Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Простой усилитель для наушников – AudioKiller’s site

Этот усилитель можно использовать как отдельное устройство, так и встраивать его в различную аппаратуру — усилители, ЦАПы, и т.п.

Это простая, но очень неплохая схема. Я задумал еще четыре схемы, причем очень высокого качества, и таких, которые можно (и нужно) изготовить в виде отдельного блока в отдельном корпусе. И которые не уступят хорошим дорогим моделям (а то и превзойдут, т.к. планируются использовать не выдумки, а хорошие технические решения). Схемы разные и интересные и находятся в состоянии проработки. Вот первая из них. Как только они будут готовы, я их опубликую в журнале «Радио» а потом на сайте

В «школьных» учебниках термину «усилитель» дают такое определение: усилитель – устройство, у которого мощность на выходе больше, чем мощность на входе. То есть, усилитель обязательно усиливает либо напряжение, либо ток, либо и то, и другое одновременно.

Однако это не всегда так. По-другому можно сказать, что усилитель – это устройство, обеспечивающее в нагрузке требуемые параметры сигнала (напряжение, ток, мощность, АЧХ, и т.п.) при заданных параметрах источника сигнала. Это более точное определение и оно очень хорошо подходит к усилителям наушников, потому что обычно от них не требуют усиливать ни напряжение, ни ток, ни мощность. Наоборот, иногда это все нужно уменьшать. Например, для большинства наушников рабочее напряжение меньше одного вольта амплитуды, а на выходе стационарного СД-плеера или «нормальной» звуковой карты оно достигает трех вольт. И выходного тока этих устройств обычно вполне достаточно для работы наушников. Поэтому, если просто подключить наушники к выходу звуковой карты или СД-плеера, то они, скорее всего, играть будут. И скорее всего слишком громко. В звуковой карте можно отрегулировать громкость программно и слушать. Другое дело, что выходы этих устройств не рассчитаны на подключение такой низкоомной нагрузки. Например, там могут стоять выходные конденсаторы маленькой емкости – для высокоомной нагрузки, каковой является усилитель, это в самый раз.
А подключив наушники, получим спад АЧХ на частоте 300…500 Гц. Да и блок питания электроники источника сигнала может быть не рассчитан на дополнительный ток миллиампер в 30…50, уходящий в наушники.

Хотя, если честно, то усилитель наушников (да и любой другой) все-таки усиливает мощность: ведь у него высокое входное сопротивление, и мощность, потребляемая от источника сигнала, очень маленькая. Намного меньше, чем выходная мощность на наушники.

Поэтому основные задачи, решаемые усилителем наушников, таковы:

  1. Иметь высокое входное сопротивление, которое «ожидает увидеть» на своем выходе источник сигнала.
  2. Иметь регулятор громкости.
  3. Иметь низкое выходное сопротивление и возможность легко выдать на выход ток примерно до 20…50 мА на канал.
  4. Иметь на выходе нулевой потенциал по постоянному току, причем без выходных разделительных конденсаторов.

Все эти задачи легко решает практически любой современный операционный усилитель (ОУ). Так что самый простой и достаточно хороший усилитель для наушников может быть собран всего на одном ОУ. И качество звучания он дает такое, что многие переход на лучший усилитель на самом деле не заметят.

Важное замечание. Этот усилитель для наушников не предназначен для внесения каких-нибудь «красиво звучащих» искажений, он не изменяет усиливаемый сигнал и поэтому «не звучит красиво». Он звучит максимально правильно, чтобы сигнал в ваших наушниках был максимально похож на то, что слышал бы (в наушниках) звукорежиссер, слушая подготовленную к тиражированию фонограмму. Если хотите «приукрашенного» звука – делайте усилитель на одном транзисторе, в инете таких схем много. По этой же причине в данный усилитель не нужно ставить офигенно дорогих аудиофильских деталей – он прекрасно работает с нормальными качественными. Перебирая проводочки и конденсаторы, можно конечно изменить его звучание, но на самом деле это будет всего лишь самовнушение.

Итак, усилитель для наушников на одном ОУ. Поскольку напряжение источника сигнала усиливать не нужно, то ОУ включается повторителем напряжения. При этом глубина его ООС максимальна, а искажения – минимальны. Уменьшить уровень сигнала (что практически всегда требуется) можно регулятором громкости.

Схема усилителя для наушников.

Переменный резистор Р1-Р2 – регулятор громкости. В скобках даны пределы его сопротивлений, при которых все тоже работает, но лучше выбирать те значения, что без скобок. По-хорошему, он должен иметь логарифмическую зависимость сопротивления от угла поворота, но для наушников, громкость которых обычно не регулируют в широких пределах, а настраивают один раз, вполне подойдет линейный регулятор. Конденсаторы С1 и С2 отсекают постоянное напряжение во входном сигнале и одновременно являются фильтром инфранизких частот. С такой емкостью нижняя рабочая частота усилителя примерно равна 10 Гц. Снижать ее не стОит, а вот повысить (уменьшив емкость конденсаторов) в принципе можно, особенно если вы берете входной сигнал с проигрывателя виниловых грампластинок – в них из-за коробления пластинки и эксцентриситета могут возникать мощные колебания с частотой примерно 0,5…3 Гц.

Чтобы их лучше подавить, частоту входного фильтра усилителя можно выбрать примерно 25 Гц, тем более, что более низкие частоты на винил практически не пишут.

Выходные резисторы R5,R6 помогают ОУ защищаться от КЗ при включении-выключении наушников. Кроме того, они немного повышают выходное сопротивление усилителя. Некоторые наушники при повышении (в разумных пределах) выходного сопротивления усилителя немного лучше звучат. Так что с этими резисторами можно немного поэкспериментировать, подбирая их под себя. Только не забывайте, что R5=R6.

Резисторы R0R и R0L нужны в том редчайшем случае, если при полной громкости ее все равно не хватает, и наушники звучат тихо. Установка этих резисторов увеличивает коэффициент усиления в два раза. Для того, чтобы минимизировать постоянную составляющую на выходе, хорошо бы при этом сделать R1 = R2 = 24кОм.

Ну и самое «вкусное» — напоследок. Микросхемы. На самом деле, подойдут любые «обычные» ОУ с выходным током, достаточным для ваших наушников. Список тех, что я проверял экспериментально – на схеме. ОУ других типов применять в принципе можно, но неизвестно, насколько хорошо они подойдут по выходному току. По идее, неплохо подойдут и TL072. «Сверхбыстрые», или какие-нибудь Rail-to-rail ставить не рекомендую: огромная скорость на самом деле не нужна, а в режиме повторителя они могут возбуждаться. Или ловить ВЧ помехи. Иногда приходится слышать: а давайте установим «супермикросхему», типа она будет очень хорошо работать в облегченном режиме. Это все равно, что на Жигули установить двигатель от Боинга, чтобы он работал в облегченном режиме. Насчет того, какая микросхема лучше по звучанию: практически никакая. В «зрячем» прослушивании мы хорошо замечаем разницу, потому что видим микросхему. Я проводил слепой тест сравнения такого усилителя между микросхемами JRC4556, имеющую большой выходной ток и высоколинейный выходной каскад (Линейность ОУ при больших выходных токах), и JRC4558 у которой выходной каскад весьма слаботочный. Наушники Sennheiser HD-598 сопротивлением 50 Ом (т.

е. достаточно низкоомные, чтобы потреблять сравнительно большой ток), и тест показал, что эти две сильно разные микросхемы (микросхему 4558 я даже вообще не рекомендую) различаются слабо: различие есть, но оно статистически малозначимо (хотя и прослушиваний было мало – я пока только отлаживаю все это дело). Так что если такие сильно разные микросхемы (а одна из них практически не пригодна для питания наушников) различаются несильно, то хорошие микросхемы между собой будут неразличимы (это если вы микросхему в возбуждение не загоните).

Питание усилителя может быть стабилизированным и не стабилизированным. Стабилизированное немного лучше. Напряжение от 12 до 15 вольт на плечо. Если напряжения плеч одинаковые – это очень хорошо, но не обязательно, лишь бы не сильно различались. Для стабилизатора обеспечить одинаковость напряжений легко, а вот в случае нестабилизированного питания и разбаланса напряжений обмоток силового трансформатора, можно словить и разные напряжения. Чтобы этого не случилось, следует использовать «стандартную» схему двухполярного двухполупериодного выпрямления с одним диодным мостом, в ней каждая из полуобмоток трансформатора работает поочередно на оба плеча выпрямленного напряжения.

Что-то типа вот этого (это очень варьируемая схема):

Ток, потребляемый усилителем от источника питания порядка 50…100 мА.

Как лучше делать блок питания – отдельным, или на плате усилителя? Если на плате, то надо помнить, что через конденсаторы фильтров проходят импульсы зарядного тока в несколько ампер. И это все рядом с сигналом. Если отдельно – то начинает сказываться сопротивление и индуктивность кабеля. Хотя, во втором случае конденсаторы в цепи питания на самой плате помогают избавиться не только от влияния кабеля, но и вообще отстроиться от неидеальности отдельного блока питания.

Напряжение питания 12 вольт предпочтительнее, т.к. до ограничения далеко, а микросхема меньше греется, что при низкоомной нагрузке заметно. Если есть в наличии конденсаторы с низким ESR, то их лучше устанавливать на самой плате (а не в отдельном блоке питания). Если нет – не страшно. Не нужно гнаться за суперконденсаторами, типа Rubycon, Elna, Nichicon (хотя, если они есть — ставьте, они очень хорошие).

Вполне подойдут «обычные» конденсаторы Jamicon, CapXon, Samwha, ELNA, Panasonic, Epcos. Лишь бы не какие-нибудь «Суньвынь». С отечественными надо быть осторожными – есть с хорошими параметрами, но большими габаритами; есть с маленькими габаритами и плохими параметрами; есть с большими габаритами и плохими параметрами. И вроде как появились маленькие и хорошие. Не измерив, не скажу. Емкость С4, С5 можно увеличить, но без маньячества: огромные конденсаторы вызовут появление индуктивности у длинных проводов и дорожек платы. Если питание стабилизированное, С3…С5 можно использовать керамические.

В принципе, как сделать источник питания можно почитать здесь: Маломощный блок питания. Причем там на рисунке 5 приведена схема с резисторами в первичной обмотке. Их сопротивления можно увеличить в 2…3 раза (для трансформатора с габаритной мощностью не более 20 ВА), что уменьшит бросок тока при включении и слегка снизит индукцию в трансформаторе, а значит и излучаемые им помехи. Только нужно проконтролировать температуру резисторов (перед этим НАДО ВЫКЛЮЧИТЬ блок питания из сети!!!) – если греются, увеличить их мощность или снизить сопротивление.

И напряжение на выходе выпрямителя из-за влияния резисторов может немного упасть, хотя это не страшно — на усилитель можно подавать и более низкое напряжение, но все же меньше 9 вольт на плечо не следует. И микросхемы стабилизатора использовать без индекса L, в корпусе ТО220 (большом), как рисунке 10 слева — они легко обеспечат нужный ток и не будут сильно греться.

Дополнение.

Был задан вопрос: действительно ли один обычный операционный усилитель потянет наушники? Ведь есть схемы, где ОУ умощняется дополнительными транзисторами. Причем в старой советской аппаратуре только такие схемы и использовались.

Действительно, старые ОУ (в том числе и советские) имели сравнительно небольшой выходной ток и сильно нелинейный выходной каскад, поэтому их приходилось умощнять. Выходной ток современных ОУ в 3…6 раз больше, а собственные искажения выходного каскада при этом могут быть даже меньше! Посмотрите графики Кг и особенно нормированного к номеру гармоники Кг’, показывающего преобладание «плохо звучащих» высших гармоник.  Так что современные качественные ОУ, особенно такие, у которых выходной каскад может выдать сравнительно большой ток при низких искажениях, звучат очень хорошо, и именно их я и рекомендовал для этого усилителя. Скорее всего, что очень многие люди не заметят разницы между «голым» (но хорошим) ОУ и более «крутой» схемой с умощненным операционником. Если же в схеме используются старые «советские» детали (ОУ и транзисторы), то она может иметь даже худшие параметры из-за плохих свойств устаревших компонентов. Я уже писал выше, что при работе на сравнительно низкоомные наушники сопротивлением 50 Ом (причем наушники не дешевые, так что их собственное качество звучания высокое) даже применение сравнительно слабой и «не очень» современной микросхемы (такой, которую я не рекомендую по причине ее небольшого выходного тока и высоких искажений) «не бросается в глаза» – снижение качества звучания не очень заметно, но все же оно есть. А с хорошей микросхемой – так и еще намного лучше!

Схема на одном ОУ применяется, например, для питания наушников в серьезной музыкальной звуковой карте EMU-0404. Такой же выход я использую в своем мультимедийном усилителе Обзор и доработка Top device TD 180/2.0 (только я забыл там на рисунке изменить название ОУ — у меня на наушники реально работает ОРА2134). И звучит вполне хорошо (от звуковой карты ESI [email protected]).

На самом деле я планирую собрать и более «навороченные» схемы усилителей для наушников (потому что они способны дать максимальное качество звука), причем уже вчерновую проработал три интересные схемы умощнения ОУ, но пока что нет времени на это. Когда соберу, то обязательно сравню их со схемой на одном ОУ в слепом тесте (только такой тест дает реальное сравнение именно звука, а не моих визуальных предпочтений или сиюминутных настроений). Вот тогда и посмотрим – есть ли разница и велика ли она…

31.08.2013 — 11.09.2013

Total Page Visits: 2076 – Today Page Visits: 1

Качественный усилитель для наушников


				

	
	
	
Дата: 18 Ноября 2015.
Автор: Алексей

	
	
Иногда наступают времена, когда на улице тошнотная погода и ничего делать не хочется. Здесь меня спасает гитара. Подключаем ее к процессору, надеваем наушники и… Фигня. Ну не интересно играть в сухую. Собирать группу тоже не вариант. Остается залезть в интернет и воспользоваться услугами хорошего ресурса Rockby.net. Заходим на сайт, идем в табы, выбираем группу, затем композицию, отключаем гитару, чью партии будем играть, и вперед. Вроде все хорошо, все довольны. Да не тут-то было. Из ПК льется бас и барабаны, а из процессора моя гитара. И как их теперь слушать одновременно? Попробовал подключать гитару к ПК. Это было весело. Сначала я играл, а потом через секунду играл ПК. Как в горах. Короче простые звуковые карты не справляются с таким потоком. На ноуте было еще веселей))) Думал я думал и надумал. В ПК на выход втыкаю наушники маленькие, а поверх них надеваю большие наушники от гитарного процессора. Вид идиота, но зато все слышно одновременно. Можно конечно и без наушников через комбик гитару, а ПК на колонки, но меня сразу депортируют из дома. Так что наушники будут до лета, пока всех не отправлю на дачу))) В общем с двумя наушниками не плохо, пока не треханешь головой и вся эта гирлянда летит на пол. Раз поднял, другой, надоело. Надо что-то решать. Так, как свести звук. Ну конечно же, микшер. Лезем на сайт Музторга и офигеваем от цен. А что нам предлагают Китайцы? О, за пять тыр на четыре канала. Не, моя гордость закипела. Блин, если я паяю микроконтроллеры, то почему бы не спаять микшер. Легко сказать чем сделать. Самый прикол в том, что я в аудио схемах нихрена не понимаю. Это для меня новое поле экспериментов. И так, Гугл дал пару схем микшера. Собрал одну на операционнике.




