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[方案&展示] 穷烧也来DIY模拟低频管理器

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发表于 2018-7-21 17:41:58 |显示全部楼层

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本帖最后由 irf5401 于 2018-7-21 17:41 编辑

看了zhonggao88大侠的DIY贴, 发现坛子里高手还是很多的.  把今年正在做的低频管理器也发出来供大家品鉴.

做这个玩意主要是为了活动活动脑袋, 别把大学时候学的东西全忘了.

选这个项目最早是几年前对3115的PEQ感兴趣, 想做成自动测量自动设置的,但限于精力和没有原始电路支持,只好作罢.  

年初比较闲,又拿到了这个PEQ的样板,自己抄板反推出了电路, 所以正式开搞.

东西最早发在某秦论坛.

首先介绍一些低频管理及几种方式

低频管理首要的目标我认为应当是拉平频响,消除驻波峰,实际上无论是高端炮自带的PEQ,还是通用DSP如1124 还是低频管理器, 主要处理手段都是陷波器.  把低频驻波峰值打下来,降低驻波能量,会大幅提升听感, 声音变得干净 不拖沓 没有嗡嗡回音久久不散等.

为了实现陷波,有很多方式,

1,简单的模拟处理手段就是GEQ,也就是图形化EQ,  几个推子,每个推子管理一个频率, 不过对于低频并不适用,因为管理的频点是固定的点,比如雅马哈某机器 只能管理20-25-30-40-50-65-80-100 这几个点, 如果你要是有一个45Hz的驻波峰 就无法处理了.

2,复杂的就是PEQ,就是参数化EQ, 每组EQ都可以调节三个参数: 中心频率, 作用宽度,衰减或增益的幅度. 而且是模拟电路, 可以连续调节, 比如可以调节到37.52Hz或者 55.14Hz

3,数字电路中,简单的就是类似百灵达DSP1124这类通用DSP, 实际上这个DSP内部也是内置了一堆数字PEQ,我记得1124是内置了两声道\每声道12个PEQ或者叫窄带陷波器. 但DSP的问题在于, DSP是先相当一台录音机, 录音转数字,再进行数字处理,再解码输出. 相当于:录音机→数字界面→解码器→前级放大.   音质据说相位失真比较大.

以上都仅仅是最后的处理手段,而 驻波究竟在哪里, 情况如何, 这些机器并不知道,需要你自己测量, 然后按照测量结果去操作机器.

4,之后就是正经的低频管理器,  针对低频进行处理, 内置测量,自动计算,根据算法输出,我认为这个是最好的方案. 但价格又小贵, 三五千 ,都比我3115贵了......


所以我打算做的就是 使用模拟PEQ作为手段, 但同时也有自动测量,自动调节功能  .
预期望达到的目的:插上麦克风, 开机测量,自动出声采集,自动找到驻波峰值,自动EQ处理峰值。


技术方案分几块:

首先是执行部分, 采用PEQ,
这个PEQ电路是某秦提供样品, 源头来自 REVEL B15A 低音炮的PEQ电路.

220518ozc9kki52k6zw262.png

这是反推出的电路,无论仿真还是实测 效果都极好.

这个电路原始调节参数 ,是使用模拟电位器, 但如果使用自动控制 , 就要使用可主动驱动的部件.

有几个方案, 一是使用带马达的模拟电位器,能实现精准控制的 只有进口的ALPS几款, 每个PEQ需要3只, 我计划做6组PEQ就是18只,然而体积大就算了, 每只的正品要百元左右,不太现实.
其次就是继电器或场管阵列, 但动辄一两百个点,电路板面积怕是要失控了. 恐怕没人能接受比电视还大的低频管理设备......

那么就只有最后一个选择,数字电位器. 数据驱动,256个抽头,对于电位器来说足够精细.

控制部分使用单片机

采样测量部分就使用功放奥德赛麦克风, 单片机内置10位AD(1024档),判断采样信号电平,转化为频响曲线. 处理后生成陷波数据,操作PEQ执行.

麦克风输入 因为奥德赛是驻极体麦克风,需要直流偏置,所以一般来说,必须要耦合电容隔离,   而测量涉及到极低频,电容素质就十分重要 否则影响频响, 所以我取消了这个方式, 采用直耦+低通归零的方法. 频响不再受到输入电容的影响:


220518sasax2aja5bcpab1.png



那么然后就是第一版电路:
202711dztxtecrck3crtoz.png


第一版电路使用X9C系列数字电位器, 操作简单,但是已经停产, 假货比真货多,后来就改用其他数字电位器.

