Langattoman subwooferin piirilevyjen valmistus RF-äänelle ja D-luokan tehoasteille

Langattoman subwooferin piirilevy yhdistää matalalatenssisen RF-audiovastaanottimen DSP:llä/suodatuksella, tehokkaan mono- tai siltakytkimellä varustetun D-luokan vahvistimen ja huomattavan virtalähteen. Vaikein sijoitteluongelma on pitää herkkä 2.4 GHz:n tai Wi-Fi-radio ja matalataajuiset äänikellot poissa vahvistimen ja SMPS:n suurivirtaisista kytkentäsilmukoista, mutta silti sovittaa piirilevy kompaktiin kaiutinkoteloon.

Highleap Electronics valmistaa ja kokoaa asiakkaiden suunnittelemia langattomia subwoofereita piirilevyinä ja piirilevyaseina. Palveluihimme kuuluvat RF/digitaaliset ohjauskortit, vahvistin-/tehokortit tai integroidut kokoonpanot, komponenttien hankinta, ohjelmointi, AOI/röntgentarkastukset sekä asiakkaan määrittelemät pariliitos- ja kuormitustestaukset.

1. Langattoman subwooferin piirilevyjen suunnittelun ja valmistuksen keskeiset painopisteet

Langattomassa subwooferissa on kaksi sähköisesti erilaista puoliskoa: radio-/ääni-etuosa ja tehokas pääteaste. Piirilevyn osioinnin, maadoituksen ja tehoarkkitehtuurin tulisi estää toista puoliskoa heikentämästä toista.

• Langaton ääniarkkitehtuuri: Tuote voi käyttää omaa 2.4 GHz:n äänitaajuusaluetta, Bluetooth-teknologiaa, Wi-Fi-yhteyttä tai muuta asiakkaan määrittämää yhteyttä. RF-asettelun tulee noudattaa ...-kohdassa käytettyjä periaatteita. langattoman viestinnän piirilevy valmistus.
• Antennin välys: Pidä antenni ja sitä vastaava verkko mahdollisimman kaukana vahvistimen induktoreista, muuntajan käämeistä, jäähdytyselementeistä, kaiutinmagneeteista ja metallirakenteista.
• D-luokan vahvistimen virtasilmukat: PVDD-irtikytkentä, kytkentäsolmut ja lähtösuodattimet tulisi olla kompakteja ja fyysisesti erillään RF/kello-osasta. Suuritehoisten vaiheiden suunnittelua voidaan tarkastella äänivahvistimen piirilevy näkökohdat.
• SMPS-integraatio: Verkkovirran tai tasavirtatulon muuntaminen aiheuttaa ylimääräisiä kytkentähäiriöitä. Jos syöttö on integroitu, suunnittelua voidaan tarkastella kytkentävirtalähteen piirilevy valmistukseen liittyvät näkökohdat. Virtapiirilevy voidaan erottaa RF/äänikortista, kun kotelointi ja kustannukset sen sallivat.
• Lämpöreitti: Subwooferin vahvistimet voivat tuottaa korkeaa huipputehoa pitkiä aikoja. Paljaat tyynyt, kuparijohtimet, jäähdytyselementit ja rungon kosketus tulee varmistaa irrotetulla kaiutinkuormalla.
• Latenssi/laiteohjelmiston paritus: Langaton pariliitos, kanavan tunnistus ja synkronointi soundbarin/AVR:n kanssa ovat laiteohjelmiston ohjaamia ja ne tulisi sidota RF-moduulin versioon.

Miksi antennin sijoittaminen aktiivisubwooferin sisään on vaikeaa?

Kotelo sisältää suuren kaiutinmagneetin, suurvirtavahvistimen, virtalähteen, johdotuksen ja usein myös metalliosat. Nämä voivat estää tai vääristää radiotaajuutta ja aiheuttaa häiriöitä. Antennin asento tulee varmistaa valmiissa kaapissa, ei pelkästään avoimella piirilevyllä.

Pitäisikö RF-levyn ja vahvistinlevyn olla erilliset?

Erilliset piirilevyt voivat parantaa RF/EMI-osittelua ja huollettavuutta, kun taas integroitu piirilevy voi vähentää liittimiä ja kustannuksia. Oikea arkkitehtuuri riippuu kotelon koosta, tehotasosta, antennin sijainnista ja valmistusmäärästä.

2. RF-äänilinkki, DSP/alipäästösuoritin ja tehovahvistimen integrointi

Kun langaton vastaanotin on vastaanottanut äänivirran, signaali yleensä suodatetaan tai käsitellään ennen kuin se saavuttaa tehovahvistimen. Kello- ja vahvistusrakenteen tulisi pysyä yhdenmukaisena sekä laiteohjelmiston että laitteiston välillä.

• RF-moduuli/SoC: Tarkka MPN, antenniverkko ja sääntelyalue tulee hallita. Yleisiä radiotaajuusvalmistukseen liittyviä huolenaiheita on kuvattu kohdassa RF-piirilevyjen valmistus.
• DSP/alipäästösuodatus: Jakotaajuus, viive, taajuuskorjain ja rajoittimen toiminta riippuvat julkaistusta DSP-kokoonpanosta. ääni-DSP-piirilevy arkkitehtuuria voidaan käyttää tehokkaammissa tuotteissa.
• I²S/TDM tai analoginen liitäntä: Langaton vastaanotin voi syöttää vahvistimelle signaalia digitaalisesti tai DA-muuntimen kautta. Kellosignaalin reitityksen ja referenssimaadoituksen tulisi estää kytkentäkohinan pääsy äänireitille.
• D-luokan pääteaste: Lähtövirta, kaiuttimen impedanssi ja siltaustila määrittävät kupari-, lämpö- ja suojausvaatimukset.
• Virtalähteen yläraja: SMPS:n tulisi tukea vaadittua huippu-/jatkuvaa tehoa ilman liiallista aaltoilua, jännitteen laskua tai lämpörasitusta.

TI:n langattomien subwoofereiden referenssisuunnittelussa yhdistyvät 2.4 GHz:n äänivastaanotin, digitaalinen äänenkäsittely ja D-luokan vahvistin. Tämä havainnollistaa, miksi radiotaajuus, digitaalinen ääni ja tehoasteikko on pidettävä yhtenä järjestelmänä, vaikka ne olisi toteutettu erillisillä piirilevyillä.

3. Virta-/RF-piirilevyjen kokoonpano, komponenttien hankinta ja tarkastus

Langattomat subwoofer-kokoonpanot yhdistävät pieniä RF-komponentteja suuriin induktoreihin, kondensaattoreihin, teho-MOSFET-transistoreihin/vahvistimiin ja raskaisiin liittimiin. Tuotantoprosessin on tuettava sekä tarkkuutta että lämpömassan hallintaa.

• Vahvistimen kokoonpano: Highleap voi tarjota äänivahvistimen piirilevykokoonpano paljaille pad-tyyppisille D-luokan laitteille, suodattimille ja kaiutinlähdöille.
• Kontrolloitu hankinta: Langattomien moduulien, vahvistin-IC:iden, DSP:iden, induktorien, MOSFETien ja SMPS-komponenttien tulee noudattaa asiakkaan hyväksymiä komponenttien hankinta sääntöjä.
• AOI: AOI PCBA:ssa voi tarkistaa RF-passiivit, vahvistimen/lähtösuodattimen sijoittelun ja liittimien napaisuuden ennen jäähdytyselementtien asentamista.
• X-ray: Pohjassa olevat RF/audiolaitteet tai suuret lämpötyynyt voidaan tarkistaa Röntgentarkastus missä vaaditaan.
• Raskaiden komponenttien tuki: Suurten elektrolyyttien, induktorien ja liittimien mekaanisen kiinnityksen tulee kestää kuljetusta ja kaiuttimien tärinää.

Miksi suuret induktorit ja elektrolyytit ovat valmistusongelma subwoofereiden piirilevyissä?

Niillä on suuri terminen massa ja ne voivat altistua tärinälle. Juotosten määrä, selektiivinen/aaltoprosessi, mekaaninen tuki ja etäisyys lämmönlähteistä tulee määritellä julkaistun kokoonpanosuunnitelman mukaisesti.

4. Paritus-, RF- ja vahvistinkuormituksen toiminnallinen testaus

Langaton subwoofer tulisi testata sekä radiopäätelaitteena että tehovahvistimena. Tuotantolaitteisto tarvitsee määritellyn lähetin-/pääyksikön tai RF-testaustilan sekä sähköisen kuorman kaiutinlähtöä varten.

• Pariliitos-/linkkitesti: Varmista, että subwoofer on paritettu hyväksytyn soundbarin/vastaanottimen tai tehdaslähettimen kanssa.
• Äänireitin testi: Varmista, että odotettu matalataajuinen signaali saavuttaa vahvistimen ja että kanavan tunnistetiedot/konfiguraatio on oikea.
• Vahvistimen kuormitustesti: Käytä asiakkaan määrittämää valekuormaa tai kaiutinkiinnikettä tarkistaaksesi lähtötehon, mykistyksen/suojauksen ja epänormaalin virran käyttäytymisen.
• Teho-/lämpötarkistus: Arvioi määritellyn suuren lähtötehon ehto virran, lämpötilan ja sammutus-/suojauskäyttäytymisen osalta.
• Tuotanto FCT: Highleap voi toteuttaa toiminnallinen testaus käyttäen hyväksyttyä RF-paritusta, ääniärsykettä, kuormia ja hyväksymis-/hylkäysrajoja.

5. Langattoman subwooferin piirilevyjen valmistuksen tuotantojulkaisu- ja tarjouspyyntötiedot

RF-moduuli, vahvistimen teho, kaiuttimen kuormitus, virtalähde ja koteloantennin sijainti tulee vapauttaa yhtenä kokoonpanona. Yhden näistä muuttaminen voi muuttaa lämpö-, sähkömagneettisia häiriöitä, akustista tai langatonta käyttäytymistä.

• Piirilevypaketti: RF/ääni- ja vahvistin/tehokorttitiedostot, kuparivaatimukset, impedanssi-/RF-huomautukset ja lämpörajapinnat.
• Tuoteluettelo: RF-moduuli/SoC, DSP/DAC, vahvistin, SMPS, induktorit, liittimet ja hyväksytyt vaihtoehtoiset osat.
• Mekaaninen paketti: Antennin sijainti, jäähdytyselementti/runko, kaiutinliitin ja tärinänvaimennus.
• firmware: Paritus-ID, jakosuodin/taajuuskorjain/limiteritiedot ja moduulin/MCU:n versio.
• FCT: Päälaitteen/lähettimen asetukset, RF-linkkimenetelmä, ääniärsyke, kuormitus, lähtö ja lämpörajat.

Tuotannon tarjouspyyntöjen tarkistuslista

• RF/audio- ja tehovahvistinpiirilevyjen tiedostot
• Ohjatun langattoman/DSP/vahvistimen BOM
• Antennin ja kotelon mekaaniset tiedot
• Kaiuttimen kuormitus ja jäähdytyselementin/virrankulutuksen tiedot
• Laiteohjelmiston/pariliitoksen määritys
• RF/ääni/kuorman toimintatestausmenettely
• Prototyyppi, pilotti tai toistuva määrä
• Pakkaus- ja jäljitettävyysvaatimukset

Highleap Electronics tukee asiakaskohtaisesti suunniteltujen langattomien subwoofereiden piirilevyjen valmistusta ja kokoonpanoa. Langattoman verkon sertifiointi, kotelon akustiikka, turvallisuus/EMC ja valmiin tuotteen äänentoisto pysyvät alkuperäisen laitteen valmistajan vastuulla, ellei toisin ole nimenomaisesti mainittu.