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打造「Boomcase」 升級改造舊式手提箱
 

【作者: Patrick Gallagher】   2013年09月26日 星期四

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圖七 :  作者:Patrick Gallagher,技術團隊成員,Maxim Integrated
圖七 : 作者:Patrick Gallagher,技術團隊成員,Maxim Integrated

輕便、聲音響亮、時尚!在一個復古的手提箱上安裝一組揚聲器、被動交叉式開關、一個放大器和幾個可充電電池,就製作成了一款雖稍顯笨重但具有便攜性、聲音響亮的身歷聲音響器材。這就是「boomcase」!


Boomcase的啟示

我對boomcase的靈感來自於互聯網上大量提供定制、按單生產的Jambox音箱銷售商。他們的銷售價格昂貴,通常高達約800美元以上,甚至有時候達到2,000美元。我非常喜歡這個點子和賺錢的靈感!並且我也具備這種知識,於是決定以一半的成本製作一個。


Boomcase的構造

關鍵的手提箱

我從開始就很清楚手提箱的外觀幾乎和它的聲音一樣重要。在逛了多個舊貨店之後,我發現購買經典而獨特的手提箱的最好途徑是網購。我購買了一個1940年代的條紋粗呢布手提箱,很符合我的品味,價格也合理。


電子元件

身為一名應用工程師,我有機會接觸Maxim Integrated的所有元件和評估板。我使用了功率最高的D類放大器——MAX98400A。這款元件很有優勢,因為既可配置為每通道達20W功率的身歷聲放大器,稍加調整後又可配置為40W單聲道放大器。另外,評估板上還有兩個共用電源軌放大器(圖1)。



圖一 : 整個專案從MAX98400A開始。評估板上有兩個40W放大器,我計畫設計的音箱聲音會很響亮。
圖一 : 整個專案從MAX98400A開始。評估板上有兩個40W放大器,我計畫設計的音箱聲音會很響亮。

評估板證明,由於被驅動的揚聲器就有濾波功能,所以沒必要對D類放大器的輸出進行濾波。所以,評估板上的一個放大器配置為進行無濾波評估,另一個具有板載無源D類濾波器。我開始想設計一個2.1系統,一個放大器輸出身歷聲,另一個放大器的全部功率驅動單個低音揚聲器。經過仔細考慮,我決定採用雙功放驅動8個揚聲器。一個身歷聲功放推動兩個低音揚聲器,另一個身歷聲功放通過交叉點開關,然後連接至中音驅動器,每通道有兩個高音揚聲器(圖2)。



圖二 : 在手提箱中採用兩個MAX98400A放大器的揚聲器元件原理圖。一個放大器專用於推動大8in揚聲器,另一個放大器透過交叉式開關推動兩個2in高音揚聲器和一個3in全頻揚聲器。
圖二 : 在手提箱中採用兩個MAX98400A放大器的揚聲器元件原理圖。一個放大器專用於推動大8in揚聲器,另一個放大器透過交叉式開關推動兩個2in高音揚聲器和一個3in全頻揚聲器。

音響設置

在重新設計家庭音響之前,我選擇驅動器時主要考慮兩個因素:尺寸/幾何結構和外觀。我們製作了紙板模型,以確保音響滿足我的預期佈局。在安裝了揚聲器之後,我注意到手提箱的箱壁不足以支撐所有驅動器的重量。於是我去掉了內襯並黏上了膠合板,以提高強度,從而能夠支撐揚聲器。接下來,我選擇被動交叉式開關,這對於揚聲器的頻率回應非常重要。


我最初計畫對低音揚聲器進行低通濾波,但試聽後覺得其實沒必要對低音進行濾波。隨後,我透過提高無濾波設計的響度,肯定了這種設計。儘管經過濾波的方法會產生更平衡的音訊,但boomcase的目的並不是所謂的「平衡」音訊,我要的是響亮!


組裝階段,我使用規格為12的音訊線和香蕉插孔將揚聲器和交叉式開關連接到評估板。然後將交叉式開關用膠水黏在手提箱壁上(圖3)。我將連接線焊接到耳機香蕉插孔連接器引腳,然後用熱縮管保護焊接點,對很大的電源開關也做了相同處理。在品質上毫不含糊!



