飞思卡尔功放IC 拆解报告:Sonos搜诺思Play1无线智能音箱

小编 2024-11-24 项目合作 23 0

拆解报告:Sonos搜诺思Play1无线智能音箱

Sonos(搜诺思)是一个专注于无线音响领域的音频品牌,公司成立于2002 年,总部位于美国加利福尼亚州圣巴巴拉市,主要经营一体化无线智能音响、智能家庭影院音响、无线智能音响连接器设备。目前Sonos在全球范围内与100+流媒体平台有合作,产品在60多个国家销售。

此次我爱音频网拆解的是Sonos搜诺思Play:1无线智能音箱,它采用WiFi连接而非蓝牙连接,可以两个音箱连接组成TWS对箱,也可以与Sonos的其他产品联动,组成家庭音响系统。而且Sonos搜诺思Play:1支持壁挂,有防潮设计,适合不同的家庭音响方案。下面就通过我爱音频网的详细拆解看一下其内部结构吧~

一、Sonos搜诺思Play:1无线智能音箱 开箱

发布时间较早的一款产品,包装什么的都找不到了,直接上主角Sonos Play:1音箱和充电线。

供电线材,由三星代工,和三星显示器配线是一样的。

L型两脚扁平插头。

L型8字插头。

音箱正面,有较大面积的金属防尘保护网,顶部和底部是白色的壳体过渡,非常简约。

Sonos搜诺思的品牌Logo。

音箱背部中间部分金属网有断层,让下面的网线接口看上去不会太突兀。

四分之一英寸的螺纹口,方便挂在墙上或支架上;下面是10/100Mbps以太网端口,有线连接更稳定。

音箱顶部,壳体略微内凹,中间有一排按键。

按键区域特写,从上至下依次是播放/暂停键,指示灯和音量增减键。

音箱底部展示,中间区域有部分产品信息:Sonos Play1,无线网络多媒体终端,全能音乐播放器。电源输入:100-240V~50/60Hz,1A。

充电接口位于音箱底部。

壳体上有凹槽,便于通电时音箱平放在桌面。

音箱底部的橡胶防滑垫,边角处有凸起,避免音箱与桌面直接接触引发的共振。

二、Sonos搜诺思Play:1无线智能音箱 拆解

撕下音箱底部的防滑胶垫,下面是音箱内部结构的固定螺丝。

取下防滑胶垫。

卸下螺丝,还看不到音箱内部的完整结构,底部还有一颗固定螺丝。同时可以看到,螺丝孔位使用了成本较高的注塑专用铜螺母。

金属防尘网通接触螺丝固定的金属片,用于导出音箱壳体上的静电。

滑动取出金属保护网。

金属保护网比较细密但未内置防尘网,优点是声波无阻挡更加容易传播出去,但缺点也是显而易见的音箱单元上容易积尘。

音箱内部是一个整体结构,主要是为了防潮。音箱正面有两个扬声器,官方介绍一个是高音扬声器、另一个是中低音扬声器。

球顶高音扬声器特写,纺织材料涂胶后,纹理依旧可见。

纸盆泡沫边低频扬声器。

音箱背部黑色这部分是金属材质,两侧贴有密封胶带。

边缝处采用胶带进一步密封。

螺纹口和网口特写,与金属网罩接触部分有缓震泡棉。

音箱底部有一层较薄的缓震泡棉。

缓震泡棉下面没有特殊设计。

音箱顶部盖板通过螺丝固定,内侧电路通过排线与音箱结构内的主板相连。

排线连接处的插座特写。

取下音箱顶部面板。

面板内侧壳体上标注了面板的材质。

音箱顶部有一块小的PCBA,通过一个塑料盖板和四颗螺丝固定,通过排线连接。

卸下螺丝,取出塑料盖板。

PCBA和按键的硅胶壳。

PCBA背面特写,右侧是排线的连接器。

硅胶壳外侧和按键区域电路。

PCBA正面一览。

金属贴片按键特写。

四颗LED指示灯特写。

音腔壳体边角可拆卸,内侧贴有信号天线,与顶部壳体接触到的地方有泡棉减少共振。

另外相邻的边角同样可拆卸,内侧贴有信号天线缓震泡棉同样配备。

撕下音腔壳体接缝处的胶带,可以看到外壳的固定螺丝。

卸下螺丝即可看到音腔内部。

市电接口与主板连接的插座。

扬声器通过连接器与主板相连。

WiFi天线通过同轴线与主板上的无线网卡相连。

去除同轴线插座上的封胶,胶水固定避免松脱。

断开所有连接器即可取出音腔内的主板电路。

音腔内部结构一览,两个扬声器单元,左侧是底部电源输入的接口。音腔内的导线都用泡棉包裹减少共振,音腔四周也有吸音棉。

市电接口及其线缆。

市电接口的供应商是维嘉科技。

尺寸较小的高音扬声器。

扬声器背面T铁上有二维码标签,两侧是导线连接的正负极。

尺寸较大的中低音扬声器。

中低音扬声器单元结构展示,磁钢体积较大。

