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 自製高傳真音響  

中文摘要

在現在這種資訊爆炸的時代,多媒體資料演變之快遠超過我們所能想像的境界,

人人都會想要自己在家玲聽喜歡的音樂,但是要怎麼樣能欣賞無損音效的另外一種魅力呢?將是一門切深熟慮的挑戰。本專題將特別針對電腦CD-ROM所設計出的數位同軸傳輸媒介來達到低失真、高傳真,另外更使用體積電路構成的數位類比轉換器,轉換為人耳所熟悉的聲波在至後級作功率放大,即成為一般市面上常見的多媒體音響播放器。

 

關鍵字:CD-ROM,多媒體,音響,體積電路,數位同軸,功率放大。

 

英文摘要

Now this information explosion in the era of rapid evolution of multimedia data much more than we can imagine the state,

Everyone will want their favorite music at home listening, but to how we can appreciate the charm of lossless audio then another? Depth of cut will be a careful consideration of the challenge. This topic specifically for PC CD-ROM are designed for digital coaxial transmission medium to achieve low distortion, high fidelity, while also using the volume of circuits for digital to analog converter, converting man and heard the familiar sound waves to the next stage to power amplifier, that is, a general common market of multimedia sound player.

 

 


第1章 前言

專題製作動機及目的

此次專題製作是想達成舊電腦淘汰的cd-rom再生賦與其全新的生命,將其以89s52微處理器製作成有螢幕顯示的平價高檔cdplayer使用,更加以利用其內部

原有的數位輸出接到dac轉為類比訊號後經過緩衝前級染音色再到後級去做功率放大,借於這些電路的製作使我們能更加了解市面上所販售的音響原理及其中唯妙的差異性,更能以最低的成本達到趨近於hi-fi(高傳真)音響世界中那令您所料未及的感官享受。

 

專題製作方法與步驟

利用89s52的線上燒錄功能寫入我們所需的lcd模組控制程式碼,使其能加以控制cd-rom播放、換歌、退片等基本功能,再以cd-rom原本就有的數位輸出轉為數位同軸到DAC(數位類比轉換器)解碼成類比訊號,在經過真空管緩衝前級染一下其特有的音色,才到後級功率放大至揚聲器發聲。

 

預期成果

希望能以最低的成本達到有聘美市面上所販賣之hi-end、hi-fi音響的等級,能夠以類似的LCD螢幕顯示歌曲時間、歌曲數目,更可以快轉、下一首等不輸專業級水準的品質。

 

 

 

 

 



第2章 理論探討

電源供應器的介紹

電源供應器種類有線性式交換式但目前比較常用到交換式交換式有分為反馳換器、推挽換器、順向換器、半橋式換器、橋式換器,以下簡單的比較了一下兩者間的差異:

 

項目

線性式電源供應器

交換式電源供應器

效率

低(30%~50%)

高(大於75%)

體積

大而重

小而輕

電路

簡單

複雜

電磁干擾

較小

輸入電壓

額定電±10~20%

90~260伏特

在此稍為講解一下此次專題的電源設計,在音響電路的部分全程堅持採用線性電源的原因何在?線性電源會比較乾淨雖然效率較差但是THD(總諧波失真)SNR(訊噪比)也因為電源穩定度高所以比較不容易將雜訊放大。

 

«  電源不穩 電晶體的輸出曲線就不夠線性,線性區的中點偏移都會造成線性誤差而使放大訊號失真,如果耳朵特別好的應該聽的出來聲音有瑕疵!!

«  雖然線性電源變壓器又大又笨重,但是他卻可以隔離雜訊對音響電路來說是極為重要的。

上圖為高效率的交換式電源供應器其設計上卻比傳統的線性式電源供應器來得複雜許多但也比較輕薄短小化,因此,交換式電源供應器在電力電子的領域中已經備受重視,今天在工業界以及各大專院校中已經有許多人針對交換式電源供應器做進一步的研究發展,針對其效率、體積以及損失做更深入的改善體積小、密度低、效率更高且有價格競爭優勢的交換式電源供應器就是未來主流了。交換式電源是現在較常使用的所以在CD-ROM、單晶片控制模組、閃爍燈、呼吸燈等部是直接採用交換式電源比較方便,體積小跟電流大是重點因為也沒有多餘的地方可以在擺變壓器了,改用交換式確實省了不少麻煩。


