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磁带随身听(带杜比降噪、自动倒带、调试教程)
专业版

磁带随身听(带杜比降噪、自动倒带、调试教程)

简介

磁带随身听,使用LAG668作为磁头放大和马达EQ控制,CXA1552M作为杜比B类降噪处理器,带锂电池充放管理和自动倒带的磁带随身听,附带磁带调试教程技术

简介:磁带随身听,使用LAG668作为磁头放大和马达EQ控制,CXA1552M作为杜比B类降噪处理器,带锂电池充放管理和自动倒带的磁带随身听,附带磁带调试教程技术
智能便携电子设备设计大赛
复刻成本:40

开源协议

GPL 3.0

创建时间:2025-02-18 19:30:18更新时间:2025-03-17 13:58:16

描述

(以下内容部分由AI生成并经过人工润色)(磁带年代久远已经不再生产,大部分都为盗版翻录,购买磁带时请注意分辨,本工程中出现的磁带皆为翻录)

1.简介/历史

自20世纪初音乐载体进入大众生活以来,其形态随技术革新不断演变,每一次变革都重塑了人们聆听与传播音乐的方式。

1. 黑胶——模拟

  • 20世纪50年代,黑胶唱片(LP,Long Play)是由其物理凹槽方式记录声音,代表了模拟技术的巅峰。然而,黑胶体积笨重、易损且容量有限

2. 磁带——便携

  • 60年代盒式磁带的问世,彻底改变了音乐消费场景。磁带轻便、易携带的特性,使音乐得以脱离家庭音响系统,走进汽车、随身听(Walkman)和户外。

3. CD——音质

  • 1982年CD(Compact Disc)的诞生标志着音乐载体的全面数字化。CD以数字存储音频,提供无噪声音质和数字快进功能,迅速取代黑胶和磁带。

4. MP3和流媒体——颠覆

  • 21世纪初,MP3与智能手机开启数字音乐革命,Spotify、Apple Music、网易云音乐等流媒体平台则彻底解构了实体载体概念。用户仅需点点手指即可听到任意歌手和乐团的歌曲。流媒体降低了音乐分发门槛。

而磁带在音乐史中扮演了承前启后的角色,它是开创了便携式音乐的先驱。

尺寸

盒式磁带尺寸比现在的不少手机尺寸要小得多,不像以前的黑胶那么笨重。磁带刚问世时的播放设备还是非常笨重,不少人甚至扛着一个录音机上街。而在后来播放设备越做越小,尤其是 索尼随身听(Walkman)推出后,随身听的大小只有现在的手机大小。

时代洪流

虽然越做越小越做越便携,但是磁带也最终淹没在如今流媒体的大海中。磁带的信噪比等电声性能参数不如CD甚至如今的流媒体。所以磁带现在也只是一小部分人的爱好。

磁带技术

而磁带技术基本上也是快要失传了,在音响行业除了当年做过磁带的工程师外,基本上现在的新晋工程师都只做数字音响而不做这些淘汰的东西了。

因此本人专门做了这个工程来细讲一下磁带技术以及制作一个简单的磁带播放电路和搭建成品。

本工程使用LAG668作为磁头放大和马达EQ控制,CXA1552M作为杜比B类降噪处理器,带锂电池充放管理和自动倒带的磁带随身听。外壳使用亚克力制作,能看到内部齿轮马达等机械结构转动,非常漂亮。(应该是开源平台第一个磁带工程)

