Доработка штатной магнитолы линейными выходами

[vasvi]

Собственно проблема: хочется качественную музыку в машину, которая, как известно, не может быть без хорошего внешнего усилителя. С другой стороны не хочется менять штатное головное устройство, отлично вписавшееся в интерьер и имеющее достаточную функциональность и навигацию. Можно, конечно, купить усилитель, который имеет высокоуровневые входы (или отдельный конвертер) и взять сигнал непосредственно с усиленного выхода штатной магнитолы, но качественной музыки мы в таком случае не получим, причин тут несколько:
1. Усилитель низкой частоты в штатной магнитоле имеет достаточно высокие искажения на уровне 0.1% на частоте 10кГц, а с ростом частоты эти искажения ещё выше. Строить хорошую музыкальную систему имея сразу 0.1% искажений в самом начале тракта не хорошо.
2. Аналоговый звуковой тракт штатных головных устройств редко бывает нормальным и практически всегда требует доработки.

Итак, цели определены: нужно проверить и доработать аналоговый звуковой тракт и сделать линейные выходы для подключения внешнего усилителя.

Пациент:
штатное головное устройство Nissan Qashqai 2014 SE+, PartNO: 259154EM0A, model name: LCN2K70B00, производитель Bosch PartNO: 7612033116, версии HW: 031, SW: D206:

Магнитола разбирается достаточно легко, для разборки необходима отвертка типа Torx T8. Порядок разборки таков: открутить кронштейны крепления, открутить 4 винта (два снизу и два сверху), соединяющих основной корпус с фронтальной панелью. После этого всю панель можно аккуратно снять и отложить в сторону. получается так:

Далее отсоединяем шлейф, соединяющий CD-привод с основной платой. Откручиваем 2 винта сзади и 2 снизу, снимаем верхнюю часть корпуса вместе с CD-приводом. Откручиваем 2 винта на основной плате, снимаем плату с нижней части корпуса. Нижняя алюминиевая часть работает радиатором для процессора, радиотюнеров и ещё какой-то мелкой микросхемки, которые приклеены к ней на термоклей, отрывается легко, но для обратной сборки потребуется термоклей или термопрокладки.
Итак плата извлечена:

Находим и разбираем аналоговый тракт:

Выпаиваем компоненты и замеряем их номиналы, получается следущее:

На удивление аналоговый тракт очень короткий и начинается с хорошего ЦАП Burr-Brown PCM1681 24bit/192kHz. Это порадовало. Далее идет R-C ФНЧ и собственно усилитель.

Продолжение следует...

 

[TPS1111]

Наконец-то появилось толковое сообщение в области автозвука

 

[slavutich]

Ждём продолжения

 

[mr.morozov]

Помоему это того не стоит, 2 т.р. стоит переходник (не помню как называется, если надо узнаю), со штатной магнитолы на линейные выходы.

 

[vasvi]

...продолжение:

R-C цепочка оказалась очень странной, что-то разработчики тут начудили:
1. ЦАП зачем-то нагружен на емкость 500p, хотя по спецификации ЦАП предельная нагрузка 50p. Активная нагрузка - 3.3кОм на высоких частотах вместо минимально допустимых 5кОм. Т.е. ЦАП всё время работает в режиме перегрузки.
2. Частота среза ФНЧ получается Fc=1/(2*pi*2.4e-9*3.3e3)=20кГц, т.е. на 20кГц уже имеем спад АЧХ на уровне -3dB!
Теперь понятно, почему высоких приходилось немного добавлять темброблоком, но всё равно из этого ничего хорошего не получалось.