低频扬声器T铁开孔。

取出扬声器单元后的壳体。可以看到壳体内侧边角处还有两根线缆。

取出壳体边角的WiFi天线模块。

另一个WiFi天线模块,编号不一样。

音腔内的主板电路通过螺丝固定在壳体上。

卸下螺丝,可以看到壳体内侧。

壳体是一块金属散热板。

三块支撑主板的绝缘橡胶垫。

芯片位置有散热硅脂。

音箱主板正面,高压部分的立式元件使用大量的绝缘胶固定。

一块无线网卡和一块较大的屏蔽罩,右侧是数字功放的滤波电感。

主板背面一块较大的金属屏蔽罩,上面有散热贴片。

主板正面电路一览,从上至下从左至右:功放部分、控制电路部分、无线模块、音箱供电部分。

电源输入EMI滤波部分。

2A、250V延时保险丝。

抑制上电浪涌的绿色NTC热敏电阻,套有黑色热缩管的元件是TVR压敏电阻,当输入过压时,压敏电阻导通,保险丝熔断,保护后级元件。

共模电感,配合X电容抑制干扰。

初级滤波电容采用尼吉康 105℃耐热种类。

初级滤波电容容量100μF,耐压400V。

多颗Y电容。

ST意法半导体 STD5N60M2 初级开关管,耐压600V,导阻1.3Ω,DPAK封装。

ST意法半导体 STD5N60M2 详细资料。

变压器上贴有信息标签。

输出采用两颗2200μF 35V电解电容滤波。

TI德州仪器TPS54335A 3A同步整流降压转换器。

TI德州仪器TPS54335A 详细资料。

数字功放输出的滤波电感,两个独立声道一共四颗。

TI德州仪器PCM5101A DAC,用于音频转换。

TI德州仪器PCM5101A 详细资料。

无线网卡采用与笔记本相同的款式,MINI PCI-E接口。

取下无线网卡。

小板背面是一些电容。

拆下金属罩后的电路一览。

RICHTEK RT8010 1A高效率同步整流降压转换器。

RICHTEK RT8010 详细资料。

芯片外挂的存储器。

SiGe 5502L,现已被Skyworks收购。SE5502L 四频WLAN前端,支持802.11a/b/g/n。

Skyworks SE5502L 详细资料。

Atheros创锐讯 AR9582网卡主控芯片。

下面再来看看面积较大的金属罩下有哪些IC。

内部电路一览。

DIODES PAM2310 2A低噪声 同步整流降压转换器。

DIODES PAM2310详细资料。

用于与苹果设备连接的鉴权解密芯片。

艾普凌科 S5851A 两线式数字温度传感器,用于检测音箱内部温度。

艾普凌科 S5851A 详细资料。

安森美 NCP303 复位IC,用于处理器复位操作。

安森美 NCP303 详细资料。

美信 78Q2133 10/100M 以太网物理层收发器芯片,支持-40~+85℃工作温度,用于有线网络连接。

美信 78Q2133 详细资料。

Micron镁光MT41K128M16JT DDR3 1600 256M 内存颗粒。

飞思卡尔 MCIMX6X2EVN10AB 内置1GHz Cortex-A9处理器和227MHz Cortex-M4处理器。

飞思卡尔 MCIMX6X2EVN10AB 详细资料。

主板背面电路一览。

为初级PWM芯片提供AC输入信号的二极管。

DF10S,1000V 1A整流桥。

RICHTEK RT7781 反激式PWM控制器,用于开关电源初级控制。

开关电源次级输出整流二极管。

反馈输出电压的光耦。

4R7 降压电感。

TI德州仪器TPA3116D2,50W立体声D类音频功率放大器。

TI德州仪器TPA3116D2详细资料。

MNC H1601AE 网络隔离变压器,用于有线网络隔离。

预留的Micro-USB插座空位。

预留的插接件空位。

最后来看一下金属屏蔽罩下的电路。

金属罩内侧在芯片位置还有一块比较厚的散热垫。

内部电路一览。

Winbond华邦电子W29N02GVSIAA 2Gb/256M NAND闪存。

拆解全家福。

我爱音频网总结

Sonos搜诺思Play:1无线智能音箱与以往我爱音频网拆解过的蓝牙音箱有几处较大的不同:

首先是外观方面,Sonos Play:1无线智能音箱机身有螺纹口,支持壁挂,适合不同的家庭音响布置方案;音箱内部有可能引发共振的地方都包裹了缓震泡棉,并且音腔结构密封性很好,可以防潮。

第二点是电源系统,Sonos Play:1考虑到内部各个模块的工作电压互不相同,所以把电源适配器的相关电路整合进了音箱内部结构中,采用L型8字插头输入电源,开关电源初级侧使用立锜RT7781搭配意法开关MOS管实现降压,次级侧由二极管整流输出固定电压值,然后通过多颗电源芯片进行二次降压,为控制电路、无线模块、有线模块等独立供电。

第三点是连接方式,Sonos Play:1无线智能音箱是通过2.4GHz WiFi或者网线连接网络的,多台音箱之间也是通过WiFi配对。其内部采用MINI PCI-E接口无线网卡,与笔记本电脑相同,芯片是Atheros创锐讯的AR9582;贴片式WiFi天线机身上下各有一处,扩大信号收发的范围。有线网络方面,Sonos Play:1采用的是美信 78Q2133 10/100M 以太网物理层收发器芯片。

扬声器部分,Sonos Play:1采用了高音扬声器+中低音扬声器的组合,扬声器单元的品质较高,采用TI德州仪器的TPA3116D2、50W立体声D类音频功率放大器驱动;两台音箱可以组成立体声,在家庭影院系统中可做后置环绕音箱。

除此以外,Sonos Play:1无线智能音箱采用了飞思卡尔的MCIMX6X2EVN10AB主控芯片, 内置1GHz Cortex-A9处理器和227MHz Cortex-M4处理器,256M闪存+256M内存,确保系统运行的稳定性。

总体来看,Sonos Play:1是一款非常出色的无线智能音箱,外观独具特色,内部设计和做工都非常扎实,可以看得出Sonos在无线音响领域的技术沉淀和实力。

任性DIY——浅谈射频功放到设计制作

我好久好久没来分享技术文章了,最近总是出差,刚刚在北戴河逛了几天,回到南京,感觉被放到蒸笼里面一样。先晒几张出差玩的照片

北方特别的凉爽。。。面朝大海。。。。。。。。。。。

最近我自己在做一款射频功放。做出来也就是一款产品了。谈到功放,大家都不陌生,就是把信号放大最后经过天线发射出去,但是目前射频这一块,把功放单独拿出来算是一个类目,功放说起来很简单,但是做起来要考虑的事情太多了,我以前也做过不少的功放,但是都是小功率的,窄带;不超过10W的功率,相对来说还好做一点。我自己把功放分下类不是按照什么工作点来分类的,是按照难易程度分类,目前功放可以分为宽带功放,和窄带功放如下图所示:

其实在这里面还能分类,分为线性功放和非线性功放,随着现在的数字调制技术的发展,对功放的要求也是很苛刻的。有些是是多载波信号(OFDM),这个就对功放的要求比较严格,必须要使用线性功放。目前国内做的线性功放多数都是功率回退。直接导致功放的效率很低,只有10%左右,这个我目前也做研制。非线性的还好做一点。

功放这东西很多人都不愿意去做,辐射太大,尤其是没有结婚的,女的就不用说了,更少了,但是不包括没有女人做功放,长期在大功率辐射下对生育很大影响。哈哈。。。大家都懂。。。

话又说回来,大功率的功放利润也是可嘉的。如果想拿命换钱的童鞋,赶快去研制大功率功放,一定能赚到钱。。。。

言归正传,我目前做了一款700MHz左右的50W功放,功率也不算大。这个也是我第一次开始摸索大功率的东西,以前都是在10W一下。我有个习惯也是坏毛病吧,我特别不喜欢与人交流,总是喜欢自己一个人摸索,我感觉在如今的社会里,还是自己摸索吧,你要去请教人,最后还牵扯到一些利益问题。除非是很不错的朋友。但是我也不喜欢去问。还不如自己去摸索,自己摸索出来的永远是自己的,一辈子也不会忘记的。

我的功放技术参数(目前做的版本)

频率 750MHz---760MHz

调制方式 FM (CW波)

输入功率 0dbm

增益 47db

输出功率 47dbm(50W)

带内平坦度 ±0.5db

杂散 -60dbc

P1dB >47dbm

谐波抑制 不加滤波器,奇次谐波>15dbc,偶次谐波>30dbc

IMD3 >-30dbc

工作电压 28V (单电源)

电流 <4A(实际调试3.5A左右)

功放保护要求

具有增益调节功能

PTT功能

驻波保护功能

温度检测及保护功能

正向功率检测功能

以上是具体的技术指标及要求。

下面是我采用的方案,以下有些涉及到商业问题,我就略过。请大家理解,主要是提供方案给大家,具体的排版和仿真我就略过了,这也是给大家自己发挥的机会,如果直接拿去,就失去意义了,我的目的是大家一起动脑一起动手这才是真正的目的。比如指标就这么提出来了,你想想怎么做呢!

方案:

这个就是整个功放系统的框图,其实有了这个图,所有的功放几乎都是差不多了,只是功放部分不一样。剩下都一样。

我采用的是飞思卡尔的管子,也有很多,例如infineon公司的,NXP的,ST公司的,富士通公司的,很多很多。我比较喜欢用飞思卡尔的功放管。这个管子还提供ADS模型,用起来比较方便。

接下来是我DIY开始。

这个功放我一共分为三个阶段,为调试版,升级版,最终版。

先从我的调试版说起,

调试版比较简单,而且都是分立的模块,主要就是验证能不能实现。可以实现直接去pcb。结果我的调试版很顺利的就是通过了调试,测试结果如下

我的工作台,三个字,脏、乱、差。

输入5dbm,前面有增益可调节的,根据电压不同增益不同,现在是5V控制电压。

输出为22.46dbm 因为频谱仪前端有25db的衰减器。计算25+22.46=47.46dbm

经过计算输出为55.7W,所以调试版基本ok!坐等升级版。

中间还有个插曲,我做了个长时间通电,刚刚通电30分钟。我直接用大拇指去按散热块了,直接一层皮烫白了。。。

看来不用风扇吹是不行滴。。。。下面升级版一定要用风扇吹。。。

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升级版

首先打样回来

辛苦了整整一个晚上,把pcb画出来了,虽然难看,先将就看看调试结果再说。

接下来考虑安装问题。还是在调试版的基础上重新打孔攻丝。说干就干。。。

打孔,攻丝,看我我以后也可以从事急哦钳工的工作了,哈哈哈。。。。

刚刚好,完全合适。孔位一点也不差,接下来就是把上面的器件补齐。

升级版,补齐器件后,完整的功能。

开始测试

我也搞不懂,我的工作台总是那三个字,,,,,,,呵呵呵。。。。。。。

测试结果

测试结果22.45dbm

同样频谱仪输入加了25db的衰减器,

25+22.45=47.45dbm(55W)

看来升级版也顺利通过了,明天带到公司,用公司的仪器测试下啊。(偷偷地,大家懂得)。

在公司测试

最终测试结果显示46.9dbm(50W)。这个与前面用频谱仪测试的结果有区别,可能是两种仪器的检波方式不一样。所以测试的结果有所不同(我猜测)。要么就是仪器不同,稍稍有所差异有0.4db的差异。也有可能是这个仪器比较老了。存在误差,这个就不纠结了,完全满足的。

至于后面的其他指标我会慢慢来测试的,IMD3,还有谐波之类的,我会后面测试的。还有我前面的所说的功能,我全部测试了,都能实现,大功率的功放主要就是驻保护功能,我测试,把功放的输出端开路,控制部分马上就把电源断开,驻波保护端输出高电平,驱动LED之类的器件。

温度保护功能,也实现了,到达70多度的时候功放也是自动就不工作了,防止温度过高损坏功放管。

这次我用了个大的风扇一直吹,效果很好,我摸了摸散热块,也就是40度左右(长时间工作)。

到此为止这个功放几乎就都实现了,坐等最终版!!!机加工CNC做个精致的外壳,人靠衣服马靠鞍,同样的道理,有了外壳遮挡下,会漂亮点哈哈哈。。。

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最终版

穿上衣服了。。。。。

我自己感觉都漂亮了。。。。

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心得体会

这个也是我第一次,做大功率的功放,从中收获了很多,从功放的选型,到排版布局,仿真等,都有所提高。只要用心去钻研肯定会有所收获的,我相信还是肯付出,会有回报,不付出一定没有回报,我在这个产品中,也发过火,甚至都哭了,想放弃了,在调节第二级推动的时候,总是烧管子,我选得是TriQuint公司的管子,这个公司的管子都比较贵,所以烧的不是芯片,是钱啊!!!。。。。。这都是我辛苦的工资。一连烧了4片。600块就没了,我真的想放弃了。第二天想想既然做到这了,一定要坚持下去,之后静下心来慢慢的调,最后稳定了,不管什么产品什么项目,背后都有不为人知的心酸。看着很简单的东西,也要去动手做,才知道简单、容易。

总结下,要搞大功率的器件,真的太烧钱了,我朋友说他也在搞功放,一个管子2000多。一晚上烧了5个。都是匹配不好,长时间工作,导致的。大功率的衰减器,大的吓人,大功率功放对身体百害无一利。最主要是利润!!!

接下里我去挑战下短波宽带功放,例如2---100MHz。50W的功率。

功放的难点就是增益高,会自激,所以放大器级间匹配一定要做好,尤其是末端,一定要做好匹配,否则就会烧管子(钱),现在的功放都是28V或者50V供电,所以电源一定要设置好,免得上电,就把功放管击穿,这个我也遇到过的。

解决上述的问题就是:耐心+时间+经验=成功

以上图文内容均是EEWORLD论坛网友: RF-刘海石 原创,在此感谢。

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