看到别人开源的音响，我才知道，外面的音响卖到千元级、万元级是有原因的！

本文，我会将这个“技术超牛”的音响的制作资料，摘取精华后分享出来，你看过就知道了（原文将近2万字，比我毕业论文字都多[恐惧]）

看呐，这教程老长了，开源资料老详细了

如果你想DIY一个，我想这篇文章也能帮到你！

目录

功能描述、电路原理、ESP32代码、成本统计。

功能描述

在分享制作教程前，先介绍一下这个音响吧！

这是一个无线环绕K歌音响SoundBar（条形扬声器）。

它有一个很不错的功能——消除音乐中的歌唱部分（这个原理很有趣，下面会讲）。

是的，无需找伴奏，可直接导入音乐，直接用音箱系统消除人声的部分。

是的，这是一个可以专用于K歌的音箱！

除此之外，它还有普通音箱都有的功能！可下滑先看音效，再查看具体功能~

音效演示视频：

所有演示视频音频轨道均为手机录制，与现场实际听的效果会有差异，实际听感更好

建议佩戴耳机观看！

影视剧播放

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杜比全景声播放

视频加载中...

KTV模式-消人声效果

这真的蛮牛的，具体原理下面会讲

视频加载中...

其他功能如下：

• 输入传统2.0音源即可直接混合模拟到6通道音频输出
• 无线低音和环绕上电即自动配对，可以任意摆放
• 环绕支持前置
• OLED屏红外遥控器
• 1.3寸OLED屏幕
• 峰值功率80W*5=400W
• 杰理内置DSP，支持在线调节EQ（10段）
• 内置DSP，支持DRC（LowBandDRC、HighBandDRC，支持后增加全带DRC）
• PT2322支持调节EQ（3段）
• K歌功能
• K歌输入音乐（除5.1外）支持人声消除
• K歌支持人声混响或直出
• 一共九种预设音效：低音、重低音、流行、爵士、二次元、电音、柔和、经典
• 可以接入电吉他等乐器，做乐器音响也是可以的
• 可调节音量：主音量为0~39格；低音环绕位0~15格；麦克风音量为0~32格。

支持的输入源如下：

• 蓝牙（BLE V5.3 支持SBC）
• AUX（2通道）
• 5.1音频输入（前置左右、环绕左右、中置+重低音）
• USB（支持AAC、ADPCM、AMR、APE、DTS、FLAC、M4A、MP1、MP2、MP3、OPUS、SPX、WAV、WMA、PCM音频解码格式）
• S/PDIF（支持32kHz 到 192kHz 的采样频率，16、24位）
• Coaxial（规格同S/PDIF）
• UAC（抢占模式）
• HDMI*3（差分音频，非ARC/eARC）

设计框图

框图较为复杂，点击可放大查看。

• 使用CS8673E做80W功放
• PT2323做虚拟5.1音频混合模拟
• PT2322做5.1声道音量控制
• 杰理AC7916A做U盘和蓝牙解码同时做DSP、DRC等处理
• ESP32做主控
• U频无线模块做无线传输
• LMV358做前置放大、PT2399做混响
• HDMI*3（差分音频，非ARC/eARC）
• CXA1642P做人声消除
• MS8416做光纤同轴解码
• CS4344做IIS转模拟音频的5.1无线环绕K歌SoundBar系统