圖三 : 我使用規格為12的音訊線(據我所知,這很穩固)和香蕉插孔將揚聲器連接至電路板。然後將交叉式開關用膠水黏在手提箱壁上。
圖三 : 我使用規格為12的音訊線(據我所知,這很穩固)和香蕉插孔將揚聲器連接至電路板。然後將交叉式開關用膠水黏在手提箱壁上。

電源系統

每個放大器的絕對最大供電電壓為28V,24V在工作範圍之內。我使用了兩個UPS,鉛酸電池,以實現高能量密度。沒錯,很重,但是都放在量身定做的手提箱內——重量不是問題。有了這種電源,boomcase就能夠在最大音量下運作大約5個小時,音量適度時運作時間更長。


電池盒是用膠合板和管卡製成的(圖4A)。為了分配重量,我將電池盒放在了手提箱的背面底部,以平衡揚聲器的重量。我裁掉了一塊手提箱裡襯,以便黏接電池盒(圖4B)。我在側面安裝了一個XLR埠,用以連接24V電池充電器和帶LED指示燈的開關。最後,我用Ployfill填充材料塞滿手提箱,有助於增強低音及減少嘎嘎聲(圖5)。



圖四 : 裝在盒中的電池(4A)。裁掉一段手提箱裡襯,以便黏接電池盒。電池盒放在手提箱的背面底部,以平衡揚聲器的重量(4B)。
圖四 : 裝在盒中的電池(4A)。裁掉一段手提箱裡襯,以便黏接電池盒。電池盒放在手提箱的背面底部,以平衡揚聲器的重量(4B)。

圖五 : 用Ployfill填充材料塞滿手提箱,有助於增強低音及減少嘎嘎聲。
圖五 : 用Ployfill填充材料塞滿手提箱,有助於增強低音及減少嘎嘎聲。

享受音樂

從開始之初,我就將boomcase的音訊源設計為3.5mm插孔,這樣就能夠利用智慧型手機及其它行動裝置播放音樂。但是,我遇到了一個很有意思的問題:我的手機帶有插孔檢測電路。第一次將手機連接到boomcase時,幾乎聽不到聲音。我在放大器的輸入上增加了一個連接至地的32Ω電阻(圖2),從而騙過插孔檢測電路。現在,智慧型手機在插孔檢測期間會檢測到阻抗,會認為正在驅動耳機,於是就輸出較大的訊號電平。



圖六 : 完工的boomcase。
圖六 : 完工的boomcase。

Boomcase聲音響亮,製作過程也很有趣,而且它的聲音和它的外觀一樣棒(圖6)。但是,我還沒有徹底完工。我希望能夠在箱體和箱蓋之間進行更好的密封。現在,如果您播放「Bassy」音樂,低音量時會聽到像是埠雜訊的聲音。目前為止,計畫在手提箱的兩部分之間使用發泡密封條之類的東西(比如擋風雨條)和泡沫線。我還準備增加BluetoothR藍牙功能。Boomcase已經具備了鄉村音樂的風格,如果將耳機線去掉,一定會出盡風頭!


材料清單(BOM)

項目

數量

說明

MAX98400AEVKIT

1

D類放大器MAX98400A的評估板。

WKA12-5F2

2

Werker 12V UPS電池

260-198

2

兩路、8Ω 5,000Hz,150W交叉式開關,Partsexpress.com

264-809

2

3in全頻驅動器,Tang Band

264-805

4

2in高音揚聲器,Tang Band

295-332

2

8in鋁制圓頂揚聲器,Dayton Audio

2404SX

1

24V、2A電池充電器,Soneil

F3FSTF

1

母頭XLR連接器,Switchcraft

GRB292A201BBNA2

1

搖臂開關,CW Industries

30-711

1

0.5mm插孔板,Markertek.com

設計者自選

1

外觀可愛的手提箱

藍牙文字商標和標識是Bluetooth SIG, Inc公司的注冊商標,經許可Maxim可以使用任何此類標識。


作者簡介:

  • Patrick Gallagher具有德克薩斯州A&M大學電子工程學士學位,畢業後就加入了Maxim Integrated的音訊部門。他負責的產品包括精密運算放大器、影像放大器、音訊放大器,codecs以及伽瑪基準源。


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