Для доработки этой цепи предлагаю два варианта:
- первый вариант, в котором не планируется делать линейные выходы: С1 - удаляем, R1=R2=5.1кОм, С2=1.2nF, C3=2.2uF.
- второй вариант, в котором планируется добавить линейные выходы: С1, R2 - удаляем, R1=68кОм, С2=100pF, C3=2.2uF.
Я сделал изменения по второму варианту:


Для организации линейных выходов можно просто взять сигнал прямо с ЦАП, но это нехорошо, во-первых, межблочные кабели имеют достаточно большую емкость (сотни пикофарад), превышающую нагрузочную способность ЦАП, во-вторых, слабый выход ЦАП не сможет эффективно замыкать на себя помехи. Поэтому лучше всего изготовить буферный усилитель, который будет выполнять роль дополнительного ФНЧ второго порядка, усилителя уровня с небольшим коэффициентом 1.2 раза, усилителя мощности выходного сигнала, способного работать на любое входное сопротивление усилителя и замыкать на себя помехи. Со схемой такого буферного усилителя я не мудрствовал, а взял её из рекомендаций в описании ЦАП, вот:

Немного изменил сопротивление резистора R2=7.5кОм, чтобы максимально увеличить размах выходного сигнала в пределах напряжения питания ОУ, таким образом коэффициент усиления составил Av=7.5/6.2=1.21 раза. Размах сигнала с ЦАП составляет 3.75В, таким образом напряжение линейного выхода составит: Uo=3.75*1.21/2/1.4=1.62В RMS.
В качестве ОУ я использовал прецизионный аудио ОУ AD8656.

Плату изготовил по утюжной технологии:

Все компоненты заказывал в интернет-магазине "чип и дип". Нужно обратить внимание, что керамические конденсаторы нужно использовать термостабильные серии NP0, резисторы желательно 1%, что бы не было разброса между каналами, а частота среза ФНЧ не менялась от температуры. Вот что получилось:

Стабилизатор аналогового питания 5В (питающего ЦАП и будущий буферный усилитель) шунтируем танталовым электролитом 10uF:

Плату буферного усилителя установил в непосредственной близости от ЦАП, что бы цепь аудиосигнала была как можно короче:

На фото обведены два электролита, дополнительно установленных параллельно керамическим: один 100uF по питанию 5В аналоговой части, второй 10uF, шунтирующий опорное напряжение выхода ЦАП.
Вот собственно что получилось:


Для тех, кто использует встроенный усилитель магнитолы настоятельно рекомендуется увеличить емкость конденсатора питания УНЧ на как минимум на 10000uF, можно подпаять этот конденсатор параллельно к уже установленному 3300uF, обведенному на фото:

Я этого не делал, так как не планирую использовать встроенный усилитель.

Маленький нюанс: линейный выход получился инверсным, чтобы это скомпенсировать нужно акустику подключать к усилителю в инверсии + к -, а - к +, тогда всё будет работать правильно.

Всё заработало сразу и без проблем. Линейные выходы проверены пока только на осциллографе, а звук со встроенного усилителя изменился в лучшую сторону: ВЧ встали на место.

В ближайший месяц планирую установку фронтальной акустики с сабом вместо бардачка, раскачиваемых от двух усилителей мощности. Как только это будет сделано обязательно отпишусь.

Помоему это того не стоит, 2 т.р. стоит переходник (не помню как называется, если надо узнаю), со штатной магнитолы на линейные выходы.

В первом абзаце первого сообщения я написал почему этот вариант хоть имеет право на жизнь, но не является предпочтительным.

 

[Triumph84]

Спасибо,интересно пока только не понял этот момент:

2. Частота среза ФНЧ получается Fc=1/(2*pi*2.4e-9*3.3e3)=20кГц, т.е. на 20кГц уже имеем спад АЧХ на уровне -3dB!
Теперь понятно, почему высоких приходилось немного добавлять темброблоком, но всё равно из этого ничего хорошего не получалось.

Разве 20кГЦ не максимальный порог восприятия для человека?? Какой смысл увеличивать этот предел?

 

[vasvi]

Спасибо,интересно пока только не понял этот момент:

Разве 20кГЦ не максимальный порог восприятия для человека?? Какой смысл увеличивать этот предел?

В любой маломальски hi-fi системе аудиотракт должен быть максимально линейным в диапазоне 20-20000Гц. А тут мы имеем спад на частоте 20кГц уже на уровне -3dB (в 1.4 раза по уровню сигнала и в 2 раза по мощности!), а сам спад начинается на гораздо более низких частотах. Такие спады слышны даже не сильно привередливым слушателям :smile: . Фазовая характеристика такого фильтра тоже не радует. Вот расчетные характеристики штатной цепочки:
http://i.imgur.com/zTQIarh.png
И это без учета прямой нагрузки 500pF на выходе ЦАП, это посчитать не могу, так как не известно выходное сопротивление ЦАП, но однозначно, что это десятикратный (!) перегруз на ВЧ.