电路原理

系统较为复杂，我分17个部分展开讲解。

（1）电源

电源使用LA3484，是一款国产的DC-DC，根据规格书调整FB两个电阻即可输出对应的电压。

（2）光纤同轴解码

光纤和同轴输入时都需要接75欧下地来做识别。

S/PDIF解码使用MS8416，解码器使用3.3V输入，I2C做控制。除了I2C之外，还需要一个RST引脚做复位。

在MS8416规格书中有提及上电需要完全后拉一下复位脚。

MS8416输出IIS信号给CS4344做IIS解码，将IIS信号转为普通的模拟音频信号到切换电路，使用3.3V电源。

（3）麦克风放大

使用的是LMV358低压差运放做放大器，只用到了一路做放大。

其中调节R87可以调节放大倍数。

（4）麦克风混响

使用PT2399做麦克风混响，输入电压9V。

调节此处两个电阻的分压比可以调节内部时钟频率，来调节混响时的迟滞时间。

（5）麦克风音量控制和切换

BL1551做2切1的1路的切换器，可以切换麦克风的输入是运放直接放大的信号还是混响放大的信号。

用户可以在遥控器做选择。

输入使用3.3V电源。

麦克风的音量控制是使用M62429，只是一个两线控制的2路电子音量控制器，输入5V电源。

（6）人声消除/伴奏提取原理

6.1人声消除方法

人声消除大致有两种方法：

• 立体声消除人声
• 带阻滤波器消除人声

阻滤波器消除人声方法就是在某一段频率的能量使用带阻滤波器降为零，从而使原信号中某一段频率的声音消失。

这里使用的是立体声消除人声。

6.2立体声消人声基本原理

立体声消除人声基本原理是：

两个幅值相同，但是互相反相的信号，相加为0。

人能够感受到立体的原因是：

左右两个声道的伴奏在频率、振幅和相位上有区别。

而人声混音时总是放在最中间。

这就会使得左右音道的人声幅度相位基本相同。

也就是说人声在左右两个声道是基本一致的。

因此只要我们将其中一个声道的声音反相后，再将另一个声道叠加，就可以把人声抵消掉，留下伴奏。

缺点

这种方法会消掉与人声有相似属性的东西，比如伴奏中的鼓组和贝斯。

输入音乐必须是立体声，如果输入单通道的音乐，是无法消除人声的。

消声出来是单通道的混合音乐。

6.3理论实操

如果你现在没有PCB，但是可以拿AU做理论，那就简单了。

首先导入一个音频，然后将它的左右声道拆分出来。

拆分出L/R。

然后打开其中一个声道后使用反相效果，注意不是反向（L为例）。

然后新建一个多轨后，将反相后的L和分离出来的R做混音。

这样听出来效果就是没有人声的，只有伴奏和和声。

6.4 电路原理

CXA1642P是索尼公司生产的卡拉OK人声消除消除IC，用于音响，CD等场景。该芯片现已停产，马云网购买的为拆机或库存。

本章节主要讲述，如何解决人声消除的缺点。

缺点一：这种方法可能会消掉伴奏中的鼓组和贝斯，这些都是发声比较低频的乐器。

解决方法：我们只要分一路原音乐做一个低通滤波器得到低音，然后将已经消除人声的音乐和低音混合起来，就能较好的保留低频部分

CXA1642P内部已经将此功能整合。

缺点二：消声出来是单通道的混合音乐。

解决方法：左声道的反相混合右声道出来是右声道的伴奏，因此只要再加一路做右声道的反相再混合左声道，就能出来立体声的伴奏，于是用两个CXA1642P即可。不过由于是两个单声道混合出来的双声道，该双声道立体声效果不强或者几乎没有。

