Audio elektronica ontwikkeling

1. Requirements

Als eerste is het nodig om goed te weten wat de verwachtingen / vereisten van de klant zijn. Elektronica ontwikkeling wordt kostbaar als het een zoek-proces wordt naar de juiste oplossing. Als de vereisten nog niet op papier staan, is dat de eerste stap. Zowel de klant, als de elektronica ontwikkelaar, moeten goed nadenken over de consequenties van het toevoegen, of weglaten van een eis. Beide kunnen tot meerwerk leiden.
Bij audio toepassingen zijn specificaties als vervorming en ruis erg belangrijk. Maar ook de karakteristiek van bijvoorbeeld de volume regelaar en andere instellingen moet gedefinieerd worden.
Verder is het voor de ontwikkelaar goed om te weten voor welke doelgroep het product gemaakt wordt.

1.1 Functionele eisen

De functionele eisen beschrijven op een abstract niveau hetgeen de oplossing moet doen.

Bijvoorbeeld voor een versterker:

• Het maximale uitgangsvermogen in piek en continue, bij 4 en/of 8 Ohm.
• Het verwachte uitgangsvermogen bij normaal gebruik.
• De gewenste max. vervorming (meestal bij 1kHz), liefst ook voor bv. 10kHz.
• De diverse bron ingangen en hoe die gekozen worden.
• Inbouwvorm met evt. koel mogelijkheden.

2. Ontwikkelfase

Dit is de fase van de concepten voor de elektronica ontwikkeling waarin het basisschema gemaakt wordt.
De concepten worden doorgerekend en met een simulator getest. Daardoor kunnen optimalisaties worden doorgevoerd en kan voorspeld worden of de specificaties gehaald zullen gaan worden.
Bij vermogensversterkers zal ook het behuizingsontwerp gedaan worden, vanwege de warmtehuishouding en vanwege mogelijke instraling van stoorsignalen.

3. Elektronica implementatie

Nu worden de ideeën uit de ontwikkelfase omgezet in de realiteit. Schema’s worden getekend en printplaten ontworpen. De printplaten worden opgebouwd zodat de elektronica getest kan worden.
Indien er ook digitale delen zijn, wordt hiervoor ook de firmware geschreven en getest.

4. Tests en aanpassingen

Tests worden gedaan en ook de eventuele elektronica en mechanische aanpassingen. Vooral de mechanische passing voor de aansluiting van de connectoren en de hoogte van onderdelen en ook voorzieningen voor warmte afvoer worden doorgevoerd. Wanneer het ontwerp al via 3D tekeningen op de computer ‘gepast’ is, is de kans op aanpassingen alweer kleiner.

5. Kwalificatiefase

Kwalificatie is het controleren of alle requirements daadwerkelijk in het prototype aanwezig zijn, en binnen de specificaties werken.
Daarbij wordt veel aandacht besteed aan ruis, overspraak en vervorming.
Alle metingen worden gedocumenteerd, zodat later te zien is dat iets getest is, en wat het resultaat was.
Dit is ook een moment om de klant de resultaten te laten zien.

6. Acceptatie tests

Vervolgens wordt de klant weer in het proces betrokken. Deze moet zich er nu zelf van vergewissen dat het product aan de gestelde eisen voldoet.
Voor de klant is dit het moment om alle functies en gedrag goed te beoordelen. Om later nog wijzigingen te doen is extra kostbaar.

Een duurtest onder variërende omstandigheden is ook zeer wenselijk.

7. Productie voorbereiding

Wanneer het goed bevonden is, kan vaak direct tot productie worden overgegaan. Als er wijzigingen zijn doorgevoerd is het verstandig nog een pre-productie of een 0-serie te starten. Zo’n 0-serie is dan een beperkt aantal b.v. 10 tot 25.
Mocht er dan toch iets ernstig fout zijn gegaan, dan kunnen deze eenvoudig worden aangepast. Wanneer er dan al 1000 of 5000 printplaten liggen, zijn de kosten voor herstel, of erger, vervanging erg hoog.

7.1 Productie test

Bij elke productie, moet het resultaat getest worden. Bij productie kunnen immers fouten gemaakt zijn, zoals een verkeerd component gemonteerd. Maar vaker betreft het soldeerfouten. Dan is een component niet goed gesoldeerd, of is er een soldeersluiting ontstaan. Er bestaan 2 niveaus van tests:

• Functionele test
• Specificatie test

In veel gevallen is een Functionele test voldoende, maar voor apparaten die naar verre landen gaan, en waarbij service en reparatie duur zijn kan een testsysteem, dat ook de specificaties test, goedkoper zijn.
Op specificatie testen betekent bv. dat de frequentiekarakteristiek van analoge ingangen nagemeten wordt. Bij alleen een functionele test zal een fout component in dit pad mogelijk niet zichtbaar worden. Dat verhoogt de schade.

Voor productie met grotere aantallen zal vaak een pennenbedtester gemaakt worden. Daarmee wordt een automatische test uitgevoerd.
Vaak is de test elektronica uitgebreider en ingewikkelder dan het geproduceerde product.