輕便、聲音響亮、時(shí)尚！在一個(gè)復(fù)古的手提音箱上安裝一組揚(yáng)聲器、無(wú)源交叉點(diǎn)開關(guān)、一個(gè)放大器和幾個(gè)可充電電池，就制作成了一款雖稍顯笨重但具有便攜性、聲音響亮的立體聲音響器材。這就是“boomcase”！
Boomcase的啟示
我對(duì)boomcase的靈感來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)上大量提供定制、按單生產(chǎn)的Jambox音箱銷售商。他們的銷售價(jià)格昂貴，通常高達(dá)約800美元以上，甚至有時(shí)候達(dá)到2,000美元。我非常喜歡這個(gè)點(diǎn)子和賺錢的靈感！并且我也具備這種知識(shí)，于是決定以一半的成本制作一個(gè)。
Boomcase的構(gòu)造
關(guān)鍵的手提音箱
我從開始就很清楚手提音箱的外觀幾乎和它的聲音一樣重要。在逛了多個(gè)舊貨店之后，我發(fā)現(xiàn)購(gòu)買經(jīng)典而獨(dú)特的手提音箱的最好途徑是網(wǎng)購(gòu)。我購(gòu)買了一個(gè)上世紀(jì)40年代的條紋粗呢布手提音箱，很符合我的品味，價(jià)格也合理。
電子器件
作為一名應(yīng)用工程師，我有機(jī)會(huì)接觸Maxim Integrated的所有器件和評(píng)估板。我使用了功率最高的D類放大器——MAX98400A。這款器件很有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榧瓤膳渲脼槊客ǖ肋_(dá)20W功率的立體聲放大器，稍加調(diào)整后又可配置為40W單聲道放大器。另外，評(píng)估板上還有兩個(gè)共用電源軌放大器(圖1)。
圖1. 整個(gè)項(xiàng)目從MAX98400A開始。評(píng)估板上有兩個(gè)40W放大器，我計(jì)劃設(shè)計(jì)的音箱聲音會(huì)很響亮。
評(píng)估板證明，由于被驅(qū)動(dòng)的揚(yáng)聲器就有濾波功能，所以沒必要對(duì)D類放大器的輸出進(jìn)行濾波。所以，評(píng)估板上的一個(gè)放大器配置為進(jìn)行無(wú)濾波評(píng)估，另一個(gè)具有板載無(wú)源D類濾波器。我開始想設(shè)計(jì)一個(gè)2.1系統(tǒng)，一個(gè)放大器輸出立體聲，另一個(gè)放大器的全部功率驅(qū)動(dòng)單個(gè)低音揚(yáng)聲器。經(jīng)過(guò)仔細(xì)考慮，我決定采用雙功放驅(qū)動(dòng)8個(gè)揚(yáng)聲器。一個(gè)立體聲功放推動(dòng)兩個(gè)低音揚(yáng)聲器，另一個(gè)立體聲功放通過(guò)交叉點(diǎn)開關(guān)，然后連接至中音驅(qū)動(dòng)器，每通道有兩個(gè)高音揚(yáng)聲器(圖2)。
圖2. 在手提音箱中采用兩個(gè)MAX98400A放大器的揚(yáng)聲器元件原理圖。一個(gè)放大器專用于推動(dòng)大8in揚(yáng)聲器，另一個(gè)放大器通過(guò)交叉點(diǎn)開關(guān)推動(dòng)兩個(gè)2in高音揚(yáng)聲器和一個(gè)3in全頻揚(yáng)聲器。
音響設(shè)置
在重新設(shè)計(jì)家庭音響之前，我選擇驅(qū)動(dòng)器時(shí)主要考慮兩個(gè)因素：尺寸/幾何結(jié)構(gòu)和外觀。我們制作了紙板模型，以確保音響滿足我的預(yù)期布局。在安裝了揚(yáng)聲器之后，我注意到手提音箱的箱壁不足以支撐所有驅(qū)動(dòng)器的重量。于是我去掉了里襯并粘上了膠合板，以提高強(qiáng)度，從而能夠支撐揚(yáng)聲器。接下來(lái)，我選擇無(wú)源交叉點(diǎn)開關(guān)，這對(duì)于揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)非常重要。
