Soundbar-piirilevyjen valmistus HDMI eARC:lle, DSP:lle ja monikanavaiselle D-luokan äänelle

Soundbar-piirilevy voi yhdistää HDMI/eARC-, optiset tai analogiset tulot, äänijärjestelmän SoC/DSP-prosessorin, useita DA-muuntimia tai digitaalisia vahvistinkanavia, Bluetoothin/Wi-Fin ja tehokkaan D-luokan pääteasteen pitkän ja matalan kotelon sisällä. Levyn on ylläpidettävä alhainen äänen kohina ja luotettava langaton/HDMI-yhteys samalla, kun se levittää lämpöä useista vahvistinkanavista ja hallitsee kytkentä-EMI-häiriöitä kaiuttimien, antennien ja mikrofonien lähellä.

Highleap Electronics valmistaa ja kokoaa asiakkaiden suunnittelemia soundbar-piirilevyjä ja -levyasemia. Ohjelmiin voi sisältyä digitaalinen/HDMI-ohjauskortti, vahvistinkortti, langattoman moduulin kortti tai integroitu pääpiirilevy, ja niihin sisältyy hankinta, ohjelmointi, tarkastus ja asiakkaan määrittelemä äänentoiston toiminnallisuustestaus.

1. Soundbar-piirilevyjen suunnittelun ja valmistuksen keskeiset painopisteet

Soundbar-arkkitehtuuri tulisi määritellä kanavamäärän, kaiutintopologian ja tuloliitäntöjen perusteella. Yksinkertainen 2.0-kanavainen kaiutin ja 5.1.2-kanavainen tai uudempi immersiivinen tuote voivat vaatia hyvin erilaisia ​​piirilevyn virransyöttö-, DSP- ja lämpösuunnitteluratkaisuja.

• HDMI/eARC-tulo: Levyn tulisi määrittää todelliset HDMI/eARC-vaatimukset, liittimen ja laiteohjelmiston toiminta. Suurnopeusosa voi seurata HDMI-liitännän piirilevy valmistuksen rajoitukset.
• DSP ja kanavankäsittely: Jakosuotimet, taajuuskorjain, bassonhallinta, viive, dynamiikka ja immersiivinen renderöinti riippuvat valitusta järjestelmäpiiristä/signaalinkäsittelyprosessorista. Digitaalista osaa voidaan tarkastella käyttämällä ääni-DSP-piirilevy näkökohdat.
• I²S/TDM-jakauma: Monikanavaisten ääniväylien tulisi ylläpitää puhtaita kelloja ja determinististä kanavakartoitusta DSP:n, DA-muuntimien ja digitaalivahvistimien välillä.
• D-luokan pääteaste: Tehokkaat vahvistimet vähentävät lämpöä, mutta luovat nopeita kytkentäreunoja. Lähtösuodattimet, virtasilmukat ja kaiutinliittimet tulee pitää poissa RF-/ääniherkiltä alueilta.
• Terminen leviäminen: Useat vahvistinkanavat ohuen kotelon sisällä voivat luoda kuumia kohtia. Piirilevyn kupari, lämpöä johtavat reiät ja rungon lämpöreitit tulisi suunnitella samanaikaisen kanavakuormituksen ympärille.
• Langattoman verkon/antennin sijoittelu: Bluetooth/Wi-Fi-antennit tulee erottaa vahvistinkeloista, kytkentämuuntimista ja metallisista kaiutinrakenteista.

Miksi TDM on hyödyllinen monikanavaisessa soundbarissa?

TDM mahdollistaa useiden digitaalisten äänikanavien jakamisen pienemmällä sarjadatalinjamäärällä, mikä vähentää SoC-nastojen määrää ja piirilevyjen välistä johdotusta. Kellotusta ja kanavapaikkojen välistä karttaa on silti hallittava huolellisesti laiteohjelmiston ja laitteiston välillä.

Voiko soundbarin piirilevy itsessään toimia jäähdytyssiilinä?