Когда я подключил к нему ПК и гитару, а потом включил… Я чуть не заплакал. Ну какая сволочь!! такие схемы выкладывает в сеть. Даже самый дешевый китайский радиоприемник будет звучать лучше чем эта пакость. Но ничего, я так просто не сдамся. Коль знаний по усилителям нет, значит пусть думают другие))) TDA2050. Вариант номер два.




Минут 30 я не слышал ничего, только гул в ушах. Эта падла оказалась настоящим усилителем и когда я отошел от шока и снял наушники, то полез искать в закромах старые советские колонки. О да, динамик 25ГДН с этим усилком запел как соловей. Короче я случайно собрал простой усилитель для колонок. Ну не понимаю я в аудио схемах. Но я все равно не сдаюсь. Гугл и снова день в поисках. На этот раз я уже искал схему усилителя для наушников. Нашел на специализированной микросхеме TDA7050 но ее днем с огнем не сыщешь. Есть правда в Чип-дип но за двести рублев и переться хрен знает куда. Не… так не пойдет. Не хочу я покупать у Китайцев за пять тыр готовый, это не спортивно. Снова Гугл. О, ламповый))) Не, ну это не серьезно, мне еще и ламп для полного счастья не хватало. И тут я вспомнил, что когда-то для экспериментов накупил кучу транзилей КТ3102 и если я не ошибаюсь их разработали для замены КТ315 в усилительных каскадах советских телевизоров и подобной технике. Конечно я могу и ошибаться. Опять Гугл. Нашел. три схемы. Неее, фоток не будет. Я больше на эти грабли не наступлю. Беспаечная макетка и кучка выводных резисторов с кондерами. Первая схема в помойку, а вот вторая ничего. Так покрутил, сяк покрутил. Вроде работает, но все равно что-то шипит, свистит и щелкает. Пошатал детали. Треск и шипение сменили частоту. Ладно думаю, рискну и разведу плату. И не прогадал. Усилок заработал как надо. Ура! Победа! Это мой первый самодельный усилитель звука! Сразу скажу что схема была моно, поэтому я развел два тракта для стерео, но каждый канал отдельно. У каждого канала есть свой регулятор громкости что дает возможность регулировать громкость левого и правого канала отдельно. Это задумано для использования каждого канала по отдельности. Один на гитару, а второй на ПК. Ну это для меня, а так можно просто слушать музыку. Да, вот еще. Есть один нюанс, два транзистора на выходе VT3 и VT6 очень сильно греются. Их нужно либо чем-то обдувать, либо заменить на более мощные. Хотя я пока пишу эту статью и слушаю музыку, они вроде не жалуются. Но все таки я добавлю вентилятор, наверное) И так, хорошь слов, схему в студию.




Здесь покрупнее

А это вот как выглядит в 3D. (Я тут обнаружил что моя программка для обработка видео может запись преобразовать в GIF анимацию. Вот я и балуюсь)





А это уже собранный и испытанный усилитель. Так как все детали хорошо пропаяны, то все трески, скрипы и шипения пропали.




Проверял качество звучания на наушниках Sennheiser HD 465.




Мне звучание понравилось)) А как Вам не знаю)))

А это проект для DipTrace всего этого огорода для тех кто захочет повторить.


Александр    15.12.15 17:21

Да, давно я не слышал, чтобы усилители на транзисторах делали! Однако класс А кое-что значит! Отсюда и качество. Когда-то, лет 30 назад собирал подобные. Одно уяснил, если хочешь качества, то от вольтодобавки надо держаться подальше (это резисторы R6 и R12 нужно переключить на источник питания) тогда качество еще выше будет


Алексей    15.12.15 18:28

Ну я не спец по усилителям и даже вообще в них не понимаю, так что как-то так получилось. По крайне мере хотя бы работает)))








Определимся со схемой конструктора усилителя для наушников? Качественный усилитель для наушников Высококачественный усилитель для наушников схема

При построении нового усилителя для наушников у меня была цель построить компактную и простую в настройке схему с отличным звуком на распространенных комплектующих.

В качестве УН решено было использовать операционный усилитель, который и обеспечивает усиление по напряжению в 2-3 раза. В качестве выходного буфера к ОУ я применил модификацию повторителя Тейлора-Уайта. Выбранное решение позволяет снизить ток покоя в 2-3 раза по сравнению с «честным классом А», что положительным образом сказывается на тепловыделении усилителя.

Схема усилителя AH-P2

Коэффициент усиления усилителя задается отношением R13 / R8. При использовании высокоомных наушников R13 можно увеличить до 47кОм. В качестве ОУ можно использовать AD744 и NE5534, используя 5 вывод. Печатная плата позволяет использовать и другие ОУ, мной были опробованы: ADA4627, LME49990, OPA627, OPA827, OP42, AD845, К544УД2, но уже со стандартным выходом (6 вывод). Субъективно наиболее интересные по звуку для меня оказались AD744 и наша К544УД2А. Поэтому в усилителе предусмотрена цепочка подстройки 0, для К544УД2. У нее разброс параметров очень большой, для импортных ОУ подстройка 0, как показала практика, особо не нужна. Для работы К544УД2 с низким КУ потрбуется также включить цепочку частототной коррекции, замкнув выводы 1 и 8, можно также ее ослабить и вместо перемычки установить конденсатор емкостью ~15-22пФ, при этом контролировать стабильность работы ОУ.

Питание усилителя

Оба канала усилителя питаются от общего стабилизированного источника питания с выходным напряжением ±8.2в, стабилизаторы для положительного и отрицательного напряжения выполнены по классической схеме ИОН-ФШ-ОУ, что позволяет получить предсказуемо отличный результат без лишних затрат.

Настройка усилителя предельно проста. Для работы на нагрузку 250 Ом и выше рекомендуется выставить ток покоя ~ 25мА. При работе на нагрузку 64 Ома для минимизации искажений ток покоя придется увеличить до 40-45мА, при этом выходные транзисторы усилителя и стабилизатора придется оснастить радиатором. При работе на нагрузку 32Ома ток покоя рекомендуется выставить ~50-55мА.

Печатная плата

Усилитель собран на двусторонней печатной плате размером 50х100мм. Плата подготовлена для заказа на производстве. Плата предусматривает установку транзисторов как в to126 исполнении (например BD139) так и в SMD исполнении SOT-223 (например BCP56). Аналогично в стабилизаторе питания могут быть установлены BD139/BD140 или BCP56/BCP53.

3D-вид печатной платы усилителя для наушников AH-P2 с компонентами:

Результаты измерений усилителя в RMAA


Как можно видеть искажения усилителя крайне низкие. При токе покоя 60мА гармонические искажения усилителя при работе на резистивную нагрузку 64 Ома, составили всего 0.0002% (4В RMS). Что практически идентично искажениям самого измерительного стенда, твикнутой ASUS Xonar ST.

Фотографии готовой конструкции

Ниже привожу фотографии готовой конструкции. На первом фото первая версия усилителя AH-P2 (плата v1.0 предусматривала установку ОУ только в soic8 исполнении) в связке с мультиформатным ЦАП на базе ak4490 (красная плата). На втором версия 1.2 усилителя с К544УД2А. Реальные замеры искажений усилителя с К544УД2А находятся в диапазона 0,0006%-0,0002% в зависимости от экземпляра ОУ.

Все началось с того, что я купил новые, качественные наушники. Вскоре я наткнулся на проблему — недостаточная выходная мощность портативного MP3 плеера. Плеер до этого эксплуатировался с дешевыми китайскими наушниками. В результате пришлось собрать не большой усилитель для наушников на операционном усилителе на компонентах BUF634 и OPA627, которые позволили добиться высокого качества усиления.

Это усилитель класса А с выходной мощностью около 15 мВт при сопротивлении наушников 32 Ом наушниках, что меня вполне устроило.

BUF634 является высокоскоростным буфером, который может быть применен в цепи обратной связи операционных усилителей с целью повышения выходного тока, устранения тепловой обратной связи и улучшения емкостной нагрузки.

Основные характеристики BUF634:

  • Выходной ток до — 250 мА
  • Скорость přeběhu выше, чем – 2000В/µs
  • Настраиваемый диапазон от — 30 до 180 Мгц
  • Собственный ток цепи не превышает 1,5мА
  • Напряжение питания в диапазоне от ±2,25 до ±18 В
  • Встроенный ограничитель тока
  • Встроенная защита от перегрева
  • Доступен в исполнении DIP-8, SO-8, TO-220-5 или DDPAK-5

Вторым важным элементом усилителя для наушников является операционный усилитель OPA627 компании Texas Instruments, который относится к категории схемы с FET входом и характеризуется очень низким уровнем шума, малым напряжением смещения и большой пропускной способностью.

Основные характеристики OPA627:

  • Очень низкий уровень шума: 4,5нВ/Гц при 10кгц
  • Очень низкие VOS: 100µВ max.
  • Температурный дрейф только 0,8µВ/°C max.
  • Стабильное единичное усиление

Схема усилителя питается от сетевого источника питания 15В, на выходе которого установлены два сглаживающих конденсатора по 1000мкФ. Также можно использовать для питания адаптер или аккумулятор, например, 14В/500mA.

Для регулировки громкости применен переменный логарифмический резистор. Монтаж усилителя выполнен с применением двусторонней печатной платы. Необходимо отметить, что гарантией качества и длительного срока службы является использование качественных конденсаторов. В этих усилителей, ни в коем случае не используйте дешевые и сомнительного качества конденсаторы.

» привет. Вот конструкция усилителя для наушников, который основан на буферах тока LME49600. Эти ОУ были выбраны из-за того, что они обещают очень хорошие параметры при простой реализации схемного исполнения. Кстати, это далеко не единственный вариант подобного устройства — вот ещё одна схема

Схема УНЧ на LME49600

Схема принципиальная усилителя на микросхемах LME49600

В схеме используется система активной коррекции смещения постоянного тока на выходе усилителя, что позволяет исключить из сигнального тракта конденсаторы, соединяющие каскады. Чтобы обеспечить долговечность — обязательно применение высококачественных элементов, подверженных износу, таких как потенциометр и электролитические конденсаторы.


Микросхемы LME49600

Блок питания

Трансформатор питания на 10VA с вторичными напряжениями 2x9V. Стабилизаторы питания LT3015 и LT1963.


Стабилизаторы LT3015 и LT1963 и конденсаторы

Печатную плату конечно можно проектировать самостоятельно, но в данном случае она была заказана на заводе, потому что хотелось получить максимально хорошее качество исполнения. К слову — стоимость печатки совсем не большая и иногда лучше доверить это дело промпроизводству, чем пытаться изготовить самому.


Печатная плата из Китая

Изготовление корпуса для усилителя

Корпус УНЧ изготовлен из пластика, покрытого алюминиевым листом, так лучше для экранирования конструкции. В корпусе расположен разъем питания IEC C14 с встроенным фильтром электромагнитных помех и выключателем, а в качестве аудио разъемов использованы 6,3 мм.


Корпус для самодельного УНЧ к наушникам

В настоящее время усилитель работает с наушниками Sennheiser HD600. Результаты его работы вполне впечатляющие — при соответствующем качественном источнике сигнала. Какую максимальную мощность может получить усилитель? На основе данных даташита LME49600 — около 1W.

— новое семейство операционных усилителей (ОУ) отличается лучшим в отрасли соотношением быстродействия и потребляемого тока. Семейство rail-to-rail по входу и выходу ОУ LTC6261/LTC6262/ LTC6263 (одиночный, сдвоенный и счетверенный) обеспечивает усиление сигналов в полосе 30 МГц при токе потребления всего 240 мкА и максимальном напряжении смещения 400 мкВ. В сочетании с диапазоном напряжений питания от 1.8 В до 5.25В,эти ОУ позволяют создавать приложения с бескомпромиссными характеристиками при низком напряжении питания и минимальном потреблении мощности.

Мостовой усилитель с дифференциальным выходом

Высококачественный усилитель для наушников имеет низкий ток потребления при широкой полосе пропускания и хорошие шумовые характеристики обеспечивают отличное качество при рассеиваемой мощности, составляющей лишь часть от того, что требуется для обычного портативного аудио оборудования. Уникальные возможности LTC6261 позволяют пересмотреть подход к конструированию усилителей для наушников.

Сопротивления динамиков наушников лежат в диапазоне от 32 Ом до 300 Ом, а их чувствительность находится в пределах от80 flOWOflBSPLHai мВт и выше. Это означает, например, что для достижения звукового давления 110 дБ SPL в динамике с чувствительностью 90 дБ SPL на 1 мВт к нему потребуется подвести мощность 100 мВт. При сопротивлении 32 Ом необходимые среднеквадратичные значения тока и напряжения равны 56 мА и 1.8 В, а при 120 Ом — 29 мА и 3.5 В.

При напряжении питания 3.3 В и использовании выхода одного усилителя LTC6261 обеспечить ток, необходимый для получения мощности 100 мВт, невозможно. Однако комбинации двух работающих в противофазе усилителей достаточно для того, предать в нагрузку мощность более 100 мВт (Рисунок 1). Добавив еще одну такую же мостовую схему, можно обеспечить необходимой мощностью оба канала -левый и правый.

LTC6263 содержит четыре усилителя в одном небольшом корпусе. На Рисунках 2 и 3 показаны характеристики мостового драйвера, построенного на сдвоенном усилителе LTC6262. Ток, потребляемый двумя усилителями при входном напряжении 1 В пик-пик, но без нагрузки, равен 500 мкА.

Схема состоит из инвертирующего каскада, коэффициент усиления которого при замкнутой петле обратной связи равен 1.5, и следующего за ним инвертирующего каскада с единичным усилением. Объединение инвертирующих каскадов образует усилитель в несимметричным входом и дифференциальным выходом, коэффициент усиления которого равен трем.

При входном сигнале 500 мВ пик-пик размах выходного напряжения равен 1.5 В, амплитудное значение 0.75 В, а среднеквадратичное -0.53 В. При этом мощность, выделяемая на нагрузке 50 Ом, равна приблизительно 5.6 мВт. При входном напряжении 1 В пик-пик эта мощность увеличивается до 22.5 мВт. Заметим, что в решении этой задачи нам помогает тот факт, что выходное напряжение LTC6261 даже под нагрузкой близко к rаН-to-rail.

При первом включении лабораторного макета этой схемы обнаружилось, что высококачественный усилитель для наушников имеет заметное возбуждение на частоте несколько сотен герц. Оказалось, что не инвертирующий вход не был хорошо заземлен по переменному току во всем диапазоне рабочих частот из-за плохой привязки его напряжения. Необходимость такой привязки возникает тогда, когда схема питается от одно полярного источника напряжения. При одно полярном питании VM не является землей, и для правильной работы инвертирующих схем создают напряжение средней точки.

Чтобы минимизировать дополнительное потребление тока, резистивный делитель, формирующий напряжение Vм, должен иметь большое сопротивление (например, два последовательных резистора по 470 кОм). Гарантировать хорошее заземление на низких частотах мог бы конденсатор большой емкости. И действительно, добавление конденсатора емкостью 1 мкФ. Формирующего полюс совместно с параллельным резистором 470 кОм, полностью устраняет непонятные искажения тона.

