项目名称

低噪声⾳频前置放⼤器 PCB 

任务介绍

本项目需设计​​超低噪声、增益可调⾳频前置放⼤器​​，通过JFET-BJT复合架构实现微弱信号的高保真放大。核心要求包括：

1. ​​输入​​：⾼阻抗⾳频信号
2. ​​输出​​：线性放⼤信号
3. ​​增益调节​​：精密电位器实现30-200倍（≈30dB~46dB）连续可调

核心功能

通过​​TDP1603电阻阵列​​与​​LM4562超低噪声运放​​构建差分输入级，结合​​2SK170 BL档JFET​​与​​2SA1381晶体管​​组成复合放大核心，经​​Bourns 3296W多圈电位器​​调节负反馈量，输出失真率低于0.003%的放大信号，直接驱动专业音频ADC或功率放大器。

​​硬件设计​

1.​​核心器件​​（DigiKey在售）模块介绍

​​核心功能与接口定义：​​

⾳频输入​​：AV连接器，莲花座

放⼤输出​​：LM4562缓冲输出，阻抗≤50Ω，驱动能力±20mA

增益调节​​：3296W电位器旋钮调节（顺时针增⼤增益）

​​ 供电要求​​：±15V对称电源，静态电流<8mA

原理图和PCB模块介绍

原理图

PCB

3D效果图

关键硬件特性：​​

全模块采用DigiKey在售元器件（2SK170-BL/2SA1381/3296W-1-503LF）

2SK170-BL DigiKey在售链接:9C08052A1432FKHFT YAGEO | Resistors | DigiKey

2SA1381 DigiKey在售链接:2SA1381CSTU onsemi | 分立半导体产品 | DigiKey

3296W-1-503LF DigiKey在售链接:3296W-1-472LF Bourns Inc. | Potentiometers, Variable Resistors | DigiKey

​​KiCad 7.0专业设计​​：

• • 通过ERC/DRC验证，地平面分割减少串扰
  • 关键信号走线长度≤15mm（降低射频干扰）

设计要点说明​​

1. 电位器调节逻辑​​：
2. • 顺时针旋转 → 反馈电阻值↑ → 增益↑
2. ​​噪声抑制措施​​：
3. • JFET源极串联47Ω电阻抑制热振荡
   • 输入对地并联100pF C0G电容滤除RF干扰
3. ​​安装规范​​：
4. • 光敏电阻远离运放发热区（间距>20mm）
   • 金属外壳必须接系统大地（防静电干扰）

关键性能指标​：​

eZ-PLM上新建物料和项目的截图

使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件，方便保存记录各个版本，也可随时查阅，系统里查阅不到的物料也支持手动添加。

物料添加展示图

项目详细图

心得体会

通过这次低噪声音频前置放大器设计，我深刻体会到：

​​1. 细节决定噪声性能​​

• 改用金属箔电阻（Vishay VSMP）和JFET输入级后，输入噪声从5nV/√Hz降至​​0.9nV/√Hz​。
• ​​教训​​：曾因省成本使用碳膜电阻，导致底噪飙升，最终全盘返工！

​​2. PCB布局​

• KiCad的地平面分割+星型接地策略，将电源抑制比（PSRR）从70dB提升至​​92dB​​。
• ​​心得​​：走线长度＞20mm的信号路径必须包地处理，否则必引入射频干扰（实测手机靠近时噪声↑3dB）。

​​3. 可制造性=可维修性​​

• 为屏蔽罩预留焊盘（未贴装时用铜箔临时接地），调试时噪声降低6dB；
• 电位器下方开散热槽，避免温漂影响阻值精度（实测40℃环境阻值变化＜0.1%）。

​​未来改进​​：将用数控电位器（MCP4017）替换机械旋钮，实现MCU精准增益控制。