Kyllä, monet D-luokan laitteet on suunniteltu siirtämään lämpöä piirilevyn kupariin paljaiden liitäntäpisteiden kautta. Todellinen lämpötulos riippuu kuparipinta-alasta, kerrosten määrästä, läpivienneistä, ilmavirrasta, kotelon kontaktista ja äänikuormasta, joten laitevalmistajan on validoitava koko lämpöreitti.

2. HDMI/eARC, DSP, DAC ja vahvistimen signaaliketjun integrointi

Soundbarit voivat vastaanottaa ääntä HDMI/eARC-, optisesta S/PDIF-, USB-, Bluetooth/Wi-Fi- tai analogisista tuloista. DSP reitittää sitten käsitellyt kanavat DA-muuntimille tai digitaalitulovahvistimille.

• HDMI/eARC-vastaanotin: Pidä HDMI-reititys lyhyenä ja hallittuna käyttämällä HDMI PCB valmistusperiaatteet; valmiustilan virrankulutuksen ja eARC-ohjauksen tulee vastata valittua lähetin-vastaanotinta.
• DSP-kellot ja -väylät: Äänen kellolaadun, nollausjärjestyksen ja I²S/TDM-reitityksen tulee olla yhdenmukaisia ​​DSP- ja vahvistinlaitteissa.
• Analogiset/DAC-vaiheet: Kun käytetään ulkoisia DA-muuntimia, noudata äänipiirilevyjen suunnittelu käytännöt vähäkohinaisille referensseille, maadoituspaluulle ja analogiselle suodatukselle.
• Monikanavaiset vahvistimet: Lähtötehon, kuormitusimpedanssin ja kanavien lukumäärän tulisi määrittää kuparin, suodattimen osien ja liittimien nimellisarvot.
• Langattoman subwooferin linkki: Pääkaiutin voi lähettää matalataajuisen kanavan erilliseen subwooferiin. Valittua langatonta ratkaisua, viivettä ja pariliitoksen laiteohjelmistoa tulee säätää osana tuotteen kokoonpanoa.

TI:n referenssisuunnittelut osoittavat, että nykyaikaiset soundbarit voivat yhdistää DSP-prosessoinnin, DA-muuntimen vaiheet ja useita D-luokan vahvistinkanavia yhteen skaalautuvaan arkkitehtuuriin; asiakkaan julkaisemien kanavien määrän ja lisensoidun ääniohjelmiston tulisi määrittää varsinainen tuotantosuunnitelma.

3. Soundbar-piirilevyn kokoonpano, teholähteen tarkastus ja komponenttien hallinta

Äänipalkkien piirilevyissä yhdistyvät hienojakoiset digitaaliset komponentit, suuret tehokomponentit ja useat kaiutinliittimet. Kokoonpanoprosessien tulisi kattaa molemmat osat.

• Äänenvahvistimen kokoonpano: Highleap voi tukea äänivahvistimen piirilevykokoonpano paljailla pad-vahvistimilla, lähtösuodattimilla ja kaiutinliittimillä.
• Kontrolloitu hankinta: HDMI-vastaanottimen, DSP/SoC:n, DAC:n, vahvistinpiirien, induktorien ja langattomien moduulien tulee noudattaa asiakkaan hyväksymiä ohjeita. komponenttien hankinta sääntöjä.
• AOI: AOI PCBA:ssa voi tarkistaa passiivit, vahvistinlähdöt, liittimet ja napaisuuden ennen jäähdytyselementtien tai suojien asentamista.
• X-ray: BGA/LGA-prosessorit ja pohjaan kytketyt vahvistinlaitteet voidaan tarkastaa käyttämällä Röntgentarkastus tarvittaessa.
• Kaiutinjohtosarjan/liittimen tarkistus: Kanavamerkintöjen, napaisuuden ja fyysisten liittimien järjestyksen tulee vastata kotelon ja laiteohjelmiston kanavakarttaa. Asiaankuuluvia mekaanisia/sähköisiä rajapintoja voidaan tarkastella käyttämällä kaiuttimen piirilevy valmistukseen liittyvät näkökohdat.

