Портативная аудиосистема SVEN PS-650. Электронная начинка и устройство.
В данном материале рассматривается электронная начинка портативных акустических систем с Bluetooth и FM-радио SVEN PS-600/PS-650/PS-655, а также SVEN PS-670/PS-680, выпущенных позднее апреля 2021 года.
Материал получился объёмный, поэтому для удобства он был разделён на несколько частей, каждая из которых посвящена определённой теме или конкретному электронному блоку.
Что внутри? Вскрытие и осмотр.
Аудиосистема SVEN PS-650, попавшая ко мне на руки, претерпела лёгкий ремонт. По этой причине на фотографиях имеются элементы, которых нет в электронной начинке исправных колонок (рокерный выключатель питания, выносной USB-кабель вместо разъёма microUSB).
Корпус аудиосистемы выполнен из пластика и легко разбирается. Две его половины соединены шурупами. Шумопоглощающие материалы внутри корпуса отсутствуют.
Электронная начинка смонтирована в верхней части колонки и состоит из пяти плат: основной платы, платы питания и коммутации, платы индикации и управления и двух плат динамической подсветки небольшого размера.
Две печатные платы (плата питания и управления) крепятся к основанию корпуса шурупами и легко снимаются.
Чтобы демонтировать основную плату, потребуется снять декоративные колпачки с регуляторов на передней панели и выкрутить три гайки, которыми крепятся к пластиковой панели переменные резисторы.
В нише корпуса под основной платой установлена литиевая аккумуляторная батарея.
Основная плата (MAIN PCB).
Существует несколько ревизий основных плат данной модели колонки. Компонентный состав у них сильно отличается.
“Старая” плата.
Основные платы портативных аудиосистем серии SVEN PS-6xx, выпущенные ранее апреля 2021 года, имеют маркировку:
PB:19071301 MAIN PCB REV3 FR4 1.2MM 2020-07-08 (SVEN PS-650);
PB:19051801 MAIN PCB REV2 FR4 1.2MM 2019-05-18 (SVEN PS-600).
Отличие от новых вариантов платы, произведённых позднее апреля 2021 года, существенное. На старых платах установлен Bluetooth-чип 10240-93F с логотипом в виде двух перекрещивающихся букв VΛ.
Подобные чипы в точно таком же корпусе LQFP48 и схожей обвязкой (антенна, кварц на 24 или 26 МГц) легко встретить на платах всевозможных Bluetooth-колонок разного качества. Как правило, все они имеют внешнюю SPI-flash память на микросхемах 25 серии.
Подобные чипы не имеют какой-либо адекватной маркировки. Вот лишь несколько примеров:
19340-93F GE95079 – маркировка Bluetooth-чипа в SVEN PS-650 со старой версией платы;
20040-93F QE8U878 – встречается в SVEN PS-650 старой версии, майн PB:19071301 REV FR4 1.2MM 2019-07-13;
AE90400-21E – установлен в SVEN PS-550, номер платы: B324 MAIN PCB REV2 P/N:21720634.
К сожалению, детальной информации по данным микросхемам и их производителе найти не удалось.
Понятно только одно, что Bluetooth-чип не имеет тракта обработки звука (звукового процессора) и он выполнен на отдельной микросхеме SC2313LD (CSC2313F). Она же PT2313L, LP7313, поскольку CSC2313 – это полный аналог TDA7313.
Эта распространённая микросхема встречается в автомагнитолах и другой бытовой аудиоаппаратуре. О ней подробно рассказано в материале «Ремонт автомагнитолы Mystery MCD-778MP. Нет звука».
Также на плате установлен кремниевый тюнер для FM-радио QN8065, а в качестве контроллера заряда литиевой батареи используется микросхема SY6981QDC.
Платы между собой соединяются проводными, а не гибкими шлейфами, которые применены в новых колонках.
Все платы, произведённые позднее апреля 2021, имеют иной компонентный состав и выполнены на базе аудиопроцессора BP1048B2.
“Новая” плата.
В мои руки попала аудиосистема SVEN PS-650 с датой производства октябрь 2021 г.
Основная плата (Main PCB), на которой смонтирован главный аудиопроцессор, регуляторы громкости и эха, маркирована так:
PB:21040701 MAIN PCB REV1 FR4 1.2MM 2021-06-07.
