将开放音频硬件设计为DIY套件

你知道你可以构建自己的扬声器系统吗?Muffsy的创建者分享了他如何开始制作开放音频硬件,以及为什么他开始向其他DIY爱好者销售他的设计。
197 位读者喜欢这篇文章。
Open source voice control

Pixabay。由 Opensource.com 修改。CC BY-SA 4.0。

在这个关于人们在开放环境下开发音频技术的系列文章中,我之前采访了 Juan Rios,Guayadeque 的开发者和维护者Sander Jansen,Goggles Music Manager 的开发者和维护者。这些对话拓宽了我的思路,让我比以往更喜欢他们的软件。

为了这篇文章,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再次拿起烙铁进行冒险的人。

我已经构建了 Håvard 的两个套件:一个 动圈 (MC) 唱头放大器 和一个 动磁 (MM) 唱头放大器。两者都非常有趣,声音也很棒。它们也让我回忆起往事。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;设计和放大器都在岁月中遗失了,但它们都非常有趣!

会见 Håvard Skrödahl,开放音频硬件制造商

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,听唱片和卡带是我们唯一的选择。当然,黑胶唱片质量最好,而卡带更便携。大约五年前,我重新开始听黑胶唱片,发现自己缺少所需的设备。所以,我决定制作自己的唱机放大器(也称为唱头前置放大器)。第一个版本体积庞大,RIAA 滤波器也比较差,但在最初的几个月里我改进了它。

第一个版本完全是自制的。我一直在摆弄碳粉转印和化学品,并不断弄断钻头来制作这个电路板。 

Phono stage board top

唱机放大器电路板的顶部

Bottom of the phono stage board

唱机放大器电路板的底部

我对这个唱机放大器欣喜若狂。它工作得非常完美,即使 RIAA 曲线偏差很大。它还具有可变的输入阻抗(很大程度上受到了 Audiokarma CNC 唱机放大器 的启发)。

当我开始将电路板进行专业制造时,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 滤波器被完全重新设计,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。

Muffsy audio hardware boards

问:您是如何决定将您的作品作为套件提供的?您又是如何从套件走向开源的?

答: 元件值采用 E24 是因为我所在地区缺乏像样的元件供应商(或者我当时是这么认为的,后来发现我附近就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。

真正使唱机放大器适合作为套件的是一个不需要摆弄 市电 的电源。它基本上是一个交流适配器、一个倍压器和几个三针稳压器。

所以我就这样了;我有了唱机放大器、电源和合适的(且相对容易采购的)元件。电路板可以直接装入我选择的外壳中,我制作了一个合适的后面板。我现在可以销售一个 DIY 套件,一旦组装完成,它就会变成一个工作设备。这非常独特;您不会看到很多套件供应商提供制造功能性产品所需的一切。

Phono stage kit with the power supply and back panel

额外的好处是,因为这只是我的爱好,我甚至不以盈利为目的。这也是我的设计开源的部分原因。虽然不透露谁在使用这些设计,但你会发现它们被用在不止一家专业的黑胶母带工作室、政府数字化项目,甚至是一家你听说过的黑胶播放器制造商那里。

问:请您谈谈您的教育背景。您是电气工程师吗?您对电路的兴趣来自哪里?

答: 我上过一所军事电气工程 (EE) 学校。虽然我的职业生涯中几乎没有涉及 EE,除了做过几年电话交换机技术员。我对音乐的兴趣一直伴随着我,我一直梦想着创造一些东西。不过,我宁愿避开市电,所以我更喜欢信号电平和以下的工作。

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: 我的职业是 IT 管理、系统架构和安全。所以我在工作中不做任何硬件设计。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,我的动力来自我自己的需求。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。

LED tester

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

Notch filter

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。

SMD vacuum pickup tool

我制作了各种 PSU/变压器分线板,这些板不适合作为套件,因为它们需要市电。

PSU/transformer breakout board

我设计并构建了 MC Head Amp,甚至没有拥有 MC 唱头。我甚至构建了 O2 耳机放大器,而没有拥有一副耳机,尽管比我聪明得多的人怀疑这只是购买一副 Sennheisers 的一个聪明借口。