«  【電源是一切的基礎】


電源是系統的動力來源!不論您擁有什麼樣等級的音響系統,都免不了需要電力來讓他做動。而在許多前輩的反覆實驗下,樂友們都知道電源的影響甚鉅, 不可不注意。參考許多樂友在網路上的經驗,都明白地指出電源沒處理好,器材只能發揮一半不到的實力,相對的器材原有的靈敏度就降低了,進而影響到後端線材的表現也讓系統變得不易調整,早期的變壓器都是EI式,EI式變壓器有空氣隙易造成高磁阻,使磁力線外洩造成漏磁干擾。雙C式鐵心可以消除空氣隙,但環形結構的變壓器更理想,不僅損耗低、效率高、體積也比較小。Hi—End擴大機差不多都採用環形變壓器。

 

單晶片89s52介紹

 

u  256x8位元內部EEPROM

u  一般控制應用的8位元微處理器

u  32個可程式化的I/O接腳

u  316位元計數器

u  8個中斷要求源

u  1 組全雙工串列埠〈UART

MCS-51是由英特爾公司所設計的8051系列單晶片的總名稱。在這系列中較具知名度的有805187518031,雖然其編號略有不同但內部所使用的核心cpu與指令集都是一樣的,只是在製造ic時給予不同的周邊設計。

今日更多的IC設計商,如ATMEL、飛利浦、華邦等公司,相繼開發了功能更多、更強大的相容產品

此次專題設計便是使用atmel公司的AT89s52來完成專題的實作。

單晶片是同步式的順序邏輯系統,整個系統的工作完全是依賴系統內部的時脈信號,用以來產生各種動作週期及同步信號。在8051單晶片中已內建時脈產生器,在使用時只需接上石英晶體諧振器(或其它振盪子)及電容,就可以讓系統產生正確的時脈信號,便可以一直持續的工作。

AT89C51AT89C52

  • ROMEEPROM),可重複燒錄,用電氣信號清除(5V),清除時間只要5-10秒。

AT89S51AT89S52

  • ROMEEPROM Flash memory),可重複燒錄,用電氣信號清除 (5V),可用 ISP Flash Microcontroller Programmer 介面燒錄及清除資料,為 AT89C51 更新版本。

 

 

什麼是DAC?

(Digital to analog converter)數位類比轉換,顧名思義便是將只有10編碼過的數位訊號轉換為人耳所能辨識及其親近的正弦波,此波型才是有各種頻率且連續的一種類比訊號。隨著數位時代的來臨,許多在傳統上用類比方式解決的部份,現今都可用數位運算取代,如濾波器(Filter)、混波器(Mixer)等。而以數位訊號處理(Digital-Signal-Process, DSP)方式的最大優點在於:方便資料的編輯、分析、儲存、以及較佳的抗雜訊能力。然而在自然界中的訊號是以類比或連續的信號型態存在,如聲音、影像、溫度..等訊號。因此在類比訊號與數位訊號的處理上,就必須藉由一個轉換的介面來與外界的訊號做溝通,而這樣一個介面就稱之為 (Analog-to-DigitalConverter, ADC),和數位類比轉換器(Digital-to-AnalogConverter, DAC)。而在整個訊號的轉換過程中,如何有效的確保資料轉換的正確性,這就成了整個訊號轉換系統效能的瓶頸。

首先,我們先回意一下國中就學過的方程式,數位處理技術就是把聲音經過一個方程式處理後存起來這個過程,叫做encode(編碼)

f(x) = x + 8

當你的x = 2,把 2 放進這個f(x),就會得到 10,如果把值倒算回來呢? 就是當你知道結果是10 的時候,那原來的x該是多少? 逆算回去,值是 8。算出原來帶去進的值,就是decode(解碼)

由於製作音響的人總希望技術可以做到最極緻的原音重現、長期保存。用他們過於常人的腦袋想了一個方法把聲音存下來希望可以達到這兩個目地。這個技術就叫做是數位錄音、數位播放,為了達到這個目地,得用某一種編碼方式把聲音存下來,再用某種解碼方式把聲音還原回來播放。

 

 

 

 

真空管緩衝前級

 