Из маркировки можно понять, что плата имеет первую ревизию (MAIN PCB REV1) и выполнена на стеклотекстолите марки FR4 толщиной 1,2 мм. (FR4 1.2MM). Последние числа в маркировке платы указывают на дату производства (2021-06-07).
На плате имеется несколько основных чипов:
-
MVSilicon BP1048B2 – высокопроизводительный 32-разрядный процессор для аудиоприложений Bluetooth. О нём мы ещё очень подробно поговорим;
-
HT7178 – повышающий DC/DC преобразователь;
-
XA9221 – усилитель мощности звуковой частоты класса D;
- Кремниевый FM-приёмник QN8035.
Узнать, какая версия платы установлена в вашей аудиосистеме, можно и не вскрывая её. Для этого на тыльной стороне корпуса ищем шильдик. На нём есть серийный номер, который начинается с букв SV. После них следуют четыре цифры. В первых двух указан год, а в следующих месяц изготовления.
Кроме этого, дата изготовления может быть указана в явном виде на наклейке с серийным номером.
Аудиопроцессор MVSilicon BP1048B2.
"Мозгом" устройства является процессор MVSilicon BP1048B2.
Это специализированный процессор для аудиоприложений (аудиоустройств и различной аппаратуры) с поддержкой интерфейса Bluetooth.
Надо отметить, что данный чип достоин внимания, так как он является полноценным аудиопроцессором и обладает богатым функционалом.
Если найдёте такой чип в электронном радиоломе, то обязательно приберите его! На базе данного процессора можно собрать весьма “навороченную” аудиосистему. Если повезёт, то сможете настроить конфигурацию через компьютер с помощью спецсофта.
После апреля 2021 года электронная начинка многих продуктов SVEN строится на базе процессора MVSilicon BP1048B2. Он установлен на платах от SVEN PS-600/PS-650/PS-655/ PS-670/PS-680/PS-720/PS-750. Так же обстоят дела и с моделями SVEN PS-710/730/770/800.
Касательно данного чипа возникает множество вопросов. На часть из них можно найти ответы в материале «Аудиопроцессор BP1048B2 с Bluetooth. Тех. описание».
Практические вопросы по цоколёвке, назначении выводов и типовой схеме включения изложены на странице «Микросхема BP1048B2 (MVSilicon). Цоколёвка, схема и даташит».
Также у многих возникает вопрос: «Можно ли прошить BP1048B2 и как это сделать?».
Если купить пустой чип BP1048B2, то ничего не выйдет. Нужна прошивка. Под каждый продукт (изделие) на чипе BP1048B2 идёт своя прошивка, разработанная (запрограммированная) под данное устройство. Поэтому, если купить чип и просто перепаять неисправный на плате устройства, то результата не будет.
Если же взять с другого устройства, как донора, то эффект будет непредсказуем, так как выводы процессора будут запрограммированы под другую схему обвязки и периферию.
Исключением могут быть аппараты одного производителя, близкие по версиям и датам выпуска, например, SVEN PS-680 и SVEN PS-720. Правда, со слов экспериментатора, который залил в SVEN PS-680 прошивку от SVEN PS-720, некоторый функционал не работал, в том числе и сабвуфер. Поэтому и такой трюк не прокатит.
В случае, когда ремонт аппарата экономически целесообразен, то можно купить готовые аудиомодули на базе процессора BP1048B2, например Arvin DSP Bluetooth 5.0 (EX201MAX) и Nvarcher Bluetooth 5.0 DSP.
Состав данных плат аскетичен – основной чип BP1048B2 и минимальная обвязка с разъёмами для подачи и снятия аудиосигналов, подключения регуляторов уровня и выносной кнопочной панели. Основной плюс таких модулей – это возможность менять настройки сигнального процессора (DSP) с помощью программы ACPWorkbench, так как настройка DSP не запаролена.
Естественно, возникает резонный вопрос, а можно ли настроить DSP процессора BP1048B2 с помощью ACPWorkbench, если подключить аудиосистему SVEN к компьютеру USB-кабелем?
Судя по сообщениям пользователей, этого сделать не получится, так как программа запрашивает пароль, которым защищена прошивка аудиопроцессора.