Несмотря на низкий ток потребления, при нагрузке на наушники эта схема обеспечивает очень небольшие искажения. Начиная с определенной амплитуды сигнала, искажения начинают быстро увеличиваться из-за ограничения выходного напряжения. Чем больше нагрузка, тем быстрее наступает ограничение из-за того, что с увеличением тока падает коэффициент усиления выходных транзисторов.

Одной существенной проблемой таких портативных устройств является разряд батареи. Скорость ее разряда зависит от громкости звука или от музыкальных пристрастий слушателя. Разработчик не может влиять на конечное использование своего изделия. Но к потребляемому току это не относится. Поскольку большую часть времени устройство может находиться в покое, величина собственного тока потребления, разряжающего батарею постоянно, имеет большое значение. Низкий ток потребления LTC6261 увеличивает время разряда батареи.

Заключение

Показанный вариант использования демонстрирует уникальное сочетание технических параметров, объединенных в операционных усилителях семейства LTC6261. Их низкий ток потребления никак не сказывается на высоком уровне характеристик, достижимом обычно лишь ценой намного большего расхода мощности. Дополнительную универсальность микросхеме обеспечивают rail-to-rail входы и выход, режим отключения и широкий выбор типов корпусов.

Конкурс начинающих радиолюбителей
“Моя радиолюбительская конструкция”

Схема простого высококачественного усилителя для наушников на микросхеме своими руками

Конкурсная конструкция начинающего радиолюбителя
“Высококачественный усилитель для наушников на микросхеме TDA2003″

Здравствуйте уважаемые друзья и гости сайта!
Представляю вашему вниманию пятую конкурсную работу начинающего радиолюбителя.
Автор конструкции: Морозас Игорь Анатольевич :

Здравствуйте радиолюбители!

Предлагаю Вам посмотреть мою вторую конструкцию –это высококачественный усилитель для наушников на микросхеме TDA2003 .

Схема усилителя взята из интернета. По этой схеме есть целый форум. Большинство радиолюбителей отозвались по ней положительно. Радиолюбитель из Европы даже произвел замеры, которые подтверждают, что усилитель работает в классе А. Коэффициент усиление =18. Этой мощности мне кажется сверх достаточно любому меломану. Вот и я решил проверить это на себе.

Вот основная схема одного канала с блоком питания:

Вот дословно перевожу текст об этом усилителе от Европейского радиолюбителя:


«Это очень простая схема основана на чипе TDA 2003, и дает отличную производительность, равную самых лучших коммерческих проектах стоимостью сотни фунтов.
Паспорт производителя для TDA2003 дает искажений фигуру 0,15% на выходе 4,5 Вт, и коэффициент усиления по напряжению 100, но в этом приложении коэффициент усиления по напряжению был сокращен до 18 за счет увеличения общей питание назад соотношение, и выходная мощность снижается приблизительно 10 мВт. Как следствие, коэффициент гармонических искажений сводится к 0,006%, очень низкий показатель действительно. Прибыль была установлена ​​на этом уровне, чтобы удовлетворить мои наушники Sennheiser HD25SP, с усилителем изгнаны из номинальной источника 200 мВ. 10k горшок журнал может быть использован в качестве регулятора громкости в случае необходимости. Блок питания может быть увеличена до 18v, позволяя более высокую выходную мощность на том же уровне искажений. Это может быть уместным, если используются менее чувствительные наушники.
Обратите внимание, что, чтобы избежать проблемы неустойчивости строгий одной точке схема заземления должны быть использованы. Общая точка заземления должна быть как можно ближе к контакту 3, как это возможно.

Спектр показывает шумов и искажений относительно выхода 1Vpk на частоте 1 кГц, что является очень громко сигнал в Sennheisers. Вторая гармоника на-90дБ и 3-го ниже-88 дБ. Это соответствуют так Суммарный коэффициент гармонических искажений фигура 0,006%. Шум показан как ниже -100 дБ уровня, но с гул шип на-84дБ.
Переходный ответ на частоте 1 кГц прямоугольной волны также показано на рисунке. Там нет никаких признаков звона, превышения или любой переходных искажений за что следует из конечной полосы усилителя.
Полоса пропускания имеет 3dB точки на 10 Гц и 50 кГц. Все рабочие характеристики были измерены с наушниками прилагается:



Объективно использование этого усилителя является безупречным, и это также звучит сладко, как можно было ожидать. Это запускает спокойно, и не будет оглушить вас или взорвать ваши дорогие телефоны с большим зарядки переходного процесса. Короче говоря, настоятельно рекомендуется, особенно если, как я, вы чувствуете, что цель производительности является хорошей отправной точкой для оценки аудиофилов продукта.
Программное обеспечение анализатора спектра Спектр Лаборатория Вольфганг Buescher (DL4YHF).»

Как всегда самое «сложное» при сборке радиосхемы – это укомплектовать все в корпус. Поэтому, я сначала приобрел корпус в радиомагазине, и после внутренних замеров этого корпуса, сделал разводку печатной платы под нее в программе Sprint-Layout 6.0. В своем варианте я сделал несколько изменений. Во-первых: на вход добавил сдвоенный переменный резистор, вместо эл.конденсатора С1 поставил пленочный конденсатор марки Wima 2,2 мкф и в блоке питания увеличил емкость эл. конденсаторов до 6800 мкф.

Плату изготавливал по ЛУТ технологии. Об этой технологии много информации в интернете. Я печатаю дорожки на тонкую глянцевую фотобумагу 130гр. Мощность утюга ставлю на третье деления и грею плату с фотобумагой не более 30-40 сек.

После травления платы в хлорном железе и очистки медных дорожек ацетоном от краски картриджа я лужу дорожки в сплаве РОЗе. В подходящую емкость с водой кидаю несколько капель сплава. Как только они расплавятся ложу плату дорожками в низ и начинаю водить ее по дну емкости. После переворачиваю и губкой стираю все лишние наплывы на дорожках. При таком лужении особо уделяйте вопросу вентиляции. Пары сплава РОЗе ядовиты!

Мне нравиться, когда выглядит все по заводскому, поэтому ЛУТ сделал и со стороны деталей тоже:


Установка платы усилителя в корпус:


Лицевую панель я сделал таким образом. В программе Фотошоп нарисовал внешний вид лицевой панели где должны быть установлены переменный резистор, гнезда для входа и выхода и светодиод. Готовый рисунок распечатал струйным принтером на тонкой глянцевой фотобумаге. На обезжиренную приготовленную панель с отверстиями наклеиваю столярным клеем фотобумагу и ложу панели под так называемый пресс. На сутки. В качестве пресса у меня блин от штанги на 15 кг.

Распечатанный рисунок на фотобумаге наклеены на лицевую панель:


Через сутки после высыхание клея лицевые панели для того чтобы рисунок на них не стирался со временем я поверхность ламинирую термопленкой. Это делаю обычным утюгом через бумагу:


И вот конечный результат сборки:


Ну а теперь о звуке. Если не принимать во внимание, что это мой первый усилитель и до этого мне не приходилось слушать «крутые» усилители для наушников, то звук меня очень порадовал. Звук чистый, если слушать в хорошем качестве запись звук даже кристальный. Прослушиваются все инструменты. Басы есть, но они плотные без дребезга. Мне показалось многовато высоких частот. Громкости столько, что можно реально оглохнуть. Для того чтобы более явно оценить звучание этого усилителя я решил собрать еще один усилитель для наушников на микросхеме ОРА2134

Приложения к статье:

(32.6 KiB, 3,455 hits)

(113.6 KiB, 3,986 hits)

(39.6 KiB, 2,766 hits)

Уважаемые друзья и гости сайта!

Не забывайте высказывать свое мнение по конкурсным работам и принимайте участие в голосовании за понравившуюся конструкцию на форуме сайта. Спасибо.

Гамма. Часть 1. Схема усилителя.

Проект “Гамма”

Часть 1. Схема усилителя.

Конец: Часть 6. Секреты выбора блока питания.

К оглавлению: Конструктор “Гамма”. Усилитель для наушников.

Усилитель для наушников должен решать две основные задачи.

Во-первых, он должен разгружать выход источника сигнала. Работа аудиовыхода на низкоомную нагрузку приводит к резкому росту искажений (из-за высокой токовой нагрузки) и ухудшению АЧХ (завал на НЧ и иногда ВЧ). Использование буферного усилителя тока предотвращает эти явления.

Во-вторых, для обеспечения нормальной громкости на высокоомных наушниках (и запаса по громкости на низкоомных),


ушник должен иметь некоторое усиление по напряжению.

Основные задачи усилителя для наушников: разгружать выход источника сигнала, усиливать входной сигнал по напряжению.

При использовании низкоомных наушников дополнительное усиление не всегда нужно. В таких случаях усилитель используется как токовый буфер. Иногда в этом качестве можно использовать самые простые схемы. Например, обычные

повторители. Они могут быть собраны как на биполярных, так и на полевых транзисторах.

Более универсальным решением может стать схема с использованием ОУ с дополнительным буфером на выходе.

Схема одного канала усилителя для наушников Гамма

Его главное свойство – очень чистое звучание. А именно таким, по нашему мнению, и должен быть транзисторный усилитель. А для приукрашенного звука лучше использовать гибридные усилители.

Сама схема оставляет некоторую свободу в настройке звука. Это и замена ОУ (менее шумящие, более/менее скоростные и т.д.). При желании, замена выходных транзисторов, выбор режима их работы (что сказывается на вносимых окрасках в звук).

Изменением запайки можно охватить ОС весь усилитель или только ОУ. Каждый из вариантов по-своему интересен. ОООС позволяет получить высокую линейность, суммарный коэффициент гармоник будет составлять тысячные доли процента.

Исключение выходного буфера из петли ОС приведет к росту второй гармоники («благозвучные» искажения). Кроме этого, произойдут и некоторые другие изменения влияющие на звук. Вполне возможно, что кому-то такой звук покажется интереснее.

Главное свойство транзисторного усилителя – очень чистое звучание.

Для приукрашенного звука лучше использовать гибридные усилители.

Ток покоя выходного каскада можно будет подбирать под требования используемых наушников (по умолчанию мы бы выставили его равным 200 мА).

Среди прочих достоинств такой схемы отметим способность работать в широком диапазоне питающих напряжений (без

каких либо настроек и изменений), простоту сборки и настройки.

В нашей схеме нет блока питания: мы отказались от высоковольтной части и оставили лишь блок фильтрации напряжения. Ведь не секрет, что хорошее питание – один из элементов качественного звука.

Схема фильтра питания усилителя для наушников Гамма

Идеальным вариантом питания для усилителя будет трансформаторный сетевой адаптер от 18 до 28 В и мощностью от 12 Вт.

Кому-то может оказаться полезным и то, что устройство без особых усилий можно превратить в высококачественный усилитель мощности (в классе А) работающий на акустику.

Но это, как говорится, уже другая история (если кому-то это будет интересно, расскажем об этом отдельно).

Качество звука у такого ушника проверено, и оно высокое. Похожая схема используется в нашем усилителе для наушников AHD-003A.

По мотивам статьи на нашем блоге.

Продолжение: Часть 2. Конструктив усилителя. Модульность.

К оглавлению: Конструктор “Гамма”. Усилитель для наушников.

Высококачественный усилитель для наушников схема

Любые наушники являются непростой нагрузкой для источника звука. Особо справедливо это высказывание если наушники арматурные, гибридные, изо/орто-динамические или еще более экзотические. Подавляющее большинство источников звука не способно выдать достаточную мощность сигнала, как результат на высокоомных наушниках не хватает громкости, а для низкоомных не хватает тока. Как результат — искажения, звук становится унылым, плоским, непроработанным, нижний регистр вязнет в каше и тд и тп. Усилитель для наушников призван решить все обозначенные проблемы.

Усилитель для наушников, построенный на любом ОУ, при достаточной величине питающего напряжения, может легко обеспечить требуемый уровень сигнала. Однако большинство усилителей не способно выдать в нагрузку требуемый ток. Помимо выходного тока, для обеспечения достойного качества звука, операционный усилитель должен обладать как минимальными искажениями, иметь широкую полосу пропускания по частоте и обладать большой скоростью нарастания сигнала.

Бродя по бескрайним просторам всемирной помойки кладезю знаний — интернету, наткнулся на интересный ПДФ файл от компании Burr Brown. Название этого файла значится так: DOUBLE THE OUTPUT CURRENT TO A LOAD WITH THE DUAL OPA2604 AUDIO OP AMP , что дословно переводится на русский как: Удвоение выходного тока в нагрузку двумя аудио ОУ OPA2604. Файл состоит из двух страниц, где ценность представляла только первая. Но чем же он так интересен? — Это вариант усилителя для наушников на ОУ. Но не просто усилитель, а хитрый усилитель. Вот собственно и он:

Фирма Burr-Brown конечно же рекомендует ставить в усилитель для наушников свои OPA2604. Выходной ток этих ОУ может достигать 35мА, а в пике 41мА. Чтобы не спалить выходы ОУ, для ограничения по току, установлены резисторы R3 и R4 сопротивлением по 51 Ом. Но эти резисторы не только защита по току, они соединяются на выходе и суммируют токи каждого ОУ. Как следствие, на выходе схемы ток получается удвоенный, т.е. 70мА. Другие два резистора на схеме определяют коэффициент усиления, но о них позже, а пока определимся с главным компонентом нашего высококачественного усилителя для наушников — Операционным Усилителем.

Это очевидно, но всёже стоит напомнить — покупайте только фирменные детали у проверенных продавцов.

Все гораздо проще — берется любая микросхема с аналогичным корпусом, но в разы дешевле, например TL062, но на корпус наносится надпись LM833 и, вуаля, вот вам ваша LM-ка.

Выбор ОУ и их звук

Для этой стать хотелось найти что-то более доступное и сносно звучащее за свои деньги, дабы не заставлять вас выворачивать карманы. Понравится — прикупите операционников подороже, нет — так и выкинуть не жалко будет.

Поначалу в усилитель были воткнуты LM833. На полноразмерных Sennheiser HD380, звучало более менее сносно. Но вставив затычки KZ ES3, в которых установлено по 2 динамика (арматура+динамический излучатель), звук заметно испоганился. Ну вот и сказались ограничения операционника по выходному току.

NE5532

НО! NE5532 старая и очень применяемая микросхема. На сегодняшний день ее производством промышляет очень много компаний. И у каждой компании микросхема звучит по своему хотя и внутрення схема у всех одинаковая. Видимо сказываются различия в используемых материалах, технологиях и методах контроля.

Это еще что такое?! — признаюсь честно, наткнулся я на нее совершенно случайно, ковыряясь по каталогу местного магазина радиодеталей. При том что это была единственная микросхема этой компании.

До того как я ее вставил, сидел и читал даташит с легким недоверием. Стоимость этой микросхемы была около 0.3$, при этом приводимые характеристики были аналогичны более дорогому сегменту. Но вставив ее я понял, что вот оно.

Схема усилителя для наушников

Резисторы R1 и R2 задают коэффициент усиления, который определяется формулой

Коэффициент усиления я задал равным трем. Для этого в качестве резистора R2 было установлено 15кОм, а в качестве R1 два резистора по 15кОм в параллель. Желательно использовать резисторы точностью не хуже 1%. Если имеется необходимость изменить коэффициент усиления то для схем на ОУ обычно рекомендуется использовать резисторы в диапазоне 10-100 кОм.

Представленная в даташите схема несколько неполная и отражает лишь самое главное. Для нормально работы следует сделать привязку входа по постоянному напряжению к земле. Еще совсем не лишним будет добавить в цепь общей обратной связи конденсатор небольшой емкости (С2), для исключения самовозбуждения.