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那么我们开始吧

2.框图

电路很简单,音乐通路就一个磁头放大,一个消噪。对应芯片需要什么电就给什么电。

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框图中LDO型号标错,应该是SGM2059-ADJ

3.电路原理图

充电电路

充电电路是普通的TP4056用的很多的线性充电。电池和弹片使用焊点代替

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LDO

SGM2059-ADJ是一款超低噪声、高 PSRR 可调节输出的LDO,调制在3.125V左右,用于磁头放大芯片和马达供电。

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杜比消噪

CXA1552是索尼的杜比B类消噪处理器,供电电压为6.5~23V,模拟音频输入降噪后输出音频

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升压

电池升压到8V的升压芯片,升压专门给CXA1552使用

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磁头放大

LAG668 磁头放大和EQ处理器,带马达控制带速调节和音量调节

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4.LAYOUT

由于整板得放进机芯下面,因此排布较为密集,主要元器件在正面,磁头控制芯片在背面

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元件密集又小,因此使用4层板排布,尺寸刚好10cm,可以白嫖jlc

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整板主要是模拟信号不要受干扰

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模拟信号可以走内层

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电源尤其是升压会有较大干扰,因此尽量都放到远离模拟信号一边

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5.购买器件

机芯

一定是外购的,自己画是不可能的,非常复杂麻烦

几块钱就可以买到机芯了

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可以买全新也可以买拆机

https://item.taobao.com/item.htm?_u=gqavhl81d6d&id=601178369718&spm=a1z09.2.0.0.6b202e8dR4fmJU&skuId=4376889579884

https://item.taobao.com/item.htm?_u=gqavhl8371d&id=602746625943&spm=a1z09.2.0.0.6b202e8dR4fmJU&skuId=4391247450288

电池一定要买这个尺寸

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https://item.taobao.com/item.htm?_u=gqavhl8ce76&id=822958955065&spm=a1z09.2.0.0.32802e8dafewwx&skuId=5704394942716

屏蔽线

https://item.taobao.com/item.htm?_u=gqavhl8a5dc&id=37035273314&spm=a1z09.2.0.0.32802e8dafewwx&skuId=4782192996398

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导线22AWG

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https://item.taobao.com/item.htm?abbucket=1&id=596975514065&ns=1&pisk=gwjneDcUBw8Q2KF9WGtQkPIHAjzORHtWR_nJw3dz7CRsvUR8R_Ylw1TPvHBdsQ5AZLId2gbsqt65vJt8dH6BV3PYMoKld9tW0pR0CMDZbpBZTDRzWhPKQ3qTMoEAIyJB2OPAvKM7Rppx438ezdJw1Lceae5y7cJW_DJrYLlaICOZY2ReLh8whK9e4puE7lJ2n2Jea3uZbC9y4Q5y4Rxw1LlbY0Rc4Gsa_oOXFzAwJGvH-IWgl0ouUplvi9Rxq0AHBe4dLCmr4G7txLoDTrM9NHdCFpf7cDterw5HQ3qobHfCLg8G25UhnHbVNHIaU2RVJ6KNYZDr4OxHTFjeSXVMgM6Nch8T0-XNf6BCjTHz4dCv_9seqoyXxHRejds81DRl7aSpR3GUt3WMUgRo7qylj09aeGuSPeJ6IIpxr9iURvEutR2ilyTeCpFYIR0SPeJ6IIegIqGB8d9LM&priceTId=215043d617421127706004236e142c&skuId=4322618411809&spm=a21n57.1.hoverItem.9&utparam=%7B%22aplus_abtest%22%3A%22d4d24420b40c2eb4b89c8837c60943f9%22%7D&xxc=taobaoSearch

装配用螺丝螺母

M2.3*5自攻螺丝

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https://detail.tmall.com/item.htm?_u=gqavhl82032&id=682892740373&spm=a1z09.2.0.0.6b202e8dR4fmJU

铜柱

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M2*2+3机芯用

M2*7+3机芯用

M2*8+3PCB用

https://item.taobao.com/item.htm?_u=gqavhl8dd4a&id=610542990677&spm=a1z09.2.0.0.6b202e8dR4fmJU

铜柱

M2.5*27外壳用

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https://detail.tmall.com/item.htm?_u=gqavhl84b8a&id=637681799522&spm=a1z09.2.0.0.6b202e8dR4fmJU

螺丝

M2*4装配用

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https://detail.tmall.com/item.htm?_u=gqavhl82183&id=41636092499&spm=a1z09.2.0.0.6b202e8dR4fmJU