Повышающий DC/DC преобразователь HT7178.
Мощный повышающий DC/DC–преобразователь выполнен на микросхеме HT7178.
На печатной плате он скрыт под охлаждающим радиатором, который можно выпаять с платы и добраться до микросхемы.
Задача преобразователя состоит в повышении напряжения литиевой батареи, которое может быть в интервале 5,6...8,4 вольт, до уровня 12,2 вольта, необходимого для работы усилителя мощности звуковой частоты класса D – микросхемы XA9221.
Выходное напряжение 12,2V взято не с “потолка”. К сожалению, я не смог его замерить на рабочем аппарате, так как колонку уже отдал владельцу после ремонта.
В техническом описании микросхемы HT7178 указано, как с помощью резисторов RUP и RDN устанавливается выходное напряжение преобразователя. Там же приводится таблица, где приведены типовые номиналы для резисторов RUP и RDN и соответствующие выходные напряжения. Для RUP = 510 кОм и RDN = 56 кОм оно составляет 12,2V.
На следующем фото показаны те самые резисторы RUP и RDN в цепи обратной связи по выводу 17 (FB) микросхемы HT7178. Это участок платы с преобразователем на основной плате от SVEN PS-650.
Как известно, выходная звуковая мощность усилителя зависит от питающего напряжения. Так вот, заявленная мощность аудиосистемы не соответствует той мощности, которую способна выдать микросхема усилителя XA9221 при питании 12,2V.
Для справки. На платах от SVEN PS-720/PS-750 также установлен преобразователь HT7178.
Усилитель мощности звуковой частоты XA9221.
Усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) расположен в центре основной платы и скрыт под охлаждающим радиатором небольших размеров. Он легко выпаивается из посадочных мест.
В качестве УМЗЧ задействована микросхема XA9221 в корпусе E-TSSOP 28L.
XA9221 – это двухканальный усилитель мощности звуковой частоты класса D.
Немаловажной особенностью данной микросхемы является высокий КПД (вплоть до 88...90%), однополярное питание, широкий диапазон питающего напряжения от 5 до 26V, наличие защиты от пониженного напряжения питания, функции ограничения мощности и защиты от короткого замыкания на выходе. И это лишь часть её функционала.
Подробное описание микросхемы XA9221 (схема, характеристики, даташит) для пытливых умов.
Исходя из данных даташита, микросхема XA9221 при питании 24V может выдать до 23...28W на канал при искажениях (THD+N) в районе 0,03...0,04%, чего достаточно для комфортного прослушивания музыки.
Самое замечательное в микросхеме XA9221 – это то, что она не имеет цифровых интерфейсов управления, вроде I2C и тому подобных. Микросхема самодостаточна и может быть использована как отдельный усилитель.
Рукастые электронщики найдут применение этой микросхеме, даже если остальная часть электронной начинки портативной колонки будет непригодна.
Как выяснилось впоследствии, микросхема XA9221 является копией TPA3110D2 от компании Texas Instruments. Если сравнить даташиты на эти микросхемы, то можно убедиться в том, что так оно и есть.
Правда, есть некоторые различия, например, в минимальном напряжении питания (8V – TPA3110D2; 4,5V – XA9221), но цоколёвка полностью совпадает. Есть отзывы об успешной замене XA9221 на TPA3110D2 в колонке SVEN PS-600 без какой-либо переделки.
На основной плате имеются посадочные места для второй микросхемы XA9221 и её обвязки.
Это связано с тем, что микросхема допускает монофоническое включение и работу на один динамик с удвоенной мощностью. На плате просто не распаяна микросхема под низкочастотный динамик – сабвуфер, который присутствует в старших моделях серии SVEN PS-670/PS-680. Вот фото её платы со второй микросхемой на "борту".
Кроме микросхемы XA9221, на плате можно обнаружить микросхему операционного усилителя JRC4558D (NJM4558M). Судя по всему, она выполняет роль предварительного усилителя и установлена между аудиовыходами процессора BP1048B2 и входами XA9221.
В случае если у колонки стала плохо регулироваться громкость, то причиной неисправности может быть плохой контакт или механический износ в узлах переменного резистора «VOLUME».
