DIY 套件形式的开放音频硬件设计

在本系列关于以开放方式开发音频技术的人员的上一篇文章中，我采访了 Guayadeque 的开发者和维护者 Juan Rios 和 Goggles Music Manager 的开发者和维护者 Sander Jansen。这些对话拓宽了我的思路，让我比以往任何时候都更喜欢他们的软件。

在本文中，我联系了 Muffsy 的创始人 Håvard Skrödahl。他的爱好是设计开源音频硬件，他将自己的设计作为套件提供给我们这些迫不及待想要拿起烙铁开始另一场冒险的人。

我已经构建了 Håvard 的两个套件：一个 动圈 (MC) 唱头前置放大器 和一个 动磁 (MM) 唱头唱机前置放大器。两者都非常有趣，声音也很棒。它们也让我回想起过去。在我 20 多岁的时候，我构建了一些其他的音频套件，包括一个 Hafler DH-200 功率放大器 和一个 DH-110 前置放大器。在那之前，我使用摩托罗拉电路设计构建了一个功率放大器；设计和放大器都在过程中丢失了，但它们都非常有趣！

认识开放音频硬件制造商 Håvard Skrödahl

问：您是如何开始设计音乐播放硬件的？

答： 我在 80 年代中期还是个青少年，听唱片和磁带是我们唯一的选择。当然，黑胶唱片的质量是最好的，而磁带则更便携。大约五年前，我重新开始玩黑胶唱片，发现自己缺少所需的设备。所以，我决定自己制作唱机级（也称为唱机前置放大器）。第一个版本体积庞大，RIAA 滤波器也相对较差，但在最初的几个月里我对其进行了改进。

第一个版本是完全自制的。我一直在摆弄碳粉转印和化学品，不断折断钻头来制作这个电路板。 

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^{唱机级电路板的顶部}

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^{唱机级电路板的底部}

我对这个唱机级非常满意。它工作完美，即使 RIAA 曲线偏差很大。它还具有可变输入阻抗（很大程度上受到 Audiokarma CNC 唱机级 的启发）。

当我开始让专业人士制作电路板时，我发现阻抗设置可以改进很多。我的设置需要可调增益，所以我添加了它。RIAA 滤波器经过了完全重新设计，据我所知，它是唯一使用 标准 E24 元件值 的精确 RIAA 滤波器电路。

问：您是如何决定以套件形式提供您的作品的？您又是如何从套件走向开源的？

答： 元件值是 E24，这是因为我所在地区缺乏像样的元件供应商（或者我以为是这样，结果证明我附近有一家很棒的供应商），所以我不得不选择标准值。这意味着我的电路非常适合 DIY，我开始在 Tindie 上销售空白印刷电路板。

真正使唱机级适合作为套件的是电源，它不需要摆弄 市电。它基本上是一个交流适配器、一个倍压器和几个三针电压调节器。

所以我有了；我有一个唱机级、一个电源和合适的（并且相对容易采购的）元件。电路板直接安装到我选择的外壳中，我制作了一个合适的后面板。我现在可以销售一个 DIY 套件，一旦组装好，它就会变成一个工作设备。这是非常独特的；您不会看到很多套件供应商提供制作功能性产品所需的一切。

作为额外的奖励，由于这只是我的爱好，我甚至不以盈利为目标。这也部分解释了为什么我的设计是开源的。不透露谁在使用这些设计，但您会在不止一家专业的黑胶母带工作室、政府数字化项目，甚至在一家您听说过的黑胶播放器制造商那里找到它们。

问：请介绍一下您的教育背景。您是电气工程师吗？您对电路的兴趣从何而来？

答： 我上过一所军事电气工程 (EE) 学校。我的职业生涯与电气工程几乎毫无关系，除了在一家电话交换机技术员那里工作了几年。我对音乐的兴趣一直伴随着我，我一直梦想着制作一些东西。不过，我宁愿避开市电，所以我喜欢信号电平和以下。

问：在您的日常工作中，您也做硬件方面的工作吗？还是软件？开源对您的日常工作重要吗？

答： 我的专业是 IT 管理、系统架构和安全。所以我不在工作中做任何硬件设计。如果没有开源，我就不会有今天的成就，这也是我的设计公开提供的另一个原因。

问：您能告诉我们一下从设计到电路板再到生产套件需要做些什么吗？

答： 当我开始一个新项目时，我的动机来自于我自己的需求。或者如果我受到启发，就像我制作恒流 LED 测试仪时那样。LED 测试仪需要一个非常特定的亚毫安表，而且很难找到它的外壳。所以 LED 测试仪不适合作为套件。

