国庆改制微型汽车功放，效果满意

2n3055 · 发表于 2021-10-2 13:25:20

近期得到一个体积很小的功放，准备研究一下
外形如下，铝型材的外壳，体积小巧，紫色也不张扬
看着还是比较舒服的

上面印着大字，宏兴牌
高保真音频功率放大器
可以支持MP3输入，至于150W+150W，emmmm不解释，就当作一个装饰LOGO吧

后部
接口还是比较多的，还带有一个USB接口，看来可以插U盘放歌

开始拆，先拔掉面板上的3个旋钮，拆掉两端面板
再拆掉底下固定功放IC散热的两个螺丝，就可以取出PCB了

拆下的PCB，我想多了，那个USB口就是个摆设，就通过一个78L05提供了+5V的电源
话说用78L05供电，最大电流也就100mA，作为充电口，无论如何也不够啊，真是个坑货

PCB背面，有一颗功放IC，用螺钉固定在机壳上散热

分析电路，看看这个小功放是否还有利用的价值，发现
主功放IC是飞利浦的TDA7057

TDA7057AQ，飞利浦生产的BTL音频功率放大电路，过去应用挺广泛
最大的优点是BTL输出，支持单电源供电，因此，经常可以在汽车收音机、电视机里面看到它
这家伙还有一个好处是内置一个电子电位器调节音量，只需要改变控制脚的输入电压就可以调节音量
适合数字化控制的D/A输出
至于输出功率，最大8W

但是，这个电路也有一定缺点：失真比较大，音质不够好
从输出功率和总谐波失真的曲线上就可以看出
TDA7057输出功率只要超过2W以后THD会直线上升，
到其额定8W输出功率时THD已经超过了10%
所以这也是为什么这个功放试听的时候感觉声音很奇怪，像是听信号较差的广播的感觉
当然，也有可能和周围电路有关，不能完全赖功放IC

因此，决定抛弃这个性能较差的功放电路，打算重新改造一番，让它继续发光发热
计划如下：1、用于电脑上使用
            2、功率无需很大，10W足够
            3、采用原机箱，利用原接口
            4、单电源供电，计划用19V笔记本电源
            5、把USB口利用起来，不用做个摆设
其中第5条，USB端口一开始想能不能让它支持插U盘，但是想想这个机壳上面没有足够地方
安装播放器的控制按键了，所以更改设计方案，USB口做为USB声卡。
设计方案如下：
功放采用TPA3121，之前用过很多次的D类功放电路，单电源供电，有双15W输出能力，体积小不占地方
保留原电路的音调电路，模拟输入部分不变
不过缺点是D类功放音质较A类及AB类功放要差一些，单纯看THD+N指标，TPA3121比TDA7057只能说稍微好一些不过看中的是这个片子好做，体积小，能耗低，之前做过不少效果也不错，就是他了
电路图如下首先式Power Amplifier部分，基本照搬3121的参考电路，根据自身需要，调整输出LFP的参数
音箱是8Ω的，因此，采用8Ω对应的LC参数，是33uH和0.22uF

第二是音调电路，其实这个电路可有可无，只是原来人家是有的，为了满足那3个电位器不变
那么还是给他加上吧

第三是USB-Audio电路，PCM2702，这个IC功能最少，但是性能最好
是个老片子了，也做过无数次了

想利用原来的PCB，发现改动太大，决定重新画吧
唯一的难点就是没有各个接口的尺寸图，只好用尺子测量，然后画图了
心里很忐忑，不知道测量的误差能不能保证合适的安装

最终，按原装尺寸画出PCB，送去打样，大概花了40大洋

怀着不安的心情打了板，因受到了某不可抗力的影响
PCB的生产走走停停进度缓慢，等了小一个礼拜才收到
不过，我打了5块，居然收到了6块，还白送一片哈

在焊接之前，首先要检查尺寸，先用元件测试一下结构尺寸
发现居然刚刚好，基本和原装板子没什么太大区别，这下可以放心开始组装了

组装的过程没什么特殊了，无非就是把零散的元件往板子上焊就是
操起烙铁，先贴片后直插，先难焊后简单......