 

[Nark0tik]

vasvi, ты реально крутk:

 

[Alex86]

Мега крут!!!:good:

 

[vasvi]

По просьбам трудящихся выкладываю файл с разводкой PCB буферного усилителя.
Посмотреть вложение LPF_buffer.zip
(файл сделан в программе SprintLayout-50, открывать ей же)
Номиналы компонентов изложены в отчете и видны на фото собранной платы.

 

[Born2Fuck]

По просьбам трудящихся выкладываю файл с разводкой PCB буферного усилителя.
Посмотреть вложение 4487
(файл сделан в программе SprintLayout-50, открывать ей же)
Номиналы компонентов изложены в отчете и видны на фото собранной платы.

Батенька, да вы святой :laugh2:. т.е карма хорошая у вас :good:

 

[kopteloff]

Ждём когда автор доведёт всё до совершенства и будет массово переделывать людям балалайки
(не безвозмездно конечно))

Помоему это того не стоит, 2 т.р. стоит переходник (не помню как называется, если надо узнаю), со штатной магнитолы на линейные выходы.

вот себе и поставьте, а умные сначала форумы почитают про эти переходники))

По просьбам трудящихся выкладываю файл с разводкой PCB буферного усилителя.
Посмотреть вложение 4487
(файл сделан в программе SprintLayout-50, открывать ей же)
Номиналы компонентов изложены в отчете и видны на фото собранной платы.

аналог какой нибудь этой программы для MAC есть?

 

[vasvi]

Ждём когда автор доведёт всё до совершенства...

Обязательно отпишусь, где-то через месяц будет готово.

... и будет массово переделывать людям балалайки (не безвозмездно конечно))

Друзья, форумчане! Для меня это не более чем хобби и ставить это на коммерческие рельсы нет ни малейшего желания ardon:
Так что если кому чем помочь, то лучше поискать местного электронщика. Без опыта лезть в плату нежелательно (хотя надо же когда-то начинать :smile так как детали очень мелкие, к примеру родная RC-цепочка собрана на деталях размером 0402 (это 1.0х0.5мм), паять такое - нужны крепкие нервы :laugh2:.

... аналог какой нибудь этой программы для MAC есть?

Аналогов под MAC похоже не существует:
http://www.abacom-online.de/uk/html/sprint-layout.html
только под винду.

 

[kopteloff]

Да нам бы хоть теоретически помочь, а там бы может какого местного Кулибина нашли)) Респект за Ваш труд!!
Обидно просто в смартфон со спичечную коробку чего только не напихают, а тут так разрекламировали этот NC2, а толку...

 

[vasvi]

Да нам бы хоть теоретически помочь, а там бы может какого местного Кулибина нашли)) Респект за Ваш труд!!

Это без проблем! Как говорится языком чесать - не мешки ворочить :laugh2:.

 

[kopteloff]

Это без проблем! Как говорится языком чесать - не мешки ворочить :laugh2:.

Не ну хоть на одном то варианте (желательно на своём) рабочий пример то покажите!:smile:

 

[DRIV3R]

Ещё бы найти ту часть, которая отвечает за хреновое воспроизведение радио на кашкае и перепаять бы её, вот радость бы была...

 

[Шатун]

Обидно просто в смартфон со спичечную коробку чего только не напихают, а тут так разрекламировали этот NC2, а толку...

На форуме старого кашака начитался про этот NC и как люди с ним маются, поэтому и не стал его брать.

 

[vasvi]

Ещё бы найти ту часть, которая отвечает за хреновое воспроизведение радио на кашкае и перепаять бы её, вот радость бы была...

Кстати говоря, у меня с приемом радио полный порядок. Возможно по фото платы или аппаратной версии можно найти "10 отличий" от тех головных устройств, которые имеют проблемы с радио.

 

[Triumph84]

vasvi, после доработки функция увеличения громкости от скорости а также встроенный эквалайзер продолжают работать?