二极管可以在连接烧录器时隔离电源。这里要做到模拟地AGND与数字地DGND1的分开设计，不然数字电路的干扰噪音很大。

1.3.  混音前置、耳机放大

选用HT82V735做混音前置放大，混合来自线路AUX输入、蓝牙播放器的DAC_L2/R2输出以及话筒前级输出等信号，并混合输出PRE_L/R给下一级。

这片IC本来是耳机放大电路，可在5V电压下工作，它的引脚与通用双运放不完全相同，但是也差不多，如果用运放代替，电路改动不大。

输出电容取值要大一些，否则插上耳机，由于耳机阻抗比较低，输出的低频将明显减弱。

这里的放置了12口FPC连接器和8脚插针（不焊接插针），地线的阻抗关系到蓝牙的干扰噪声，担心FPC的连接阻抗不够低，所以这里将4条线并联连接到模拟地。如果消除噪音任然不够彻底，还可以使用插针的孔进行焊接。

1.4.  有源二分频

使用双运放做高通低通2分频，采用10nF和4.3K配合，分频点在2.6KHz左右。运放也使用HGV722。

之前用这个设计图做过分频电路，并使用REW进行了测试，结果是符合设计的：

1.5.  D类功放

使用TPA3118做双声道功放，一个声道用于低音喇叭，另一个用于高音喇叭。

TPA3118底部要焊接到大面积铜箔，以利于散热。功率输出脚的延伸线尽可能粗，以通过大电流。

1.6.  锂电池电量指示

如何做一个简单的锂电电量显示？这里使用双运放或比较器对电压进行检测。使用嘉立创EDA标准版搭接一个电路进行模拟。

经过反复演算，使用6.8K、2K、22K常用阻值的电阻进行分压，得出3.896、3.571伏特，对应于锂电的70%和30%的电量。高于70%电量时，绿LED亮，低于30%电量时，红LED亮。在30%到70%期间，2个灯都亮，混合成黄色。

实际设计时，使用双比较器LM293DT。对于4串锂电池，R604、R608的比值为3:1，这里取39K和13K，这样分压的电压正好是1串锂电池的电压。如果用其它数量的锂电池，那么可以调整这2个电阻的比值。

图中双色LED为侧贴和插件2种形式封装，供PCB设计的时候预留，实际焊接时只装1种。

1.7.  电源

电源部分使用2个5V稳压块，提供给模拟电路和蓝牙芯片，另外还有多个0欧姆电阻，主要用来画图用于区分多个电路的模拟地与数字地，实际不用焊接，直接短路即可。

PCB布局的时候，将所有模拟地数字地都汇聚到电源输入附近。如果没有画0欧姆电阻，则画线不方便。最终我用填充区域把0欧姆电阻覆盖了，这个在输出PCB的时候忽略DRC错误。

2.  录放板

前面说过，将录放板单独分开做，是考虑了尺寸、功能等等多方面因素。

2.1.  录音板

使用AC6955F芯片做专做录音，这样可以实现任何场景下的立体声录音。这里只用了USB接口，而不用TF卡槽，因为U盘不大，也好携带，可以挂在钥匙串上，使用也方便，不像TF卡小到不容易找，使用起来还得用读卡器。

由于IO口足够多，所以SDK的按键设为IO方式，可以省几个电阻。虽然电阻便宜，但是手工焊接还是零件越少越好。

为了拆装方便，尝试使用了FPC连接器，以前没用过，不知道线路阻抗如何，所以这里特意使用了多条排线并联作为AGND模拟地连接，以尽可能降低模拟地的阻抗，因为蓝牙部分的干扰是很大的，处理不好，噪音很大。

2.2.  播放板

采用同型号的AC6955F做播放，按键、LED管脚配置与录音相同，这样SDK程序相关设置就相同。

二、  面板设计

将PCB主板与录放板导出3D模型，

用solidworks打开，这个过程需要留意的是，solidworks很容易崩溃，主要原因是PCB的3D模型中零件较多，某些零件存在一个错误或不兼容的问题——所以这是我曾向嘉立创建议，导出3D模型时，可选择导出的零件，其实做面板或者其它设计，并不需要导出所有的零件。

然后根据电位器、插座等等孔位相关尺寸，设计面板的开孔尺寸等，完成后导出DXF文件，

在嘉立创EDA的项目中创建面板，导入这个DXF文件，然后进行面板设计，主要就是开孔、透明窗、文字、填充色等等。

由于这次没有白嫖到嘉立创的免费的面板打印券，所以本次决定用电木板手工搓一个面板。方法也简单，solidworks的面板设计打印到纸上，然后剪下来贴到电木板上。

再用电钻钻孔、用什锦锉修出方孔。

三、  箱体设计

箱体用solidworks设计，板边设计成凹凸交错类似榫卯结构，喇叭使用风扇网罩做防护。

再把所有板子做一个拼板文件，导出用于加工的AutoCad格式图纸文件。

最后跟商家联系，传加工图纸，供商家CNC切割。

 

四、  组装与调试

1.  PCB焊接

感谢嘉立创，本次PCB打样正好幸运地领到免费SMT优惠券：

那么就把零件最多的音箱主板贴片，录放板只打样。

录放板电路简单，零件不多，手工点锡、贴片，再用加热台焊接。主板上的零件比较多，正好撞了大运领到免费SMT优惠券，所以是在嘉立创贴片的，但是零件费花了好几顿饭钱。嘉立创商场里没有AC6965A芯片，所以这个芯片是手工后焊的，其它如电位器等分立元件也需要手焊。

 

2.  SDK修改编译烧录

本电路使用了3片杰理的蓝牙芯片，分别完成3个功能，所以SDK程序也分成了3个，分别修改、编译、烧录。

有人可能要说，为什么人家的音箱用一个芯片就可以了？这是因为杰理的芯片的运算能力有限，如果用单个芯片完成上述功能，那么总是不能兼顾。

3.  调试

将烧录好程序的两块板子连接好，接上喇叭和电源，通电后，测试混响效果、播放器和录音，均获得初步成功。

再测试播放器也成功。

接着测试录音功能，也成功。

为了更方便地插拔U盘，将电路装到面板上。

调试时，使用免费音频剪辑软件Audacity生成生成了幅度最大的正弦波1KHz的音频文件，

存到U盘后，用该U盘播放，用示波器测量播放板的输出信号，波形不失真，幅度Vrms在0.78V左右，这个幅度还是比较理想的。

为了验证锂电池电量显示电路，特地买了个可调电源，接到主板上。

调整输出电压，16.8到15.7v时，双色LED灯从绿色LED灯亮变为红色LED和绿色LED都亮（我这里双色LED是侧贴片的型号，合成的黄色不是太明显），继续下降电压大14.3v时变为红色。结果说明与预定的15.6v和14.44v很接近，符合预期。

 

4.  装箱试音、录音

音箱箱体组装这里略过，里面装了4串锂电池组，

本设计是把操作面板从里面安装固定，这样做的使得音量旋钮半掩藏在箱板表面，这样箱体翻到，由于把手具有一定高度，音量旋钮就不会被撞到。当然从外面往里装也是可以的，安装还方便多了。

 

先装面板，再把电路板装到面板上，把电位器、插座的螺母固定好。

将电池输出线、低音喇叭、高音喇叭线都插到主板上，箱内放入吸音棉。将喇叭螺丝固定，装好保护网罩。把电位器旋钮帽装上。

右边的USB插座专用于播放，左边用于录音。插入空白U盘，点按钮切换到录音模式，按下录音键开始录音。

话筒插座2个，3.5mm的用来插驻极体话筒，可以调整音量，混响大小可以调整。

经过试音后，完全达到设计预期！使用口琴时可增加混响。

使用电吹管时，由于电吹管自带混响，就可以把混响调到无。

 

五、  资料分享

 

杰理芯片程序和箱体设计文件分享在码云gitee.com：

https://gitee.com/qingmedia/qingmelody_soundbox_board