第一版电路陷波效果: REW做LOOP BACK
212643hisoj1044oi7xa7i.png


212643wf4y7jefjxf7xxez.png


212644fb7pksr8x2p8trzp.png



当PEQ电路归零时, 频响完美直线,相位完美直线. 这个来自B15A的电路确实非常优秀.
212645hy9zhymi6gjk3fiz.png


==============================================

之后是采样部分, 单片机自带的10位AD还是蛮好用的 ,而且采样频率非常高:

黄线是采样点,紫线是一个模拟波形:

163005krt1688987ttfxrt.png


163006vgg3npda0o3a0px5.png


163006lzjjz7wzudi7zajq.png



多次采样 计算出一个平均最大值,作为最终频响数据.

=============
生成测量波形部分,  采用XR2206信号发生芯片, 信号质量不错,而且调节频率是靠一个定时电阻,  刚好可以用数字电位器代替.

但这个芯片占地方太大, 板子很局促 ,所以未来计算换成另一个DIP8的超小单片机进行输出波形.

====

运放全部采用与原始电路一致的TL07x系列 JFET输入低噪音运放.

增加12V触发器接口,可以和低音炮一起启动/关闭。 拔掉12V触发线则等于启动.

机器断电=信号直通

具有   直通,EQ,测量 三种模式。

目前最新的控制逻辑:

关机状态=直通。

开机,默认进入PEQ模式。

此时菜单选择:已存EQ读取 或 直通。

插入麦克风后才会新增 测量 选项。避免误操作。

此时菜单:按下按钮开始测量。

测量完成后,自动转为 EQ介入模式。

对于用户而言:
首次使用: 接电,接麦克风,按下测量按钮,自动完成,拔掉麦克风。  以后都不用管了。


=======================

PEQ原本计划只放2-3组,但后来觉得不够, 所以打算放4-6组:

第一版设计的模块化PEQ:

204850nqhbqhm5yq9syxqz.jpg


后来觉得太蠢了.
于是改成了 :
171322tdddqjl58vyjm8f8.png


金手指插卡型

091750to36ab9nzyneya9g.jpg



进一步减少尺寸:
103608l4ib2dz1ljg4oawa.jpg


103616vrbxehy5nr5r5mmx.jpg




其他:

旋转编码器选旋钮.

154751qkibt098b8z5rx0s.jpg



最终决定用进口NEC信号继电器
133100zy455c5bj2b11ca5.jpg



数字电位器换成了微芯旗下的MCP系列, SPI总线操作, 而且可以以菊花链的方式串联, 节省了电路板面积~~
图为控制指令(黄线数据,紫线时钟).
233204em5ifimft7fippfz.jpg



目前最新电路图, 计划上6组PEQ板子.
154649t9gayx2q99y2zaqa.png












220740a211882b118o22z8.jpg
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发表于 2018-7-21 18:54:00 |显示全部楼层

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就是需要这样的方案和精神,给楼主私信了,麻烦看下,谢谢
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发表于 2018-7-21 22:02:56 |显示全部楼层

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现在就是懒, 百灵达2496 买回来半年多了     都还没有接上去呢
PEQ  

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irf5401  REW软件 配百灵达 ,可以起到非常好的效果, 百灵达有足够多的陷波器去微调频响.  详情 回复 发表于 2018-7-22 17:43
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发表于 2018-7-22 00:02:41 |显示全部楼层

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可以开发两种吧,炮自带peq的和不带的,这样可以灵活组合,期待效果,能有七八成品牌功力,预订两个

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irf5401  是这样 , 这个设计目标是全自动, 所以需要由处理器操作PEQ , 但炮上自带的peq是个旋钮, 除非我做个机械手\联轴器去拧旋钮, 否则是无法操作的 B15A 我记得是有个手册还是程序, 根据室内测量的结果,自动计算出你要  详情 回复 发表于 2018-7-22 17:42
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发表于 2018-7-22 11:49:44 |显示全部楼层

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老梅11 发表于 2018-7-22 00:02
可以开发两种吧,炮自带peq的和不带的,这样可以灵活组合,期待效果,能有七八成品牌功力,预订两个

是这样 , 这个设计目标是全自动, 所以需要由处理器操作PEQ , 但炮上自带的peq是个旋钮,  除非我做个机械手\联轴器去拧旋钮, 否则是无法操作的

B15A 我记得是有个手册还是程序, 根据室内测量的结果,自动计算出你要怎么拧旋钮, 实际上还是人去操作..