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,很难组装错误), 不要太贵,也不要需要稀有元件, 而且重量不能太重,因为从瑞典寄出的邮资非常昂贵。

最重要的是,我需要有时间和空间来存放另一个套件。这张照片显示了几乎所有我可用于存放套件的空间,两箱深,都是宜家的。

A shelf filled with boxed of Muffsy kits

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了解到,好的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(您设备正面上的贴纸)上。远离这些,您就会回到信号电平音频,它可以非常实惠。

别误会我的意思;有很多有天赋的设计师花费大量时间和创造力来制作下一个伟大的设备。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基于 运算放大器 的前置放大器,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)。我正在使用 Muffsy 唱机前置放大器和 Muffsy MC 唱头放大器。然后我有一些非常好的 Dynaco A25 扬声器,我通过纯粹的运气将它们翻新了。我选择了仍然是“真正的”唱盘的最便宜的 Pro-Ject 唱盘。就是这样。没有环绕声,没有遥控器(目前还没有),除非你算上连接到我的放大器背面的 Chromecast Audio。

Håvard Skrödahl's A/V setup

Håvard 的 A/V 设置

我很乐意为优质元件、良好的连接器和屏蔽信号电缆付费。但是,为了委婉地说,我宁愿为工作使用正确的元件,而不是最昂贵的元件。我偶尔会收到关于特定电阻器和昂贵的“精品”元件的问题。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。

Preamp internals

问:您使用什么类型的软件进行硬件设计?

答: 我已经使用 Eagle 多年了。进入不同的工作流程需要很多时间,并且需要犯很多错误,所以目前还没有使用 KiCad

问:您能告诉我们您的套件的未来发展方向吗?会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,我不会考虑出售它,因为我之前说过关于市电的问题。芯片放大器和 D 类 似乎已经占领了 DIY 领域,我对 D 类放大器非常满意。

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

该套件包含您所需的一切。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 语音支持和用于应用程序或命令行远程控制的 MQTT

Input selector

我现在的产品线包括用于 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。我甚至还在销售电子管前置放大器和配套电源的裸电路板。

这些组件几乎构成了完整前置放大器的所有内部结构,这已成为我的主要动力之一。

就普通前置放大器而言,我没有什么新的或明显更好的东西可以提供,所以我正在使用一个知名电路的修改版本。我不能也不会出售这个电路,因为它具有专有性。

无论如何,这是我的个人目标。它仍然是一个正在进行中的项目,使用 S3207 外壳和在 Frontpanel Express 制作的前面板。

Muffsy preamp

谢谢你,Håvard,这看起来很棒!我很乐意在我的 Hi-Fi 架子上放一个这样的东西。

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,并且他们觉得 Håvard 的故事很鼓舞人心。就我而言,我认为我的下一个项目可能是 有源分频器

Chris Hermansen portrait Temuco Chile
自 1978 年毕业于不列颠哥伦比亚大学以来,我很少离开电脑,从 2005 年开始成为全职 Linux 用户,从 1986 年到 2005 年成为全职 Solaris 和 SunOS 用户,在此之前是 UNIX System V 用户。

8 条评论

当我看到提到 Hafler 时,我就知道这篇文章会很好读。我的系统里也有一对 Dynaco A25 扬声器!

谢谢你的评论,Alan!我保留了一些早期的立体声设备太久了,现在它们都变成古董了;比如电视房里的 Polk 7b 扬声器,以及我办公室里的 Hafler 设备。我的儿子有我旧的 Ariston RD-11 TT。所有这些听起来仍然相当不错。

回复 ,作者是 alanfd_oss

哦,是的,这非常有趣。我已经构建了两个唱机套件,正如 Håvard 所说,它们很难组装错误。而且这给了我一个购买一台很棒的新型数字控制焊台的借口……

回复 ,作者是 alanfd_oss

谢谢这篇文章 :)

很棒的文章 :)

© . All rights reserved.