此為英國找到的一個電路目的是想將真空管的音色渲染到晶體後級上,這部前級增益0dB,換言之,它的放大率為一倍,輸入多少訊號電壓,輸出就是多少訊號電壓,但透過6DJ8真空管緩衝前級,卻可以有效的降低輸出阻抗,達到阻抗匹配的目的,也能夠提高輸出電流,更輕易的驅動後級。染色其實就是調聲的真義,我們會說不經任何處理的自然聲音是未經染色的,而因主被動零件或電路設計方式所造成的聲音改變,就是已經染色的聲音,染色的聲音好不好呢?這其實只有自己聽過才知道其中的奧妙了。

 

將使用到真空管(三極管)、電晶體與 FET(場效應)晶體這三種主動零件,先排除其他被動零件對聲音音色的影響,三種主動元件確實有著不大相同的聲音。音響愛好者喜歡以「石仔聲」與「管仔聲」來區分電晶體與真空管的聲音。

由電晶體構成的音頻電路,在不刻意以零件去調聲的運作環境中,一般聽來較真空管電路有更大的頻寬。通俗的說法是,高頻延伸的更高,低頻延伸的更低,這時聲音的細節會非常清楚,低音迎面而來的衝擊感也很實在,有著一切乾淨俐落、決不拖泥帶水的特性,喜歡的人說 這才是「快速、夠力」的現代聲音,不喜歡的人則認為清晰有餘而質感不足。

由真空管構成的音頻電路,在不刻意以零件去調聲的運作環境中,一般聽到的頻寬會不如電晶體電路。通俗的說法是,低頻不像電晶體電路那麼「有力」,但其高頻的延伸方式,卻比電晶體電路更討好我們的耳朵,這時聲音的細節會很清楚、很柔軟,還會帶點讓耳朵很舒服的染色功效,另一個很突出的就是真空管電路的中頻部分,唱起人聲是中氣飽滿,樂器的聲音形體也更大些,喜歡的人說這才是叫「美聲」的聲音,不喜歡的人則 認為一切軟趴趴,還有點模糊不清。

由 FET構成的音頻電路,在不刻意以零件去調聲的運作環境中,聽到的聲音,有點像是電晶體電路,又有點像是真空管電路,喜歡的人說這是「兼容並蓄」的聲音,不喜歡的人會說,這簡直是「四不像」的聲音,沒有自己的特色!

 

 

真空管緩衝前級亦有蠻高的輸入阻抗與很低的輸出阻抗,高輸入阻抗使它可以與訊號來源機器作良好匹配,而其低輸出阻抗,使之可以很輕鬆的去推動緊接其後的各類機器。例如CDplayer無法與前級良好匹配,可以把緩衝級串接在二者之間,能有效改善過於「硬聲」的現象,讓整個系統有更柔和的聲音。又如後級輸入阻抗有點過低,也能在二者間加入緩衝級,減輕前級的負擔,聲音聽來就更寬鬆不緊繃。

 

真空管跟電晶體各有不同的運作原理,最大不同,真空管是電壓放大,電晶體是電流放大,所以真空管需要較高的工作電壓(200-400V),電晶體需要很大的電流(指功率晶體),所以真空管需要一個很大的電源變壓器,供給高壓及燈絲,真空管無論有沒工作、輸出大小耗電量都差不多,所以在功率較低時,感覺聲音比較渾厚,電晶體開大聲小聲耗電量有明顯差別,因為沒有燈絲的耗電,在溫度及耗電、體積上小很多,還有真空管容易老化,通常只有一千小時,雖然有的可以用到三千、五千小時,但效率會因時數明顯下降。

 

 

 

 

 

真空管擴大機深獲發燒友喜愛,不惜重金選購的原因是音質較柔,聽久了不會有煩燥、疲勞、難受的感覺,最主要原因是真空管的輸出阻抗較大,不能像電晶體一樣以OTL、OCL方式直接接 8 歐姆的喇叭,需要經過變壓器(匹配 8 歐姆的喇叭),這個輸出變壓器的品質要非常好,損失很小,否則即使前面再好也功虧一簣,所以輸出變壓器要很講究,做得很大很重。因為經過輸出變壓器,真空管擴大機的阻尼因素比電晶體擴大機大很多,所以電晶體擴大機音質聽起來比較硬。阻尼因素是什麼呢?

 

阻尼因素就是擴大機對喇叭的控制能力,聲音是來自擴音機將訊號放大後送到喇叭,喇叭紙盆前後移動發出聲音,我們用慢動作來解說,當一個聲音訊號送到喇叭,喇叭紙盆由靜止向前推出發出聲音,到前面停止返回,由靜止到推出,因為牛頓慣性定律,它不是瞬間就推出,這中間會有個時間,也許百分之幾秒才推出去,當第二、第三個訊號接連傳送過來,一下推出向前一下停止倒回來,電晶體擴大機輸出阻抗小(阻尼因素小)真空管跟電晶體各有不同的運作原理,最大不同,就像汽車衝出去、停止(煞車)、倒回來,對喇叭控制比真空管機快很多,聲音聽起來就比較硬,真空管擴大機輸出阻抗大(阻尼因素大)對喇叭控制就沒有這麼靈活。

   

 

 

 

 

 

 

 

LM3886純直流功率放大

DC SERVO直流伺服是什麼?它就是利用一個由OP(運算放大器)構成的積分電路,檢測放大器(包含前後級,甚至是D/A轉換器的類比輸出級)輸出端呈現的直流電壓,並即時的迴授至放大器反相輸入端校正,將輸出直流扳回零點。

輸出直流?這真是可怕的東西。裝機時必須提防的兩大殺手:振盪與輸出直流。前者可殺人於無形,如果不是預先設計過的套件,則勢必得透過示波器檢視,至於後者可輕易的透過三用電表檢視出來拼命三郎型的DIY玩家,鐵定會從輸入晶體一路配對到輸出晶體,力求正反相(或上下互補側)的絕對「對稱」。

想要解決直流,就靠電容或外加可變電阻但是我比較不喜歡後者,因為可變電阻很容易變質,可能搞砸很多事。那就單靠電容吧,電容的加法如下圖:

 

其中的Cp,應該不難理解,就是輸出交連電容。輸出交連電容屬於亡羊補牢的作法,利用電容『通過交流訊號,阻隔直流電壓』的特性,將已經出現的直流電壓隔絕開。可能讀者會有疑惑,既然輸出交連 電容這麼好用,隨便什麼直流都能攔下來,那還擔心直流什麼?我舉出幾個交連電容的負面影響:

交連電容與下一級的輸入阻抗構成一組低通網路。如果電容不夠大,會影響低頻響應。對前級而言,由於後級輸入阻抗高達數十K或數百K,輸出交連電容可以用個位數uF;對後級來說,負載阻抗可能低至8歐姆、4歐姆,那得要多大的電解電容才行?

 

交連電容本身會影響音色少加為妙,輸出直流的存在,等於限制輸出電壓的最高振幅。原本輸出電壓可在正負5V間擺動的,如果輸出直流不幸高達2V,則輸出振幅馬上壓到正負3V,損失慘重。

 

現在談談Cf的存在價值。Cf就是所謂的迴授電容,一般多用上數百uF,視低頻響應與網路阻抗而定,剛剛已經提過,電容器的特性是『允許交流訊號通過,阻隔直流』,因此從圖上可以得知,所有在輸出端(通過Cp之前的訊號)呈現的直流,將會百分之百的迴授到放大器的反相輸入端,我們經常聽到DIY迷討論的『百分之百直流迴授』,就是這個意思。

 

那為什麼直流迴授就能矯正輸出直流?您可以粗略的想像這個動態系統。對圖示的放大器而言,擁有兩個輸入端,標示(+)號的非反相輸入與標示(-)號的反相輸入。如果從(+)輸入訊號,則會在輸出端產生放大後的正相訊號;如果從(-)端輸入訊號,則會在輸出端產生反相訊號。所謂反相訊號,就是原本輸入訊號是波峰的,現在變成波谷,正負相反。

 

假設輸出端產生正的直流電壓,於是透過迴授網路送回反相輸入端,將在輸出端產生一個負的直流電壓,發揮抵銷作用。電壓的迴授與修正,是一個不斷的動態系統,經由被動網路的監督、糾正。如果沒有加上Cf,則直流迴授的比例降低(因為被RA、RB分壓掉了),效果較差。

 

 

 

 

當然Cf的存在也不完美的:

 

«  Cf容量不小,必須採用電解電容

«  即使加上Cf了,由於輸入級的不對稱,仍未必有效將輸出直流壓低到可接受的地步。輸入級是一個擔任正反相輸入訊號比較的機制,如果本身就不對稱了,當然無法百分之百精密檢測

«  加入Cf之後,會造成放大器的低頻下限,也就不再是所謂的純直流放大器

«  純直流放大器源自DC一詞,既有Direct Couple直接交連的意義,又代表可放大直流電壓,也就是沒有低頻下限的意思

 

電晶體、運算放大器作放大的差異:

 

l   OPA(運算放大器)及電晶體是不同層次的東西,作比喻的話,電晶體是紙,OPA是書,OPA就是由許多電晶體組成的體積電路。                              
OPA,通常由CMOS Transistor設計較多,直接用OPA做放大器只需要搭配幾顆電阻做負迴授就可以得到想要的放大倍率,使用上簡單方便、體積小,但無法推動大電流的負載,電晶體做放大器要自已計算設計偏壓,要許多顆才能做出跟OPA相同的效果,整體電路設計上較複雜且體積較大。
用市面上針對各種用途(低頻、高頻、低功耗、低雜訊等等)都有專用的OPA,建議在小信號的處理上還是盡量用OPA,維護也容易些,輸出級要推重負載時再使用電晶體。

 

 

 

 

 


3專題設計

使用16*2 lcd模組

 

再使用lcd模組時一定要去原廠找datasheet來了解其詳細的腳位定義,不要像我一樣燒了一塊掉得不償失喔!!

 

使用ISP線上燒錄機器語言至89s52

什麼是ISP?簡單的說,就是您不必將您的單晶片從您設計好的電路中拔起來,只要將我們做好的AVR ISP燒錄線,接到您電路中那個AVR單晶片上相關的燒錄腳上,您就可以將您寫好或修改完成的控制碼,直接燒錄到AVR中,然後將電路reset後,就可以馬上知道程式執行的結果,有錯就重複更改程式及燒錄的步驟就行了。

 

 

步驟是:

 

n   準備一條5芯的電線長度約20公分左右太長燒錄會因為干擾問題,造成燒錄錯誤,電線可以不要太粗,因為要焊接到25PIN D-TYPE插頭上!

n   一個2.54molex接頭,5pin母的,不懂得可以看後面介紹中的照片。

n   330 歐姆1/4W電阻4個。

 

不過在我實際測試的過程中 沒有加入電阻,印表機的線也是延長了五公尺以上連接出來的,也是成功燒錄 可能是我線材比較好的關係吧!!

 

利用cs8414cs4334

有些大大在網路上的討論,認為CS8414(96K 的解析度)實際效果不如CS8412,但在音樂大廳中[狂人]的一個說明,又讓我對CS8414有點信心,他說大部人在比較這兩個接收晶片時,都在IC座上進行,而且CS8414大都以SMD配合轉接板轉接為DIP的型式來測試,導線長度增長了不少,當然容易受干擾,所以如果在設計電路板時就直接設計為SMD的佈線,應該可以避免上述的情形,也完全證實了[狂人]的說法。輸出的聲音晶瑩剔透!

 

此數位接收電路採用雙電源分出兩道+5v一個給數位訊號使用,一個給類比訊號部分使用,皆有以電感及電容構成濾除雜訊的設計,數位接收部分並沒有採用太複雜的做法使用隔離變壓器之類的東西, 它的功能就在於DCAC....它可以隔離DC,並讓所得到的AC更平穩(數位訊號可是AC交流電喔), 在數位訊號輸入端使用隔離變壓器的DAC,背景是會比一般的DAC更寧靜。配合一些高解悉力的解碼晶片,效果尤為驚人!But....那種線圈設計的東西,終究會有些小問題存在:頻寬會受限。在數位電路裏,頻寬是很重要的;一些批評使用隔離變壓器的人就特別針對音色不夠活潑猛攻愛用者。偶們都曉得,要隔離直流,最常用的東西是什麼? 答案就是(電容)

 

不使用隔離變壓器設計的DAC,在此,在此會以0.01uf的陶瓷、或積層電容代替。千萬別用什麼高價的MKPMKT電容,或換大容量。這個地方,要的就是高頻與隔離直流。反正,不是陶瓷、積層電容,就是雲母電容。容量大小,這是數位線路有公式的!!!所以,也別自做主張,沒事搞到1uf10uf去。那只會讓你的數位訊號走樣。

再來光纖輸入有使用7404是一種反閘IC。它可以把數位訊號放大,把數位訊號放大,並不是代表會比較大聲,而是加強訊號。這樣說好了:有些地方,手機接收的不好,這時,如果有個強化天線,手機就可以更清楚。

 

電源變壓器為AC 9-0-9次級雙電源輸出,經過一堆大的小的電容去濾波之後到了LM317可調穩壓IC,此處非常簡單的使用半可調轉精密電阻去調出我們所需的+5V,接地的部份當然也不馬虎大家都知道電感器具有濾波、抑制瞬間電流、降低EMI雜訊及功率轉換等功能,所以就再接地串顆1.5Uh的電阻型電感,再並接一顆磁芯更加底抑制EMI(電磁波)的產生。

 

什麼是磁芯?

磁芯有很高的電阻率和磁導率,他等效於電阻和電感串聯,但電阻值和電感值都隨頻率變化,他比普通的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時呈現阻性,所以能在相當寬的頻率範圍內保持較高的阻抗,從而提高調頻濾波效果。
磁芯和電感是原理相同的,只是頻率特性不同罷了
磁芯由氧磁體組成,電感由磁心和線圈組成,磁芯把交流信號轉化為熱能,電感把交流存儲起來,緩慢的釋放出去。
磁芯對高頻信號才有較大阻礙作用,一般規格有100/100mMHZ ,它在低頻時電阻比電感小得多。


鐵氧體磁芯 (Ferrite Bead) 是目前應用發展很快的一種抗干擾組件,廉價、易用,濾除高頻噪聲效果顯著。

 

解碼電路部分CS4334 也是由Crystal推出的DAC晶片,雖然只是小小一顆,卻擁有24bit/96khz接收解碼能力,所以這次的設計配合CS8414全機可以完全的達 24bit/96khz接收解碼能力。雖然CS4334價位不高,但是許多大廠也都使用它來推出DAC,如Phoenix DAC-03…..

 

此為解碼部分的電路設計,由於功能都做死在ic內實在也玩不出甚麼花樣,想要有更高的解析度無非是在砸多一點錢買更優秀的解碼晶片,類比輸出的部份也在上圖了主要與濾除一些人耳不喜歡聽到的聲音,也是非常的簡單明瞭。

 

 

 

 

 

 

光碟機cd-rom數位訊源轉coxica(同軸)

 

此電路就是為了給dac一個訊號傳輸的媒介,同軸跟光纖我們都有做出來實驗過,但是礙於光纖頭還要另外加電跟體積龐大等因素,所以只使用了同軸做這次的傳輸介面,網路上有7404反閘前以一個電阻迴授的反相器(所謂迴授,就是把輸出端的訊號拉回輸入端,FeedBack是也),可以將SPDIF訊號轉換為TTL位準(就是一般數位訊號0V+5V的電壓),但此時輸出訊號是反相的(因為經過反相器),接著利用7404剩下的反相器併接輸出,一方面可以將輸出訊號再反相回來,另一方面,多只併接的7404也可以提高數倍的輸出電流,讓它更有能力推動DACMD輸入端。不過就是覺得由繁化簡沒必要搞得哪麼麻煩,反正一樣可以使用不是嗎?

 

LM3886直流功率放大器設計

LM3886TF 是美國NS公司推出的大功率音頻放大IC,其後面的TF為全絕緣封裝,也就是安裝散器時不必再加雲母片來絶緣,在額定工作電壓下最大可達68W的連續不失 真平均功率,具有比較完善的過電壓、過電流、過熱保護的功能,最可貴的是它具有自動抗開關機時的電流沖擊的功能,使喇叭能夠安全的工作。 LM3886優異的性能,使得它在近幾年音響製作中廣泛的應用,許多成品功放機中就有直接的應用它擔任後級功放或者用它作為重低音放大電路。其特點有︰輸 出功率大(連續輸出功率68W)、失真度小(總失真加噪聲<0.03%)、保護功能(包括過電壓保護、過熱保護、電流限制、溫度限制、開關電源時的 揚聲器衝擊保護、靜音功能)齊全,附加零件少,製作調試容易,工作穩定可靠。由於用它製作功率放大電路具有簡易,適用的特點,特別適合發燒友以及電子愛好 者的製作。

 

 

前級放大:

也是使用OP來擔任,為基本的DC放大電路,設定為10倍的放大倍率。這個位置我們先焊上IC座,以便日後更換自己喜歡的OP

後級放大:

採用了美國NS公司(國家半導體公司)推出的高傳真音響功放積體電路LM3886TF作功率放大,用運放NE5532AD827作前置線性放大。

                                                                                                                                                    


