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利用树莓派制作高保真音响
2017-12-13 15:44
原创  Ieee Spectrum

利用树莓派制作高保真音响a.jpg

从第一版开始,树莓派就以其体积小、价格便宜和网络友好性等特点成为广受关注的家庭多媒体播放器。它内置高清多媒体接口和复合视频接口,可以发送信号到电视机,大多数版本有一个3.5毫米模拟音频插座。因此,有许多兼容树莓派的软件包可以通过电视支持的简版接口播放视频和音频文件,并且可以实现多区域音频联网。然而,虽然高清视频输出已足够观看大多数电影(除非你使用最新的4K屏幕),但模拟音频还达不到专业发烧友的标准。因此,许多公司已经开始提供各种扩展选项,以提高树莓派的音频功能并使其易于集成到现有的高清设置中。

●我们想在IEEE Spectrum测试其中一个系统——本刊执行编辑格伦•佐尔皮特(Glenn Zorpette)就是一位音响发烧友。JustBoom公司的产品线吸引了我的目光,其包罗万象的拓展HAT(“上接硬件”)和独立电路板保证了灵活性和音频质量。JustBoom爽快地挑选了一组套件送给我们,于是我们开始测试其效果如何。

●我意识到的第一个问题是,鉴于JustBoom产品的灵活性和多样性,如何明确哪两款产品相互匹配十分令人头疼。JustBoom提供了一份流程图式的产品指南,但有点混乱。

●简而言之,如果你想通过3.5毫米插座或美国无线电公司(RCA)的插座连接耳机、有源音箱(有自己的电源)或其他音频设备,则需要一个DAC HAT,一种高音频分辨率数模转换器。JustBoom的DAC HAT有两款:一款支持所有版本的树莓派Model A和Model B,38美元;另一款支持较小的树莓派Zero,25美元。如果你想通过光学音频端口将树莓派连接到音响系统,可以使用Digi HAT,它也有两种款式。如果你想直接从树莓派驱动无源音箱(背面仅有两根导线的音箱),可以选择售价76美元的Amp HAT,它包含一个数模转换器和一个扩音器。(如果你想用一台树莓派同时支持耳机和无源音箱,可以购买一个DAC HAT,并将一个75美元的独立Amp电路板置于HAT之上。)JustBoom出售各种形式的组合套装。

利用树莓派制作高保真音响b.jpg

把所有元件组装在一起很容易。每个HAT都带有安装螺钉和塑料分隔器,把电路板插入树莓派的通用输入/输出(GPIO)连接器时将可以将其固定。我用3个树莓派组装了一个DAC With Amp、一个Amp HAT和一个Digi HAT。(我本想尝试将HAT用于树莓派Zero,但是树莓派Zero经常缺货!)扩音器板有一个8~24伏的外部电源插座。它也馈入树莓派,因此可以省去通常用于为树莓派供电的USB线。如果想达到扩音器的最大输出功率——55瓦峰值,则需要一个3.1安以上的24伏电源。

这些套装外面都经过了光滑洁净的黑色抛光处理,它们是扣在一起的,并没有用螺丝固定。(我个人更喜欢用螺丝固定,否则,要是不想让零散的部分在组装过程中掉出来,就必须严格按照正确方式并使用适当压力才能把套装装好。)

安装软件也很简单:我格式化了一个微型SD卡,并从树莓派基金会网站复制了NOOBS启动映像。NOOBS可以帮助用户通过网络连接轻松地在树莓派上安装多个操作系统。我用NOOBS安装了一些支持单一多媒体播放器应用程序的简化版操作系统——在这个案例里安装的是OSMC和LibreElec发行版。

JustBoom现在针对流行的播放器和操作系统提供软件指南,未来还会提供更多软件的指南。第一次尝试过程中,我试着配置DAC With Amp设置,使其与流行的OSMC套件一起运行,但是硬件设置都无法完成,无论是用数模转换器(使用3.5毫米插座)还是放大器音箱插头,小型无源音箱都没有声音。我在JustBoom网站上查找到底是缺少了哪一步,并在谷歌上到处搜索,依然无果,然后我又开始尝试使用LibreElec。这个操作系统/媒体播放器组合的优势在于,其配置过程更简单,具备传递来自各种连接器的声音的能力。

我继续使用LibreElec,将Amp HAT用于一些更大的无源音箱,这都是我们热爱音响的执行编辑提供的。他提供的高分辨率音乐文件样本(包括古典和摇滚音乐)立刻洪亮地喷涌而出。在播到一首摇滚歌曲最响亮的一处时,树莓派自动重启了,这极有可能是因为我使用的800毫安电源不够大。尽管如此,哪怕是用这样的电源,也可以使所播放音乐的音量远超室内的舒适阈值。

我们请这位热爱音响的执行编辑来做最终定论,我循环使用不同的配置,包括利用有源扬声器将树莓派的原生模拟输出与数模转换器进行比较。佐尔皮特对输出的质量感到惊喜,他觉得这可以和更昂贵的家庭数模转换器或音频放大器相媲美。

作者:Stephen Cass

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