Плата Surround Sound: Основная схема для создания иммерсивного звука

technology26 сентября 2025 г. 12 мин чтения

Плата Surround SoundПлата универсального пультаПлата AV-ресивераПлата стримингового устройстваПлата аудиоэкстрактораПлата Android TV

Высокоточные Часы и Подавление Джиттера (Jitter)

Сущность цифрового аудио заключается во временной дискретизации. Любая незначительная нерегулярность тактового сигнала, известная как джиттер, может вызвать искажение формы волны при преобразовании цифрового сигнала в аналоговый. Высокий уровень джиттера делает звук размытым и лишенным деталей, особенно в высоких частотах, и может даже нарушить глубину и ширину звуковой сцены.

Для достижения кристально чистого звука Surround Sound PCB должна использовать высокоточную систему тактирования. Ключевые меры включают:

• Использование высококачественных кварцевых генераторов: Выбирайте термокомпенсированные кварцевые генераторы (TCXO) или генераторы с термостатированием (OCXO) с низким фазовым шумом и высокой стабильностью в качестве основного источника тактового сигнала.
• Оптимизация разводки тактовых сигналов: Линии тактовых сигналов должны быть как можно короче и прямее, удалены от любых источников шума и иметь строгий контроль импеданса.
• Сеть распределения тактовых сигналов: Используйте специализированные буферы или микросхемы распределения тактовых сигналов, чтобы обеспечить доставку сигналов с одинаковым качеством и фазой к каждому чипу (например, DSP и ЦАП).

Для плат Audio Extractor PCB, которые извлекают аудиосигналы из внешних цифровых источников, таких как HDMI или SPDIF, особенно важны схемы восстановления тактовой частоты и ресинхронизации (Re-clocking). Они эффективно фильтруют джиттер, присутствующий во входном сигнале, обеспечивая чистоту последующей обработки.

Целостность питания: Основа чистого звука

Если сигнал — это кровь аудиосистемы, то источник питания — её сердце. "Грязный" источник питания вносит шум во всю систему, и, независимо от того, насколько хорошо спроектированы остальные части, итоговое качество звука будет ухудшено. Целостность питания (Power Integrity, PI) — это краеугольный камень проектирования плат Surround Sound PCB.

Ключевые моменты проектирования включают:

• Многоступенчатая фильтрация и стабилизация: Используйте многоступенчатые LC- или RC-фильтры и обеспечьте независимые стабилизаторы с малым падением напряжения (LDO) для критически важных чипов (например, ЦАП, операционных усилителей), чтобы обеспечить исключительно чистый постоянный ток.
• Достаточные развязывающие конденсаторы: Размещайте развязывающие конденсаторы разных номиналов (обычно комбинацию керамических 100 нФ и электролитических 10 мкФ) рядом с выводами питания каждого чипа, чтобы удовлетворить мгновенные потребности в токе и отфильтровать высокочастотный шум.
• Широкие слои питания и земли: Используйте цельные слои питания и земли для обеспечения низкоимпедансных путей возврата тока, эффективно подавляя шум.

Будь то сложная плата AV Receiver PCB или компактная плата Android TV PCB, отличная конструкция источника питания является обязательным условием для достижения высокого отношения сигнал/шум (SNR) и низких общих гармонических искажений (THD+N). При работе с мощными усилительными схемами выбор материалов PCB High-Tg с превосходными тепловыми характеристиками также обеспечивает стабильную и надежную работу источника питания при высоких температурах.

Соображения по проектированию печатных плат для аудиоусилителей

Усилитель мощности является последним звеном в аудиоцепочке, он усиливает слабые сигналы до уровня, достаточного для управления динамиками. Конструкция печатной платы усилительной части напрямую влияет на выходную мощность, эффективность и стабильность.

• Пути с большим током: Выходной каскад усилителя должен выдерживать токи в несколько ампер и более. Дорожки на печатной плате должны быть достаточно широкими, чтобы снизить сопротивление и падение напряжения. Во многих высококлассных конструкциях используются печатные платы с толстым медным слоем (Heavy Copper PCB), толщина медной фольги в которых может достигать 3oz или более, чтобы обеспечить переходную характеристику и контроль низких частот для больших динамических сигналов.
• Теплоотведение: Усилители классов A, AB и D выделяют значительное количество тепла. Печатная плата должна обладать хорошими возможностями теплоотвода. Обычно это достигается за счет больших медных площадей, массивов тепловых переходных отверстий (thermal vias) и плотного соединения с радиаторами. Эффективное управление теплом не только предотвращает перегрев компонентов, но и поддерживает их работу в оптимальном линейном режиме, уменьшая тепловые искажения.
• Цепь обратной связи: Отрицательная обратная связь усилителя критически важна для подавления искажений и стабилизации рабочей точки. Размещение этой цепи на печатной плате должно быть как можно более компактным, чтобы минимизировать риск внесения шума и фазового сдвига, избегая самовозбуждения.

Продвинутые аудиоформаты и DSP-обработка

Современные системы объемного звука давно вышли за рамки простого распределения каналов. Объектно-ориентированные аудиоформаты, такие как Dolby Atmos и DTS:X, требуют мощных цифровых сигнальных процессоров (DSP) для декодирования и рендеринга в реальном времени, точно отображая звуковые объекты на акустическую систему пользователя. Кроме того, DSP выполняет сложные вычисления, такие как коррекция помещения (Room Correction), эквализация (EQ) и кроссовер.

Это предъявляет новые требования к PCB Surround Sound:

• Высокоскоростной цифровой дизайн: DSP и сопутствующая память DDR требуют высокоскоростной и высокоплотной разводки. Конструкторы должны соблюдать строгие правила целостности сигнала, включая дифференциальную разводку, контроль длины и согласование импеданса.
• Питание DSP: Высокопроизводительные DSP часто имеют несколько сложных доменов питания (ядро, I/O, PLL и т. д.), требующих тщательно спроектированной сети распределения питания (PDN) для стабильной работы.
• Совместная работа прошивки и аппаратного обеспечения: Проектирование PCB должно тесно координироваться с разработкой прошивки DSP, чтобы гарантировать корректность всех управляющих сигналов и интерфейсов данных (например, I2S, TDM).

Будь то мощный PCB Streaming Device или PCB Android TV с интегрированными интеллектуальными системами, их звуковые характеристики в значительной степени зависят от качества проектирования PCB секции обработки DSP.

Как HILPCB Оптимизирует Ваш Аудио PCB Проект

В HILPCB мы понимаем стремление к совершенству в аудиопродукции. Мы не просто производители печатных плат, а ваши партнеры в достижении исключительного качества звука. Обладая многолетним опытом в аудиосфере, мы предоставляем клиентам комплексную техническую поддержку и производственные услуги.

• Профессиональный подбор материалов: Исходя из ваших сценариев применения и требований к производительности, мы рекомендуем наиболее подходящие материалы — от стандартного FR-4 до материалов Rogers для RF и высокочастотного аудио, обеспечивая оптимальные электрические характеристики.
• Проверка DFM (Design for Manufacturability): Наша команда инженеров проводит тщательный анализ вашего дизайна перед производством, выявляя и оптимизируя потенциальные производственные риски, такие как недостаточное расстояние между каналами или неправильные цепи заземления, гарантируя качество PCB с самого начала.
• Современные производственные процессы: Мы обладаем высокоточными производственными возможностями для работы со сложными HDI-дизайнами, строгим контролем импеданса и тонкой BGA-упаковкой, удовлетворяя жесткие требования современных DSP и аудио SoC.
• Комплексное решение: Помимо производства PCB, мы также предлагаем услуги SMT-монтажа, гарантируя, что каждый этап — от закупки компонентов до финальной сборки — соответствует стандартам Hi-Fi.

Будь то решения для высокоплотных соединений в PCB для AV-ресиверов высшего класса или надежные и долговечные платы для универсальных пультов управления, контролирующих целые аудиовизуальные системы, HILPCB использует профессиональные знания и строгий контроль качества, чтобы помочь вашим продуктам выделиться на рынке.

Заключение

Создание выдающейся PCB для объемного звука — это системный проект, сочетающий акустику, электронику и материаловедение. Он требует от дизайнеров тонкого баланса между симметрией многоканальных компоновок, чистой изоляцией цифровых и аналоговых сигналов, стабильным и чистым питанием, а также тепловым менеджментом и эффективностью усилительных схем. Каждое проектное решение — от выбора компонентов до миллиметровых корректировок дорожек — в конечном итоге отражается на детализации звука, динамике и пространственном восприятии, ощущаемых пользователем.

От автономных PCB для аудиоэкстракторов до PCB для универсальных пультов со сложной логикой управления — качество печатной платы остается краеугольным камнем пользовательского опыта. Выбор опытного партнера, такого как HILPCB, означает не только получение высококачественных физических плат, но и профессиональную поддержку для достижения целей вашего аудиопродукта. Если вы работаете над созданием следующего поколения иммерсивных аудиоустройств, мы приглашаем вас связаться с нами, чтобы вместе создавать звук, который действительно трогает душу.

Получить Расценку на PCB

Related links

• многослойные PCB
• PCB High-Tg
• печатные платы с толстым медным слоем (Heavy Copper PCB)
• SMT-монтажа