索尼随身听WM-55耳机噪音问题

waitxhurt

故障复现

使用外部直流稳压电源供电，插入耳机（索尼头戴NC7 阻抗66R），空转，音量调到0，并没有听到“嗡嗡”声。怀疑是阻抗问题导致无法听出噪音，换LG的耳塞（阻抗16R），有低频“嗡嗡”声，用手轻轻按压飞轮，使电机负荷增加，从噪音可以听出频率与电机转速有关。

1.     故障分析与定位

开盖后，首先在耳机接口处焊接引线，接入示波器，方便观察波形，修复后也方便对比效果。

测得波形如下：

整机原理图如下：

本机使用直流有刷电机（以下简称电机）做为动力驱动，音量电位器转至0处，依然有噪音，说明几个问题：

1. 音频流在耳机运放之前的电路没问题：杜比降噪、磁头前置放大都可直接排除。包含杜比降噪增加的退耦电路。

2. 噪音来自运放本身：运放自激

3. 噪音来自电机：有三个原因：

a)          电机消弧电路：下面细讲

b)          地线薄弱：

简单的试了下，用万用表电流端短接电源地至运放地和电机驱动部分，没有效果，排除。

c)           +B窜入干扰：

用示波器观察波形，有干扰，但这个干扰是很难去除的，耳机运放部分并无退藕电路。

2.     解决措施

噪音干扰的三要素是干扰源、传播途径和敏感电路。解决方法也是从这三个方面入手：

1. 抑制干扰源：

有刷电机的特点是驱动简单、换向器易产生火花，有EMI干扰。

下图为电机驱动部分原理图

从图中可以看出，在电机部分使用了C601 1uf/50V吸收电容，少了一个续流二极管。

这里补充下续流原理：续流二极管通常和感性负载一起使用，防止电压电流突变，提供电流通路。电机绕组这里等效为电感，在换向时电感与驱动电路断开瞬间产生的感应电压可以经过它提供持续的电流通路，以免引起电源电流突变，起到平滑电流的作用。

对单向直流有刷电机而言，这个二极管对EMI有一定的抑制做用，可以使母线电压纹波减小。如下图所示：

2. 切断传播途径：

设计过程中需要考虑的问题，之后电路的布局和走线几乎无法修改，即使能改也是飞的到处都是，这显然不是能接受的，略过。

3. 提高敏感电路抗干扰能力：

整个核心围绕运放芯片TA7688构成，先看下半部分，由三极管Q303、Q304、Q305、Q309和几个阻容组成开关机延时静音功能。再看上中部分，分别为L、R耳放。

翻看TA7688规格书，找到如下描述：

C5、C6这里起着至关重要的作用：

C5：旁路电容

C6：纹波滤波电容

特别是C6，有纹波抑制作用，拆下来一看，容值为2.2uF，这很显然与规格书不符合，过于小了。再对比下索尼手册，应为47uF，如下图：

备注：图上为47MF，不是（毫法）是（微法），看手册解释：

更换47uF电容

经过以上处理，通电再测试噪音问题已基本听不到，应该符合设计要求，耳机输出测试波形如下，与修前对比已有明显改善：

修前修后效果对比视频：（设备：手机+耳机，效果比较差，见谅）

3.     设计改进建议

1. 直流有刷电机单向运转设计时增加续流电路。

2. R112、R212改为47R

3. 耳机运放增加退藕电路。参考杜比降噪部分设计。

4. 耳机运放防振荡电路C113、C213改为R112、R212之后，并增加3.9R限流电阻，电阻在耳机未插入时起到交流限流做用。

变更前 变更后

5. 耳机运放减小电压增益，增加负反馈电阻Rnf 15K。

waitxhurt

占个沙发              

补充内容 (2020-10-20 12:23):
原来新手上路是无法编辑帖子的，占楼也无效，想补充几张图片，很抱歉

补充内容 (2020-10-20 12:59):
回复7楼：1.高增益运放空载会导致输出杂波过多，电容在这里相当于交流通路，不加限流导致过早老化失效。2.可以直接加二极管

补充内容 (2020-10-20 13:04):
回复17楼：关于续流二极管作用帖子中有讲到过，请参见4.1补充续流原理部分解释

fnsjp

楼主写的真好，比硕士研究生学位论文强多了，且完美做到了知行合一，大学生们都有这水平的话赶超英美早实现了。研发领域的技术人员影响了人们的生活，客观上改变了世界。必须向楼主学习，做个有知识会思考可以干点事的人。

fnsjp

视频中赵传那首歌，代表了我现在的心情，噪音，我终于失去了你

fnsjp

个人觉的，帖子美中不足的是没有拍个板子图片

-李鬼-

膜拜大神
、

-李鬼-

4. 耳机运放防振荡电路C113、C213改为R112、R212之后，并增加3.9R限流电阻，电阻在耳机未插入时起到交流限流做用。
这个看不懂  耳机没插入时候限流的作用？因为此时也没声音呀  还是插上之后会改善？

另外  
在电机部分使用了C601 1uf/50V吸收电容，显然这里少了一个续流二极管。   这是是否可以直接在电容上面并一个贴片二极管？

特别是C6，有纹波抑制作用，这不正是我要找的吗？拆下来一看，容值为2.2uF，这很显然与规格书不符合，过于小了。再对比下索尼手册，应为47uF    这时是否可以作为其他使用7688的机器作为参考？

fnsjp

这篇帖子给解决同类噪音问题指明了方向，连我这半文盲都基本了解到即使在别的机子上再遇此问题的解决方法，可操作性极强。还有一点提示小白，涉及滤波的电解电容，不管 测量值如何，尽量先换了它们，而涉及音频耦合的电容慎重更换，换后音质大变不是玄学，不少修机师傅懂这一点，也能听出这一点，反正我遇上过两次，区别大大的。

轻舞疯刀

撸主无偿公开“嗡嗡癌症”的治疗方案，不以此为独家秘方来谋利，确为造福广大鸡油的善举！完全配得上“德艺双馨”的称号！

251216

fengshuai_1984

楼主软硬件 单片机 模拟电路 PCB EMC 大牛啊

轻舞疯刀

-李鬼- 发表于 2020-10-20 08:59
4. 耳机运放防振荡电路C113、C213改为R112、R212之后，并增加3.9R限流电阻，电阻在耳机未插入时起到交流限 ...

对比了爱华T06电路图，除开电机没有二极管外，其余两点都有

yubaojiu

楼主是电子高手

Philips828

厉害厉害

天崖浪人

老是潜水的我  还是忍不住回一帖
超炸赞  技术杠杠的   


写的好  有理有据   深入浅出  说的都是实实在在的东西  
比某些大神  动不动就长篇大论   引经据典    最后狗屁不如的高手  好不是一点半点

您才是高手