拆了某宝39.9的蓝牙音响，没想到内部电路如此丰富！

拆解一款跟随我多年的蓝牙音响，外观设计还是很不错的，圆柱形的丝滑轮廓，搭配绚丽鬼魅的LED蓝色灯光，尤其是在漆黑的夜晚显得很是高贵。

 

 

拆解过程中，一条连接锂电池的线被我拉断了，后来，第二条也断了。。。   请忽略，不要在意这些细节。。

 

 

 

继续拆，喇叭在下面，要拆掉下面四颗十字螺丝。

 

 

拆开了，先给喇叭来个帅气的特写，喇叭用的是3Ω3W的

 

 

我们重点研究下上面这个板子

 

 

经各种分析画出蓝牙音响的系统框图，如下图所示。主要部分为主控芯片BK3254、电池充电管理电路、蓝牙天线、按键输入检测、MIC输入电路、SD卡存储电路、扬声器驱动电路、LED灯显示。下面逐一讲解。

一、主控芯片BK3254

 

BK3254芯片是一款高度集成的单芯片蓝牙多媒体设备。它集成了蓝牙收发器、FM 接收器、SD 卡接口、USB OTG 和高性能音频外围设备。基于 BK3254 缓存的架构使其完全可编程任何应用程序，它可用于控制和多媒体混合应用程序。

 

1.1 主要特点及应用

 

 

1.2 芯片引脚图

SSOP28封装

二、电池充电管理电路

 

2.1 电池

电池选用的是3.7V，500mAH，1.85Wh的规格。这个电池2017年的，到现在已经有7年了，眼尖的朋友已经可以看到电池中间存在明显的鼓包，从侧面看会更加明显。
 

 

那么锂电池为什么会鼓包呢？主要有如下三方面的原因。

充电过程膨胀

锂电池在通常情况下充电过程中会自然略微发生膨胀，但通常不会超过0.1mm。然而，如果过充，引起内部电解液的分解，就会增加内部的压力，使得电池膨胀，甚至最终引起电池爆炸。

解决方法：就是不要过度对锂电池进行充电。需要能够使用智能充电器可以自动检测电池是否充满。特别是，不要连续充电超过12个小时。

生产过程膨胀

在生产过程中，如果发生短路、过热等异常现象都会使得电池内部过热，引起内部的电解液的分解，使得电池膨胀。

解决方法：电池的生产厂商应该严格控制电池生产过程中的各种参数以及工作环境避免发生短路和过热。

循环使用老化膨胀
 

随着锂电池循环使用，它内部的电极会自然加厚，引起电池膨胀。通常情况下，在50周之后，这个现象就不会再继续，此时电池会自然增加 0.3 - 0.6 mm的厚度。

解决方法：这是电池正常的反应。通过增加电池的外壳，或者减少内部物质可以减少膨胀的程度。

 

2.2 电池充电管理芯片

通过查看芯片丝印，可以推断所用电池充电管理芯片为LTH7R。

其主要特点如下：

典型应用电路：

 

三、蓝牙天线电路

 

蓝牙天线采用的平面倒F型的结构，也是主流的板载蓝牙天线方案，如下图所示，蓝牙天线所在区域的PCB上下需要做净空处理。

 

3.1 倒 F 天线的演变过程

 

倒 F 天线是单极子天线的一种变形结构。其衍变过程可以看成是从 1/4 波长单极子天线到倒L 天线再到倒 F 天线的过程，如下图所示：

 

单极子 90 度弯曲，得到倒 L 天线，总长度仍然约为 1/4 波长。其上半部分平行于地面，这样在减小高度的同时增加了天线的容性。为了保持天线的谐振特性，需要增加天线的感性，通常是在天线的拐角增加一倒 L 形贴片接地，这样就形成了上图所示的 c 部分天线，因其形状象倒立的字母 F，所以称此天线为倒 F 天线。

 

3.2 倒 F 天线的参数：

由 L 的终端开路和 S 的终端短路并联而成，其中，开路端到馈电点可以看成电阻和电容的并联，谐振时开路；短路端到馈电点可以看成电阻和电感的并联，谐振时短路。电流主要分布在天线的水平部分和对地短路部分，而馈电支路基本没有电流分布。在设计倒F 天线时，有三个参数（L、H、S）决定了天线的输入阻抗、谐振频率、天线带宽等性能。通常 L 和 H 长度之和一般介于 1/4 个自由空间工作波长(122mm)和 1/4 个介质层导波波长(58mm)之间（14.5~30.5mm）,经验公式：

 

3.3 三个参数的主要影响：

L 增加时，谐振频率降底，输入阻抗减小，天线呈感性。

H 增加时，谐振频率降底，输入阻抗增加，天线呈感性。

S 增加时，谐振频率升高，输入阻抗减小，天线呈容性。（主要影响带宽）

因此，只要适当选取这三个参数，就能使倒 F 天线谐振在任意的频率上，且可以使得天线的输入阻抗非常接近 50 欧姆的纯电阻。这样就可以达到不需要匹配元件就能实现跟微波传输线的阻抗匹配。

 

3.4 PCB Layout要点

天线谐振臂 L 到参考地的距离不能随意更改，会影响天线的特性（输入阻抗、谐振频率等）。

天线到地的谐振臂过孔位置，尽量在刚进入参考地的地方加一个大的过孔。

匹配网络尽量靠近天线的输入口。

微带线与屏蔽地的距离最少 20mil 的间距，以减少寄生电容的影响。

为减少做板工艺的难度，微带线尽量短，蓝牙 IC 尽量靠近天线位置摆放。

微带线应按照 50 欧阻抗要求来走线，若有 90 度转弯，一定要用弧形布线方式。

保证天线参考地的完整性。

匹配网络元件的接地焊盘附近应加一过孔。

天线 top 部分及对应 bottom 层都需要净空，不能铺铜；

天线周围最好不要有金属结构或元器件、铺地平面、电池、喇叭等吸收或反射电磁波的物质存在，最多在其中一面距离一定间隔（至少 5mm）可以放一些元器件。

3.5 PCB布局示例

 

 

四、按键输入电路

 

仅供参考，蓝牙音响中比较简陋，基本无任何防护。

 

五、MIC输入电路

 

仅供参考，蓝牙音响中比较简陋，基本无任何防护。

六、SD卡存储电路

 

本方案使用的是4线SDIO方案，其电路可参考下图，蓝牙音响中比较简陋，基本无任何防护。

七、扬声器驱动电路

7.1 芯片简介

查看功放丝印如下，芯片型号：MIX2052。这是一款高效率、无输出滤波器的单声道6W带防破音功能D类音频功率放大器。

 

MIX2052的差分输入架构和极高的PSRR有效地提高了MIX2052对RF噪声的抑制能力。防破音功能解决了不同音源输出幅度不一致的问题，同时带来不失真的完美音乐享受。无需滤波器的PWM调制结构及增益内置方式减少了外部元件、PCB面积和系统成本,并简化了设计。高达90%的效率，快速启动时间和纤小的封装尺寸使得MIX2052成为蓝牙音箱和其他便携式音频产品的最佳选择。

7.2 典型应用电路和芯片引脚图

 

 

7.3 电路设计要点

放大倍数调节
 

MIX2052的增益由音量调节控制的输入电阻(RI)和反馈电阻RF)控制。有如下的增益计算公式：

其中， Re为芯片外部的可调节输入电阻；反馈电阻Rf为225K（反馈电阻为内部固定，不可外部调节）。 

滤波电路设计

输入电容与输入电阻构成一个高通滤波器，其截止频率可由下试得出：

Ci的值不仅会影响到电路的低频响应，而且也会影响电路启动和关断时所产生的POP声，输入电容越大，则到达其稳定工作点所需的电荷越多，在同等条件下，小的输入电容所产生的POP声比较小。