Я не сторонник конденсаторов по входу. Однако не всегда известно каков будет источник сигнала, и насколько там возможно присутствие постоянного напряжения. Да и наверняка у вас возникнет желание установить по входу переменный резистор для регулировки уровня. В таком случае конденсаторы послужат развязкой. Лучше установить прославленные для звуковых цепей Wima, но можно обойтись и другими конденсаторами приличного качества. Емкость можно снизить до 2.2 мкФ.

Некоторые замечания

Такие рекомендации можно найти в большинстве даташитов по ОУ. Танталовые конденсаторы помогут ОУ на низких частотах, особенно в пиковые моменты, когда резко нужен большой ток. А конденсаторы 0.1 мкФ требуются для минимизации ВЧ помех приходящих по шинам питания.

Вместо заключения

Честно говоря, я не ожидал такого интересного звука от этих операционников. Даже если ставить Виму по входу и тантал по питанию это совсем не вызовет анарексии вашего кошелька. А что касается качества звука NJM4580, то лично для меня эта детальная и честная подача очень по душе и я предпочел оставить усилитель без замены микросхем.

Статья была написана исключительно для сайта AudioGeek.ru

Усилитель звука для наушников

   Здесь представлен качественный и мощный усилитель для наушников, построенный вокруг операционного усилителя OPA134 и MOSFET транзистора IRF510 в качестве выходного каскада. Качество звука – наиболее важный критерий такого устройства. особенность предлагаемой схемы усилителя звука – очень низкий уровень интермодуляционных искажений. Схема работает в классе “А”. Аудиофилы хорошо знают, что звук усилителя А класса – это лучшее, что вы можете получить. Сравните диаграммы работы класса А, используемого в данной схеме и стандартного для бытовой аудиотехники В класса.

   Схема состоит из входного УН на ОУ OPA134 и HEXFET полевого транзистора IRF510, который используется в качестве выходного каскада. Источник постоянного тока поступает на него через 2W 120 Омный резистор.

Принципиальная схема УЗЧ к наушникам

   Ток покоя 100 мА. Выходная мощность для класса A почти 1 Вт. Как для усилителя наушников – это очень хорошие показатели. К усилителю звука можно подключать как 32, так и 64 омные наушники или даже динамики.

   Качество усилителя в целом зависит от качества используемых деталей. В схеме желательно ставить металлопленочные резисторы, за исключением R2.

   Вместо указанной микросхемы, могут использоваться все виды ОУ, например TL071. Но будьте уверены, чтобы получить высочайшее качество звука, нужно использовать OPA134.


   Конечно же использовался стабилизированный источник питания. В БП установлен 2x12v 25 Вт трансформатор, диодный мост на 1 ампер, 2 по 4700uF 25В Low ESR конденсатоа высокого качества и микросхемы-стабилизаторы 7812 и 7912. В общем ничего сложного – всё в стандартном включении.


   Уровень энергопотребления усилителя звука для наушников примерно 24V x 200 мА = 4.8 Вт на канал, а два канала на уровне около 10 Вт. И почти вся эта мощность потребляется MOSFET транзисторами и R2. Не забывайте использовать радиатор, хоть для УНЧ к наушникам это звучит немного странно:-)
Понравилась схема – лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Определимся со схемой конструктора усилителя для наушников?

По результатам опроса победили ушники, собранные на «полупроводниках». Поэтому именно с них мы и начнем линейку конструкторов.

Я хотел бы начать с нескольких самых простых схемок. На роль конструктора они не годятся, но их рассмотрение возможно подведет нас к схеме, которую, на наш взгляд, имеет смысл положить в основу конструктора. 


Итак, начнем.
В предыдущей статье мы уже говорили, что усилитель для наушников в первую очередь должен решать две основные задачи. 

Во-первых, он должен разгружать выход источника сигнала. Работа аудиовыхода на низкоомную нагрузку приводит к резкому росту искажений (из-за высокой токовой нагрузки) и ухудшению АЧХ (завал на НЧ и иногда ВЧ). Использование буферного усилителя тока, предотвращает эти явления. 

Во-вторых, для обеспечения нормальной громкости на высокоомных наушниках (и запаса по громкости на низкоомных), ушник должен иметь некоторое усиление по напряжению.

При использовании низкоомных наушников дополнительное усиление не всегда нужно. В таких случаях усилитель используется как токовый буфер. Иногда в этом качестве можно использовать самые простые схемы. Например такие как на рисунке. Это обычные повторители. Они могут быть собраны как на биполярных, так и на полевых транзисторах. 

Самая примитивная схема слева. Простота – ее главное достоинство (возможно и единственное). Высокая нелинейность, высокое выходное сопротивление, очень низкая эффективность (даже по меркам схем в классе А) и пр. делают ее не очень интересной с практической точки зрения. 

Имеет смысл немного ее усложнить. Заменим эмиттерный резистор на источник тока (схема справа). Такая схема уже вполне имеет право на жизнь. В ней можно достичь низкого выходного сопротивления, увеличить способность усилителя отдавать ток в нагрузку, значительно повысить линейность и т.д.

Стоит сказать несколько слов о нелинейности схемы с источником тока. В целом линейность не очень высока и зависит от тока покоя, сопротивления наушников и типа применяемого транзистора. Общий уровень гармоник может достигать десятых долей процента. Но спектр искажений благоприятный, короткий, с преобладанием второй гармоники. Например: при токе покоя 200мА (наушники 32 Ома), можно ожидать уровень второй гармоники порядка 0,1%, уровень третьей – 0,01% и нефиксируемость гармоник более высоких порядков. Звучать такой усилитель должен чисто.

При работе на высокоомные наушники (а часто и низкоомные) возникает необходимость усиления сигнала. Обеспечение запаса по громкости очень благоприятно сказывается на качестве воспроизведения. Рассмотрим простейшую схему. (см. рисунок)

Такие схемы иногда используют даже для работы с полноценной акустикой. Решение на любителя. Достоинствами схемы являются простота, и благоприятный спектр искажений (вторая гармоника). Окрашивание звука достаточно сильное, и его характер зависит от выбранного транзистора, тока покоя и сопротивления нагрузки. Любителям чистого, точного звука скорее всего не подойдет. 

Высокий уровень гармоник является следствием неудовлетворительной работы каскада на низкоомную нагрузку. Если между выходом усилителя и наушниками поставить дополнительный буфер (например такой как рассмотрен в начале), то получим новую схему. 

Линейность усилителя напряжения значительно возрастет, а звуковые характеристики всей схемы будут определяться, в основном, выходным буферным каскадом.  

В большинстве случаев этой простой схемы хватит для согласования наушников с звуковой картой ноутбука. При этом качество воспроизведения вырастет. 

Теперь поговорим о дальнейших путях улучшения характеристик усилителя. 

Решать эту задачу можно «в лоб». Например, увеличением тока покоя или подбором более линейного транзистора. Заплатить за это придется соответственно усложнением и удорожанием. Также увеличатся и размеры. Таким методом можно значительно повысить характеристики, но есть и другие, менее прямолинейные способы улучшения.

Более распространенный способ повышения объективных параметров – значительное усложнение схемы, введение общей ОС. Схема остается компактной и экономичной, но сложной в повторении, сборке и наладке. При этом цена ее так же вырастет. 

Поэтому, на наш взгляд, для конструктора не подходит ни один из этих вариантов. Им не хватает универсальности. 

Более универсальным решением может стать схема с использованием ОУ с дополнительным буфером на выходе. Примерный вариант на рисунке.

Его главное свойство – очень чистое звучание. А именно таким, по нашему мнению, и должен быть транзисторный усилитель. А для приукрашенного звука лучше использовать гибридные усилители.

Сама схема оставляет некоторую свободу в настройке звука. Это и замена ОУ (менее шумящие, более/менее скоростные и т.д.). При желании, замена выходных транзисторов, выбор режима их работы (что сказывается на вносимых окрасках в звук).

Изменением запайки можно охватить ОС весь усилитель или только ОУ. Каждый из вариантов по-своему интересен. При охвате всего усилителя ОС достигается очень высокая линейность, суммарный коэффициент гармоник будет составлять тысячные доли процента. Исключение выходного буфера из петли ОС приведет к росту второй гармоники («благозвучные» искажения). Кроме этого, произойдут и некоторые другие изменения влияющие на звук. Вполне возможно, что кому то такой звук покажется интереснее. Ток покоя выходного каскада можно будет подбирать под требование используемых наушников (по умолчанию я бы выставил его равным 200мА).

Среди прочих достоинств такой схемы я бы отметил способность работать в широком диапазоне питающих напряжений (без каких либо настроек и изменений), простоту сборки и настройки.

Кому-то может оказаться полезным и то, что устройство без особых усилий можно превратить в высококачественный усилитель мощности (в классе А) работающий на акустику. Но это как говорится уже другая история (если кому-то это будет интересно, расскажу об этом отдельно).

Качество звука у такого ушника проверено и оно высокое. Похожая схема используется в усилителе внешний вид которого приводился на фотографиях сопровождавших все наши записи о конструкторе.

Прецизионный усилитель для стереонаушников | Журнал Nuts & Volts


В мире аудиофилов существуют две школы мысли о том, как лучше всего достичь нирваны. Один из них – это вложить деньги в огромные усилители мощности и массивные динамики, чтобы воспроизвести каждый нюанс, зафиксированный в записи. Другая школа, более популярная в космосе и ограниченная в финансовом отношении, заключается в инвестировании в маломощные прецизионные предусилители, усилители и наушники.

Конечно, если деньги не имеют значения, легко потратить 6 тысяч долларов на предусилитель, еще 5 тысяч долларов на усилитель для стереонаушников и еще 2 тысячи долларов на наушники.Однако, как описано здесь, начиная с 30 долларов за детали для основного усилителя и уик-энда, посвященного пайке компонентов для поверхностного монтажа, вы можете наслаждаться аудиофильским звуком. В дополнение к полному списку запчастей с ценой и номерами деталей Digi-Key, а также схемой и печатной платой (PCB) в формате ExpressPCB ( www.expresspcb.com ), на Nuts & Volts Веб-сайт. Это проект среднего уровня, предполагающий широкое использование компонентов для поверхностного монтажа.

Усилители для наушников

Если вы построили или отремонтировали ламповый предусилитель, скорее всего, в нем нет выхода для наушников. С другой стороны, многие современные аудиоплееры предназначены в первую очередь для вывода на наушники, но они делают упор на мощности или емкости композиции, а не на точности вывода. То есть выход на наушники вашего MP3-плеера в сочетании с недорогими вкладышами или наушниками значительно окрашен. Басы могут быть усилены, а средние частоты уменьшены по сравнению с исходной записью, например, из-за кривых частотных характеристик усилителя проигрывателя и наушников.Apple iPod и аналогичные MP3-плееры предоставляют частичный обходной путь для раскрашивания за счет встроенных графических эквалайзеров.

Первым шагом на пути к значительному повышению качества звука, который вы слышите из высококачественного предусилителя или MP3-плеера, является использование пары высококачественных динамических наушников, закрывающих ухо. Более качественные и точные наушники обычно имеют более высокий импеданс (например, 100–300 Ом) по сравнению со стандартными наушниками 10–20 Ом, которые поставляются с плеерами. Некоторые производители также предлагают высококачественные наушники-вкладыши, но в целом их сложно превзойти лучшие наушники-вкладыши.Следующий шаг – вынуть линейный выход из вашего CD или MP3-плеера и использовать маломощный высокоточный усилитель для управления динамическими наушниками. Мотивация для прохождения всех этих проблем – точная система воспроизведения с низким уровнем искажений, позволяющая слышать источник звука в том виде, в каком он был записан. Усилители для наушников также популярны среди гитаристов. Если вы играете на электрогитаре или бас-гитаре, то вы знаете, как опасно заниматься с друзьями и семьей со своим 100-ваттным усилителем Marshall или Fender. Наушники часто являются единственным вариантом для музыкантов, которые практикуют в квартире или общежитии.

Но нужен ли вам прецизионный усилитель для наушников? Это зависит от ваших предпочтений и привычек. Очевидно, что если вы слушаете свой iPod или портативный CD-плеер только на бегу или в тренажерном зале, то этот проект не для вас. Точно так же, если вы играете металл или другие сильно искаженные стили, то, вероятно, подойдет любой усилитель для наушников. Однако, если вы слушаете музыку дома или в офисе и предпочитаете классику, джаз или чистый вокал, вы, вероятно, оцените тонкую разницу, которую могут иметь прецизионный усилитель и хорошие наушники.Одно замечание по поводу этого усилителя для наушников: он способен управлять наушниками намного выше нормального уровня прослушивания. Таким образом, при неправильном использовании он может необратимо повредить ваш слух.

Опции

Допустим, вы убеждены, что создание усилителя для наушников – достойный проект. Что делать дальше? Распространенным недорогим вариантом является использование повсеместного LM386. У монофонического чипа есть много преимуществ: надежность; бюджетный; возможность работы с несимметричным источником питания и небольшим количеством внешних компонентов – обычно два или три конденсатора и резистора на каждый канал.

LM386 подходит для управления недорогими наушниками, но показатели шума и искажений бледнеют по сравнению с тем, что может быть достигнуто с помощью хорошо спроектированного дискретного компонентного усилителя или, как в этом проекте, «прецизионного» драйвера для наушников. Тем не менее, если бюджет вашего проекта составляет 20 долларов или меньше, вы можете построить усилитель для стереонаушников, используя информацию, содержащуюся в таблицах данных LM386. Однако, если вы стремитесь к более мощному усилителю и вас не пугают компоненты для поверхностного монтажа, читайте дальше.

Дизайн-цели

Когда я приступил к разработке усилителя для наушников, у меня было несколько целей:

  • Усилитель должен был работать как с моим высокоомным ламповым предусилителем, так и с моей электрогитарой Stratocaster. Другими словами, входной каскад должен быть достаточно гибким, чтобы работать с источниками с различными входными сопротивлениями.
  • Низкое количество компонентов. Это отдавало предпочтение микросхемам перед дискретными транзисторами.
  • Скромное усиление и мощность. Цель заключалась в том, чтобы управлять чувствительными динамическими наушниками, а не акустической системой.
  • Высокоомный выход для наушников. Схема была разработана для моих динамических наушников Sennheiser HD 600 (300 Ом).
  • Низкий уровень шума и искажений. Практически низкие показатели шума и искажений для стандартных операционных усилителей.

Схема конструкции второго поколения показана на Рис. 1 .

Рис. 1. Схема прецизионного усилителя для наушников


При разработке этой конструкции я использовал инструменты сравнения компонентов на веб-сайтах National Semiconductor, Texas Instruments и Analog Devices.Я также поискал в Интернете схемы усилителя для наушников и предложения по дизайну. Сайт Headwize ( www.headwize.com ) был особенно полезен, так как он предлагал несколько конструкций усилителей для наушников и библиотеку технических документов. Форумы на DiyAudio.com также были полезны. В конце концов, я выбрал микросхему прецизионного усилителя для наушников Texas Instruments TPA6120A2 и пару операционных усилителей Analog Devices AD8610 в качестве основных активных элементов прецизионного усилителя для наушников.

