High-End Microprocessor Gestuurde Voorversterker
Projectdoel

Ontwerp een high-end stereo voorversterker met analoog audiosignaalpad, microcontrollerbesturing, OLED-display en Wi-Fi-functionaliteit.

Doelstellingen:

Audiofiele geluidskwaliteit
Zeer lage vervorming
Lage ruisvloer
Microprocessorbesturing zonder beïnvloeding van het audiosignaal
Productiegeschikt ontwerp
4-laags PCB
Audio Specificaties
Stereo voorversterker
Frequentiebereik: 10 Hz – 100 kHz
THD+N: <0,0005%
SNR: >115 dB
Kanaalscheiding: >100 dB
Uitgangsimpedantie: <50 Ω
Ingangen
4 × stereo RCA ingang
Relaisgestuurde ingangskeuze
Break-before-make schakeling
Vergulde relaiscontacten

Relais:

Omron G6K-2F-Y
5V spoel
Uitgangen
1 × stereo RCA uitgang

Optioneel:

Gebalanceerde XLR uitgang
Audio Signaalpad
RCA Inputs
↓
Input Relay Selector
↓
OPA1612 Input Buffer
↓
MUSES72320 Volume Controller
↓
OPA1612 Output Buffer
↓
Mute Relay
↓
RCA Output
Input Buffer

IC:

Texas Instruments OPA1612

Configuratie:

Unity gain buffer

RF-filter:

100Ω serie weerstand
220pF naar AGND
Volumeregeling

IC:

NJR MUSES72320

Eigenschappen:

0,25 dB resolutie
Zeer lage vervorming
Zeer lage ruis
Stereo volumeregeling

Voeding:

+15V
-15V

Ontkoppeling:

100nF C0G
10µF low ESR

Direct naast IC plaatsen.

Output Buffer

IC:

OPA1612

Configuratie:

Unity gain
Lage uitgangsimpedantie

Uitgang:

47Ω serie weerstand
Mute Circuit

Relais:

Omron G6K

Functies:

Inschakelvertraging
Bronwissel mute
Standby mute

Vertraging:

3 seconden
Controller

MCU:

ESP32-S3-WROOM-1

Voeding:

3,3V

Functies:

OLED aansturing
Encoder uitlezen
Relaisbesturing
Wi-Fi webinterface
Presets opslaan
OLED Display

Controller:

SSD1306

Specificaties:

128×64 pixels
I²C interface
3,3V

Voorbeeldweergave:

INPUT: CD

VOL: -28.0dB

WIFI OK
Bediening

Encoder:

EC11 rotary encoder

Knoppen:

Mute
Input
Standby
GPIO Toewijzing
GPIO4  Encoder A
GPIO5  Encoder B
GPIO6  Encoder Push

GPIO7  Mute Button
GPIO8  Input Button

GPIO17 OLED SCL
GPIO18 OLED SDA

GPIO10 Relay IN1
GPIO11 Relay IN2
GPIO12 Relay IN3
GPIO13 Relay IN4

GPIO14 Mute Relay
GPIO15 Power Relay

GPIO21 MUSES DATA
GPIO22 MUSES CLOCK
GPIO23 MUSES LATCH
Relais Drivers

IC:

ULN2803A

Aantal:

2

Functie:

Alle relais schakelen
Analoge Voeding

Transformator:

Ringkern
2×15VAC
50VA

Gelijkrichting:

4A brugcel

Buffering:

4700µF per rail
35V

Regelaars:

Positief:

LT1086

Negatief:

LM337

Uitgangen:

+15V
-15V
Digitale Voeding

5V:

LM2596 buck converter

3,3V:

AMS1117-3.3

Voedt:

ESP32
OLED
Logica
Aarding

Gebruik steraarding.

Vereisten:

Gescheiden AGND
Gescheiden DGND
Eén centraal sterpunt
Geen ground loops
PCB Vereisten

PCB:

4 lagen
180 mm × 100 mm
1,6 mm FR4

Layer Stack:

Layer 1:

Audio signalen

Layer 2:

Analoge ground plane

Layer 3:

Voedingsvlakken

Layer 4:

Digitale signalen
PCB Indeling
+--------------------------------------------------+
| RCA INPUTS                                       |
| INPUT RELAYS                                     |
|                                                  |
| OPA1612 INPUT BUFFER                             |
|                                                  |
| MUSES72320                                       |
|                                                  |
| OPA1612 OUTPUT BUFFER                            |
|                                                  |
| OUTPUT RELAY                                     |
| RCA OUTPUT                                       |
|                                                  |
| ESP32 + OLED + ENCODER + ULN2803                |
|                                                  |
| POWER SUPPLY SECTION                            |
+--------------------------------------------------+
Firmware Functies
Volume regeling
Input selectie
OLED display
Wi-Fi webinterface
Presets opslaan
Standby functie
Mute functie
Inschakelvertraging
Productievereisten
ERC foutvrij
DRC foutvrij
Volledige BOM
Pick-and-place bestand
Gerber bestanden
STEP 3D model
KiCad 8 compatibel
Audio-grade routing
Geen digitale signalen onder audiosectie