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1304545 发表于 2018-7-21 22:02
支持一个            

REW软件 配百灵达 ,可以起到非常好的效果, 百灵达有足够多的陷波器去微调频响.
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发表于 2018-7-23 10:01:26 |显示全部楼层

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什么时候有套件啊,很感兴趣啊

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irf5401  硬件搞的差不多了,最近再加个可升级固件的功能。程序还要再搞一阵。  详情 回复 发表于 2018-7-23 10:20
qf2088  楼主大神应该有了或快有了宝宝,所以现在进度慢了,慢慢等等呗  详情 回复 发表于 2018-7-23 10:10

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蓝醉 发表于 2018-7-23 10:01
什么时候有套件啊,很感兴趣啊

楼主大神应该有了或快有了宝宝,所以现在进度慢了,慢慢等等呗

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irf5401  每天也就一小时搞这个,估计还得几个月…………  详情 回复 发表于 2018-7-23 20:11

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蓝醉 发表于 2018-7-23 10:01
什么时候有套件啊,很感兴趣啊

<p>硬件搞的差不多了,最近再加个可升级固件的功能。</p><p><br></p><p>程序还要再搞一阵。</p>

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发表于 2018-7-23 14:54:52 |显示全部楼层

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qf2088 发表于 2018-7-23 10:10
楼主大神应该有了或快有了宝宝,所以现在进度慢了,慢慢等等呗

<p>每天也就一小时搞这个,估计还得几个月…………</p>

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失落的世界

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发表于 2018-7-23 20:47:38 |显示全部楼层

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厉害了。希望多点这样的人才。

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发表于 2018-7-24 10:43:13 |显示全部楼层

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强人强帖留名
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投影:Epson tw8300
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发表于 2018-7-28 18:13:25 |显示全部楼层

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又一版本打样做完, 发现板载刷机还是不太现实, 板子没法按最短路线排列高频部分, 所以放弃.聽 聽 本来想做在线升级功能,可惜了.
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发表于 2018-8-13 13:53:58 |显示全部楼层

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IMG_20180813_135350.jpg


IMG_20180813_135402.jpg


硬件基本调试完成,开始写软件。
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发表于 2018-8-13 14:33:03 |显示全部楼层

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自带液晶屏看的到峰谷曲线数据吗

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irf5401  看不了。因为这是字符屏,不是点阵屏。而且就算是五千元的anitmode低管那个彩屏,看那个小曲线效果也很差。毕竟屏幕太小了。  详情 回复 发表于 2018-8-14 16:24

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前级:安桥5530
后级:QSC DCA2422 1644
前3 :玛田 EFFECT 5
侧环绕:JBL 8330
后环绕:JBL 8330
前顶置;JBL 8330
后顶置;JBL 8330
低音炮:JBL 4645B
   炮放:EV Q66
  投影机:AE-3000
投影幕:DIY 160“透声幕(塑料双编十字绣布)
电源:艾默生3Kva在线式UPS

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帮顶,牛人

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发表于 2018-8-14 16:24:24 |显示全部楼层

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老梅11 发表于 2018-8-13 14:33
自带液晶屏看的到峰谷曲线数据吗

<p>看不了。因为这是字符屏,不是点阵屏。而且就算是五千元的anitmode低管那个彩屏,看那个小曲线效果也很差。毕竟屏幕太小了。</p>

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发表于 2019-4-27 11:23:52 |显示全部楼层

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楼主,搞好了吗,来一个

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irf5401  米有,还在不停地打样与改进。 测量涉及一个低噪声高动态的麦克风放大线路, 150倍放大倍数,还在和噪声做斗争。  详情 回复 发表于 2019-5-8 15:24

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发表于 2019-5-8 15:24:36 |显示全部楼层

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he361391 发表于 2019-4-27 11:23
楼主,搞好了吗,来一个

米有,还在不停地打样与改进。 测量涉及一个低噪声高动态的麦克风放大线路, 150倍放大倍数,还在和噪声做斗争。
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发表于 2019-5-8 17:55:30 Android Device |显示全部楼层

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牛逼,必须支持下,有套件了说下,其实楼主不用太纠结自动eq,噪音的问题可能涉及到更多算法了吧?我觉楼主第一版可以把测量问题先交给用户使用,只要支持peq就挺好。

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irf5401  PEQ处理板子已经做好了,全数字控制。现在只要做好麦克风放大部分问题就没啥,可以专心写找驻波峰的算法。  详情 回复 发表于 2019-5-10 13:39

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发表于 2019-5-8 18:47:40 |显示全部楼层

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确实牛逼。
万元AV 系统:
功放:        天龙2313               (5000元)
5声道音箱: Atlantic 2200            (6000元)
炮:            Epik Empire 双15寸    (6000元)
万元HIFI系统:
功放:          QSC EX800                (1500元)
音箱:          唯美6号                    (10000元)
万元视听室声学装修.

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发表于 2019-5-8 22:38:57 iOS Device |显示全部楼层

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