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[音响]分享极限维修法经验,主动降噪耳机,死刑变死缓 [复制链接]

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离线cheapkiller
 
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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2015-12-19
本帖分享一种几乎没有任何办法时的维修办法,由于不是靠电路分析,而是靠辅助手段的逻辑判断,所以过程可以无视,文字也不太好描述,
主要看方法,不需要好评,死物能复活已经是奖励了。
这次如果总结的话,是在无任何资料,无法进行任何正常电路分析的情况下,对层间短路的多层板,采用应力分析法进行推测,然后通过割断
表面线路并飞线的方法恢复功能。


突然想拥有一只BOSE QC20主动降噪耳机(玩数码的人都知道的),但是正品太贵(2580元,咬牙!),便宜假货满天飞
所以就采取坛子里常见的做法,非常便宜,150元买个原装坏机,店主说无法测试,不知道。
到手之后暗骂坏得太狠了,通电除了灯正常,啥反应也没有,插音乐两边不出声,更不用说降噪

拆开一看更傻眼了,确实没拆修过,电路板表面什么问题都看不出来,测试了一下锂电池电路,没问题,耳机线都开膛破肚测量了,没发现问题

想分析一下功能电路的时候,无语了,BOSE出于技术壁垒的需要,不但中央处理芯片是自主研发生产的,而且板上所有的IC或管子类的器件,
都用了订制的,其代码根本无处可查(国内国外的IC搜索引擎都用遍了),连发挥想象的空间都没有,更狠的是,贴片元件的选型上也有壁垒,二极管用了SOT-23封装,
看起来是电源电路的五脚IC,其实可能是专用的前端运放,看起来是MOS管,其实是专门的电压分离IC,根本无法猜测,更别说电路分析了。
此外,0402-0201级的阻/容/电感器件是基本看不到标记的,即使怀疑,在板测量大家都知道是不行的,至于拆嘛。。。。。。想都不敢想

我自认为以前在企业里搞研发电路基础还可以,但是由于无任何资料,信息,靠猜测发现器件根本不是经验中的那样,一猜一测量就不对路,如果你仔细看,在0402或0201电阻电容的夹缝里,还会发现6个隐藏的微小裸片IC,用透明滴胶封装,这种通常是一些门电路,测量做不到,这个板子线路密度之大,复杂程度惊人

由于BOSE的特殊设计(和一般降噪耳机不同),即使电源关闭,也是可以当普通耳机用,就这个特别的设计,导致对音频电路进行短路
测试都行不通,因为短不短路无所谓,即使把锂电池去掉,普通耳机线路也发声,而通电仍然一点反应都没有。

出于不死心,死马当活马医,我准备用一点专门的分析方法,赌一把,就是不再企图分析电路,而是用电压对比测量法
由于背面打开屏蔽有两个中央处理片子,通过给两个MCU单独供电(型号是BOSE的专利,靠猜电源脚),比较板子上电压
测试点的变化,这个方法工厂里的维修工也会用,但是他们手里是有电路图的,我一无所有


分析思路略,对比结果如下


对比分析的结果彻底判了死刑,是多层板的层间短路(这个板子从结构上判断应该是四层),几处前后有差异的电压,不是它相关的芯片输出的,
而是输入的,当切断几个IC的线路时,发现它们本来就无输出,而是由统一的供电来输入,也就是电压在来路中被短路点发生的局部分走了一部分,导致几个IC的供电来路都不正常,IC本身没问题。层间短路对于DIY维修来说,没有任何电路图
和任何资料,可以说无解中的无解

不甘心,继续挑战极限,准备电子放大镜,准备缝衣针(测试最细小的MCU管脚),用铝片和两颗螺丝制作应力夹板----这个是用来对付层间短路的







由于假定为层间短路,用夹板每次夹住电路板,每次移动一段距离,然后逐渐扭紧螺丝,给电路板施加应力,让它发生弯曲和扭曲,看MCU电压
各管脚电压的变化,采集足够的数据,从变化对比中找到线索,层间短路如果遇到外部的应力,会发生局部变化
这一步需要很大的耐心,但是一个人手不够用,要用针测量对准IC脚同时读数做记录,所以叫来女儿帮忙,她已经被我培养成优秀的小助手,懂
一些电路知识,可以非常有耐心地完成上百次测量


随着多次对比数据分析,对可疑点进行局部线路切断和尝试飞线(具体分析过程略),把板子上的一个总的供电IC的输出直接引到不同的供电位置)



终于,板子发出了声音,降噪也起作用了。但是夹板最后停留在上面不能去除了,尽管进行了局部的切断和飞线,但去掉夹板,功能丧失,重新夹上夹板,功能恢复,毕竟层间短路的状态并没有发生根本的改变。
夹板就留在上面吧,回头做个大点的盒子,150元的死马,医成了本来要花2580元的活马,至于它能跑多久,看运气了!

另做了一个小夹子装回去了,原来检查外部线时切断了总耳机线,重新焊好后中间线头找了个废耳机的线控盒封上了,现在怎么看着有金刚葫芦娃的感觉,
管不了那么多了,能用就行


在此过程中,我得出了一个结论:原价购买新机的人不亏,这个产品值那个钱,我不是没那个消费力,而是没那个消费心,
BOSE的降噪电路设计有以下独特技术含量
1.一般主动降噪都是采集噪音信号,利用反相声波抵消噪音,BOSE耳机每个单元里有两个麦克风,一个采集外部噪音,一个采集耳朵里面的声波,
不但考虑了噪音,而且进行内外部对比,持续进行DSP运算处理,它不只是抵消了噪音,而是重新合成了声音,而且再造了低频,所以都说BOSE耳机有“箱子味”
2.两个MCU虽然MARK相同,但是并非左右声道,而是相互协作,它们虽然各自分担了左右声道的处理,但是交叉进行,左采集右处理,右采集左处理,
两个MCU只有一个晶振,第二个MCU的起振不是靠有源晶振,而是经由第一个MCU产生主频,分配给第二个MCU,这一点初看非常奇怪,实际上这就是所谓的双核运算,因为有大量的音频数据需要处理合成,又要速度快,同步计算


3.不开电源(甚至锂电池都焊掉),可以当普通耳机使用,开电源,音乐切换到降噪加数字处理输出,这句话听起来不复杂,实现起来可真不容易,否则不会成为BOSE的骄傲,不通电时,走音频线路,通电时,在所有前端信号的传输中,BOSE用了特别的运放和电压分离技术,音频信号附加在直流上混合传递,因为是前端信号,
不传到耳机,所以不会使耳机产生直流啸叫,交直流混合分配给MCU,处理后再分离,这样可以实现有电无电都能听的切换,这个
前端处理的方式比MCU对音频信号的处理在原理上更巧妙,可以说挖空心思。
这种电路导致在一开始无论如何测量各点电压,都会误以为五脚IC是锂电池升压IC,另一个是MOS管,其实和这毫无关系
图中有四个5脚运放,5V供电的,这也是整个板子上唯一使用5V的地方(高于锂电池电压),每声道两只,一进一出,输出是来自MCU处理好的


4.在降噪打开的模式下,按下一个特殊的aware健,外部一定频段的声音不但不被过滤,反而得到提升,这样同时进行背景降噪,音乐播放和面前人
说话可以听到,这个功能来自于背面MCU电路隔壁的那一堆,在此过程中,MCU的DSP处理并未间断,但是麦克风信号被分离进行另外的放大处理
[ 此帖被cheapkiller在2015-12-23 18:39重新编辑 ]
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