带光纤输入的TPA3116数字功放

！！！本人只是业余水平，不保证PCB Layout与电路设计完全无错误！！！
！！！仅保证本人做出的成品属实，不对复刻做任何承诺！！！
！！！所用元件优先选择本人已经持有的型号，不保证电路结构与参数为最优解。！！！

项目简介

本项目是基于TPA3116功放与MS8413解码芯片制作的一台数字功放

由于本人有在卧室听音的需求，在使用需要音频电缆链接的成品功放时发现会有巨大的工频干扰，表现为少量的工频底噪、音源关机后或者插拔音频线时的巨大工频声，平时使用时必须遵循先开音源/插入音频线后开功放，先关功放后关音源/拔音频线的严格时序，一次没注意耳朵就要受罪。

并且本人居住的是老房子，在建设时根本没铺设地线，尝试各种方法后均无效果。

本人不堪其扰，本来想要在网络上购买带有光纤输入的成品功放用光纤隔离一劳永逸，发现它们要不然体积过大，要不然价格虚高，要不然带有许多我用不到的功能，于是萌生了DIY一台功放的想法。

项目参数

• 本设计采用TPA3116数字功放芯片，在音质尚可的情况下效率较高，在使用24V电源适配器供电时，空载交流输入仅4.5W；
• 本设计采用MS8413解码芯片，具有32kHz 到 192kHz 的采样频率范围与24bit D/A 转换器，用于解决光纤输入SPDIF的解码；
• 本设计选用自带切换功能的音频插座，简化音频切换电路，在插入3.5mm音频时，优先使用3.5mm音频，断开解码器音频输出；3.5mm音频拔出时，自动接通解码器输出；

设计过程

一、主功放电路参考了HACK实验室与TI官方的datasheet并做了一些修改。

根据数据手册的建议，将TPA3116的输入电容修改为3.3uF，若使用默认的1uF，低频在低于20Hz以前就会出现明显的增益下降。（虽然修改前后我确实很难感受出来，但是就是有强迫症）

二、解码器电路参考了MS8413数据手册中的电路，并进行了一些修改。

1.修改C15、C14为4.7nF，若使用原图的10nF，高频在超过20KHz以前增益就会有较为明显的下降。（虽然会增加噪声，但是要求不高的情况下问题应该不大）
2.修改R14为470Ω，使得左右声道对称（不知道为什么示例电路图是不同的，不知道是不是左右声道的DAC在芯片内部有差异，但是粗略看了一眼datasheet并没有进行解释。）
3.修改R13、R12为20K，若使用原图的10K，低频低于20Hz以前增益就会明显下降。

三、外壳使用铝型材+3D打印面板的方法
铝型材使用88x38铝合金壳，长100mm。

面板

成品展示

性能测试

一、散热测试
负载：DIY落地箱，6.5寸 8Ω低音x2、4寸 8Ω中音x1、3寸 8Ω高音x1。
以能接受的最大音量进行长时间听音时的芯片温度与功率电感温度如下图所示：

二、响应曲线测试
测试电路：
（功放输入使用光纤）

负载：4Ω 无感电阻
！！！使用廉价USB声卡测试，结果仅供参考！！！

注意事项

！！！项目BOM表并不准确，所用元件仅为了使用封装！！！
！！！特殊元器件请以电路图为准，不要使用BOM表下单元器件！！！

项目中的PCB是经过初版改进后的，本人的成品是基于初版PCB，理论上项目中的PCB是可以完美运行的，由于本人并没有打板测试，建议二次查错后再复刻。

！！！此功放板只能用于正常听音，并未针对TPA3116的最大100W功率进行散热设计，如果用于低音炮等持续大功率场景，轻则保护，重则烧毁！！！