Схема усилителя показывает простую симметричную конструкцию с двумя AD8610 на каждой управляющей половине TPA6120A2. Обратите внимание, что положительный и отрицательный выводы источника питания шунтируются на микросхемах, и что входные конденсаторы (C24 и C30) могут быть закорочены, если на входе нет постоянного напряжения. Кроме того, согласно таблице данных Texas Instruments, выходной ток ограничен резисторами 10 Ом (R10 и R13), включенными последовательно с выходом каждого канала.

Блок питания (, рис. 2, ) обеспечивает как +12 В постоянного тока при 1 А, так и -12 В постоянного тока при 1 А.Как это часто бывает в аудиофильском оборудовании, источник питания имеет чрезмерную конструкцию и более дорогостоящий, чем собственно схема усилителя. Если вы загрузите подробный список деталей с номерами деталей Digi-Key с веб-сайта Nuts & Volts , вы увидите, что стоимость компонентов блока питания составляет около 50 долларов.

Рис. 2. Схема блока питания для наушников Precision


В первой версии своего усилителя я следовал схеме из Интернета, в которой использовались отдельные линии питания для каждого канала TPA6120A2.Однако я не смог услышать или измерить разницу в разделении или шуме, когда я заменил одинарный источник на двойной.

Вы можете сократить расходы на источник питания, заменив тороидальный трансформатор на трансформатор с многослойным сердечником. Для данной мощности в ВА тороидальные трансформаторы обычно более эффективны и создают паразитные магнитные поля меньшей интенсивности, чем трансформаторы с многослойным сердечником. Вы также можете не использовать светодиоды (D2 и D4) и, если необходимо, предохранители постоянного тока (F2 и F3).Третий вариант – использовать запас собственной разработки. Однако избегайте импульсного источника питания, поскольку он может создавать звуковой шум.

Компоненты

Ниже приводится обоснование компонентов, выбранных для этого проекта, вместе с обсуждением вариантов замены компонентов.

TPA6120A2
Texas Instruments TPA6120A2, продаваемый как высококачественный усилитель для наушников, использует архитектуру с обратной связью по току с дифференциальными входами и несимметричными выходами.Согласно спецификации, конструкция с обратной связью по току обеспечивает низкий уровень шума по напряжению, высокий коэффициент усиления без обратной связи во всем широком диапазоне частот и низкие искажения. Как я отмечал ранее, TPA6120A2 содержит два независимых усилителя, каждый со своим источником напряжения. Технические характеристики TPA6120A2 включают:

  • 80 мВт в 600 от источника питания ± 12 В при 0,00014% THD + N
  • Динамический диапазон более 120 дБ
  • SNR 120 дБ
  • Шум выходного напряжения 5 мкВ среднеквадр. При усилении = 2 В / В
  • Диапазон питания: от ± 5 В до ± 15 В
  • 1300 В / мкс Скорость нарастания
  • Независимые источники питания для снижения перекрестных помех
  • Короткое замыкание и тепловая защита

Общие гармонические искажения плюс шум (THD + N), динамический диапазон, отношение сигнал / шум (SNR) и скорость нарастания (максимальная скорость изменения сигнала в любой точке цепи) превосходны.Для сравнения: коэффициент THD + N для National Semiconductor LM386 составляет 0,2%.

Хотя отличные характеристики не обязательно означают отличный звук, они устанавливают основу для того, что возможно. Официальный технический паспорт, примечания по применению и руководство пользователя TPA6120A2 см. На веб-сайте Texas Instruments ( www.ti.com ). Что еще более важно, загрузите документацию по оценочному модулю TPA6120A2, в которой представлены чертежи предлагаемых компоновок компонентов и конфигурации заземляющей поверхности.Я использовал конфигурацию заземления из оценочного модуля в качестве модели для представленной здесь конструкции.

AD8610
Analog Devices AD8610 – это входной операционный усилитель с полевыми транзисторами и полевым транзистором для поверхностного монтажа с низким напряжением смещения и дрейфом, малотоковым шумом и низким входным током смещения. Два из этих широкополосных операционных усилителей используются в проекте в качестве прецизионных буферов уровня сигнала. См. Веб-сайт Analog Devices ( www.analog.com ) для получения таблицы с подробными характеристиками.

Вкратце, коэффициент шума и скорость нарастания AD8610 дополняют таковые у TPA6120A2.Тем не менее, не стесняйтесь заменить AD8610 своим любимым малошумящим операционным усилителем. Многие операционные усилители совместимы по выводам с AD8610, и вы должны иметь возможность использовать существующие значения компонентов. Зачем использовать другой операционный усилитель? Некоторые аудиофилы утверждают, что слышат разницу в звуке, воспроизводимом разными операционными усилителями, но, признаюсь, я не могу заметить разницу.

Пассивные компоненты

Резисторы не созданы равными. Обычные тонкопленочные резисторы для поверхностного монтажа, хотя и недороги, более шумны и менее стабильны, чем металлопленочные резисторы.Я предлагаю вам использовать металлопленочные резисторы на протяжении всего проекта. Вы можете сэкономить доллар или два, используя вместо них тонкопленочные резисторы для поверхностного монтажа, но, по крайней мере, подумайте о металлических пленочных резисторах для входной цепи AD8610s. Шум, создаваемый резистором, более заметен, когда он вставлен в начале цепи усилителя. Большинство конденсаторов, используемых для прохождения сигнала, представляют собой малошумящие пленки PPS. У вас может возникнуть соблазн заменить менее дорогие керамические конденсаторы пленочными конденсаторами из PPS, но вы добьетесь лучших результатов с разнообразными пленочными конденсаторами.

Разъемы

В этом проекте используются разъемы RCA для аудиовхода и 1/4-дюймовые аудиоразъемы для инструментального входа и аудиовыхода. Аудиоразъем инструментального входа представляет собой монофоническое гнездо для наушников со схемой передачи, которая соединяет входы левого и правого каналов вместе, когда в гнездо вставляется штекер 1/4 дюйма. Единственная дорогостоящая вещь в категории разъемов – это набор золотых и тефлоновых разъемов RCA, показанный на рис. 3 . Разъемы, доступные в DIYCable.com ( www.diycable.com ) примерно вдвое дороже, чем вы можете приобрести в Digi-Key, но более высокое качество очевидно. Кроме того, тефлоновые изоляторы позволяют «плавать» по земле до тех пор, пока сигнал не достигнет входа усилителя или входного аттенюатора.

Рисунок 3. Золотые и тефлоновые разъемы RCA


Потенциометр / аттенюатор

Входная цепь, показанная на рис. , предназначена для фиксированного лампового входа предусилителя.Если вы хотите работать с различными источниками входного сигнала, подумайте о добавлении в схему стереопотенциометра. Для каждого канала подайте входной сигнал через полное сопротивление потенциометра и возьмите сигнал с рычага стеклоочистителя на вход усилителя.

Недорогой звуковой конусный горшок от Alpha или RadioShack будет стоить около 3 долларов. Примерно за 40 долларов вы можете использовать горшок аудиофильского качества от ALPS. Третий вариант – использовать регулируемый аттенюатор, представляющий собой переключаемую серию дискретных резисторов.Популярные бренды переключаемых аттенюаторов – DACT и GoldPoint, по цене около 170 долларов. Я также видел комплекты ступенчатых аттенюаторов из Китая на eBay по цене от 30 долларов. Для этого проекта я выбрал ступенчатый аттенюатор 50K от GoldPoint (см. , рис. 4, ).

Рисунок 4. Ступенчатый аттенюатор GoldPoint


Что вы получаете от ступенчатого аттенюатора за такие огромные затраты? Один из них – «ощущение» ступенчатого регулятора уровня, особенно в сочетании с большой тяжелой ручкой.Второй – это точное относительное отслеживание, как показано на рис. 5 . Как показано на рисунке, по мере того, как недорогой потенциометр Alpha 50K перемещается по всему диапазону сопротивления, разница в сопротивлении между левым и правым элементами колеблется от 0 до примерно 5K с заметным пиком около 18K. Трекинг более дорогого потенциометра ALPHA намного лучше, с максимальной разницей около 1,5 К. Для сравнения ступенчатый аттенюатор GoldPoint не показал существенной разницы в диапазоне 50 кОм.

Рис. 5. Relative Tracking, 50K Stereo Pots, и ступенчатый аттенюатор


Мы могли бы поспорить, можно ли обнаружить вариацию относительного трекинга для данного горшка – большинство людей могут обнаружить разницу в 3 дБ в уровне звука. Мы также могли бы обсудить, может ли простой регулятор баланса обеспечить лучшее и недорогое решение для ошибок отслеживания канала, чем ступенчатый аттенюатор. Выбор остается за вами. Тем не менее, по крайней мере, рассматривайте потенциометр Alpha как альтернативу потенциометру для сада.

Макет

Схема этого проекта проста. Просто следуйте полностью документированному слою компоновки компонентов в файле компоновки печатной платы. Формат файла – ExpressPCB, и приложение для чтения и редактирования файла доступно для бесплатной загрузки. Если вы решите использовать внешний блок питания или блок питания собственной конструкции, то около 70% конструкции платы можно удалить.

Рисунок 6. Печатная плата , компонент SIde


Рисунок 6 показывает компонентную сторону платы, а Рисунок 7 показывает увеличенный вид секции усилителя заполненной платы.Обратите внимание на 20-контактный TPA6120A2 около верхней трети Рисунок 7 .

Рис. 7. Крупный план секции усилителя звука на заполненной печатной плате


Рисунок 8 показывает конфигурацию заземляющей поверхности и тепловые переходные отверстия для TPA6120A2, взятые из файла ExpressPCB. TPA6120A2 чувствителен к колебаниям, и удаление заземляющей пластины под ключевыми выводами снижает межпроводную емкость и склонность к колебаниям. Плоскость земли отображается зеленым цветом.

Рис. 8. Компоновка платы ExpressPCB, показывающая конфигурацию плоскости заземления и тепловые переходы для TPA6120A2 (U5)


Строительство

Работа с 20-контактным TPA6120A2 для поверхностного монтажа представляет собой небольшую проблему, поскольку нижняя часть ИС должна быть припаяна к тепловым переходным отверстиям на печатной плате. Карандаш с горячим воздухом полезен, но не обязателен для этого шага.

Кабели, разъемы и другие периферийные компоненты должны быть подключены непосредственно к соответствующим клеммным колодкам на печатной плате.Держите входные линии переменного тока отдельно от входных аудиокабелей и выходных кабелей.

Рис. 9. Усилитель с стойками и тороидальным трансформатором, готовый к установке


Рисунок 9 показывает законченный усилитель с присоединенным тороидальным трансформатором, готовый к установке, а Рисунок 10 показывает крупный план входного гнезда прибора и проводки ступенчатого аттенюатора.

Рис. 10. Подключение ступенчатого аттенюатора и инструментального входного разъема


Тестирование

Внимательно осмотрите свою работу – особенно паяные соединения трех микросхем.Используйте слаботочный омметр для проверки очевидных коротких замыканий. Используйте контрольные точки для сравнения значений из левого и правого каналов.

Перед подачей питания переменного тока удалите два предохранителя на 1 А. Подайте питание переменного тока на трансформатор и убедитесь, что источник питания выдает как +12 В постоянного тока, так и -12 В постоянного тока. Отключите питание переменного тока, замените предохранители и снова включите питание. Подайте сигнал на входное гнездо и контролируйте выход с помощью пары наушников. Поскольку схема усилителя симметрична, уровни напряжения и сигнала также должны быть симметричными.Поэтому, если одна сторона вашего усилителя не работает, используйте измерения напряжения и сигнала с другой стороны в качестве эталона.

Упаковка

Хотя подойдет любая алюминиевая коробка подходящих размеров, мне нравятся экструдированные алюминиевые коробки Hamond, и я использовал HM905-ND 8,6 x 6,3 x 2 дюйма с алюминиевыми передней и задней панелями. Что касается передней панели (см. , рис.11, ), я потратил много денег и разработал индивидуальную синюю, белую и красную панель, используя программное обеспечение от Front Panel Express ( www.frontpanelexpress.com ).

Рисунок 11. Передняя (левая) и задняя (правая) панели


Для задней части я использовал панель, поставляемую с коробкой Hamond, и выглажил буквы с лазерной распечатки на фотобумаге Staples Photo Paper. Перед глажением надписи очистите панель ацетоном. Смочите бумагу теплой водой и снимите ее с панели, чтобы обнажить черные буквы. Кончиками пальцев (не ногтями) протрите всю бумагу, оставшуюся на панели.Просушите панель и нанесите матовый прозрачный лак Krylon.

Оценка

Субъективно усилитель работает не хуже моего дорогого коммерческого аудиооборудования. Очевидно, он намного тише, чем усилитель для наушников на базе LM386, который я построил для другого проекта. Музыка из моего лампового предусилителя, а также гитарные тона чистые и четкие.

Правильное сравнение этого усилителя с другими усилителями требует объективных измерений таких факторов, как THD + N. Если у вас нет комнаты, полной оборудования для проверки звука, я предлагаю вам использовать недорогой анализатор звукового спектра на базе ПК, такой как TrueRTA.Полнофункциональная версия TrueRTA с низким разрешением доступна для бесплатной загрузки по адресу www.TrueAudio.com .

На рисунке 12 показан уровень шума усилителя в диапазоне 0–50 кГц.

Рисунок 12. Уровень шума усилителя, 0-50 кГц


Как видно из рисунка, уровень шума постоянен во всем диапазоне измерения и составляет около -93 дБ. Как описано в документации TrueRTA, минимальный уровень шума звуковой карты вашего ПК ограничивает минимальный уровень шума, который можно измерить.Из-за различий в звуковых картах и ​​несоответствия импеданса между входом звуковой карты и выходом усилителя я считаю сравнительные результаты более значимыми, чем абсолютные значения измерений. TrueRTA показал, что минимальный уровень шума для моего усилителя на базе 386 был примерно на 20 дБ выше, чем для прецизионного усилителя.

Рисунок 13 показывает частотную характеристику усилителя, снова с использованием TrueRTA.

Рисунок 13. Частотная характеристика с входным каскадом согласно схеме


С входным каскадом фильтра нижних частот, показанным на схеме с резистором 220 кОм, частотная характеристика ровная от 0 до примерно 18 кГц.Если ваши источники звука включают сигналы с частотой выше 18 кГц (и вы действительно можете слышать сигналы), рассмотрите возможность модификации входной цепи. Удаление резистора 220 кОм и использование ступенчатого аттенюатора 50 кОм приводит к практически ровной частотной характеристике от 0 до примерно 20 кГц, как показано на рис. 14 . Обратите внимание на любопытную частотную характеристику между 20 кГц и 50 кГц, связанную с каждой входной конфигурацией.

Рисунок 14. Частотная характеристика со ступенчатым входом аттенюатора 50K


Отсюда

Описанный здесь усилитель может быть модифицирован в соответствии с вашими потребностями.Например, я построил два усилителя, один из которых сконфигурирован, как показано на схеме, и установил его постоянно в свой ламповый предусилитель.