M2.5*6配合铜柱M2.5*27用

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https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=10&id=41636092499&ns=1&pisk=g80aT4cSeFLwcThrd44VYp5bUZUTRrJW7qwbijc01R2gCjV0uvDX6RGDBxu4Kjn66o9Og13EUZ_6BhhcuraDFLTWPfC_krvWlD70wOFuGGYbirj3WSZ9dB6BPfhTH1WDNDY53g6_AVs0nx43x7N0o5jgnJAUg7bgoRqcKMVuKrAiGSHVxSm_lOU1WJVm3AhAfcM_gmyiP-6Mn-f3gjPzkqsAX6L4g7CxcS0_tBP0i1b0iRjntSF7oZqgiJj3M5PcoGjMTX2Lir2mnocueoE1ARqMgTnxqi5QLlyosJ7r92PgBGhaLtWm8DraEawFoZ0UsXfuXh_yc8m8CuwSKe_auXVqCJMkrwz340hbgA8NSPinvVUsRL58bxyUq2Eeq6kz7xroSk5clfa4ByPnrIs8d2ysnVrHNarb-4ZuSDtpCoaaax0tQs7mEXGSWk32U92xf7U3NfLN8zcgiguNHW2qMqnNnirg9WyWTBl51hI50FWpkiIYx9VUFQy5DiEg9WyWTBSADkx3T8OzF&priceTId=undefined&skuId=4596983327570&spm=a21n57.1.hoverItem.2&utparam=%7B%22aplus_abtest%22%3A%22c6384c0b7f6f8a540c429237adaf06cd%22%7D&xxc=taobaoSearch

M2*16装配用

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螺母M2

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https://detail.tmall.com/item.htm?_u=gqavhl83945&id=40071863645&pisk=ggUbsHtFSKvbWS091mfrNQGAmSusG_7FWCGTt5L26q3xfFF4df8Zbic65YNdixSGmRZ7B8mqHAoZ5fwEES8NiS5155FKHVrq3fezC8x43PkaUNN3dm846PR0qJPpurSm7FgmSVBFLw7UgS0iWucUdgvD2Xhf7nh9Dq0JLxOVvw7Ui7OqM6PR8r-eSRhXXFetD0L-6Yh9Bxet2UhieEh9kfpRNYDJkKHtBQF-9fLvWRHTw7hK1dKtHfhJyYcsWEHTB7CS_YHtgsRI1iM0GsE5Uy4OmOwtFFLTPbBi8S1WxxUiGTMUGY6LOrGX-vFxFFLt3Lj2T7NVheVrozyIT-7JlJNYvRELeaTjqoF75D4MtUV79urEcu6v5Yzq1D3tVCLTNqHtvr3dJLGu2SrTo-O6Wj448cMnV1Lib4UEvkeXs6V-kfeixPWHoxFTtyqERNT-lcIzPekIvJ-6NDYsNv55NhxGjnBB5nrqRFoxZjiPN_9YjmhoNv55NhxiDbcjU_1WHlf..&skuId=5048497657502&spm=a1z09.2.0.0.6b202e8dR4fmJU

维护用

皮带

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https://item.taobao.com/item.htm?_u=gqavhl83d2d&id=676179328241&spm=a1z09.2.0.0.4e322e8deXu25B

润滑膏润滑油

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https://item.taobao.com/item.htm?_u=gqavhl8a7ed&id=820823425449&pisk=gfGQsAX2ZMjQm0VRPJYa5ZseSMVSPFR2waa-o4CFyWFLF_3Ecz5zUp45Nlgv-kJkK0Ms2c2UvuyzNzi4j25y-28WN43Yv7kUYznZVcXEYbrrbQgmcJ5Eyb7nImuATXJ3a_N3Z7K20IRq82VuwucyoLjhXraXazBLJWVO0k_eHIRq-V_UJEu9gXWqZjaCe_n8pRCTolBR2yn8BPU3X6UR9zI95lqO9_CL2VUTPz4LJ0C8BVU3z6C8eyUTWyrT27F-2VL_zlE-Mw_bPpZnReHZO76WRegUf_C-1PKu62O5ZPhQRuZjJX1lZU4Qdo3Lfn05_M2tr8Glr_wEJxmukDIpA73_lmajAL7uAA3qTf2fyFNEt2HYejKlemNIV-hLCaCSkWZQ1PhvztqZ1ko-ORLVG8Ptg-FKQdxUUWaj2XmCP_nx7ql3IbtfXuDUo5UI2IK14a14c-nVFNwcNPZ25F6lELXpc_6ELS1zpP4QQFT1vY2LSPZ25F6lEJUgRl865MHl.&spm=a1z09.2.0.0.4e322e8deXu25B

6.接线

机芯电池主板

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机芯的两个弹片开关接主板的两个开关位置,不分正负。

电池接主板电池标注的+和-

马达每个机芯都不同,我们使用的这个机芯是红线接马达-,黑线接马达+

马达接不对的话播放是倒过来的

磁头机芯屏蔽线

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磁头屏蔽线接线如上

白线接前面焊点,红线接中间焊点

黑色地线接第三个焊点,除此之外还要用刀片刮开机芯金属部分,将机芯金属部分与黑色线接在一起。否则会出现底噪。

主板屏蔽线

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磁头屏蔽线接主板,注意线序如上

7.了解磁带关键参数

磁带播放质量与三个关键参数密切相关:带速、抖摆和方位角

6.1. 带速(Tape Speed)

  • 定义:磁带通过磁头时的移动速度,单位为厘米/秒(cm/s)或英寸/秒(ips)。

  • 常见标准:

    • 盒式磁带(Cassette):4.76 cm/s
    • 开盘带(Reel-to-Reel):9.5 cm/s、19 cm/s、38 cm/s(专业级)
  • 影响:

    • 音调与时长:带速偏差会导致音调升高(带速过快)或降低(带速过慢),同时改变播放时长。

    • 高频响应:更高的带速(如19 cm/s)能记录更宽频响,尤其提升高频细节。

  • 校准方法:

使用标准测试带(含固定频率信号),通过调整电机转速或伺服系统,使播放频率与测试信号一致。

6.2. 抖摆(Wow & Flutter)

  • 定义:

    • Wow:低频速度波动(0.1-10 Hz),表现为音调的周期性起伏(如“波浪形”变调)。

    • Flutter:高频速度波动(10-200 Hz),导致声音颤抖或失真(如人声“发颤”)。

  • 成因:

机械部件缺陷:电机不稳、压带轮老化、磁带张力不均、轴承磨损等。

  • 测量与标准:

用抖摆仪测量百分比(%),数值越低越好。高级卡座通常要求低于0.05%。

  • 改善措施:

    • 定期维护:清洁磁头、更换老化橡胶部件(压带轮、皮带)。

    • 选用高质量电机和稳速系统(如石英锁相环控制)。

6.3. 方位角(Azimuth)

  • 定义:磁头缝隙与磁带运行方向的垂直角度。理想状态应为90°(完全垂直)。

  • 偏差影响:

    • 高频衰减:方位角不匹配会导致高频信号损失(磁头无法准确读取磁迹)。

    • 声道不平衡:立体声磁头方位角错误会造成左右声道相位差,声场定位模糊。

  • 校准方法:

使用方位角测试带(含高频信号,如10 kHz以上),通过示波器观察左右声道波形相位,调整磁头螺丝至波形重合。

专业设备可能配备自动方位角校准功能。

总结

  • 带速是磁带系统的“心跳”,决定基础音调和频响;

  • 抖摆反映机械系统的“健康度”,影响声音稳定性;

