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发表于 2019-1-11 23:00 | 显示全部楼层
第一次发帖,本人从小喜欢音乐玩功放,以前经济条件不好,普通电位器时间一长就接触不良引起恼人

的噪音甚至冲击导致后级烧管等等问题,颇有感触,而且经常在换新以后遇到左右阻值不线性导致左右

声道音量不均匀需要独立的平衡电位器调整等等,后来知道有数字电位器这玩意,一直想自己弄一台数

字电位器的功放,说了这么多年了一直没空做,最近有点闲暇打算把之前挖的坑给填了.....


设计目标(原理图后附):
1) 4个EC11旋转编码带按键开关分别控制音量/平衡,高中低音和4路音源切换,这种开关可左右旋转又

带轻触按键,非常适合做数字控制,数字电位器效果如何,没做过也没什么把握,所以预留了传统电位

器接口,方便做对比. 数字电位器芯片选择DALLAS的DS1807E,I2C总线控制的64级指数型阻值,带过零检

测(避免电阻不平滑切换引起的拉链噪声),之前有想过用CS3310或者WM8816之类的专用音量控制,但

是看了规格书之后,这些IC内部是用运算放大器改变信号增益的,并非纯电阻切换,内部电路做得再高

级也会有影响的吧,不要说多少万的放大器也用,首先原理上不太接受,HIFI我喜欢简洁,除了必须的

之外能少一级是一级,况且我还要搞衰减音调,这种IC无法实现我的初衷。

2)分立前级放大,不用运放是因为觉得运放工作电压太低,大动态容易削顶失真,输入2Vp-p左右的信

号电平,不到20倍就超过电源电压了,多年前买那些前级成品板,运放反馈阻值470K,放大倍数那么高

,音量开到1/3就发哑失真,感觉用在耳放和DAC缓冲还好,前级就算了,分立可以直接+/-50V供电,省

掉+/-15V的双电源,前级负载电流小,做成甲类余量充足容易出好声,缺点是需要调较,线路相对复杂



3) 后级功率目标是最大500W,是个经典的恒流源差分OCL电路,大佬们都很熟悉了,末级电流50-100mA

就可以,甲类那种就算了,极度浪费电不环保而且我也听不出来有多大区别,加上中点直流伺服(可选

),预留交流负反馈环路电容,没时间弄得太复杂,对于末级管,从之前玩过的经验来判断至少得用场

效应管或者达林顿,这个是明显听出来差别的,特别是高音,三极管没有场管和达林顿听着细腻柔和,

可能是输入阻抗高对驱动要求低的缘故吧,由于大功率场效应都太贵而且难找,所以最佳选择自然是用2

对MJ11032/11033金封达林顿并联,加上某宝买的一个20管位的大铝散热器,锯掉一半刚好。

4)电源暂时用L6599弄的LLC,+/- 50V,3A, +/-12V,1A, 单12V,1A,这个瞬间功率可以去到800W,

满载500W可以带5分钟,长期连续功率300W, 实际上功放不可能每个时刻功率都是满载的,只是瞬时功

率非常高,开关电源的低内阻和极快的瞬态响应是工频变压器无法相比的,因此不需要巨大的滤波电容

,这里用了8只63V/4700UF高频低阻电容,带5A负载压降小于0.1V,足于应付了。

5)MCU控制器是个国产便宜货,不到2块钱但是功能一点都不弱,国货越来越给力了这个必须赞一下,微

处理器主要管操作和异常保护,包括第一条提到的功能和后级电源以及输出的过流/短路保护,1V中点电

位保护,温度保护,智能温控风扇,后级电压失衡保护等等,本人搞过一段时间开关电源,感觉完善的

保护无论对安全还是钱包都有好处的。板上还预留I2C,SPI通讯接口方便驱动LCD,TFT,OLED等显示屏,另

外还预留了一个串口方便扩展手机蓝牙或者RF无线或者红外全功能控制。

6)某宝上定制了一个亚克力机箱,100多块钱,显示屏暂时没时间写驱动,指示界面目前就做了个5mm全

彩灯,打算安装在电源开关处,4路输入分别用绿蓝红紫来区分,系统异常就闪烁,有一路输入没有引到

后板是打算后续加个蓝牙DAC或者弄个数字播放器在里面,音量编码开关同时控制音量和平衡,按一下切

换音量/平衡控制,平衡状态不旋转操作超过5秒切回音量,按下高音旋钮切换输入,中音和低音的按键

暂未想到用来干什么,另外,音量,音调,输入切换等等参数改变后2秒内将写入MCU内部EEPROM,每次开

机时可以恢复到上次关机时的状态。

大概就这样了,软件已经写好,板子也焊好所有功能也调试得差不多了,在这之前走了点弯路改了一次

板,这次的板也飞线改了几处,前级用耳机试听,音量/音调和操作手感效果满意,由于PCB布线考虑了

一点接地和模拟数字分离,音量开最大也完全听不到本底噪音,这点还是比较满意的,准备装上去试后

级了.....

