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发表于 2021-12-24 12:43
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本帖最后由 msuture 于 2021-12-24 12:25 编辑
好了,电路形式和主要元件都选定了,可以开始整机实际设计和制作了。
到了实际阶段,首先要解决的就是电源问题,开发平台还是沿用上一次设计的电源电路,这个电路当时只解决了双变压器,三主电压共存的问题,实际上,电源性能还是有缺陷的,首先就是电源电压不能达到设计计算的参数水平,设计+-32V,实际出来只有+-28V左右,压降严重,这就说明效率不高,这次参阅了很多资料,对驱动电路, 滤波电路、以及结构形式经行了大幅度修改,最后的结构就是,设计+-36V,出来的就是+-35.8V左右,基本没有压降,而且电源的纹波噪声从60多MV降到了十几MV。其他的前级和数字电源都尽量独立供电,数字部分的纹波甚至降到十MV以内。
为此,反复调整,测试而设计的一堆电源驱动电路实验板。
桌面测试时,两只4寸全频 + 一只8寸炮的实时电流,可以看到,就三只喇叭就经常可以达到40A以上的电流。
实时电流观测视频
包括低音炮功放在内的12路一体化功放,到底要做多大是个问题,我本来就不喜欢为了改个音响而把车里塞进一堆设备的做法,那么这个问题实际是做多小的问题,一开始我仍然想用成品的铝合金机箱,可是,总感觉太LOW了,而且太局促,只有一种凑合的感觉。干脆机箱也自己设计,开模,做CNC加工,再做表面处理,要玩就玩票大的!!!(当然,这只是开始就确定的想法,实际上是先做电路板,后设计机箱,这个在后面有详述)
中间也并不是一蹴而就的,将近上千个元件,线路总长度加起来达到14米,就是有开发平台做铺垫的情况下,也做了4次版,最后才成功定型下来。
因为通道太多,一开始用双层板,感觉电路很局促,而且线路电流通过能力也无法保障,那就4层板吧,而且数字部分与模拟部分分开两个电路板,通过排插连接,这也是很多原厂功放的做法,我们就有样学样,力求完美。当使用了4层板设计后,PCB面积大大缩减,而且分区可以安排的很合理.
至于元件选用,参数上限都要超过实际参数一倍,并且,不惜用料,尤其是电容,比如,运放的反馈电容,就对比了wima,rifa,日精,飞利浦等发烧友口中反响不错的型号,最后还是rifa的听感更温暖。退耦、旁路,全部用尼吉康 muse女神,贵!但是疗效好,其他的大容量滤波电容,是直接采用了松下的FC及HD系列,都是以声音温暖著称。
运放,根据我的经验和大家的口碑以及对温暖音色的追求,在op275G,opa2134,TL072(这个运放便宜,但是大柏林用的就是这个运放,所以我拿来参与了对比测试),OPA1654,这几个发烧级运放中详细对比,说说这些运放在我这个系统上测试的感受:
Op275G,老牌发烧运放,声音最为温暖,但是解析力稍弱;
Opa2134,声音细腻,温暖程度不如275G,但是也相当不错,中高音是那种华丽而不尖锐的感觉,听感非常好;
TL072,块把钱的廉价运放,以前我都是用来做反馈、电源的安全保护电路放大之类的工作,以它的身价,本来我认为是没有资格进入音频电路的(哈哈,偏见是魔鬼)结果怎么着,就这家伙,声音居然可圈可点,中低频很浑厚,但又不浑浊,中高频中规中矩,声音居然也可以很温暖;
Opa1654,我看中它的是它同样是双极性场效应管输入,声音跟072比较像,感觉是TL072的升级版,但是解析度好一些,毕竟带宽大多了;
这几个运放,着实让我有点犯难,这个也行那个也不错,这是真正的选择困难综合征了,最后选定的是opa4134,2134的四声道版,其实是中庸的结果,声音不是最温暖,但是解析力最好,差的那点意思就由缓冲电路来中和了,加上为了减小PCB面积,决定使用4运放,而我找到的货源,只有4134可以确保批量也是真货。
功放IC前面已经说过,选定了TDA7575B,这个IC是双声道设计,可并联成一个声道使用,TDA7575B为了可以并联输出提供更大功率,而IC的热耗散功率有限,所以只能做两个声道。但是数据资料显示,在14V电压驱动时,THD≤1%,4Ω负载,功率只有20W,虽然可以并联,但是也偏小,还是升压驱动它吧,实验过后,确定长期使用18V驱动,是安全而稳定的,这时,每声道可达32W,并联以后用来推动4个中低音通道,可以达到60W左右的等效功率,这应对绝大多数的6.5寸左右的中低音喇叭应该是足够了。
中高音一开始的设计是4片TDA7575B,但是太占空间,在ST的产品库中搜寻一番,给我找到了另一种IC,TDA7569BDAA,四通道,其内部结构、功能、性能与TDA7575B如出一辙,是其4声道版本,7个声道的中高音输出,只用两片就够了,升压以后驱动,也可以到30W的输出功率,对于高音和3寸左右的中音喇叭,足够了。
低音部分,仍然使用TDA8954,不过这次用的TH后缀的贴片型号,这次把驱动电压提升到+-36V,在BTL输出时,能在8Ω负载下提供350W的功率,一般只要不是太变态的12寸以内的炮,推起来没什么压力。之所以没有使用+-41V的最大使用电压,是考虑到绝大部分汽车喇叭都是4Ω阻抗,BTL输出时,不太安全。
最后,成型的设计是:两片TDA7569BDAA提供7个30W中高音声道功放,四片TDA7575B并联输出提供4个60W中低音通道功放,一片TDA8954TH提供350W超低音通道功放,总计800W左右的功率,在汽车这个狭小的听音环境里,应该是够用了。
至此,电路的设计就完成了,其实际过程,几个月的时间,当然不是上述寥寥几段文字可以表现的,个中滋味,大概也只有自己可以体会了。放几张成品图。自我感觉还能看出一丝美感来,哈哈,自己的孩子就是好看!
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