 

另外其實這個電路是純直流的設計,因為一般放大器與訊號源的交流是透過電容來阻隔直流電,但電容本身的特性卻可能影響頻率響應,或不良電容所產生的雜訊進入放大電路中,不知多少發燒友在尋求最好的交連電容,其實最好的交連電容就是不要交連電容(網路上常有一根銅線代替電容的討論),本電路即然稱為純直流的功率放大器為何還有電容的存在呢? 其實電容是可以完全拿掉的,也就是直接短路電容兩端,拿掉電容,直接用跳線取代,因為有以上完善的DC SERVO電路來確保電路沒有直流輸出,就算真的不小心輸出了直流也還有最後一道防線[喇叭保護電路]!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

音樂閃爍電路

製作完整的音響電路後覺得似乎只有電源燈太單調了,何不加上能配合音樂閃爍的燈條呢?能大大提升整體的驚艷程度又能完美的利用音響聲頻放大的正弦波之起伏高低控制LED的明暗程度,想過後就馬上找了一張電路圖出來。

 

試過效果比想像中的好更多,最起碼感覺對了。

555呼吸燈

不知道大家都瞭解什麼是呼吸燈了嗎?就只是LED慢慢變亮再變暗,非常的有趣可以被應用在機車、汽車、電腦、滑鼠、手機,只需要一組非常簡單的555基時產生電路配合電容充放電特性,產生有如人類呼吸的頻率使led漸明漸暗。

 

另外加上光敏電阻更可使其在夜晚才工作而不需要手動開關,利用一個小小的零件善用它,更可發揮其最大的功效。

LM3914音響VU

 

利用現成的體積電路LM3914配合幾個被動元件,即可以做出適用於音響級進式電子vu表,還可以在LM3914輸出腳加上電晶體放大電流使之能推更多的LED,更能有更豐富的玩法出現。


第4章 專題成果

第5章 製作心得

 

此次專題製作時間非常的短暫,從資料蒐集、專題走向、元件採集、電路規劃當然都得要靠這幾年所學的來去實行,依照自己平常所學也沒遇到甚麼大問題,DAC的電路也沒想像中的複雜,普通一點照著官方給的資料很快便能兜出一個電路使用,但是真正HI-END等級的DAC硬是給你加了不少料還是有辦法搞得很複雜,但是其最終究都一樣只是個雙聲道解碼電路。真空管緩衝前級沒有高壓的危險存在,自然就很適合我這種新手實做看看,其第一次上電便有一邊聲音出不來,經過一番檢查後果然是有一電阻去短路到,分開即恢復正常,真空管那特有中頻飽滿、溫暖的感覺,實在是非常令人難與忘懷。另外在專題電路中最難搞的就是「機殼」,真的是很不簡單需要很多經驗跟工具才做得出來,因為要考慮到很多地方不然一步錯後面就很慘,經過不斷反覆研究才終於能順利完成此次專題的設計與製作。



第6章 參考文獻

 

音響駭客 http://hackeraudio.web.fc2.com/

高傳真視聽 (音響技術) http://blog.yam.com/user/hifihivi.html

麗佳真空管研究室http://98.to/麗嘉音響

8051教學網站 http://www.ele.ksu.edu.tw/dhliang/cai/8051/01.htm

單晶片之應用徹 http://www.taconet.com.tw/fifter/8051%C2%B2%A4%B6.htm

鄧錦城 編著,〝8051單晶片專題製作 〞,宏友圖書,中華民國88年 9月 1版

單晶片 8051實作入門 -專題製作篇 ,陳明熒,文魁出版

8051/8751原理與應用 ,蔡朝陽,全華書局

微電腦專題製作應用電路 ,鄧明發、陳茂璋,知行出版社

鄧錦城 編著,〝8051單晶片實作寶典 〞,中華民國 89年 7月10版 3刷


 

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宇若彎彎

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  • Eric Huang
  • 您好 , 有幸在google 找到您的網誌 , 針對音響小弟也有濃厚的興趣 , 拜讀您的網誌後 , 想請教您怎麼玩電路玩音響:
    目前想用電腦聽音樂 , 想先買擴大機 , 但是買喇叭又發現要選歐姆 (4 or 8) ,
    您有沒有給新手的一些建議呢 ?
    未來也想要可以自製音響電路
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