На основной плате установлено три одинаковых односекционных переменных резистора на 50 кОм, то в качестве донора можно взять соседний переменный резистор, например, тот, что регулирует уровень эффекта эхо («ECHO») или громкость микрофона «MIC VOL».
Кремниевый FM-приёмник QN8035.
Функцию FM-приёмника выполняет неприметная микросхема с маркировкой 8035 в корпусе MSOP10. Как оказалось, это однокристальный стереофонический FM-приемник QN8035.
Микросхема управляется по шине I2C от аудиопроцессора BP1048B2. Принимает сигналы FM-станций в диапазоне 60...108 МГц, обладает хорошей чувствительностью, работает при низком напряжении питания от 2,7 до 5 вольт. На выходе микросхемы формируется аналоговый стереосигнал.
Антенна для FM-приёмника выполнена в виде провода в изоляции, который уложен по периметру пластикового корпуса колонки.
В свежей версии инструкции для аудиосистем SVEN PS-600/650/655 указано, что для улучшения качества приема рекомендуется подключить кабель 3,5 мм mini-jack из комплекта ко входу «AUX» или USB type-C кабель ко входу «DC 5V».
Данный приём не является новинкой. Так, в портативной электронике вроде носимых кассетных и CD/MP3-плееров общий провод в кабеле наушников использовался в качестве внешней антенны. Для этого антенный вход микросхемы FM-приёмника подключался к общему контакту разъёма для наушников «Phones» через простую схему согласования.
Плата питания и коммутации (USB PCB).
Плата питания и коммутации имеет маркировку: PB:21051202 USB PCB REV1 FR4 1.2MM 2021-05-12.
На данной плате смонтированы всевозможные разъёмы (microUSB для подключения зарядного устройства, разъём USB Type-A (female) для подключения USB-флешки, слот карт памяти TF (microSD), разъём 3,5 мм. mini-jack для подключения внешнего источника сигнала «AUX IN», разъём 6,3 мм для подключения микрофона).
На плате, представленной на фотографии, отсутствуют разъём USB Type-A и microUSB по причине того, что потребовалась их замена.
Рядом с разъёмом 3,5 мм. mini-jack установлена микросхема JRC4558D. В её составе два операционных усилителя. В схеме она задействована в качестве предусилителя.
Также на плате установлен выключатель питания и смонтирована схема контроллера заряда составной литиевой батареи.
На следующем фото показан участок платы с контроллером заряда на микросхеме CS5090EA (U7), разъёмом подключения литиевой батареи (CN1), разъёмом питания (CN8) и выключателем (SW1).
Основной интерес здесь представляет микросхема CS5090EA (ChipStar). Это контроллер заряда двухячеечной литий-ионной батареи.
На вход питания данной микросхемы можно подавать напряжение 5V, например, от USB-порта компьютера или ноутбука. Также она способна работать с USB-адаптерами питания на 5V от различной электроники и имеет узел адаптации зарядного тока, а также функцию адаптивной регулировки температуры.
Стоит знать одну особенность. Микросхема CS5090EA является аналогом CS5090E, но имеет некоторые важные отличия.
В том числе и о них подробно рассказано в материале «Микросхема CS5090E. Тех. описание, схема, datasheet».
В более новых моделях SVEN PS-650 и SVEN PS720/750 на плате питания установлен разъем USB Type-C (вместо microUSB). В качестве контроллера заряда используется чип SY6982 (с маркировкой D103E).
На плате от SVEN PS-600 с маркировкой PB:19051801 MAIN PCB REV2 FR4 1.2MM 2019-05-18 установлен контроллер заряда SY6981QDC. Он имеет маркировку cRAEA, cRAYA, cRCAB или cRAUA.
Контроллера заряда CS5090EA рассчитан на подключение двух литий-ионных аккумуляторов, соединённых последовательно (схема 2S1P), которые в сумме дают максимальное напряжение 8,4V. Но для увеличения общей ёмкости составной батареи добавлено ещё два аккумулятора, включенных параллельно (схема 2S2P). Литиевая батарея подключается к плате питания и коммутации посредством разъёма (CN1).
Данная плата заслуживает отдельного внимания, так как большинство поломок аудиосистемы связаны именно с ней.