音调&前级放大用的OPA2134，一颗音频运放
用在单电源电路上，一样可以正常工作

试试装好的背板接口是否和后面板吻合
除了DC接口稍微往里了一点，其余都好

电位器、3.5mm音频插口、2.1mmDC口、USB口都有，换成了新的
唯独RCA插口，音箱卡簧口没有，因此，用从旧板上面拆下来的

安装试试，对位基本完美

至此，功放部分电路基本完工了

底面，底面只有一个元件要安装
是USB接口的ESD保护电路，不是一个必须的元件
但是，对于这种外设来说，有一个保护电路肯定更好
等节后上班了再去买

接上音箱和电源，用手机当信号源
OK，一切工作正常

功放都安装好了，还剩下的就是USB-Audio部分没装了
拿出PCM2702，这也是一颗SSOP封装的芯片

PCM2702是BB产的USB声卡电路中的一款，与他同家族的还有PCM2704,2705,2706等等
对于后续的型号，有多加SPDIF输出、I2S输出、控制面板输出、集成耳放的功能
唯独2702功能最少，他仅仅就是一个USB-Audio的功能，除了两路音频输出外，再无其它功能了
但是，从音频性能来说，他的指标在PCM270X系列里面是最好的

继续安装，2702后面有一个LPF，这里用的是OPA2348

用作LFP的OPA2348

全部焊接完成，现在可以正常工作了

接上USB线，很好，系统自动识别，音频输出也自动切换到PCM2702上面
PCM2702在windows系统里面是免驱的，自动识别

找了首歌播放作为测试，没问题
绿色的灯，表示有音频正在播放
还有一个黄色灯，表示系统离线/待机

按说到这里工程可以宣告结束了
但是，还有一件事没有完：TPA3121是个D类音频功放，效率极高发热极小
虽然设计了PCB上铜箔面作为散热，但是，在过去的实际应用来看
这种散热方式，在大功率输出是，还是会让芯片有明显的温升。
因此，本次制作专门设计了散热器的安装位置，当然，这个散热器，很小一块就行了
甚至一个内存散热片就足够，我是用了一块铝板边角料做的，尺寸60mm*11mm*2mm
折成一个L型，用螺丝固定即可

将散热器安装好

下面，可以开始装盒了

放在电脑桌的角落里，很是和谐

至于听感，要比原装电路不要好太多，虽然不到玄学的领域
但是，能够达到满意的程度，丝竹之声高音能上去，射击爆炸低音能下沉，足够用了

最后，是发现的问题对于D类功放来说，输出的LC滤波电路是很重要的装置
从我个人的理解，这个电路更像一个积分电路
把高频PWM波，变成平滑的连续的电流波形（音频电流）
所以，这两个元件都很关键，正如DataSheet里要求的，C要求是高质量的电容

但是对于L来说，一样很关键，本来图省事，
手上有几个成品的黄白磁环绕制的33uH电感，
虽然知道黄白环在高频下损耗高，不过本着勤俭节约的精神，先不买新的，就用它吧。
这一用可好，果然出问题了
在试机中，音量开大叮咣五四的烧了半天，本想看看TPA3121的发热情况
不想两个电感原形毕露，损耗极大，温度达到了70多度
相反，旁边的3121基本没有温升
这样的损耗可不得了，先这么凑合用几天吧，等上班了再去买合适的磁环绕电感

全文完，谢谢观赏~
。

换电感：https://www.mydigit.cn/thread-281156-1-1.html

汪洋中的船 · 发表于 2021-10-2 13:45:54

我也有一个类似的，金色没有USB口其它都一样，是十几年前从郑州东明电子邮购的。:lol::lol::lol:

ksj197706 · 发表于 2021-10-2 13:48:03

然后呢，，，，，

cyghayd · 发表于 2021-10-2 15:08:04

干得很漂亮，

jkd-lj · 发表于 2021-10-2 15:28:43

8w太小了，还不如pam8610或者tpa3116马力大，不过数字功放不能接地，汽车使用受限制:lol:

oppo105 · 发表于 2021-10-2 16:05:36

楼主是个好学生，硬盘里学习资料不少吧

深泉，雾之恋 · 发表于 2021-10-2 16:10:27

效果比常见搭配电脑的2.0功放要好不少吧！

se7ens · 发表于 2021-10-2 16:14:13

高手啊，一顿操作把鸟枪换成大炮了

mhtlov · 发表于 2021-10-2 17:25:21

不错的功放

云海听涛 · 发表于 2021-10-2 19:57:05

厉害，看得我也想用散件装一套，不过我最先见到的这种小功放，里面的芯片是东芝的TA7240AP。从我见到上海美多收录机用这个芯片的时候，我就非常喜欢这个功放的芯片的音质，所以我很想有一天也能用TA7240AP功放块组装一台小功放，虽然大多数人都说这个功放功率小，但是对我来说，最大5.8W的功率也够了。后期推出的TA7270AP虽然功率比7240功率大，但是我感觉音质不好听。