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PSR-330型号较老,不提供音频输入输出和话筒输入的功能。在自己创作和改编作品时,或者演出时,带来了一些不便。我花了两天时间,自己设计制作了一个基于TL084运放的混音板,加装在了我的PSR-330爱“姬”上,给PSR-330增加一个线路输入接口,并与琴自身的声音混音后,由琴的音响系统播放,并且提供一个标准的线路输出接口,可以外接调音台等。
因为PSR-330的主板控制逻辑,使用的是雅马哈自产自销的专用芯片(ASIC),所以无论是其控制电路还是控制程序,我们均无法随意改动,所以增加音频输入输出功能,只是基于在电路相对简单的功放板上做手脚。于是一切针对音频输入和输出的调节,我们就只能在加装的混音板上完成,使用琴的控制面板是无法操作的。
目前的状况是测试OK。接下来我可能要细化一下原理图,然后做几块PCB板出来测试,并且在琴上开孔安装混音板。
在这里公开我全部的设计资料。但是在这里公开的几乎都是草图。模拟电路是门艺术,所以细化的图纸资料我需要继续修改和整理。之后我会把原理图和PCB Layout图公开。测试版需要至少半个月的时间才能出品(PCB工厂的加工需要至少一周的工期),所以请大家耐心等待~成功之后我再继续分享~
首先提供一个我录制的最终测试视频:
接下来是图片和资料大放送~
DIY混音板的正反面:
直插电容+直插芯片+贴片电阻,好一通凌乱……
可爱的TL084:
TL084是差分级为JFET的四运放,是目前大量应用的通用运放之一。不同于NE5532那种低音肥肥的感觉,TL084声音清丽,如清纯的少女般(咳咳~小天同学在家宅了几天弄DIY,相思病又犯了……),能够很准确地还原出声音,我喜欢TL084的声音~
PS:我是穷人5555……票票不多,虽然想烧但烧不起,所以请恕我没有听过高端运放的声音吧……我听过最好的运放就是OP275了,被我拿来打磨我的创新CT4760声卡了~
DIY混音板的功能设计框图:
实际上就是把原来琴DA的输出,同音量电位器之间断掉。然后加入混音板。混音板的输出给琴的音量电位器,同时给线路驱动器Line-Amp用作线路输出。这一版上我没有做话筒输入,因为不太清楚电容话筒的电气特性,在稍微搜索一下之后,发现电容话筒的驱动电路有些难搞。而且还要做一些混响等等的话筒信号处理,所以就不加入了。先弄出基本功能,其他的以后再说。
DIY混音板的电路设计框图:
PSR-330使用单电源供电(0~12V),而单电源供电条件下,信号若想被运放所处理,就需要增加一个直流偏压,将信号抬到(1/2)Vcc,否则运放输出会进入非线性区,甚至发生振荡(为了验证这个问题,我特意搭了个电路实验了一下,得到了一些很有趣的结果,测试视频稍后提供~),那信号就完蛋了。所以单电源应用下,运放电路的设计有些费事。从这个框图可以看出来,利用电容将输入信号中的直流分量截去,并且将信号增加一个UB=(1/2)Vcc的直流偏移,并参与运放的处理。最后输出时,再利用电容将UB截去。
因为电容的使用,导致混音板的低频响应不佳。后来经过计算及尝试,最终可以把混音板的通频带做到了30Hz~20kHz。这个测试的视频我稍后贴出。
可以看到,整个混音板的核心,是一个利用运放实现的反相加法器。通过加法器,就可以把各路信号叠加并输出。而在加法器之后,又利用以及反相放大器将相位矫正过来。这两步的增益都是单位增益的,仅仅是实现了叠加和倒相的作用。这是因为琴的后级功放部分,已经有了信号和功率放大电路,此处不需要再放大信号了。放大过度反而会出现失真。通过叠加+倒相后,信号一路返回给琴的音量电位器,另一路再经过一个同相放大两倍后,作为线路输出。
又因为混音板的核心使用的是运放反相加法器,根据电路的叠加定理,我们可以十分方便地加入其他信号(比如话筒信号),并轻易地与现有信号叠加输出。
音频线路输出的工业标准是50欧姆阻抗,2Vpp。那么混音板的线路输出规格我就是按照这个参数来做的。测试视频我稍后贴出。
DIY混音板的电路图(草图):
这是一个电路图草图,仅供参考。在这个图纸中,虽然各个运放的输入端,电路描绘得较为详尽,但输出端并不是很完美。因为信号的直流通路设计得并不是很好。所以实际的电路是有更改的。模拟电路是门艺术,所以我还得慢慢地、细细地调整电路形式和参数~
PSR-330功放板图片,及运放部分的原理图:
左边的照片就是PSR-330的功放板。功放板左上角的黑色长条状芯片,就是运放,NEC的uPC4570;带有散热片的就是功放块,三洋的LA4705。
附上uPC4570和LA4705的芯片手册:
uPC4570:
upc4570.pdf
(344.75 KB, 下载次数: 1)
LA4705:
LA4705.pdf
(237.13 KB, 下载次数: 2)
这个图纸是我照着功放板的PCB板,扒出来的运放部分电路图。这个电路设计得很精妙!尤其是输出端的处理,巧妙地提供了相位补偿,并且照顾了信号的交流部分和直流部分。不但遏制了直流增益,提高了交流增益,并且为输出端的直流分量提供了一个泄放通路,而交流部分直接传递给功放块!
设计草稿:
……T^T……
啊哈哈……我的狗字,这下子被大家看到了……请无视我的狗字吧……55555……这是一些设计手稿。左边的图片就是在扒uPC4570的电路。右边的图片是我在试图通过计算,得到混音板的数学模型。当然最后还是得出结论了,增加了一个直流偏压UB之后,板子输出的交流信号是可以被放大,而且直流偏压不变的。
那么接下来还有几段测试视频,“TL084运放在单电源应用下的输出特性测试”、“PSR-330的DA输出特性测试”、“混合器板的通频带测试”、“混合器板线路输出电平的测试”、“混合器板模拟实际情况测试”。这些视频都是分段的文件,我需要先用软件编辑及捏合一下,再一次贴出。请耐心等待~
这个帖子我编辑了一个小时……肚子饿了,找食去~
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