增益適合低阻抗或者高靈敏度耳機,高增益適合高阻抗或者低靈敏度耳機;

              e、如圖為耳放電路和仿真波形,有錯的地方請大家指出,共同合力做好這臺耳放。


              圖為1K、20K、10Hz~1MHz仿真波形和掃頻曲線

              3、電源部分

              其構思要做到全面照顧大小耳機,首先應付的是高阻抗300歐等耳機系列,所以電壓方面決定要做到正負15V,要控制機子的休積之余達到正負15V供電是非常難實現的項目,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節鋰聚合物電池供電,透過成熟穩定的PWM的控制芯片與高頻變壓器組成升壓電路結構,將12.6V電壓逆變出雙15V交流,再經二極管整流然后采用LC電路進行濾波再供電給耳放。

              4、電池充電電路采用LM317恒流充電,電流設定在300mA左右充電。如果電池容量為1200mA,那么充電時間在4~5H左右,當電池充滿時,指示燈會熄滅。

              5、耳機保護、電池保護和升壓保護電路

              a、耳機保護電路:每次上電,保護電路會自動檢測,在沒有故障的前提下輸出繼電器延時10秒左右動作,在這10秒內,如果保護電路檢測到機器有問題,輸出繼電器不會動作,將耳機和耳放完全隔離,防止燒耳機;

              b、電池保護電路:采用高性能的保護芯片,防止每顆電池過放、過充、過流保護;當電池放電到9V會自動關斷,這時就要充電了,當電池充電滿到12.6V也會自動關斷;

              c、升壓保護電路:自動檢測輸入電壓,如果電壓超過額定電壓會自動關斷,防止電壓過高,燒壞器件,低于額壓電壓也會自動關斷。

              二、外觀設計
               


              3D效果圖粗糙地畫了一個

              三、PCB板設計

              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板已經繪好,發出去打樣。

              1、收到PCB板,開工焊接器件,花了一天的時間。


              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器件,通電后目測了板子有沒有異常情況出現,再用手去感應下器件有沒有發熱,以上這兩種情況都沒有,就可以開始做簡單的調試和測量。

              電源部分根據電池放電過程,做了個實驗:用外接可調電源從12.6V慢慢降到9V,這個過程中用數字表測量正負電壓變化,電壓是從15.2V降到12.2V。電壓正常后,關電再把OP插入,上電測量耳機輸出口的直流電位0.05mV正常,保護電路也正常工作,在輸出級接入實驗電壓,保護繼電器動作,最后從輸入口插入測試信號,簡單做了32~300負載的測試。

              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,保護芯片立刻關斷,然后解除故障,電池輸出正常,充電測試,大約4H充滿電,充滿后自動關斷;1200mA的電池大約續航時間為10H左右,至于可以續航多長時間有待進一步放電測試。


              正弦波測試波形


              方波測試波形


              電池安裝

              3、至于USB部分調試,連接電腦前先外接+5V通電,沒有發現異常情況出現,電源供電正常,連接電腦后,電腦會自動檢測安裝程序。

              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,還在調試和初步試聽,不過第一次出聲,效果不錯。


              TF-10+耳放+ipod


              耳放與HD650 

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