麦克风经过音量控制器的信号输入给CXA1642P。

（7）功放

使用了两颗CS8673E。

输入24V可达到80W 10%的D类功放：

• 一个功放做BTL，40W*2的左右；
• 一个做PBTL，80W*1的中置。

PBTL需要电感CDRH12*12的大电流电感。

BTL只需要CDRH7*7。

需要注意耐压。

（8）切换

切换使用的是继电器切换输入源。

由于IO不足，因此使用逻辑切换器来做4路切换。

逻辑控制器使用3.3V切换，继电器这边也需要使用3.3V，把各个源切换到模拟音频总线上。

总线进入PT2323的CH1。

而经过CXA1642P人声消除过的则进入CH2。

因此CH1上都是使用继电器切换完后再进PT2323的。

PT2323使用I2C控制。

此处可以调节低音的分频点。

由于5.1前置和AUX输入使用同一个AUX口，但是实际进入PT2323是分开的，因此这里还加了一路继电器做立体声和5.1输入的时候的切换。

（9）音量控制

PT2322则是做5.1音量控制，电源9V输入，I2C控制。

（10）MCU

MCU这边使用ESP32，有独立的5V转3.3V的LDO供电。

这里IO已经用完了，其他IO要么上电有特殊，要么接了东西升不了级等特殊IO。

按键使用ADKEY接到ESP32。

OLED屏接I2C总线上，遥控头直接供电，接出遥控信号。

（11）杰理控制

杰理这边负责蓝牙，USB解码，UAC。使用母座和上方的杰理核心板连接。

USB信号则给到USB座子。

核心板使用ADKEY控制，因此ESP32这边使用DAC就可以控制杰理的功能。

（12）无线发射

无线发射使用的是外置模组，我们只需要把PT2322出来的声信号给到无线模组即可，环绕的模组再加一路继电器可以切换环绕箱做前置还是后置。

无线模组对电源要求高，因此加多滤波电容。

（13）按键板

按键板是ADKEY接出来，到不同值电阻，这些电阻建议使用精密电阻，值已经分好，不要贴错，否则无法识别。

预留螺丝孔位。

（14）HDMI解码

HDMI单独一个主板，四层板，在10x10内，可白嫖。

电源输入5V和3.3V，内部有3.3V转1.2V的DC-DC。

HDMI1切3使用的是MS9601A，输入3组HDMI信号。

从MS9601输出的HDMI信号又输入到MS9331，MS9331输出HDMI同时解码出IIS信号。

CS4344做IIS解码解出模拟音频信号进入主板的切换继电器到总线上。

（15）杰理核心板

基本照搬以前的杰理开发板上的核心板内容。

https://oshwhub.com/aknice/jie-li-ac7916a-he-xin-ban。

（16）无线重低音/环绕

无线的重低音和环绕使用的原理图一样，PCB一样，主要就是接收无线，然后输入功放即可。

功放依然是CS8673E，PBTL，80W，24V输入。

DC-DC也是同款LA3484，只不过这里只需要5V。

（17）遥控器

遥控器这边主要是做省电的东西，KEY_POWER接地时Q3才会导通。

请注意R76,R77,R78这几个电阻值不要更换，否则会烧管。

因此按键除了一个脚接到MCU外，还需要一个脚接到KEY_POWER。

Q4管接到MCU_POWER，当有一个按键按下后MCU通电会第一时间拉住MCU_POWER，不要让电断掉，直到一段时间没按下后才会自动把自己断电。

IO4接到红外发射管，如果发射功率或者距离不够可以将R99改小。其他都是一些常规的电路，不细说了。

ESP32代码

这部分代码很多，但主要分为两块：

• 遥控器（遥控发射）。
• 主机。

这里就不赘述了，源码和代码原理解说，感兴趣的可自行查找原文学习，是无偿开源的(也可以通过文末的参考资料查找需要的原资料哈)。

需要注意的是：

• 平台使用arduino平台。
• 需要IRremoteESP8266、u8g2、M62429库。
• 主机代码通过内部TYPE-C烧录，组装前先烧录好代码。

成本统计

成本大头还是在喇叭，主板，木箱。

辅料（螺丝、棉、线材、脚垫等）：约30

无线麦克风：40

环绕木箱：140一对

环绕PCB：约10*2

环绕喇叭：60*2

环绕电源适配器：30*2

外壳打印成本：2*2

重低音木箱：70

低音PCB：约10

低音喇叭：约50

低音电源适配器：40

外壳打印成本：2

主机打印成本：约50

主板成本（含无线）：约300

喇叭：约80

OLED屏：15

主机电源适配器：50

主板：约30

面板：25

电池：12

总成本约1100。

怎么样？这个成本在你的预期内吗？你觉得这个成本高不高？

参考资料：

[1]https://oshwhub.com/aknice/5.1wu-xian-huan-rao-yin-xiang

— 完 —

嘉立创EDA·头条号

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