На ней установлены самые уязвимые узлы. Это контроллер заряда аккумулятора. Из-за его неисправности колонка может не заряжаться. Разъём microUSB также может быть причиной данной поломки. Не секрет, что разъёмы данного типа часто ломаются в силу своего конструктивного исполнения.
В качестве выключателя питания SW1 применён не самый удачный движковый переключатель.
В центре платы установлен интегральный стабилизатор HT7350-A (U9) на 5V, который понижает напряжение, поступающее от составной литиевой батареи.
Именно от него запитывается главный аудиопроцессор BP1048B2. Если аудиосистема не включается, то необходимо обратить внимание в том числе и на него.
В случае ремонта полезно знать, какие сигналы поступают с одной платы на другую по соединительным межплатным шлейфам. Здесь с этим нет проблем, так все они подписаны на плате рядом с многоконтактным разъёмом для гибкого шлейфа.
Расшифровка некоторых сокращённых обозначений:
-
AR, AL – аналоговые аудиосигналы правого (R) и левого (L) каналов;
-
DM, DM – линии данных USB;
-
DAT, CLK, CMD, DET – выводы подключения к слоту карт памяти TF (microSD);
-
MIC – аудиосигнал с микрофонного разъёма.
Аналогичные подписи шелкографией имеются и на ответной части основной платы.
Литиевая батарея
Литиевая батарея портативной колонки представляет собой аккумуляторную сборку, которая состоит из четырёх литий-ионных аккумуляторов 18650, соединённых по схеме 2S2P.
Ёмкость каждого аккумулятора – 2000 мА×ч. Общая ёмкость батареи – 4000 mA×h.
Сборка аккумуляторов литиевой батареи обёрнута винилом синего цвета, а под ним скрыта плата защиты с контроллером заряда/разряда. К основной плате батарея подключается посредством двух проводов и разъёма.
Модели SVEN PS-600/PS-650 имеют литиевую батарею ёмкостью 4000 mA×h, а SVEN PS-655/PS-670/PS-680 на 4400 mA×h.
Плата индикации и управления (KEY PCB).
Органы управления и индикации портативной аудиосистемы установлены на отдельной односторонней печатной плате. С основной платой она соединена гибким 16-ти проводным шлейфом, в котором задействованы только 12 линий.
Маркировка платы индикации и управления: PB:21040703 KEY PCB REV1 94 HB 1.6MM 2021-04-07.
На плате установлено 18 тактовых кнопок и семисегментный индикатор на четыре разряда с маркировкой SKH245RBA 2210809.
Кнопки разбиты на две группы по 10 и 8 штук. Каждая из групп подключена к одной из линий (KEY1, KEY2), которые через межплатный шлейф подключаются к выводам главного аудиопроцессора BP1048B2.
Все кнопки подключены к общему проводу (GND) через постоянные резисторы разных номиналов. За счёт этого на вход аудиопроцессора BP1048B2 приходят сигналы, разные по уровню напряжения. За счёт этого он определяет выбранную пользователем команду.
Группа из десяти кнопок отвечает за выбор номера воспроизводимого трека или номера FM-станции.
Вторая группа из восьми кнопок отвечает за функционал устройства и служит для переключения режимов работы устройства и его настройку.
Также на плате имеется место под установку ИК-приёмника, выход которого подключается к линии IR. Он установлен в старшей модели серии SVEN PS-655, которая имеет в комплекте пульт дистанционного управления.
При “странном поведении” портативной аудиосистемы следует проверить исправность тактовых кнопок. Они имеют свойство "залипать", а также их контакты окисляются при длительном простое аппарата из-за воздействия влаги. Это приводит к росту контактного сопротивления и, как следствие, некорректному определению процессором выбранной пользователем команды.
Динамическая фоновая подсветка.
Фоновая динамическая подсветка, она же цветовая иллюминация аудиосистемы, выполнена следующим образом.
Для реализации подсветки у аудиопроцессора BP1048B2 задействовано три вывода. На них он подаёт сигналы широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для трёх основных цветов: красного (R), синего (B) и зелёного (G). При смешивании свечения трёх основных цветов образуется многоцветная палитра подсветки.
