
蓝牙D类音频功放板(基于TDA7498E和BA3884F)
简介
基于TDA7498E芯片的D类蓝牙音频功放版,带有BBE音效增强芯片(BA3884F)使设备具有更好的音质表现和低音效果,带有无线、有线双输入一键切换功能,内置蓝牙模块,可无线连接手机电脑等播放设备
简介:基于TDA7498E芯片的D类蓝牙音频功放版,带有BBE音效增强芯片(BA3884F)使设备具有更好的音质表现和低音效果,带有无线、有线双输入一键切换功能,内置蓝牙模块,可无线连接手机电脑等播放设备开源协议
:GPL 3.0
描述
目前已知的问题:底噪可能有点大,这个事没法避免的,那种所谓得音效增强芯片基本都这样。另外就是开关机、切换信号源的时候会有砰砰声,我改了很多次电路好像也没办法,最后还是把电源开关放到主电源上了,建议断电后再切换模式。有线输入的时候,建议最好用屏蔽线,否则可能会有一点点交流声。不建议电源电压超过24V,因为板子体积有限,散热器不能太大,需要降低发热量;低压部分的LDO稳压芯片耐压也不太高。注意:TDA7498和7498E有两个引脚不一样,不能混用,大家千万不要买错了,这个是带E的版本。
【后级电路设计】
意法半导体一向爱坑人,数据手册给的一点都不详细,找了TDA7498E的数据手册竟然没给电感的取值。查了类似型号TDA7498,没想到竟然自相矛盾,前面说8Ω喇叭用22uH电感,结果后面就变成了33uH,而4Ω的则同样没给。搞得我挺无语的,最后我也没办法了,取个中吧,按照6Ω阻抗来做,LC滤波器取值是电感22uH,电容0.68uF和0.22uF。不过,根据其他厂家的芯片手册瞎猜一下的话,我猜4Ω喇叭对应的大概率是电感10uH,电容1uF(因为TPA3116和3221就是这个取值),不知道对不对。好在其他的说明还算能看,就直接按照官方手册给的来做了。吸收了之前设计TPA3221功放板的经验,LC滤波器的每个电容都使用两颗薄膜校正电容并联(体积有限,CBB电容放不开,就用了校正电容)。电感则是用了WE伍尔特的7447709-220,虽然这玩意算大品牌,型号看上去也很唬人,价格也是昂贵的四块钱一个,但它本质上其实就是个CDRH127,包括我后面画PCB的时候也是直接用的CDRH127的封装库,规格完全一样,没什么神秘的。不过这款的话,卖家号称电流可达5.3A,在有限的体积内(尤其是厚度不能过大的情况下)确实是一个不错的选择。
最坑的一点是,这玩意虽然给了静音和软关机控制引脚(全是高电平有效),但是必须按照精确的时序通电(主电源接通、软关机解除、静音解除)和断电(静音施加、软关机施加、主电源断开),否则喇叭会出现巨大的砰砰声(音圈直接打底的那种)。我最开始设计的电源开关就是控制的软关机,但是不知道是哪里搞错,不管怎么改线路,开关机都仍然有砰砰声。虽然理论上可以像某些TPA3255板子那样加个专门的电路来管理通电断电的时序,但是先不说这样做非常麻烦、不值得,而且这个板子要做的功能已经够多了,板子上的空间非常紧张,甚至已经用了四层板,多余的电路实在是没地方放了。最后在开源发布的版本里被迫还是改成能直接接通/断开主电源的硬开关,这样砰砰声反而不至于那么严重。
另外,补充一点TDA7498和7498E之间的区别:
TDA7498
采用2-bit二进制设置增益高低
不允许两个通道并联
最低喇叭阻抗6Ω
TDA7498E
采用一路模拟电压设置增益高低
可以并联(并联后不支持单端输入)
最低喇叭阻抗4Ω
【音效部分设计】
找了个BA3884F芯片,这玩意号称是有什么BBE音效技术,我反正耳朵比较木,除了感觉声音变响亮了一点,没觉得有啥其他变化。我用它主要还是看上了低音增强的功能,并且它的体积在这一类芯片里面算是非常小的,控制方式是直流电压(意味着抗干扰能力好,不必吧电位器放在靠近芯片的位置,上次做那个YSS247真是给我弄出心理阴影来了),外围电路也并不复杂,直接按照官方电路做就是了。需要注意的一点是,BA3884F的两个控制输入端并不是全程电压有效,而是只有一大半是有效操作区间,因此电位器的上端和VCC之间要加一个电阻,进行二次分压,以减少电位器的空行程。不幸的是,这个芯片仍然有底噪嘶嘶声,好在还算是能忍受的范围内。
【输入信号源选择部分设计】
这一块不用多说,直接一模一样的照搬了之前哪个USB数字解码耳放的电路图,用两颗JRC2520来做。这玩意虽然又少见又价格贵,但是用起来也最简单,少数几个外围器件就可以了。
【蓝牙模块】
蓝牙模块这种东西我寻思着普通人也没办法手搓,直接买了个成品的,大概是十块钱左右的价格,模拟输出。这玩意基本没啥需要设计的地方,连上线就行了。
【电源链】
这是比较麻烦的地方,功放芯片的静音输入需要3.3V,蓝牙模块和JRC2520需要5V,而BA3884F又需要9V,我也不爱多想了,直接一股脑整了三个集成稳压芯片塞进去。由于AMS11117-3.3的耐压较低,所以它是从5V那边取电的;而LM78XX系列耐压较高,所以直接用主电源供电。
【PCB设计】
这次对于TDA7498E的部分PCB布局很大程度上参考了意法半导体官方在TDA7498(不带E的版本)数据手册中给出的demo板设计图。由于芯片输入部分器件比较多,输出部分走线比较多,为了保证信号线路最短且都在顶层,我把几乎所有的滤波电容都放到了板子背面。地线的布局着重做了防止环地的考虑,并且将电源地、后级信号地、前级地这三者各自分离开,由于TDA7498E芯片比较厚,所以它附近的外围器件和三个LDO稳压芯片都可以放到散热器的范围内。BA3884F则放在散热器外围考下的位置。为了保证信号线路最短,JRC2520及其外围电路完全被放到了板子背面对应BA3884F底部的位置,音量电位器被设计在JRC2520的输出和BA3884F的输入之间,并且采用板载竖装式电位器,最大程度缩短引线长度;但就算如此,板子上的空间还是非常紧张,到了见缝插针的地步(以至于不得不使用四层板,甚至有四个固定螺丝孔里面有两个只能用M2的螺丝),各种修改后蓝牙模块仍然不能完全容纳在板子尺寸内,必须伸出一块来,但是因祸得福,伸出来的哪个部分刚好就是蓝牙模块的天线,因为它没有被板子挡住,所以信号灵敏度就得到了保证,在整个房间内基本都没啥问题。
【焊接组装】
TDA7498E其实很难焊接,因为他引脚密度特别高,就算用热风枪+焊锡膏也会有粘连的情况,需要用嘻嘻带一点点的抹掉。而且其他的零件绝大部分是0603尺寸,更增大了难度,要非常小心的焊接。正面全部装完之后,才能装反面。装散热器之前要在芯片上涂抹适量硅脂或粘贴导热双面胶、导热软垫等,特别注意的地方是不能散热器固定螺丝千万不能打的太紧,因为我没有给散热器螺丝孔设计背衬件,如果螺丝太紧,会把PCB板掰弯。所以比较推荐的是导热双面胶,因为自己有一定的黏性,这样螺丝只需要打到略微有点紧就足够了。另外大家做的时候千万不要忘了把背后的贴片保险丝F1(或者飞线、0Ω电阻、一坨焊锡等任何相当于导线的东西)装好,因为它是负责将电源地和信号地连接起来的,不装的话设备不能使用。
设计图
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暂无BOM
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