我最初計(jì)劃對(duì)低音揚(yáng)聲器進(jìn)行低通濾波，但試聽后覺得其實(shí)沒必要對(duì)低音進(jìn)行濾波。隨后，我通過(guò)提高無(wú)濾波設(shè)計(jì)的響度，肯定了這種設(shè)計(jì)。盡管經(jīng)過(guò)濾波的方法會(huì)產(chǎn)生更平衡的音頻，但我的boomcase的目的并不是所謂的“平衡”音頻，我要的是響亮！
組裝階段，我使用規(guī)格為12的音頻線和香蕉插孔將揚(yáng)聲器和交叉點(diǎn)開關(guān)連接到評(píng)估板。然后將交叉點(diǎn)開關(guān)用膠水粘在手提音箱壁上(圖3)。我將連接線焊接到耳機(jī)香蕉插孔連接器引腳，然后用熱縮管保護(hù)焊接點(diǎn)，對(duì)很大的電源開關(guān)也做了相同處理。在質(zhì)量上毫不含糊！
圖3. 我使用規(guī)格為12的音頻線(據(jù)我所知，這很穩(wěn)固)和香蕉插孔將揚(yáng)聲器連接至電路板。然后將交叉點(diǎn)開關(guān)用膠水粘在手提音箱壁上。
電源系統(tǒng)
每個(gè)放大器的絕對(duì)最大供電電壓為28V，24V在工作范圍之內(nèi)。我使用了兩個(gè)UPS，鉛酸電池，以實(shí)現(xiàn)高能量密度。沒錯(cuò)，很重，但是都放在量身定制的手提音箱內(nèi)——重量不是問(wèn)題。有了這種電源，boomcase就能夠在最大音量下工作大約5個(gè)小時(shí)，音量適度時(shí)工作時(shí)間更長(zhǎng)。
電池盒是用膠合板和管卡制成的(圖4A)。為了分配重量，我將電池盒放在了手提音箱的背面底部，以平衡揚(yáng)聲器的重量。我裁掉了一塊手提音箱里襯，以便粘接電池盒(圖4B)。我在側(cè)面安裝了一個(gè)XLR端口，用以連接24V電池充電器和帶LED指示燈的開關(guān)。最后，我用Ployfill填充材料塞滿手提音箱，有助于增強(qiáng)低音及減少咔嗒聲(圖5)。
圖4. 裝在盒中的電池(4A)。裁掉一段手提音箱里襯，以便粘接電池盒。電池盒放在手提音箱的背面底部，以平衡揚(yáng)聲器的重量(4B)。
圖5. 用Ployfill填充材料塞滿手提音箱，有助于增強(qiáng)低音及減少咔嗒聲。
享受音樂(lè)
從開始之初，我就將boomcase的音頻源設(shè)計(jì)為3.5mm插孔，這樣就能夠利用智能手機(jī)及其它便攜裝置播放音樂(lè)。但是，我遇到了一個(gè)很有意思的問(wèn)題：我的手機(jī)帶有插孔檢測(cè)電路。第一次將手機(jī)連接到boomcase時(shí)，幾乎聽不到聲音。我在放大器的輸入上增加了一個(gè)連接至地的32Ω電阻(圖2)，從而騙過(guò)插孔檢測(cè)電路�，F(xiàn)在，智能手機(jī)在插孔檢測(cè)期間會(huì)檢測(cè)到阻抗，會(huì)認(rèn)為正在驅(qū)動(dòng)耳機(jī)，于是就輸出較大的信號(hào)電平。
Boomcase聲音響亮，制作過(guò)程也很有趣，并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(jìn)行更好的密封。現(xiàn)在，如果您播放“Bassy”音樂(lè)，低音量時(shí)會(huì)聽到像是端口噪聲的聲音。目前為止，計(jì)劃在手提音箱的兩部分之間使用發(fā)泡密封條之類的東西(比如擋風(fēng)雨條)和泡沫線。我還準(zhǔn)備增加Bluetooth藍(lán)牙功能。Boomcase已經(jīng)具備了鄉(xiāng)村音樂(lè)的風(fēng)格，如果將耳機(jī)線去掉，一定會(huì)出盡風(fēng)頭！
圖6. 完工的boomcase。
附材料清單(BOM)
作者：Patrick Gallagher
技術(shù)團(tuán)隊(duì)成員，Maxim Integrated
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