Апгрейд портативных USB колонок

Модернизация USB-колонок SVEN PS-30

Однажды, в поисках портативной акустической системы для своего любимого ноутбука наткнулся на портативные колонки SVEN PS-30. Колонки оказались непростые, а с «прибамбасами». Оказалось, что у них нет 3,5-миллиметрового штекера для подключения к аудиовыходу ноутбука, а также нет шнура USB, через которое питается усилитель портативных колонок. Всё устройство представляет маленькую коробочку с USB-разъёмом, по виду, как флэшка. Есть вход для подключения 2-ух миниатюрных колонок.

Оказалось, что для работы этого занятного устройства нужно только подключение к ноутбуку и установка драйвера. Драйвер уже есть в операционной системе Windows. Устанавливается он автоматически. После подключения автоматом определяется драйвер и ОС переключает звук на колонки PS-30. В диспетчере устройств данный аппарат прописывается как USB Audio Device.



Регулировать громкость можно только через интерфейс Windows или через горячие клавиши на клавиатуре – никаких хардварных регуляторов звука на устройстве нет.

В общем, конструкция и электронная «начинка» USB-колонок SVEN PS-30 сильно отличается от рядовых USB-колонок, например, таких как портативные USB-колонки SVEN 315.

Казалось бы, столь хитроумный девайс должен удивить или хотя бы соответствовать портативной акустической системе, но не тут-то было, качество звуковоспроизведения оказалось сомнительным. Естественно, стало интересно, как это работает и что так портит звук.

После мучительных способов вскрыть корпус устройства процедура удалась.



Как оказалось, вся начинка данного устройства состоит из специализированного декодера с поддержкой USB и встроенным стереоусилителем на полевых транзисторах. Вот взгляните на это чудо инженерной мысли.



Сердце системы — микросхема декодера – CM6120-S. Микросхема CM6120-S — это интегральный USB аудио чип, в составе которого 16-ти битный ЦАП и звуковые усилители класса D. В общем, вещь стоящая и интересная. Микросхема имеет 28-ми выводной корпус TSOP. Несмотря на то, что микросхема оснащена 2-мя усилителями мощностью 2W (Ватт) каждый, радиатор не требуется, потому как, усилители работают в режиме класса D. Его ещё называют «цифровым». Этот режим работы усилителя очень экономичен.

По сути, микросхема CM6120-S представляет что-то вроде урезанного аналога микросхем кодеров серии PCM29xx фирмы Texas Instruments, правда со встроенным усилителем и без АЦП, который нужен для оцифровки внешнего звукового сигнала (например, от микрофона).

Стало понятно, что звук портит не электроника, а что-то другое. Стало быть, дело в акустике, а точнее в миниатюрных колонках. Именно они сводят на нет всё качество 16-ти битных ЦАП и усилителей на MOSFET транзисторах, которые присутствуют в микросхеме CM6120-S. Да и что ещё можно ожидать от таких маленьких и пушистых динамиков? Они разве что сгодятся для квартирного звонка…



Поэтому было принято решение «прокачать» портативные USB колонки и сделать возможным подключение любых внешних колонок, от самых малых до стационарных, которые и сдвинуть то нелегко, не то чтобы унести куда-то .

Благо внешние колонки (я назову их «пищалки») к основной плате USB-декодера подключаются с помощью 3,5 мм. разъёма. Но разъём этот не простой. У него 4 контакта, которые электрически изолированы друг от друга. Каждый динамик, или колонка подключается к своему усилителю с помощью двух проводов. И никак иначе! Я это говорю не просто так.



Возникает соблазн использовать 3,5-миллиметровый штекер от наушников. Но он не подойдёт. Вернее подойдёт, но будет работать лишь одна звуковая колонка. Это в лучшем случае. В худшем – сгорит усилитель класса D внутри микросхемы декодера (если нечаянно замкнуть выходы усилителя).

Поэтому не будем экспериментировать, а заберём у штатных колонок-пищалок шнур со штекером, которыми они подключаются к USB-декодеру и припаяем к нему разъёмы (например, типа «тюльпан»).

Нам понадобятся два разъёма типа "тюльпан". Конечно, можно использовать и другие, всё зависит от того, какие используются разъёмы у акустической системы, которую в последствие мы хотим подключить.



Разбираем родную акустику от SVEN PS-30, отпаиваем провода от выводов динамика. При этом нужно запомнить или отметить провод от колонок левого канала и правого. Потом припаяем к этим проводам разъёмы с корпусом разного цвета, чтобы правильно подключать внешнюю акустику. На корпусе родных колонок ищем букву R или L. R — это правая колонка (от слова Right — "правый"), L, соответственно, левая (от Left — "левый").



Также стоит учесть фазировку подключения. Для того, чтобы колонки работали согласованно, нужно учитывать подключение к ним плюсового "+" и минусового "-" провода от усилителя. Если перепутать — то ничего страшного не случится, но динамики акустики будут работать не в фазе. Не в фазе, это значит у одного динамика, например, правого канала при подаче сигнала диффузор будет отталкиваться наружу, а у другого (левого канала) будет затягиваться внутрь. На слух, конечно, не особо заметно, но вот при качественной акустике стереоэффекта вы не услышите, а если и услышите, то он будет отличаться от задуманного. Поэтому при отпаивании проводов от динамиков, смотрим и запоминаем, к какому выводу динамика припаяны провода (плюсу или минусу).

Далее провода от шнура паяем к разъёмам. Для ясности определим, куда нам припаивать минусовой провод, а куда плюсовой. Возьмём, к примеру, вывод внешнего ободка разъёма "тюльпан" и обозначим его как минусовой. Вот и паяем минусовой провод к выводу от ободка. То же самое делаем и у другого разъёма. Плюсовые же провода у нас будут припаяны к центральным выводам разъёмов.

Контакты и оголённые провода в корпусе разъёма следует тщательно изолировать друг от друга, чтобы исключить случайное замыкание даже в тех случаях, когда целостность контакта будет нарушена. Как уже говорилось, замыкание на выходе усилителя может привести к выходу его из строя.



Вот, что из этого получилось.



После сборки разъёма было решено опробовать работу USB-декодера колонок PS-30 на акустической системе Radiotehnika 35АС-1. Эта акустическая система была спроектирована и собрана ещё во времена СССР и дожила до наших дней благодаря бережливому отношению и проведённому ремонту – замене среднечастотного динамика и восстановлению высокочастотной пищалки.



Система Radiotehnika 35AC-1, на самом деле очень качественная. В её составе набор фильтров, которые разделяют аудиосигнал на НЧ, СЧ и ВЧ и подают их на соответствующие динамики. Те, кто копался во внутренностях этой акустической системы, знают, что плата с деталями фильтров занимают в корпусе акустической системы приличное место.

К слову сказать, современные акустические системы от музыкальных центров более простые, во многих из них попросту нет фильтров, а «улучшение» звука осуществляется не за счёт реальных фильтров, а за счёт звуковых эквалайзеров и аудиопроцессоров.

При работе USB-декодера совместно с акустической системой Radiotehnika 35AC-1 качество звука оказалось весьма достойным. При подключении USB-декодера к компьютеру не забудьте убавить громкость.

Как уже говорилось, микросхема декодера CM6120-S укомплектована стерео усилителем звуковой мощностью 2 ватта максимум на каждый канал. При работе на 4-х омную нагрузку микросхема способна развивать ощутимую звуковую мощность, которой хватит для хорошего озвучивания небольшой комнаты.