RGB-сигналы поступают с микросхемы BP1048B2 на транзисторы Q1, Q3, Q5. Это транзисторы SS8050 (J3Y) в SMD-корпусе SOT-23 для SMT-монтажа. Они установлены на основной плате Main Board недалеко от разъёма подключения двух плат подсветки и выполняют роль ключа.
Две платы подсветки установлены за декоративной сетчатой панелью напротив диффузоров динамиков большого диаметра. Они соединены параллельно четырёхпроводным шлейфом, ответная часть которого подключается в разъём на основной плате.
На каждой плате подсветки установлен трёхцветный RGB-светодиод и три токоограничительных SMD-резистора. Сопротивление резисторов R32 и R29 – 220 Ом (221), R30 – 330 Ом (331).
С основной платой RGB-светодиоды соединяются посредством шлейфа. По нему передаётся ШИМ-сигнал для каждого из трёх светодиодов (R, G, B), а также плюс напряжения питания VCC.
ШИМ-сигналы управления RGB-светодиодами формируются программно, подобно тому, как это делается в «Лампе настроения».
Всего реализовано несколько режимов подсветки, которые переключаются по циклу кнопкой «LIGHT» на панели управления. Работа подсветки не зависит от музыкального сопровождения, то есть это аналог многоцветного RGB-светильника, но только встроенного в “звуковую башню”.
Динамики акустической системы.
Внутри корпуса из пластика установлено четыре динамика. Два громкоговорителя большого диаметра (⌀100 мм.) не имеют сколь-либо конкретной маркировки, а лишь отметку AT 8Ω 18W. Исходя из этой скудной информации, можно определить, что сопротивление обмотки катушки составляет 8 Ом, а мощность динамика – 18 Вт.
Данные динамики перекрывают низкую и среднюю полосу частот воспроизведения (НЧ-СЧ).
Кроме них в корпусе установлено два высокочастотных динамика (ВЧ) меньшего размера, диаметром ⌀35 мм. Из маркировки AT 8Ω 8W следует, что сопротивление обмотки составляет 8 Ом, а мощность – 8 Вт.
Динамики соединены последовательно (НЧ-СЧ + ВЧ), что в сумме даёт сопротивление 16 Ом.
Согласно инструкции, суммарная выходная мощность колонки составляет 50 Вт (RMS) (2 × 25 Вт), так как используется стереоусилитель. Но это не соответствует действительности. В этом легко убедиться изучив даташит на микросхему усилителя XA9221, а также зная напряжение её питания (12,2V) и сопротивление нагрузки.
Даже при нагрузке в 8Ω и питании 12V микросхема XA9221 выдаст максимум 7...9 ватт на канал, и то при ощутимых искажениях сигнала. Но не будем за это ругать производителя. Судя по отзывам, колонка и вправду получилась удачная.
Отличия моделей аудиосистем.
Модели SVEN PS-600/PS-650/PS-655, а также SVEN PS-670/PS-680, выпущенные после апреля 2021 года, выполнены на базе аудиопроцессора MVSilicon BP1048B2, так как маркировка основной платы совпадает (PB:21040701 MAIN PCB REV1 FR4 1.2MM 2021-06-07).
Также стоит отметить, что модели SVEN PS-600/PS-650/PS-655 имеют одинаковую прошивку. Модели SVEN PS-670/PS-680 полностью одинаковые, имеют одинаковую прошивку, но отличаются дизайном корпуса.
Разница между моделями заключается в наличии/отсутствии пульта управления ДУ (на плате управления не распаян ИК-приёмник и нет пульта ДУ в комплекте).
Также в моделях SVEN PS-670/PS-680 установлен низкочастотный динамик ⌀140 мм. Это сабвуфер. Под него на основной плате распаян дополнительный усилитель мощности на микросхеме XA9221, который включен в монофоническом режиме.
Также в моделях SVEN PS-655/PS-670/PS-680 увеличена ёмкость литиевой батареи до 4400 mA×h.
Портативные аудиосистемы DEXP P700, Defender Rage являются аналогами колонок серии SVEN PS-6хх. Они могут иметь схожий состав электронной начинки, но иную компоновку элементов на платах. Общая структура и устройство приборов одинаково.
Главная → Мастерская → Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать: