图七 : 作者:Patrick Gallagher,技术团队成员,Maxim Integrated |
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轻便、声音响亮、时尚!在一个复古的手提箱上安装一组扬声器、被动交叉式开关、一个放大器和几个可充电电池,就制作成了一款虽稍显笨重但具有便携性、声音响亮的身历声音响器材。这就是「boomcase」!
Boomcase的启示
我对boomcase的灵感来自于互联网上大量提供定制、按单生产的Jambox音箱销售商。他们的销售价格昂贵,通常高达约800美元以上,甚至有时候达到2,000美元。我非常喜欢这个点子和赚钱的灵感!并且我也具备这种知识,于是决定以一半的成本制作一个。
Boomcase的构造
关键的手提箱
我从开始就很清楚手提箱的外观几乎和它的声音一样重要。在逛了多个旧货店之后,我发现购买经典而独特的手提箱的最好途径是网购。我购买了一个1940年代的条纹粗呢布手提箱,很符合我的品味,价格也合理。
电子元件
身为一名应用工程师,我有机会接触Maxim Integrated的所有元件和评估板。我使用了功率最高的D类放大器——MAX98400A。这款元件很有优势,因为既可配置为每通道达20W功率的身历声放大器,稍加调整后又可配置为40W单声道放大器。另外,评估板上还有两个共用电源轨放大器(图1)。
图一 : 整个项目从MAX98400A开始。评估板上有两个40W放大器,我计划设计的音箱声音会很响亮。 |
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评估板证明,由于被驱动的扬声器就有滤波功能,所以没必要对D类放大器的输出进行滤波。所以,评估板上的一个放大器配置为进行无滤波评估,另一个具有板载无源D类滤波器。我开始想设计一个2.1系统,一个放大器输出身历声,另一个放大器的全部功率驱动单个低音扬声器。经过仔细考虑,我决定采用双功放驱动8个扬声器。一个身历声功放推动两个低音扬声器,另一个身历声功放通过交叉点开关,然后连接至中音驱动器,每通道有两个高音扬声器(图2)。
图二 : 在手提箱中采用两个MAX98400A放大器的扬声器组件原理图。一个放大器专用于推动大8in扬声器,另一个放大器透过交叉式开关推动两个2in高音扬声器和一个3in全频扬声器。 |
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音响设置
在重新设计家庭音响之前,我选择驱动器时主要考虑两个因素:尺寸/几何结构和外观。我们制作了纸板模型,以确保音响满足我的预期布局。在安装了扬声器之后,我注意到手提箱的箱壁不足以支撑所有驱动器的重量。于是我去掉了内衬并黏上了胶合板,以提高强度,从而能够支撑扬声器。接下来,我选择被动交叉式开关,这对于扬声器的频率回应非常重要。
我最初计画对低音扬声器进行低通滤波,但试听后觉得其实没必要对低音进行滤波。随后,我透过提高无滤波设计的响度,肯定了这种设计。尽管经过滤波的方法会产生更平衡的音讯,但boomcase的目的并不是所谓的「平衡」音讯,我要的是响亮!
组装阶段,我使用规格为12的音讯线和香蕉插孔将扬声器和交叉式开关连接到评估板。然后将交叉式开关用胶水黏在手提箱壁上(图3)。我将连接线焊接到耳机香蕉插孔连接器引脚,然后用热缩管保护焊接点,对很大的电源开关也做了相同处理。在品质上毫不含糊!
图三 : 我使用规格为12的音频线(据我所知,这很稳固)和香蕉插孔将扬声器连接至电路板。然后将交叉式开关用胶水黏在手提箱壁上。 |
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电源系统
每个放大器的绝对最大供电电压为28V,24V在工作范围之内。我使用了两个UPS,铅酸电池,以实现高能量密度。没错,很重,但是都放在量身定做的手提箱内——重量不是问题。有了这种电源,boomcase就能够在最大音量下运作大约5个小时,音量适度时运作时间更长。
电池盒是用胶合板和管卡制成的(图4A)。为了分配重量,我将电池盒放在了手提箱的背面底部,以平衡扬声器的重量。我裁掉了一块手提箱里衬,以便黏接电池盒(图4B)。我在侧面安装了一个XLR埠,用以连接24V电池充电器和带LED指示灯的开关。最后,我用Ployfill填充材料塞满手提箱,有助于增强低音及减少嘎嘎声(图5)。
图四 : 装在盒中的电池(4A)。裁掉一段手提箱里衬,以便黏接电池盒。电池盒放在手提箱的背面底部,以平衡扬声器的重量(4B)。 |
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图五 : 用Ployfill填充材料塞满手提箱,有助于增强低音及减少嘎嘎声。 |
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享受音乐
从开始之初,我就将boomcase的音讯源设计为3.5mm插孔,这样就能够利用智慧型手机及其它行动装置播放音乐。但是,我遇到了一个很有意思的问题:我的手机带有插孔检测电路。第一次将手机连接到boomcase时,几乎听不到声音。我在放大器的输入上增加了一个连接至地的32Ω电阻(图2),从而骗过插孔检测电路。现在,智慧型手机在插孔检测期间会检测到阻抗,会认为正在驱动耳机,于是就输出较大的讯号电平。
Boomcase声音响亮,制作过程也很有趣,而且它的声音和它的外观一样棒(图6)。但是,我还没有彻底完工。我希望能够在箱体和箱盖之间进行更好的密封。现在,如果您播放「Bassy」音乐,低音量时会听到像是埠杂讯的声音。目前为止,计画在手提箱的两部分之间使用发泡密封条之类的东西(比如挡风雨条)和泡沫线。我还准备增加BluetoothR蓝牙功能。 Boomcase已经具备了乡村音乐的风格,如果将耳机线去掉,一定会出尽风头!
材料清单(BOM)
项目 |
数量 |
说明 |
MAX98400AEVKIT |
1 |
D类放大器MAX98400A的评估板。 |
WKA12-5F2 |
2 |
Werker 12V UPS电池 |
260-198 |
2 |
两路、8Ω 5,000Hz,150W交叉式开关,Partsexpress.com |
264-809 |
2 |
3in全频驱动器,Tang Band |
264-805 |
4 |
2in高音扬声器,Tang Band |
295-332 |
2 |
8in铝制圆顶扬声器,Dayton Audio |
2404SX |
1 |
24V、2A电池充电器,Soneil |
F3FSTF |
1 |
母头XLR连接器,Switchcraft |
GRB292A201BBNA2 |
1 |
摇臂开关,CW Industries |
30-711 |
1 |
0.5mm插孔板,Markertek.com |
设计者自选 |
1 |
外观可爱的手提箱 |
蓝牙文字商标和标识是Bluetooth SIG, Inc公司的注册商标,经许可Maxim可以使用任何此类标识。
作者简介:
- Patrick Gallagher具有德克萨斯州A&M大学电子工程学士学位,毕业后就加入了Maxim Integrated的音讯部门。他负责的产品包括精密运算放大器、影像放大器、音讯放大器,codecs以及伽玛基准源。