我制作了一个 陷波滤波器，它需要匹配的精密电容器，而且电位器很难微调。此外，我没有看到有人排队购买这款产品，所以它不适合作为套件。

我制作了一个仅使用表面贴装器件 (SMD) 元件 的反向 RIAA 滤波器——我不会将其作为套件提供。我为这个项目构建了一个 SMD 真空吸取工具，所以这并非毫无意义。

我制作了各种 PSU/变压器分线板，它们不适合作为套件，因为它们需要市电。

我设计并构建了 MC 唱头放大器，甚至没有拥有 MC 唱头。我甚至构建了 O2 耳机放大器，但没有拥有耳机，尽管比我聪明得多的人怀疑这是一个购买 Sennheiser 耳机的巧妙借口。

套件需要是我认为人们需要的东西， 它们必须易于组装（或者更确切地说，难以错误组装）， 价格不能太贵，也不需要奇特的元件， 而且由于从瑞典寄出的邮资非常昂贵，所以重量不能太重。

最重要的是，我需要有时间和空间来制作另一个套件。这张照片几乎展示了我用于套件的所有空间，两箱深，都是宜家的。

问：您是音乐家还是音响发烧友？您有什么样的设备？

答： 我不是音乐家，也不是大多数人定义的那种音响发烧友。但我从教育和经验中知道，好声音不必花费很多钱。实际上，它可以很便宜。很多成本都在变压器、外壳和许可证（您设备前面的贴纸）上。远离这些，您就会回到可以非常实惠的信号电平音频。

不要误会我的意思；有很多有天赋的设计师花费大量的时间和创造力来制作下一款伟大的设备。他们应该为自己的工作获得报酬。我的意思是，用于这些设备的组件可以用很少的钱买到。

我的设备是一个简单的 运算放大器 型前置放大器，带有一个旋转输入开关和一个基于 TPA3116 芯片的低于 25 美元的 D 类放大器（我将升级到 IcePower 125ASX2）。我同时使用了 Muffsy 唱机前置放大器和 Muffsy MC 唱头放大器。然后我有一些非常棒的 Dynaco A25 扬声器，我设法通过纯粹的傻人有傻福来翻新它们。我选择了仍然是“真正的”唱机的最便宜的 Pro-Ject 唱盘。就是这样。没有环绕声，没有遥控器（目前还没有），除非您算上连接到我的放大器背面的 Chromecast Audio。

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^{Håvard 的 A/V 设置}

我很乐意为优质组件、良好的连接器和屏蔽信号电缆买单。但是，为了保持外交辞令，我宁愿为工作使用正确的组件，而不是最昂贵的组件。我不时收到关于特定电阻器和昂贵的“精品”组件的问题。我的回答很简短，并提醒人们我自己的构建与我在 Tindie 上销售的完全相同。

我的前置放大器使用我的 MC 唱头放大器作为构建块。

问：您使用哪种软件进行硬件设计？

答： 多年来，我一直使用 Eagle。适应不同的工作流程需要花费大量时间，并且需要犯很多错误，所以目前还没有 KiCad。

问：您能告诉我们一下您的套件的去向吗？有新的唱头放大器吗？新的唱机放大器？线路电平前置放大器或功率放大器呢？

答： 如果我要做功率放大器，我不会梦想出售它，因为我说过关于市电的事情。无论如何，芯片放大器和 D 类 似乎已经接管了 DIY 领域，我对 D 类非常满意。

我最新的套件是一个输入选择器。它介于硬件和软件之间，因为它使用 ESP32 片上系统微控制器。而且这也是我自己想要的东西。

该套件包括您需要的一切。它有一个旋转编码器、一个红外接收器，我甚至还在套件中添加了一个遥控器。软件和硬件都可以在 GitHub 上找到，也采用宽松的开源许可证，并且很快将包括 Alexa 语音支持和 MQTT，用于应用程序或命令行遥控。

我的产品线现在包括用于 MC 和 MM 唱头的放大器、它们的电源和后面板以及输入选择器。我甚至还在销售用于电子管前置放大器和配套电源的裸电路板。

这些组件构成了完整前置放大器的几乎所有内部结构，这已成为我的主要动机之一。

在普通前置放大器方面，我没有什么新的或明显更好的东西可以提供，所以我使用的是一个众所周知的电路的修改版本。我不能也不会出售这个电路，因为它是专有的。

无论如何，这是我的个人目标。它仍然在进行中，使用 S3207 外壳和在 Frontpanel Express 制作的前面板。

谢谢 Håvard，看起来很棒！我很乐意在我的 Hi-Fi 架子上放这样的东西。

我希望有人正在等待尝试音频套件构建，甚至是从经过验证的开源原理图进行电路板布局，并且他们发现 Håvard 的故事很有启发。至于我，我认为我的下一个项目可能是 有源分频器。