本人不是什么资深发烧友,喜欢从实际出发,不信玄学,各位大佬如果有什么问题和建议希望多多指教



晒图时刻:

原理
图片限制150KB,模糊不清没办法了
Protel Schematic.jpg

实物:
IMG_20190111_182013.jpg IMG_20190111_182138.jpg IMG_20190111_182338.jpg IMG_20190111_182230.jpg

飞线改得有点难看了:
IMG_20190111_182540.jpg

本人的家当:
IMG_20190111_182701.jpg




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发表于 2019-1-11 23:08 来自手机端 | 显示全部楼层
做得漂亮,楼主你的谐振变压器是EC4025吗

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发表于 2019-1-11 23:14 来自手机端 | 显示全部楼层
这就完了?  楼主性情倒时干脆

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 楼主| 发表于 2019-1-11 23:14 | 显示全部楼层
鱼海居 发表于 2019-1-11 23:08
做得漂亮,楼主你的谐振变压器是EC4025吗

4540, 4025做不到这个功率

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 楼主| 发表于 2019-1-11 23:18 | 显示全部楼层
I=U/R 发表于 2019-1-11 23:14
这就完了?  楼主性情倒时干脆

还想看啥,本来想放源代码的,太长了有字数限制,

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发表于 2019-1-11 23:26 | 显示全部楼层
音量大细如何显示?

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发表于 2019-1-11 23:32 | 显示全部楼层
不是对数型 64位控制器吗, 这个芯片好像内置8位寄存器, 不知道会不会带来数码声~~

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发表于 2019-1-11 23:32 来自手机端 | 显示全部楼层
Regle 发表于 2019-1-11 23:14
4540, 4025做不到这个功率

ec4540这个型号没听说过啊,我刚才打错了,我问的是是不是EC4045

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 楼主| 发表于 2019-1-11 23:35 | 显示全部楼层
atisa 发表于 2019-1-11 23:26
音量大细如何显示?

还没做屏是没法显示数值的,转动编码电位器靠听感和指示灯,数值递增递减的时候灯会变颜色闪一下,如果调到上限/下限,灯不再有反应

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发表于 2019-1-11 23:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-11 23:38 编辑

耐心仔细的看了下,楼猪的写文, 能用分立件完成D类功放(准确的说你做的应该是D类功放,不是数字功放),并且音量开到最大居然都听不到噪音, 感觉很厉害了。

既然都用I2C总线写软件做控制单元了,为何不再进一步,把遥控、可视化屏幕一起搞定。

次时代功放不就应该酷炫起来吗

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发表于 2019-1-11 23:40 来自手机端 | 显示全部楼层
最佩服软硬通吃的技术员了,我要是会软件我他妈的就要横着走了,哈哈

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 楼主| 发表于 2019-1-11 23:44 | 显示全部楼层
jacksl528 发表于 2019-1-11 23:36
耐心仔细的看了下,楼猪的写文, 能用分立件完成D类功放(准确的说你做的应该是D类功放,不是数字功放), ...

显示屏麻烦一点,设计调试UI很耗时间,红外遥控简单,但是感觉不会怎么用到,手机蓝牙遥控需要弄个手机端APP, 现在用的蓝牙串口助手不好使...

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发表于 2019-1-11 23:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-11 23:53 编辑
Regle 发表于 2019-1-11 23:44
显示屏麻烦一点,设计调试UI很耗时间,红外遥控简单,但是感觉不会怎么用到,手机蓝牙遥控需要弄个手机端 ...


手机蓝牙 这种功能可以整合到 播放器里面。这样更方便。

次时代功放,遥控功能应该具备。反正也不麻烦, 另外你的散热器感觉好像汽车水箱

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 楼主| 发表于 2019-1-11 23:54 | 显示全部楼层
jacksl528 发表于 2019-1-11 23:32
不是对数型 64位控制器吗, 这个芯片好像内置8位寄存器, 不知道会不会带来数码声~~

开始我也担心,实际试听没问题,效果满意,因为有过零检测,在交流信号在0位才改变抽头位置,音量过度很自然,至于干扰噪音,取决于供电电源和PCB布局,我不会告诉你改了2版PCB就是因为听到一点点干扰噪音

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 楼主| 发表于 2019-1-11 23:55 | 显示全部楼层
鱼海居 发表于 2019-1-11 23:32
ec4540这个型号没听说过啊,我刚才打错了,我问的是是不是EC4045

是的,

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发表于 2019-1-11 23:59 | 显示全部楼层
Regle 发表于 2019-1-11 23:54
开始我也担心,实际试听没问题,效果满意,因为有过零检测,在交流信号在0位才改变抽头位置,音量过度很 ...


你这种电路结构的功放多地并存,  各地之间存在的电位差十分敏感。所以处理数字地和功率地、信号地之间的连接问题是需要反复测试的

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Regle 发表于 2019-1-11 23:55
是的,

4045做这个功率是比较合适的。原来我也用6599,推的MDF18N50,使用中发现有些6599无端保护锁死停机的问题。后来搞头大了换成FAN7631了,感觉还不错。6599使用挺考验设计师功底的,这个芯片很容易受干扰,做大功率容易误动作

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发表于 2019-1-12 02:51 | 显示全部楼层
不错,很有想法的制作。
只提如下建议:
1)电源开关,显得不够高级,有一种圆形金属的应该比较配。最好是去掉它,因为你已经是
开关电源了,可以做软开关,我的做法是用一个几千欧姆的电阻给220V整流滤波充电,只要
电源插上就充电,开机是单片机控制一个继电器,将这个几千欧姆电阻短路,因为这时滤波
电容基本上充足电了,不会再有瞬间大电流(浪涌)。单片机可以在刚插电时有个延迟,以
后的每次开机、关机也都有一定的延迟,避免频繁开关机器。
2)不要有在机器上做显示(LCD)的想法,因为从使用体验上讲。最好的显示器是拿在手里
的手机,最简单的只要你连通了蓝牙,就可以做到了。

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发表于 2019-1-12 09:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 鱼海居 于 2019-1-12 09:49 编辑

楼主,建议用金属机箱哦,虽然软开关电源干扰已经很小,但是由于杂散电感电容的存在还是会存在一丢丢尖峰干扰。电源上的共模抑制Y电容都是要接金属大地的,用塑壳的话那几个电容不都悬空了吗。
你的电源板是淘宝买的吗,好眼熟,另外我好像只看到热地冷地之间垮了个Y抗干扰电容,220那里好像没有Y电容

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 楼主| 发表于 2019-1-12 10:22 | 显示全部楼层
ACDC2017 发表于 2019-1-12 02:51
不错,很有想法的制作。
只提如下建议:
1)电源开关,显得不够高级,有一种圆形金属的应该比较配。最好 ...

你这一说确实感觉这开关丑了,考虑换,至于电源冲击,开关电源上面有个5D-13的NTC,不过就5欧姆没有1K来的慢,安全上是没问题的,+/-50V主电源串有1K/3W的金属膜和继电器,5秒开机延迟期间先检测主电源是否短路,正负平衡,温度探头有无开路,然后闭合电源继电器,然后检测中点电位,都正常才闭合喇叭保护继电器,如果使用中出现异常2个继电器立即全断开
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