Я построил второй усилитель со ступенчатым аттенюатором 50K и установил его в корпус Hamond для использования с моим проигрывателем компакт-дисков, iPod и электрогитарой. Я добавил недорогой линейный фильтр, чтобы уменьшить синфазный шум. Кроме того, я заменил резисторы 1 кОм на R6 и R14 на резисторы 2 кОм, чтобы обеспечить двукратное усиление. Как и в большинстве операционных усилителей, коэффициент усиления AD8610 пропорционален R6 / R5 в левом канале и R14 / R16 в правом канале.Вы можете создать вариант переменного усиления, заменив R6 и R14 встроенными восьмипозиционными переключателями и резисторами для поверхностного монтажа. Другой вариант – заменить R6 и R14 горшками на 10К. NV


Гравированные на заказ передние панели.
Передняя панель Express www.frontpanelexpress.com

Ступенчатые аттенюаторы, аудиоразъемы, конденсаторы и кабели.
DIYCable.com www.diycable.com

Ступенчатые аттенюаторы, ручки и соединители валов.
GoldPoint www.goldpt.com

Загрузки

Прецизионный усилитель для стереонаушников (список деталей, печатная плата, схема)

Усилитель для наушников

Усилитель для наушников
Elliott Sound Products пр.113

© Декабрь 2005 г., Род Эллиотт (ESP)


Для этого проекта доступно печатных плат

Введение

Во-первых, я хотел бы подчеркнуть, что предполагаемое использование этой схемы – только одно из многих возможных приложений.Помимо очевидного использования в качестве усилителя для наушников, схему можно использовать для ряда приложений, где требуется широкополосный усилитель малой мощности. Некоторые из вариантов включают …

  • Усилитель привода реверберации – идеален для ревербераторов с низким и средним сопротивлением (см. Проект 211).
  • Сильноточный линейный драйвер – подходит для очень длинных симметричных линий
  • Усилитель для динамиков малой мощности – лучше, чем у небольших интегрированных усилителей
  • … и, конечно же, усилитель для наушников

Короче говоря, усилитель можно использовать везде, где требуется операционный усилитель с более высоким выходным током, чем обычно имеется.Поскольку большинство из них рассчитаны на ток короткого замыкания около ± 20-50 мА (намного меньше при работе с нагрузкой), операционные усилители общего назначения не подходят для подключения очень длинных кабелей или где-либо еще, где требуется относительно высокий выходной ток.

Как усилитель для наушников, этот дизайн очень похож на другие, представленные на сайте ESP, но главное отличие состоит в том, что этот (и P70) был собран и полностью протестирован. Дизайн довольно стандартный, и каждая вариация проверялась перед тем, как попасть на финальную трассу.Фотография платы приведена ниже, и ее размер всего 76 x 42 мм (3 x 1,6 дюйма) очень мало – естественно, радиатор в габариты не входит.

Усилитель способен выдавать около 1,5 Вт на наушники с сопротивлением 8 Ом и 2,2 Вт на наушники с сопротивлением 32 Ом – это намного больше, чем когда-либо понадобится на практике. Рекомендуется использовать выходной резистор на 120 Ом, так как предполагается, что это стандартное сопротивление источника для наушников. Многие пользователи обнаружили, что их телефоны работают лучше при питании от источника с низким сопротивлением.«Стандарт» – IEC 61938 (1996), но многие современные наушники, похоже, рассчитаны на сопротивление источника намного меньше 120 Ом. В некоторых случаях оптимальный импеданс источника равен нулю (или очень близок к нему), поэтому не используйте выходной резистор, если вашим телефонам нужен привод с низким импедансом.


P113 Плата усилителя наушников

Схема основана на операционном усилителе, выходной ток которого усиливается парой транзисторов. Искажения намного ниже моего порога измерения на всех уровнях ниже ограничения любого импеданса.Шум практически отсутствует – даже с компрессионным драйвером, поднесенным к уху, я его почти не слышал, а в наушниках ничего не слышал. Если усилитель используется с пониженным усилением (4,3 (12,7 дБ) работает хорошо), уровень шума еще ниже. Это достигается за счет использования 3.3k для R4 (L + R), как показано на схеме ниже.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Наушники рассчитаны на уровень звукового давления в дБ SPL при 1 мВт, и этот усилитель (как и многие другие аналогичные усилители для наушников) способен выдавать экстремальных SPL.В достижимые уровни достаточны, чтобы вызвать почти мгновенное необратимое повреждение слуха! Никогда не включайте усилитель на очень высоких уровнях и никогда не переключайте усилитель включен с сигналом в наушниках.

Всегда начинайте с минимального уровня громкости и постепенно увеличивайте уровень, пока он не станет комфортным, но не слишком громким. Из-за очень низкого искажения легко поднять уровень слишком далеко, не заметив этого. Ваши уши драгоценны – берегите их всегда.Просто потому, что у вас два уха, это , а не значит, что один запасной!

Обратите внимание на предупреждение выше – это серьезно. Большинство наушников имеют уровень звукового давления не менее 94 дБ на уровне 1 мВт, а в некоторых – до 107 дБ. Даже 10 мВт достаточно для создания уровней звука, способных вызвать повреждение слуха, поэтому вы должны быть очень осторожны, чтобы не допустить повреждения уровня звука.

303

– Максимальное воздействие – Таблица до 1 SPL

Обратите внимание, что время воздействия рассчитано на любой 24-часовой период и уменьшается вдвое на каждые 3 дБ SPL выше 85 дБ. Выше приведены принятые стандарты рекомендованного допустимого времени воздействия для непрерывного средневзвешенного по времени шума согласно NIOSH (Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья) и CDC (Центры по контролю заболеваний) [1].Хотя эти стандарты основаны на США, они практически одинаково применяются в большинстве стран – потеря слуха не признает национальных границ.


Описание

Сам усилитель довольно обычный и очень похож на другой, показанный на этом сайте (см. Проект 24). Этот усилитель не имеет активного регулятора громкости, потому что в целом гораздо проще получить хороший лог-горшок (или просто «подделать» закон горшка, как описано в Проекте 01). Точно так же он не включает перекрестную подачу, описанную в Проекте 109.Если это желательно, это очень легко реализовать на небольшом куске бирки или даже на нескольких компонентах, отключенных от обходного переключателя.

Для смещения выходных транзисторов используются только резисторы и диоды, а не источники постоянного тока. Обширное тестирование показало, что использование источников тока не оказало заметного влияния на производительность, но увеличило сложность и размер печатной платы. Использование отдельных колпачков для каждого смещающего диода имеет значение, хотя имеет значение – и хотя это относительно незначительно, использование двух колпачков оправдано (IMO).

Диоды смещения должны быть 1N4148 или аналогичные – силовые диоды не рекомендуются, так как их прямое напряжение слишком низкое. Это может привести к искажению в области кроссовера, когда один транзистор выключается, а другой включается. Как показано, кроссоверные искажения абсолютно неизмеримы с имеющимся у меня оборудованием.


Рисунок 1 – Схема усилителя наушников

Схема одного канала вверху. Резисторы и колпачки используют суффикс «R» для правого канала.Вторая половина двойного операционного усилителя питает правый канал. Обратите внимание, что показанный регулятор громкости не является обязательным и не находится на печатной плате. При необходимости его можно установить в удобном месте, а выход подключить к входам платы, как показано.

Одна из причин того, что усилитель такой тихий, заключается в том, что вся плата работает от регулируемого источника питания, поэтому гудение (в частности) устраняется. Хотя можно использовать нерегулируемый источник питания, это не рекомендуется. Источник питания должен быть отдельным от источника, используемого для вашего предусилителя, из-за относительно высокого нелинейного тока, потребляемого усилителем (по крайней мере, для телефонов с низким импедансом).Можно использовать источник питания предусилителя P05, который обеспечит оптимальную производительность. Плата может работать от более низкого напряжения питания, чем показано, но менее ± 9 В не рекомендуется. Если используется более низкое напряжение питания, уменьшите значение R5 и R6 (L & R), рассчитанное для обеспечения тока не менее 2 мА.

Опытный образец усилителя имеет плоскую частотную характеристику от 10 Гц до более 100 кГц. Искажения ниже моего порога измерения при любом уровне или сопротивлении нагрузки, а выходное сопротивление почти неизмеримо низкое.Ваши наушники могут быть разработаны для работы от источника с сопротивлением 120 Ом (многие из них), поэтому его можно добавить, если это улучшит качество звука. Добавление любого последовательного сопротивления уменьшит доступную мощность, но она уже намного больше, чем вы можете использовать. Без последовательного сопротивления ниже приведена минимальная мощность при различных импедансах нагрузки (для источников питания ± 15 В).

Непрерывный дБ УЗД Максимальное время воздействия
85 8 часов
88 4 часа
91 2 часа
94 1 час
15 минут
103 7.5 минут
106 <4 минут
109 <2 минут
112 ~ 1 минута
115 ~ 30 секунд
мВт
  • мВт
  • Импеданс Питание (прямое) Подача 120 Ом
    8 Ом 1.5 Вт 35 мВт
    32 Ом 2,2 Вт 99 мВт
    65 Ом 1,1 Вт 136 мВт
    120 Ом
    300 Ом 238 мВт 121 мВт
    600 Ом 119 мВт 82 мВт
    Таблица 2 – Выходная мощность Vs. Импеданс

    Это может не включать все наушники, но будет охватывать большинство из обычных наушников.Во всех случаях доступная мощность намного больше, чем необходимо … не для того, чтобы вы могли повредить слух, а для того, чтобы обеспечить достаточный запас для переходных процессов и гарантировать, что схема работает в наиболее линейной области. В частности, посмотрите на выходную мощность при всех сопротивлениях без ограничительного резистора. Доступной мощности более чем достаточно, чтобы нанести непоправимый вред вашему слуху и наушникам.

    Не стесняйтесь увеличивать значение R7 и R8 (L&R) до 22 Ом, так как это снизит доступную выходную мощность.Это не повлияет на выходное сопротивление, но уменьшит ток, который может потреблять нагрузка. Особенно, если вы собираетесь использовать P113 без выходного резистора, будет полезно уменьшить усиление. Минимум, который я рекомендую, составляет около 12,7 дБ (коэффициент усиления по напряжению 4,3), и для этого необходимо, чтобы R4L и R4R были уменьшены до 3,3 кОм.

    Пара наушников на 32 Ом, которые я попробовал, была достаточно громкой, со средним выходным напряжением 60 мВ RMS, что составляет мощность 112 мкВт (около 90 дБ SPL). Я не слышал шума, когда сигнал был отключен, хотя плата P113 просто стояла на моем рабочем месте без какого-либо экранирования.


    Строительство

    Как уже отмечалось, для этого проекта доступны печатные платы, и это рекомендуемый способ изготовления усилителя. Хотя его можно построить с использованием Veroboard или аналогичного материала, существует высокий риск того, что он будет колебаться из-за очень широкой полосы пропускания усилителя. Конденсатор может быть добавлен параллельно с R4 (L и R), чтобы уменьшить полосу пропускания, если возникают проблемы со стабильностью. Хотя в качестве прототипа я использовал операционный усилитель NE5532, схема также будет работать с TL072, но с меньшей мощностью.Вы также можете заменить OPA2134 или LM4562 или ваше любимое устройство, принимая во внимание следующее …

    Стандартная распиновка двойного операционного усилителя показана слева. Если операционные усилители установлены наоборот, они почти наверняка выйдут из строя. так что будь осторожен.

    Предлагаемый операционный усилитель NE5532 использовался в качестве прототипа, и его характеристики являются образцовыми. Такие устройства, как TL072, будут вполне удовлетворительны для некоторых конструкторов, но если вы предпочитаете использовать сверхмалошумящие устройства или устройства с широкой полосой пропускания, этот выбор за вами.Обратите внимание, что используемый операционный усилитель должен быть стабильным с единичным усилением. Избегайте LM833, потому что он склонен к колебаниям без видимой причины.

    Строительство довольно критично. Из-за довольно широкой полосы пропускания NE5532 и многих других высококачественных звуковых операционных усилителей усилитель может колебаться (исходный прототип (Veroboard) изначально имел колебания почти на 500 кГц), поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить адекватное разделение между входами и входами. выходы.Даже небольшой емкостной связи между ними может быть достаточно, чтобы вызвать проблемы.

    Как уже было сказано, этому усилителю нужен радиатор. Несмотря на то, что он может работать без него на малой мощности с использованием наушников с высоким сопротивлением, вам необходимо предусмотреть все возможности (в конце концов, вы можете приобрести телефоны с низким сопротивлением когда-нибудь в будущем). Радиатор не обязательно должен быть массивным, и для нормального уровня прослушивания подойдет кусок алюминиевого уголка толщиной 2-3 мм. Для крепления к шасси можно использовать алюминиевый кронштейн – я рекомендую материал толщиной 3 мм.Обратите внимание, что радиатор всегда должен быть заземлен.

    Выходные транзисторы должны быть изолированы от радиатора. Sil-Pads ™ вполне подходят из-за относительно низкого рассеяния, но при желании можно использовать смазанную слюдой или каптоном. Если вы используете алюминий толщиной 3 мм, вы можете просверлить и врезать резьбу в радиатор, поэтому гайки не понадобятся. Транзисторам BD139 / 140 не требуется изолирующая втулка для винта, поскольку они имеют изолированное монтажное отверстие.

    Возможно, вы захотите сделать одно дополнение – добавить сеть Zobel к каждому выходу.В этом нет необходимости (построено много сотен, и никто не сообщает о колебаниях), но и вреда от этого нет. Стандартный Zobel, использующий последовательно 10 Ом и 100 нФ, совершенно нормален и может быть подключен непосредственно к разъему для стереонаушников. Вы также можете использовать переключатель для изменения выходного сопротивления, если хотите – некоторые наушники могут реагировать и / или лучше звучать при последовательном сопротивлении. Выходное сопротивление вводится простым добавлением сопротивления последовательно с выходом усилителя.


    Тестирование

    Подключите к подходящему источнику питания – помните, что заземление источника питания должно быть подключено! При первом включении используйте «предохранительные» резисторы на 56 Ом последовательно с каждым источником питания, чтобы ограничить ток на случай, если вы допустили ошибку в подключении. Это значительно снизит напряжение питания из-за тока смещения выходных транзисторов. Эти защитные резисторы не являются необходимыми, если у вас есть двойной настольный источник питания с ограничением (и измерением) тока, который может ограничивать максимальный ток примерно до 50-100 мА и показывать вам ток.

    Если напряжение на выводах питания усилителя больше ± 6 В, а выходное напряжение близко к нулю, то, вероятно, усилитель исправен. Если у вас есть осциллограф, проверьте наличие колебаний на выходах … на все настройки регулятора громкости . Делайте это, не подключая наушники – колебания усилителя могут повредить их.

    Убедившись, что все в порядке, вы можете удалить защитные резисторы и подключить усилитель к шасси на постоянной основе.


    Ссылки
    1. Информационный центр – Опасные децибелы (потеря слуха)


    Основной индекс Указатель проектов
    Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 2005. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве.Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

    Страница создана и авторские права Rod Elliott 8 декабря 2005 г./ Обновлено в июле 2016 г. – заменена исходная фотография и добавлена ​​информация о снижении усиления и напряжений питания.


    Усилитель для наушников Hi-Fi

    Усилитель для наушников Hi-Fi
    Elliott Sound Products пр.24

    © 1999, предоставлено Ричардом Кроули
    (Дополнительные примечания Рода Эллиотта)


    См. Project 113 для версии ESP усилителя для наушников, и для него доступна печатная плата.Хотя он похож на версию, описанную здесь, он имеет более высокую производительность, отличное качество звука и может даже управлять небольшим громкоговорителем (не то чтобы это особенно полезно). Сотни очень довольных клиентов построили P113. Переключение входа, показанное здесь, также может использоваться с P113, но обратите внимание, что плата , а не , включает реле или схему переключения.


