想听无损音质?手机是没戏!买音箱又太烧钱!
不如手搓个数字解码耳放呀!
支持USBAudio、同轴以及Toslink®(光纤音频)三种输入,支持模式切换!
能连接笔记本电脑、台式电脑、手机用!(手机需支持OTG)
如何实现“更好的音质”?硬件设计思路如下:
依靠MDL7601-9018_A1高清数字音频模组,搭载CT7601CR高性能USB音频芯片+ES9018K2M高保真音频DAC,配合低噪声音频运放,实现高品质音频回放。
耳机放大器功能依靠TI的TPA6120。其具有:
1.5W的高输出功率
128dB的DNR(DynamicRange,动态范围)
低于-105dB的THD+N(总谐波失真加噪声)以及低输入噪声(典型值0.9μVrms)
以上特点使其适用于专业音频设备以及高端音乐播放器。
耳放的参数?默认上电工作模式:USBAudio(),带掉电记忆功能
电源输入:4.8-5.2V直流,电流500mA-1A
S/PDIF同轴输入电平:300(端接阻抗75Ω)
S/PDIF光纤输入:Toslink接口;
耳机输出0dBFS电平:1.8Vrms;
耳机输出频率响应:20Hz-50kHz(采样频率192kHz下)
耳机输出频率响应平坦度:+0.02,-0.2(20Hz-20kHz)
耳机输出信噪比(SNR):118dB
耳机输出动态范围(DNR):118dB
耳机输出总谐波失真+噪声(THD+N):-105dB
电路设计图原理图_USBAudio
原理图_AnalogOutput
原理图_PowerSupply
PCB图
1.电源
电源部分包括耳机放大器电源、数字IO接口供电;
耳机放大器供电部分采用Boost升压+电荷泵组合,用于产生耳机放大器工作所需的正负电源。*由于二极管压降,负电源部分电压会比正电源低0.3V左右,属于正常现象
这部分电路见下图;
数字IO部分供电无特殊要求,采用LDO供电,为IO部分电路提供3.3V供电。
2.多功能开关
多功能开关通过单个开关实现音量增减以及模式切换功能。
向左拨动开关实现音量减
向右拨动开关实现音量增
垂直短按开关切换输入源
长按一秒后切换滤波器风格*
断电状态下垂直按下开关不放再连接电脑实现USBAudioClass的切换(切换到模式,实现对Windows10以下系统以及对Switch游戏机的支持)
*滤波器风格有3种,具体见下面表格
3.状态指示
状态指示通过双色LED指示灯实现,支持输入模式指示、音量状态指示以及滤波器模式显示。
状态指示灯指示的状态如下表所示:
4.输入输出端口
输入输出端口包括USBType-C接口、Toslink接口、同轴数字音频接口以及耳机输出接口。
Type-C接口用于连接电脑等USB主机设备,起到供电和音频串流的作用
Toslink接口用于S/PDIF光纤输入
同轴接口用于S/PDIF数字音频输入
耳机接口用于输出耳机放大器放大后的模拟音频信号。
5.输出静噪
输出静噪部分实现上下电耳机输出静噪功能,采用检测VBUS电压是否达到静噪阈值来控制继电器断开闭合,从而实现输出静噪。
参考资料:
[1]开源资料
—完—