  • 方位角是磁头与磁带的“对话角度”,决定高频精度和立体声成像。

8.磁带参数调试

8.1.带速

带速调节比较简单

调节这个电位器即可,亚克力对应位置还开了孔,方便装好后还能调

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一般来说是需要播放标准测试带然后看示波器波形是不是对应的信号频率

不过现在这种标准测试带比较难买到了,而且价格不菲,因此可以买一盒自己听过的音乐的磁带,然后调到和自己平时听起来的差不多就好了,不快也不慢

8.2.抖摆

抖摆在以前也是播放标准测试带然后在抖摆仪上看的

不过现在也有软件抖摆仪,可以在电脑上看得到抖摆

在没有标准测试带和抖摆仪的情况下进行以下操作

由于我们购买的都是拆机的机芯,就算是购买全新的机芯也是一样放的时间长了,皮带和齿轮都老化严重

  • 更换皮带,这个是最直接有效的,因此购买物料的时候我是加了皮带进去的

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  • 齿轮点润滑油

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机械转动的位置都可以点上润滑油

  • 看滑轮是否稳定

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有些拆机机芯运行时间长会出现这个滑轮不停抖动的现象,可以把轴心往下压使其稳定

8.3.方位角

调磁带机的方位角,就是调磁头相对于磁带的角度。一般也是使用标准测试带配合示波器测量

调节方位角就是调节磁头两边这个螺丝

如果是买拆机磁带一般都是调好的可以不再动

在没有测试带和设备的情况下可以固定左边的螺丝到最紧,然后调节右边的螺丝

播放自己熟悉的音乐时听到左右声道增益差不多大即可

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9.外壳和3D

使用SW绘制

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亚克力链接件

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按键3D

需要说明机芯的按键尺寸位置是不对图纸的

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主板

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上盖虚位较多,可以尝试将这里补多点

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导出dxf到立创面板绘制

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10.组装

  1. 先按照工程6章步骤接好线

  2. 把按键装好到机芯上

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  3. 亚克力按照如下图组装

连接件打上M2.3*5自攻螺丝

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  1. 左边两个M2.5* 27铜柱装好并且打上M2.5* 6螺丝

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  2. 关盖用卡扣,可以现在装,也可以装进主板和机芯后装

使用的是M2*16螺丝+M2螺母

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  1. 粘好电池

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  2. 机芯装好铜柱,上方两个M2* 2+3,下方两个M2*7+3同时背面上M2螺母

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  3. 主板装好M2*8+3,背面上M2螺母

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  4. 主板上亚克力

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并且使用M2*6螺丝固定

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  1. 装主板上亚克力并且用M2*6螺丝固定,理线

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  2. 电池侧盖与上盖组合,并用M2.5* m6螺丝固定M2.5*27铜柱另一侧

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  3. 装入上盖

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查看卡扣位是否扣得住上盖

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  1. 上盖下方贴棉顶住磁带

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如果不加棉顶住磁带,下方收磁带转轴会和磁带盘转轴脱离,造成磁带播放胶轮后方的带堆积,造成损坏磁带

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11.总结

回顾音乐媒介的历史,制作体验上世纪的磁带技术。

本工程是复刻成本简单,单独低,成品还能便携随身听,外观漂亮的工程。

适合新手入门复刻学习。

也欢迎玩磁带专家指正工程或探讨问题勘误等。

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注:由于磁带技术较为久远,因此在现在播放的时候出现哒哒哒的杂音是正常的,这是因为手机和2.4G设备无线干扰引起的。当年也没有现在那么多无线上网终端和2.4G设备,因此当时的技术没有考虑到干扰问题。

优化建议:磁头放大芯片加屏蔽罩

12.视频

  1. 磁带播放
  2. 自动倒带功能演示
  3. 快进快退
  4. 背部机械转动展示

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

BOM

暂无BOM

3D模型

序号文件名称下载次数
暂无数据

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序号文件名称下载次数
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播放.mp4
151
2
自动倒带.mp4
55
3
背部机械转动.mp4
63
4
前进后退.mp4
44
5
3D.7z
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克隆工程
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