Miksi lähtöinduktoreita ja kaiutinliittimiä tulisi käsitellä ohjattuina osaluettelon osina?

Niiden nimellisvirta, DCR, saturaatiokäyttäytyminen, mitat ja mekaaninen sopivuus voivat vaikuttaa hyötysuhteeseen, lämpökäyttäytymiseen, sähkömagneettiseen häiriöön (EMI) ja akustiseen tehoon. Nimellisesti samanlainen korvaava osa ei aina ole tuotantokäytössä olevaa osaa vastaava.

4. Soundbarin äänikanavien ja liitettävyyden toiminnallinen testaus

Soundbarin toiminnallisen testauksen tulisi varmistaa koko kanavakartta ja tuloreitit yrittämättä korvata alkuperäisen laitevalmistajan akustista viritysohjelmaa.

• HDMI/eARC ja digitaaliset tulot: Varmista asiakkaan määrittämä lähteen tunnistus ja äänen lukitus.
• DSP/kanavakartta: Käytä tunnettuja ääniä tai kanavantunnistussignaaleja ja varmista oikea reititys.
• Vahvistimen lähdöt: Käytä määriteltyjä kuormia tai kaiutinkiinnikkeitä tarkistaaksesi lähtötehon, mykistyksen/suojauksen ja epänormaalin virran.
• Langaton/Bluetooth: Tarkista pariliitos tai tiedonsiirto, jos se sisältyy julkaistuun tuotteeseen.
• Tehtaan FCT: Highleap voi toteuttaa toiminnallinen testaus käyttäen asiakkaan määrittämiä äänilähteitä, kuormia, laiteohjelmistoa ja hyväksymis-/hylkäyskriteerejä.

5. Äänipalkin piirilevyjen valmistuksen tuotantojulkaisu- ja tarjouspyyntötiedot

Soundbar-tuotannon tulisi pitää kanavamäärä, vahvistimien käyttäjämäärä, kaiuttimien impedanssi, DSP-laiteohjelmisto, langaton moduuli ja kotelon lämpösuunnittelu synkronoituna. Monilla tuoteperheillä on yksi piirilevy, jossa on erilaisia ​​täytevaihtoehtoja, joten varianttien hallinta on tärkeää.

• Piirilevypaketti: Digitaali-/HDMI- ja vahvistinkorttitiedostot, kuparivaatimukset, lämpötyynyt ja liittimien sijainnit.
• Tuoteluettelo: DSP/SoC, DA-muunnin, vahvistin, induktorit, langattomat moduulit, virtalähde ja hyväksytyt vaihtoehtoiset laitteet.
• Kanavan arkkitehtuuri: 2.0/2.1/3.1/5.1.2 tai muu kokoonpano, kaiutinkuormat ja lähtökartoitus.
• firmware: DSP-kuva, taajuuskorjain/jakosuotimen parametrit, langaton kokoonpano ja tuotevariantti.
• FCT: Tuloreitit, kanavatestiäänet, kuormitusolosuhteet, suojaustarkistukset ja virta-/lämpörajat.

Tuotannon tarjouspyyntöjen tarkistuslista

• Piirilevyjen valmistus- ja kokoonpanotiedostot
• DSP/DAC/vahvistin/langaton osakokonaisuus
• HDMI/eARC ja äänitulon määritelmä
• Kaiutinkanava-/kuormitus- ja liitäntäkartta
• Laiteohjelmiston ja tuotevarianttien konfigurointi
• Äänen toimintatestausmenettely ja kuormitukset
• Prototyyppi, pilotti tai toistuva määrä
• Pakkaus- ja jäljitettävyysvaatimukset

Highleap Electronics tukee piirilevyjen valmistusta ja PCBA:ta asiakassuunnitelluille soundbar-järjestelmille. Akustinen viritys, omat äänilisenssit, turvallisuus/vaatimustenmukaisuus ja valmiin tuotteen äänentoisto pysyvät alkuperäisvalmistajan vastuulla, ellei toisin ole erikseen sovittu.