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DIY一台HiFi耳机功率放大器的过程

2020-8-25 11:07:54  1203 功率放大器 HIFI耳机
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项目简介
说起这个项目的起源其实是因为壳体,我在工作中的一个项目需要重新选择外壳,于是买了很多各式各样的铝质壳体回来选。选后就剩下了很多,其中有一个大小外观都很喜欢,于是就想画板子给它用起来,这便有了我们这款耳放。这种外壳特别适合做这一类的产品,比我第一款开源耳放的外壳便宜很多。前后面板依旧用PCB来做可以说是完美结合。下面给大家晒一下这款耳放的正面照。


之前有朋友问面板为什么要用PCB来做,其实答案很简单那就是“划算”。面板用PCB来做对于搞电子的再适合不过了,因为我们对PCB是最熟悉的,完全可控。再加上现在pcb打样5元包邮的活动简直完美。如果出去定制金属面板再打上logo,价格将贵的离谱,完全失去了DIY的意义。
前面板从左至右分别是电源钮子开关、开源logo电源指示灯、6.35mm耳机接口音量旋钮。开源logo电源指示灯的做法是在面板的正反面都铺铜,而把开源logo这块给抠铜,这样其他地方都不透光,只有logo这块透光,里面的电源指示灯就可以把logo照出来了,比把LED直接透出来B格高很多。后面板从左至右分别是3.5mm音频输入接口、莲花音频输入接口、DC电源接口。

前面板


后面板

设计细节
这款耳放所使用的方案和我第一款开源耳放是一样的,依旧是德州仪器的TPA6120A2,我对这款IC还是很满意的,也做过好几个成品,包括覆铜板腐蚀做的demo,需要注意的是这个片子假货很多,假货的品质与正品相差甚远。
前置的缓冲润色运放我用的是军规的AD5962双运放,这是我在工作中大量使用的片子,价格不菲,性能优异。大家在制作中没必要用它,完全可以用NE5532或是OPA2604等运放来替代,也会有相当不错的表现。


这款耳放里面我用的是正负12V双电源给运放和功放IC供电,使用金升阳的URA2412YMD-10WR3电源模块将输入的直流电转为正负双电源,在音频领域很多朋友对开关电源一直是很鄙视的,但我从不苟同。好的开关电源是可以将纹波做到很低的,其技术含量比线性电源要高很多,特别是近些年开关电源的发展取得了很大的进步,电磁干扰、纹波、动态响应等问题都有了很大的改善。我用的这款金升阳的模块表现就很不错,至少对于这个档次来说足够用了。


我的手上有很多相当不错的电容,伊娜、松下、尼吉康、日化、红宝石等等,在这个耳放上面滤波部分我都是用的伊娜的10mm*16mm电容,比较巧合的是这个电容尺寸在这个项目上正正好好,电路板插进壳体电容与上壁正好还有1mm的距离,十分完美,再高一点就不能用了。前置信号合电容我用的是日化的1uF电容。


电路分析
我的手上有很多相当不错的电容,伊娜、松下、尼吉康、日化、红宝石等等,在这个耳放上面滤波部分我都是用的伊娜的10mm*16mm电容,比较巧合的是这个电容尺寸在这个项目上正正好好,电路板插进壳体电容与上壁正好还有1mm的距离,十分完美,再高一点就不能用了。前置信号耦合电容我用的是日化的1uF电容。


运放部分进行了一倍的信号放大,因为采用的是双电源供电,所以不需要进行电压偏置,比较简单。功放IC部分采用的是官方推荐的配置,没有做太多修改,布线上会有一些考究,整体效果比较满意。
这次我依旧加入了延期启动保护电路,但是对电路进行了一些简化。继电器我采用的是松下的TQ2-12V信号继电器。用它的原因是我在工作中有项目使用,有一些库存,大家也可以采用同类型其他品牌继电器。对于延时启动电路的作用顾名思义就是上电延时接通耳机,因为刚上电瞬间会产生浪涌电流,延时接通耳机以达到保护的作用。


这次我没有加入直流监测电路,原因是我在输出部分加了一个耦合电容,就无需再使用专门的直流监测电路了,也省了很多空间以及器件。
其他部分都比较简单,大家直接看原理图即可,在这里我就不赘述了。
BOM单


上图是这个项目的BOM单,所有器件都是比较常用的,直接可以在淘宝采全。对于壳体大家直接淘宝搜索“82*27-100mm 铝外壳”即可找到。
到这里这次开源耳放项目的介绍就要结束了,希望对大家有所帮助。视频介绍以及这款耳放的云试听我发布在了西瓜视频,大家可以进一步了解。
这里预告一下接下来的开源项目。这次是一款开源游戏机,软件借用arduboy,硬件我给重新设计了一下画了PCB。目前正在制作中,后面依旧我会给出详细的制作教程。

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