    Введение

    Эта конструкция усилителя для наушников возникла после покупки коммерческого оборудования с отдельными предусилителями и усилителями мощности без выхода для наушников.

    Он основан на проектах усилителя для наушников, разработанных Джоном Линсли-Худом, и активном регуляторе громкости с использованием линейного потенциометра, разработанном Дугом Селфом (схема «горшок» была первоначально разработана PJ Baxandall), которые были опубликованы в журналах Electronics and Wireless. Мир в последние годы.

    Его преимущества …

    • низкий выходной импеданс для подключения нескольких пар телефонов
    • , каскад активного усиления почти идеально логарифмический и …
      • не зависит от абсолютного значения горшка
      • имеет отличное отслеживание каналов
      • , шум O / P уменьшается с уменьшением усиления.

    Описание

    Намерение состоит в том, чтобы постоянно вставлять усилитель для наушников между предусилителем и усилителем мощности, хотя его можно использовать как автономный элемент. Входное реле управляется вспомогательными контактами на разъемах для наушников через транзисторный драйвер (с небольшой задержкой), чтобы отключить вход усилителя мощности при прослушивании через наушники.

    Релейный контакт, позволяющий оставлять его (усилитель для наушников) выключенным, когда он обычно не используется.Реле представляет собой высококачественный герметичный позолоченный контакт с коммутацией сигналов TQ с очень долгим сроком службы.

    Регулятор усиления используется для предварительной настройки усиления, так что регулятор усиления предусилителя обычно используется для настройки уровня прослушивания.


    Рисунок 1 – Схема усилителя для наушников

    Показан только один канал, поэтому для стерео требуется два устройства. Поток регулировки усиления должен быть двухканального линейного типа, поскольку конфигурация схемы обеспечивает требуемый логарифмический закон.Это похоже на схему, показанную в Project 01 (за исключением того, что эта версия обеспечивает полезное снижение шума). Значение 47k или 100k должно быть подходящим для этой схемы. Диоды должны быть 1N4148.

    Первый каскад представляет собой обычную схему последовательной обратной связи, использующую повсеместно распространенный NE5534, причем усиление устанавливается резистором обратной связи AOT (регулировка при испытании) в соответствии с индивидуальными потребностями, этот каскад обеспечивает необходимый выход с низким импедансом для каскада с регулируемым усилением. Цепи резисторов / конденсаторов вокруг входного каскада могут показаться немного экстравагантными, но они необходимы для уменьшения любых возможных радиочастотных наводок, особенно 470 пФ между двумя входами IC + и -.

    Полный второй каскад состоит из повторителя с нулевым усилением, инвертирующего каскада усиления и повторителей выходного эмиттера, причем усиление «регулировки громкости» устанавливается вокруг этих трех каскадов. Усиление х10 инвертирующего каскада наиболее близко подходит к логарифмическому закону, стабильность обеспечивается конденсатором 27 пФ в обратной связи этого каскада. Дополнительная пара выходов работает в классе A с током около 80 мА и должна быть установлена ​​на небольшом радиаторе.

    Рассеивание составляет около 1,8 Вт на каждое устройство, и они должны быть изолированы от радиатора слюдяными шайбами ​​и монтажными втулками для предотвращения короткого замыкания источника питания (коллекторы подключены к корпусу).Убедитесь, что используется теплопроводящая паста, или используйте для монтажа Sil-Pads – они не требуют термического соединения и очень удобны для работы с низким энергопотреблением.


    Рисунок 2 – Альтернативный драйвер реле и выводы компонентов

    OPA2604 был выбран, потому что его высокий входной импеданс на основе полевого транзистора обеспечивает лучшие условия постоянного тока для установки O / P на 0 В постоянного тока, чем альтернатива NE5532, его низкий выходной импеданс не вызывает проблем при управлении сложными нагрузками, но он все еще относительно дешев. .

    Источник питания представляет собой довольно обычную разновидность сплит-системы: регулируемые выходы / выходы, питающие микросхемы – обратите внимание на устройства развязки – и предварительно регулируемый источник питания 22 В, питающий транзисторы выходных / выходных сигналов, при этом питание реле выпрямляется и регулируется отдельно для необходимого необходима изоляция, отдельный сигнал и заземление питающей звездой.


    Рисунок 3 – Блок питания

    Гнезда выходного гнезда с независимыми переключающими контактами поставляются Maplin Electronics и зарекомендовали себя как чрезвычайно надежные в течение многих лет регулярного использования.Если они недоступны, включается схема для использования с обычными гнездами с размыкающими контактами.

    Резисторы серии LED должны обеспечивать ток около 7,5 мА, поэтому следует использовать 2,2 кОм. Диоды для питания должны быть 1N4004 или аналогичные.

    При желании можно отказаться от регулятора 12 В и установить резисторы подходящего номинала последовательно с каждой катушкой реле для сохранения правильного рабочего напряжения. Ответственность за определение их значений лежит на конструкторе, поскольку ток реле невозможно предсказать, так как доступно очень много различных типов.Также возможно использование реле на 15 В.

    Если используется это устройство, во время работы реле может возникать небольшой шум из-за внезапного приложения (или снятия) дополнительной нагрузки. Не ожидается, что это будет проблемой при использовании.


    Благодарю Ричарда за предоставленную схему – она ​​обязательно обеспечивает очень высокое качество звука и не слишком сложна. Активная регулировка усиления (первоначально разработанная Питером Баксандаллом) очень эффективна.

    Как всегда, резисторы должны быть с 1% металлической пленкой для всех путей прохождения сигнала. Их использование в цепях питания и реле не обязательно, но и не причинит никакого вреда.



    Основной индекс Указатель проектов
    Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Ричарда Кроули и Рода Эллиотта и © 1999. Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, разрешены. строго запрещено международными законами об авторском праве.Автор (Ричард Кроули) и редактор (Род Эллиотт) предоставляют читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешают сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта и Ричарда Кроули.

    Трехтранзисторный усилитель для наушников – класс AB



    Детали Список:

    R1 – 100K
    R2 – 330
    R3 – 100
    R4 – 22 (2-4.5 В)
    R4 – 100 (5 – 12 В)

    C1 – 4,7 мкФ
    C2 – 4,7 мкФ
    C3 – 100 – 1000 мкФ
    C4 – 220 мкФ

    P1 – 100K
    D1, D2 – 1N4148
    Q1, Q2 – BC549
    Q3 – BC559

    Технический Технические характеристики:

    Поставка Напряжение: 2 – 12 В
    Энергопотребление: 10 мА / 3 В – 30 мА / 12 В
    (измерения взято с использованием стерео версии)
    Выходная мощность: 300 мВт


    О компании эта схема

    Это это улучшенная версия усилителя для наушников Я построил много лет назад.Я так хотел поделитесь им с вами, потому что эта простая схема оказал мне большую услугу через все эти годы. Это очень просто и надежно, сложно перерыв, предлагает много мощности, отличный звук качество, он построен всего из нескольких простых частей и что более важно у него очень маленькая мощность потребление.Всего с двумя батареями AA он может работать очень долго;).


    Новое Возможности

    С Я построил этот усилитель очень давно, решил сделать улучшенную версию сейчас.Схема должен быть добавлен к средствам защиты, которые направлены на аналогичные цель. Первая защита, состоящая из R4 и C3, просто снижает шум при повороте усилитель ВКЛ и ВЫКЛ. Вместо применения полное напряжение питания на усилителе, резистор R4 медленно заряжает конденсатор С3 и производит мягкий эффект включения и мягкого выключения.Второй защита – резистор R3, который уменьшает шум при подключении и отключении наушники образуют разъем для наушников. В резистор не снижает громкость усилителя но просто имитирует сопротивление наушников когда к усилителю не подключены наушники.

    Когда при проектировании печатной платы для этой схемы я переоценил размер доски немного и доски был просто слишком большим (4 см х 5 см).В результате я решил отрезать ненужную доску, таким образом сделав проект поменьше. Посмотрев на это для некоторое время и снова измеряя размер, я подумал насчет знакомого имени. Поскольку размер проект 4см на 4см было бы неплохо подарить это имя 4×4, так как усилитель довольно мощный что касается его небольшого размера.


    Что можно ли его использовать?

    Это удобный усилитель может найти бесконечное применение дом. Например, его можно использовать как универсальный стереоусилитель для устройств как портативные устройства, радио, проигрыватели компакт-дисков, компьютеры, DVD, видеомагнитофоны, телевизоры и т. Д.Или в электронной сфере как отличный усилитель звука для радио, микрофонов, или используется как аудио тестер.

    как для себя решил построить три стерео версии, одна для моего компьютера для моего нового добавлен разъем для наушников на передней панели, еще один один во внешнем корпусе для моего TV / DVD / VCR что позволяет мне смотреть фильмы по ночам, пока никому не мешать в доме, и последний, который я использую как аудио тестер для моих электронных проектов.





    Accurate LC Meter

    Создайте свой собственный Accurate LC Meter (измеритель индуктивности емкости) и начните создавать свои собственные катушки и индукторы. Этот LC-метр позволяет измерять невероятно малые индуктивности, что делает его идеальным инструментом для изготовления всех типов ВЧ-катушек и индукторов.LC Meter может измерять индуктивность от 10 до 1000 нГн, 1 мкГн – 1000 мкГн, 1 мГн – 100 мГн и емкости от 0,1 пФ до 900 нФ. Схема включает автоматический выбор диапазона, а также переключатель сброса и обеспечивает очень точные и стабильные показания.

    PIC Вольт-амперметр

    Вольт-амперметр измеряет напряжение 0-70 В или 0-500 В с разрешением 100 мВ и потребление тока 0-10 А или более с разрешением 10 мА. Счетчик является идеальным дополнением к любым источникам питания, зарядным устройствам и другим электронным устройствам, в которых необходимо контролировать напряжение и ток.В измерителе используется микроконтроллер PIC16F876A с ЖК-дисплеем с подсветкой 16×2.


    Частотомер / счетчик 60 МГц

    Частотомер / счетчик измеряет частоту от 10 Гц до 60 МГц с разрешением 10 Гц. Это очень полезное стендовое испытательное оборудование для тестирования и определения частоты различных устройств с неизвестной частотой, таких как генераторы, радиоприемники, передатчики, функциональные генераторы, кристаллы и т. Д.

    1 Гц – 2 МГц XR2206 Функциональный генератор

    1 Гц – 2 МГц Функциональный генератор XR2206 выдает высококачественные синусоидальные, квадратные и треугольные сигналы с высокой стабильностью и точностью. Формы выходных сигналов могут модулироваться как по амплитуде, так и по частоте. Выход 1 Гц – 2 МГц Функциональный генератор XR2206 может быть подключен непосредственно к счетчику 60 МГц для настройки точной выходной частоты.


    BA1404 HI-FI стерео FM-передатчик

    Будьте в прямом эфире со своей собственной радиостанцией! BA1404 HI-FI стерео FM-передатчик передает высококачественный стереосигнал в FM-диапазоне 88–108 МГц.Его можно подключить к любому типу стереофонического аудиоисточника, например, iPod, компьютеру, ноутбуку, проигрывателю компакт-дисков, Walkman, телевизору, спутниковому ресиверу, магнитофонной кассете или другой стереосистеме для передачи стереозвука с превосходной четкостью по всему дому, офису, двору или дому. палаточный лагерь.

    USB IO Board

    USB IO Board – это крошечная впечатляющая маленькая плата разработки / замена параллельного порта с микроконтроллером PIC18F2455 / PIC18F2550.Плата USB IO совместима с компьютерами Windows / Mac OSX / Linux. При подключении к плате ввода-вывода Windows будет отображаться как COM-порт RS232. Вы можете управлять 16 отдельными выводами ввода / вывода микроконтроллера, отправляя простые последовательные команды. Плата USB IO получает питание от порта USB и может обеспечить до 500 мА для электронных проектов. Плата USB IO совместима с макетной платой.


    ESR Meter / Capacitance / Inductance / Transistor Tester Kit

    ESR Meter kit – удивительный мультиметр, который измеряет значения ESR, емкость (100 пФ – 20000 мкФ), индуктивность, сопротивление (0.1 Ом – 20 МОм), тестирует множество различных типов транзисторов, таких как NPN, PNP, полевые транзисторы, полевые МОП-транзисторы, тиристоры, тиристоры, симисторы и многие типы диодов. Он также анализирует такие характеристики транзистора, как напряжение и коэффициент усиления. Это незаменимый инструмент для поиска и устранения неисправностей и ремонта электронного оборудования путем определения производительности и исправности электролитических конденсаторов. В отличие от других измерителей ESR, которые измеряют только значение ESR, этот измеритель одновременно измеряет значение ESR конденсатора, а также его емкость.

    Комплект усилителя для наушников для аудиофилов

    Комплект усилителя для наушников для аудиофилов включает высококачественные компоненты аудиосистемы, такие как операционный усилитель Burr Brown OPA2134, потенциометр регулировки громкости ALPS, разветвитель шины Ti TLE2426, фильтрующие конденсаторы Panasonic FM со сверхнизким ESR 220 мкФ / 25 В, Высококачественные входные и развязывающие конденсаторы WIMA и резисторы Vishay Dale. Разъем для микросхем 8-DIP позволяет заменять OPA2134 на многие другие микросхемы двойных операционных усилителей, такие как OPA2132, OPA2227, OPA2228, двойной OPA132, OPA627 и т. Д.Усилитель для наушников достаточно мал, чтобы поместиться в жестяной коробке Altoids, и благодаря низкому энергопотреблению может питаться от одной батареи на 9 В.


    Arduino Prototype Kit

    Arduino Prototype – впечатляющая плата для разработки, полностью совместимая с Arduino Pro. Он совместим с макетной платой, поэтому его можно подключить к макетной плате для быстрого прототипирования, и на обеих сторонах печатной платы имеются выводы питания VCC и GND.Он небольшой, энергоэффективный, но настраиваемый с помощью встроенной перфорированной платы 2 x 7, которую можно использовать для подключения различных датчиков и разъемов. Arduino Prototype использует все стандартные компоненты со сквозными отверстиями для упрощения конструкции, два из которых скрыты под разъемом IC. Плата оснащена 28-контактным разъемом DIP IC, заменяемым пользователем микроконтроллером ATmega328 с загрузчиком Arduino, кварцевым резонатором 16 МГц и переключателем сброса. Он имеет 14 цифровых входов / выходов (0-13), из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ и 6 аналоговых входов (A0-A5).Эскизы Arduino загружаются через любой USB-последовательный адаптер, подключенный к 6-контактному гнезду ICSP. Плата питается напряжением 2-5 В и может питаться от аккумулятора, такого как литий-ионный элемент, два элемента AA, внешний источник питания или адаптер питания USB.

    4-канальный беспроводной радиочастотный пульт дистанционного управления с частотой 433 МГц, 200 м

    Возможность беспроводного управления различными приборами внутри или снаружи дома является огромным удобством и может сделать вашу жизнь намного проще и веселее.Радиочастотный пульт дистанционного управления обеспечивает дальность действия до 200 м / 650 футов и может найти множество применений для управления различными устройствами, и он работает даже через стены. Вы можете управлять освещением, вентиляторами, системой переменного тока, компьютером, принтером, усилителем, роботами, гаражными воротами, системами безопасности, занавесками с электроприводом, моторизованными оконными жалюзи, дверными замками, разбрызгивателями, моторизованными проекционными экранами и всем остальным, о чем вы можете подумать.


    Базовый комплект усилителя для наушников Аналоговый образовательный комплект по применению операционных усилителей

    Автор: PampangaAudio

    Сложность: Начинающий
    Время сборки: 1 час (в зависимости от опыта)

    Базовый комплект усилителя для наушников “BHAKit” представляет собой аналоговый учебный комплект по применению операционных усилителей на базе двойного сильноточного операционного усилителя New Japan Radio NJM4556AD, способного выдавать мощность 50 мВт при нагрузке 32 Ом (достаточно для получения высокого уровня громкости через обычные наушники).Комплект предназначен для макетирования, но может быть собран на прилагаемой макетной плате. NJM4556AD сконфигурирован как простой неинвертирующий усилитель со связью по переменному току и коэффициентом усиления 3, демонстрирующий одно из самых популярных применений операционных усилителей в бытовой электронике – усилитель для наушников. В качестве аналогового образовательного комплекта вы собираете схему, чтобы было удобно подключить амперметр для контроля тока, протекающего в каждый компонент, или припаять компоненты к макетной плате, а затем вложить в пластиковый корпус для проекта, чтобы ваш первый усилитель для наушников DIY был на ходу. ! Подробное описание конструкции усилителя для наушников и его тестирования можно найти на сайте http: // nwavguy.blogspot.sg/. Чтобы максимизировать аналоговое обучение, модифицируя схему с помощью силового транзистора и подстроечного резистора, можно спроектировать базовый контроллер скорости двигателя, пример приложения постоянного тока операционного усилителя, даже если NJM4556AD не оптимизирован для усиления постоянного тока (рекомендуется Analog Devices OP07CPZ для улучшить напряжение смещения). В комплект входит мотор для хобби на 3 В, работа схемы обсуждается Энди Коллинсоном из Circuit Exchange International.

    Рекомендуется изучить оборудование и методы обслуживания Analog Devices, чтобы избежать ошибки, связанной с плохой сборкой схемы.

    Необходимые инструменты и компоненты:

    (2) Защелка аккумулятора 9 В с предохранителем клемм (SBS-IR-1-R)
    (2) Гнездо аудио стерео 3,50 мм с 3 контактами (DTJ-0400)
    (2) Радиальный конденсатор 1000 мкФ (R1000B25-R)
    (1) SB300 Паяемая макетная плата ПК 1-сторонняя печатная плата (SB300)
    (2) Металлопленочный резистор 250 В, 1/2 Вт, 10 кОм (CMF5510K000FKEA)
    (1) Радиальный электролитический конденсатор 10 мкФ, 25 В (R10 / 25A)
    (3) 0,1 Конденсатор из металлизированной полиэфирной пленки мкФ, 50 В (MER104J1HA0)
    (2) Майларовый конденсатор 1 мкФ, 100 В (MY1)
    (6) Углеродная пленка резистора 68 кОм 1/4 Вт (CF1 / 4W683JRC)
    (2) Углеродная пленка резистора 4.7 кОм (CF1 / 4W472JRC)
    (2) 8-контактный разъем для микросхем с двойным стиранием, низкопрофильный (6000-8DW-R)
    (1) Двойной аудиопотенциометр 10 кОм (RV24BF-10-15R1-A10K)
    (1) Транзистор общего назначения , Кремний NPN, 100 В, TO-220 (TIP31C)
    (1) Диод 100 В, 1 А, 2-контактный DO-41 (1N4002)
    (1) Двигатель постоянного тока 3 В, 950 мА, 13 200 об / мин (ST130-22770-38)
    ( 1) Потенциометр 10 кОм, 25 витков, 0,5 Вт, кермет (3296W-1-103VP)
    (1) Радиальный конденсатор, 470 мкФ, 25 В (R470B25)
    (1) Кремниевый выпрямительный диод, 50 В, 1 А (1N4001)
    (2) Красный Круглый Одинарный Двухпозиционный тумблерный переключатель (T101T1B1A1)
    (2) Конденсатор, радиальный 33 мкФ, 50 В (R33 / 50-VP-R)

    NJM4556AD
    Мультиметр
    Плоскогубцы с длинным носом
    Резак для проводов
    Отвертка
    Паяльная станция
    Макетная плата без пайки
    Припой
    Провод для подключения сплошной 22 AWG Черный, красный и белый
    9-вольтовая батарея
    Наушники с 3.Штекер 5 мм, предпочтительно от 16 до 32 Ом
    Аудио / MP3-плеер для компакт-дисков с разъемом для наушников 3,5 мм или 2 разъема RCA (линейный выход)
    Стереокабель 3,5 мм между мужчинами или стереокабель 3,5 мм на 2 вилки RCA Кабель длиной 6 футов

    Дополнительные детали:

    Осциллограф
    Инструмент для регулировки потенциометра
    Инструмент для зачистки проводов
    Динамик
    Audio Test CD ex. Lasertrak CD2000

    Шаг 1 – Схема цепи “BHAKit”

    Принципиальная схема базового комплекта усилителя для наушников “BHAKit”.Усилитель A предназначен для левого канала, а усилитель B – для правого.

    Усиление равно 1 + R1 (R2) / R3 (R4) = 1 + 10k / 4,7k = 3,13 (9,9 дБ)

    Нажмите для увеличения

    Шаг 2 – Размещение компонентов

    Поместите компоненты на макетную плату в соответствии со схемой. Установите байпасный конденсатор 0,1 мкФ как можно ближе к контактам 4 и 8 источника питания IC.

    Потенциометр R9 и R10 (двойной аудиопотенциометр) – это опция, предназначенная для аудиоплеера без регулятора громкости.

    Припаяйте сплошной провод AWG 22 к разъемам J1 и J2, двойному потенциометру R9 и R10, кнопке батареи 9 В и тумблерному переключателю S1 для облегчения установки на макетной плате.

    Шаг 3 – Подключение компонентов

    Подключайте ИС и пассивные компоненты с помощью сплошного провода AWG 22. Рекомендуется использовать разноцветный провод, чтобы упростить отслеживание сигналов и устранение неисправностей.

    Обратите внимание на заземление и расположение, чтобы свести к минимуму колебания.

    Отдельный сигнал (заземление звезда / Мекка) и заземление питания.Подключите заземление питания ближе (по сравнению с заземлением сигнала) к заземлению источника питания.

    Заземление сигнала – это разъем аудиовхода J1-C1, резисторы R7 и R8, двойной потенциометр R9 и R10, конденсаторы C7 и C8.

    Заземление питания – это разъем аудиовыхода J2-C1, контакт 4 микросхемы IC, конденсаторы C5 и C6.

    Если потенциометр R9 и R10 (двойной аудиопотенциометр) не будет использоваться, подключите разъем аудиовхода J1-C2 к конденсатору C1, а разъем аудиовхода J1-C3 к конденсатору C2.

    Шаг 4 – Настройка «BHAKit»

    Подключите выход для наушников CD-аудио / MP3-плеера к стереокабелю 3,5 мм (или линейному выходу к 2 штекерам RCA и штекеру 3,5 мм) к входному разъему J1 усилителя наушников 3,5 мм.

    Подключите наушники со штекером 3,5 мм к выходному разъему J2 усилителя наушников 3,5 мм.

    Подключите батарею 9 В к защелке батареи 9 В и включите переключатель S1.

    Шаг 5 – Результат измерения «BHAKit»

    Последовательно подключите амперметр, подключив его красный измерительный щуп к положительной клемме источника питания, а черный испытательный щуп к переключателю S1-C1 для измерения тока покоя (без входного сигнала и нагрузки).

    График осциллографа (Tektronix TDS 2012B) показывает входной сигнал 121 мВ (канал 2) и выход 367 мВ среднекв. (Канал 3) при нагрузке 32 Ом, усиление равно 3,03 (9,64 дБ).

    Шаг 6 – Схема контроллера скорости двигателя

    Схема контроллера скорости двигателя.

    Amp B не используется, он смещен на половину напряжения источника питания, равный 4,5 В для источника питания 9 В.

    Нажмите для увеличения

    Шаг 7 – Регулировка триммера

    Установите сопротивление триммера R11 между стеклоочистителем и массой на 3.3 кОм для напряжения двигателя 3 В с источником питания 9 В. Если источник питания отличается от 9 В, используйте эту формулу Rx = 3 В x 10 кОм / Vcc, где Rx – сопротивление между дворником и землей, а Vcc – напряжение источника питания.

    Шаг 8 – Размещение компонентов

    Поместите компоненты на макетную плату в соответствии со схемой. Установите байпасный конденсатор 0,1 мкФ как можно ближе к контактам 4 и 8 источника питания IC.

    Припаяйте сплошной провод AWG 22 к кнопке батареи 9 В, двигателю M1 и тумблерному переключателю S2 для облегчения установки на макетной плате.

    Шаг 9 – Подключение компонентов

    Подключайте ИС и пассивные компоненты с помощью сплошного провода AWG 22. Рекомендуется использовать разноцветный провод, чтобы упростить отслеживание сигналов и устранение неисправностей.

    Обратите внимание на заземление и расположение, чтобы свести к минимуму колебания.

    Отдельный сигнал (заземление звезда / Мекка) и заземление питания. Подключите заземление питания ближе (по сравнению с заземлением сигнала) к заземлению источника питания.

    Заземление сигнала – это подстроечный резистор R11 и резистор R13.

    Заземление питания – это конденсаторы C9, C10 и C11, диод D2, контакт 4 IC и двигатель M1.

    Шаг 10 – Результат измерения контроллера скорости двигателя

    Q1 базовый и коллекторный ток без нагрузки.

    Измерьте базовый ток, подключив амперметр между контактом 1 операционного усилителя и базой Q1. Коллекторный ток измеряется амперметром, включенным последовательно с коллектором.

    Для точного измерения тока базы рекомендуется разрешение амперметра, равное или менее 100 нА. Медленно поверните подстроечный резистор R11 против часовой стрелки, наблюдая (своеобразное) поведение скорости и напряжения двигателя.

    Схема усилителя наушников на 3 транзисторах

    Усилитель для наушников – это относительно маломощный усилитель, который усиливает низковольтный аудиосигнал от устройства-источника (будь то проигрыватель винила, ноутбук или смартфон) до достаточного уровня, так что он преобразует (или преобразует) в звук. волны динамиками внутри наушников. Он работает как усилители, которые питают полноразмерные динамики, но также работает на более низком уровне. В этом проекте мы собираемся построить простую схему усилителя для наушников с использованием некоторых транзисторов.

    Схема усилителя для наушников является неотъемлемой частью производства и записи средств массовой информации. Они маленькие, простые в использовании и дизайне, а также обеспечивают низкое энергопотребление.

    Компоненты оборудования

    Для сборки этого проекта вам понадобятся следующие детали

    7
    S.no Компонент Кол-во
    1. Макетная плата 1
    2. Аккумулятор 9 В 1 35 3 903. Соединительные провода 1
    4. Резисторы (100 кОм, 68 кОм, 10 кОм, 4,7 кОм, 3,3 кОм, 2,2 кОм, 1,5 кОм, 330 Ом) 1,1,1,1,1
    5. Полярные конденсаторы (470 мкФ 10 В, 100 мкФ 10 В, 1 мкФ 10 В) 1,1,1,1,1
    6. BC237 45 В 100 мА NPN Транзистор 1
    1
    . BC239C 45 В 100 мА NPN транзистор 1
    8. LM7805 IC 1
    9. Наушники с штекерным аудиоразъемом 3,5 мм 1
    10. Подходящий аудиовход (смартфон / ПК) с штекерным аудиоразъемом 3,5 мм. 1
    11. BC337 50 В 800 мА NPN транзистор 1
    12. 3,5 мм гнездовой порт 2
    [inaritcle_1] Принципиальная схема

    Рабочее пояснение

    Эта схема работает в два этапа: предусилитель и усиление.Входной сигнал поступает через ПК, ноутбук или смартфон, а выход – на наушники через гнездовой порт. Конденсатор (1 мкФ) блокирует составляющую постоянного тока, позволяя составляющей переменного тока проходить и достигать стадии предварительного усиления.

    Транзистор Q1 (BC239C) усиливает входящий аудиосигнал, транзистор Q1 настраивается как функция смещения коллектор-база путем подключения сопротивления 68 кОм. Этот резистор обеспечивает отрицательную обратную связь для транзистора Q1.Выход Q1 достигает базы Q2 , служа входным управляющим сигналом. После предварительного усиления аудиосигнал дополнительно усиливается на Q2 (BC337) и Q3 (BC237) перед отправкой на выходные динамики (наушники). Эта цепь должна работать от напряжения питания 3–5 В.

    Приложения

    • Обычно используется для улучшения качества звука наушников с относительно низким сопротивлением.
    • Также используется в качестве выходного каскада для предусилителей, соединенных с активными громкоговорителями.
    • Также используется для усиления выхода сабвуфера или динамика.
    Цепь усилителя стереонаушников

    Hi Fi – Electronics Projects Circuits

    Серия Studio – это стереоусилитель для наушников премиум-класса с очень низким уровнем шума и искажений. Рабочее напряжение, установленное в цепи OPA2134, симметричный операционный усилитель + -15 В постоянного тока Усилитель для наушников Основные характеристики Высокая производительность – очень низкий уровень шума и искажений Может … Electronics Projects, Hi Fi Stereo Headphone Amplifier Circuit «Схемы усилителя звука», Дата 2020/04/02

    Studio – это стереоусилитель для наушников премиум-класса с очень низким уровнем шума и искажений.Установленное рабочее напряжение в цепи OPA2134, симметричный операционный усилитель + -15 В постоянного тока

    Основные характеристики усилителя для наушников

    Высокая производительность – очень низкий уровень шума и искажений
    Может использоваться с наушниками с высоким и низким сопротивлением
    Высокая выходная мощность (200 мВт; до 8 Ом и 32 Ом)

    Измеренные значения производительности

    Частотный диапазон: от 10 Гц до 20 кГц

    Номинальная выходная мощность: 200 мВт 8 Ом и 32 Ом, 85 мВт 600 Ом

    Макс. выходная мощность (с ограничением по току или напряжению): 575 мВт 8 Ом, 700 мВт 32 Ом, 130 мВт 600 Ом

    Гармонические искажения: обычно.0005% (нагрузка 600 Ом), 001% (нагрузка 32 Ом) и 0,005% (нагрузка 8 Ом)

    Отношение сигнал / шум (взвешенное по шкале А): -130 дБ (600 Ом), -120 дБ (32 Ом) и -111 дБ (8 Ом) при выходной мощности 100 мВт.

    Помехи в канале: лучше 20 Гц – 20 кГц -68 дБ при выходной мощности 100 мОм
    Входное сопротивление: ~ 47 кОм || 47pf
    Выходное сопротивление: ~ 5 Ом

    Если вы собираетесь использовать усилитель для наушников с MP3-плеером, проигрывателем компакт-дисков или устройством с предусилителем, замените резисторы 0 Ом (перемычки), подключенные к контактам 2 и 6 микросхемы OPA2134, на 2 кОм.

    Катушки L1-L2 будут намотаны проволокой толщиной 0,6… 1 мм, примерно 21 пучок. На чертеже печатной платы усилителя для стереонаушников есть исходный файл, подготовленный с помощью программы компоновки sprint.

    Схема усилителя для наушников Hi-Fi

    Источник: forum.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *