Усилитель звука для наушников схема: Схемы усилителей для наушников для изготовления своими руками

USB усилитель звука для наушников своими руками ⋆ diodov.net

28.01.2019

HomeСхемыUSB усилитель звука для наушников своими руками

By Дмитрий Забарило Схемы  5 комментариев

Рассмотрим, как сделать USB усилитель звука для наушников своими руками из самых доступных радиоэлементов. Наибольшую популярность среди усилителей звука для наушников получила микросхема TDA7050 компании Philips.

Микросхема TDA7050 была разработана для портативных мини радио, плееров и т. п. Имеет две схемы включения: мостовая и стерео. При мостовой схеме включения происходит усиление одного канала на одно «ухо». Поэтому для наушников необходимо применять две микросхемы, включенные по мостовой схеме. При этом мощность каждого канала будет очень значительной для наушников и составляет 140 мВт при сопротивлении наушника 32 Ом и питающем напряжении 3 В.

Однако практика показывает, что такая мощность в преобладающем большинстве случаев не потребуется. Поэтому применяется стерео схема USB усилителя звука для наушников. Здесь потребуется лишь одна микросхема TDA7050. Если питать микросхему от 3 В, на пример от двух батареек, то выходная мощность каждого канала равна 35 мВт, а при 4,5 В – 75 мВт.

Схема USB усилителя для наушников довольно проста и имеет минимальное количество радиоэлементов в обвязке. Напряжение питания микросхемы TDA7050 находится в диапазоне 1,6 В…6 В. Поэтому ее можно питать непосредственно от USB порта, имеющего стандартное напряжение 5 В.

Для регулировки величины входного сигнала и соответственно громкости звука в наушниках применяется сдвоенный переменный резистор с логарифмической характеристикой сопротивлением 20 кОм.

Однако, на мой взгляд, лучшим решение будет установить стабилизатор напряжения с минимальным падением напряжения. Таким интегральным стабилизатор напряжения может послужить микросхема MCP1702.

Она имеет достаточно низкое падение напряжения по сравнению с аналогами и составляет 0,65 В. На выходе ее 3,3 В. Поэтому для стабильной работы MCP1702 достаточно подать на ее вход 4 В.

Для сглаживания различного рода пульсаций тока на входе и выходе MCP1702 установлены конденсаторы. Максимум на стабилизатор можно подавать 13,2 В. Таким образом, применяя стабилизатор напряжения, USB усилитель звука для наушников можно питать в широком диапазоне напряжения: от 4 В до 13,2 В. Или даже от одной батарейки, если подключиться к TDA7050 после стабилизатора.

Разводку печатной платы и документацию на микросхемы можно скачать здесь

Если Вы только начинающий радиолюбитель, то рекомендую ознакомиться со статьей, как сделать любой усилитель звука.

Теперь, я надеюсь, Вы сможете собрать любой USB усилитель звука для наушников своими руками.

Схема усилителя для наушников на ОУ с удвоенным выходным током

Схема усилителя для наушников на ОУ, которая точно заслуживает внимания. При всей своей простоте, такой усилитель для наушников раскачает любые наушники. А главная фишка заключается в удвоенном выходном токе, по сравнению с обычными включениями ОУ.

UPD[24.04.2020] — статья была сильно переписана, а схема изменена, поэтому некоторые комментарии уже неактуальны.

Мое видео по сборке усилителя:

Содержание статьи

1. Схема усилителя для наушников
2. В чем «фишка» этого усилителя?
3. Коэффициент усиления
4. Доводим схему до ума
5. Готовая схема усилителя для наушников
6. Питание усилителя
7. Качество компонентов
8. Заключение

Схема усилителя для наушников

Скитания по по бескрайним просторам помойки кладезя знаний — интернету, привели к интересной находке. Это был PDF файл от компании Burr Brown. Находка воодушевила меня собрать усилитель для наушников на ОУ.

С языка потенциального врага, название файла дословно можно перевести следующим образом : Удвоение выходного тока в нагрузку двумя аудио ОУ OPA2604. Скачать этот ПДФ вы можете по прямой ссылке с моего сайта.

скачать: Double the output current to a load with the dual OPA2604 audio op amp

Файл состоит из двух страниц, где ценность представляет только первая. Представленная там схема усилителя для наушников была перерисована и избавлена от лишних умных надписей.

Знакомьтесь, это будущее сердце нашего усилителя. А если быть точнее — это схема одного канала.

Каналов у нас будет 2 и на каждый нужно по 2 ОУ. Наиболее удобным вариантом будет воспользоваться сдвоенными операционными усилителями. 

Резисторы R3 и R4 сопротивлением по 51 Ом нужны чтобы защитить выходы операционных усилителей по току.

В чем «фишка» этого усилителя?

Схема совсем не нова. Она известна еще из даташитов 90-х годов. Но интересность схемы заключается в том, что оба ОУ усиливают один и тот же сигнал. Но это не мостовое включение. Выходные сигналы обоих ОУ находятся в фазе, благодаря чему их выходные токи складываются.

Такое включение решает проблему малого выходного тока многих ОУ. Это заметно увеличивает количество ОУ, которые могут быть использованы в усилителе. Теперь достаточно, чтобы каждый операционный усилитель мог обеспечивать выходной ток в 35-40 мА, вместо 70-80 в случае одного ОУ на канал.

Максимальное значение выходного тока всегда приводятся в даташитах на ОУ. 

Коэффициент усиления

Полученная схема — это неинвертирующий усилитель. Коэффициент усиления сигнала определяют резисторы R1 и R2. Его точное значение определяется формулой:

K= 1+ R₂/R₁

Будем считать, что на вход мы подаем сигнал с линейного выхода. В таком случае коэффициента усилия по напряжению равного 3 будет с хорошим запасом. Поэтому на три и будем ровняться.

От точности резисторов R₁ и R₂ зависит насколько одинаковым будет усиление у каналов. Поэтому желательно, чтобы резисторы имели точностью не хуже ±1%.Далеко не всегда в магазинах или в домашних запасах можно найти большой ассортимент номиналов резисторов хорошей точности. Но в данном случае можно обойтись резисторами одного номинала.

Так, в закромах шкафа были найдены прецизионные резисторы по 7,5 кОм которые и стали резисторами R₁. В качестве R₂ было использовано по два резистора в 7,5 кОм, которые были включены последовательно. Аналогично можно сделать, включив параллельно два резистора по 15кОм в качестве R₁, и один резистора на 15кОм в качестве _R2.

Для изменения коэффициента усиления лучше менять резистор R₂. Для звуковых схем на ОУ, обычно рекомендуется использовать резисторы номиналом 1÷50 кОм. Любой резистор вносит шум в аудио тракт и чем больше номинал этого резистора — тем больше вносимый им шум.

Доводим схему до ума

Представленная в документе схема несколько неполная. Для нормально работы следует дополнить схему входными цепями.

Операционные усилителя одинаково хорошо усиливают как переменное, так и постоянное напряжение. Поэтому, несмотря на всякие аудиофильские заморочки, считается хорошим тоном добавлять на вход конденсатор.

Конечно современные источники не дают постоянного напряжения на выход, но я же не знаю, куда вы будете подрубать усилитель… а я не горю желанием нести ответственно за Ваши спаленные наушники  🙂

Помимо конденсатора, отсекающего постоянное напряжение, следует добавить идущий на землю резистор. Такой резистор обеспечит привязку неинвертирующего входа ОУ к земле. С другой стороны. вместе с конденсатором он образовывает дифференцирующую RC цепь.

 

 

Образовавшаяся RC-цепь (R₅, С₁) будет отсекать как постоянное напряжение так и инфра-низкие частоты. Они не несут полезной информации, однако значительно нагружают усилитель по току. При номиналах, указанных на схеме, частота среза составляет 16 Гц. При использовании конденсатора на 220нФ частота среза опустится примерное до 7Гц.  Дальнейшее увеличение емкости особого смысла не имеет.

Для исключения возможного самовозбуждения ОУ, не лишним будет ограничить и верхний диапазон. Для этого установим параллельно R₂ конденсатор малой емкости.

Цепь R2 C2 будет работать как фильтр низких частот. При указанных номиналах деталей частота среза составит около 100 кГц.

Готовая схема усилителя для наушников

Остается только воткнуть по входу переменный резистор для регулировки громкости и на этом схему можно считать готовой к употреблению. Ни в каких настройках схема не нуждается. Достаточно ее собрать, спаять, воткнуть ОУ и радоваться жизни.

Как говорилось выше, схема будет собираться на сдвоенном ОУ, поэтому для большего удобства на схеме были обозначены ножки ОУ.

Крайне желательно добавить конденсаторы по 0.1 микрофараде, непосредственно с ножек операционного усилителя на землю.

Питание усилителя

Для звука очень важно качество питания. Данная схема рассчитана на двухполярное напряжение питания. Это избавляет нас от необходимости добавлять лишние детали в звуковой тракт, и в целом это лучше для звука.

Сегодня существуют ОУ работающие от ±1.5В, но большинство операционников работают при двухполярном напряжении питания от ±3В до ±18В. Оптимальными можно назвать напряжение в ±12В или ±15В, которые входят в пределы питания большинства ОУ. 

Точные значения максимального напряжения питания следует смотреть в документации на конкретные микросхемы.

Для питания усилителя рекомендуется собрать двухполярный трансформаторный блок питания. Для сглаживания напряжения после диодного моста будет достаточным установить по два конденсатора емкостью 10 мкФ и 100 — 470 мкФ.

Стабилизацию напряжения удобно реализовать на микросхемах 7812 и 7912. 

Для обеспечения хорошей стабилизации необходимо, чтобы входное напряжение было минимум на 2.5-3 вольта выше напряжения стабилизации.

Качество компонентов

Конденсатор С1 должен быть неполярным. Лучше полипропиленовый или пленочным. Конденсатор С2 лучше использовать керамический. Точность конденсаторов не так важна, но лучше использовать с точностью не хуже 5%. Резисторы желательно точностью не хуже 1%

Хорошие микросхемы стоят недешево. Например, за две оригинальные OPA2604, которые и предлагались в исходной схеме, придется отдать около 23$.

Но совсем не обязательно сразу закупать самое дорогое. Для начала можно поставить что-то из ассортимента ближайшего магазина радиодеталей, а постепенно заменить их более качественными компонентами. Плата будет работать на любых деталях.

Цены на операционные усилители лежат в широких пределах и не всегда дороже значит лучше для звука. Для начала можно будет установить что-то недорогое и доступное, например любимую многими NE5532(0.3$). Очень желательно чтобы она была производства Филлипс.

В последствии с заменой ОУ можно будет играться сколько хотите. Если рассматривать ОУ классом повыше, то для звука хорошо себя зарекомендовали OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397…. 

Не заказывайте самые дешевые микросхемы с АлиЭкспресс и в прочих китайских магазинах. Там очень много поддельных микросхем. Они будут работать, как и положено, но это может быть совсем не OPA2134, который вы заказывали, а довольно дешевая TL061 с надписью OPA2134…

Но мне удалось найти магазин, в котором продаются действительно оригинальные микросхемы. Да и вообще в нем очень качественные аудиокомпоненты. В том числе топовые. Очень рекомендую этот магазин.

Заключение

Полученная схема усилителя, собранная на OPA2132 и работающая даже при напряжении питания ±5В свободно раскачивает Sennheiser HD380 Pro.

Не люблю описывать звук субъективными терминами вроде «высокие стали хрустальными» или «басы теплыми», скажу лишь то, что при использовании хорошего ОУ, этот усилитель для наушников обладает достаточным запасом громкости и выходной мощности. При этом он не требует никакой настройки и использует минимум деталей, обеспечивая при этом достойное качество звука.

Рассмотренная схема привела к идее создания портативного усилителя для наушников. Так придумался проект Vol.X. Суть которого заключается в создании законченной конструкции портативного усилителя для наушников своими руками с нуля. 

Материал подготовлен исключительно для сайта AudioGeek. ru

Заглядывайте на мой YouTube канал

Стереоусилитель для наушников

Стереоусилитель для наушников — это всего лишь небольшой стереофонический усилитель мощности. Он обеспечивает достаточную мощность для работы с парой стандартных наушников с импедансом примерно 32 Ом. Устройство оснащено потенциометром для регулировки громкости стерео, который позволяет регулировать звук до комфортного уровня прослушивания. Первоначально устройство было разработано для встраивания в самодельный аудиомикшер для добавления возможности мониторинга через наушники. Схема очень маленькая и легкая, поэтому ее можно установить внутри аудиомикшера, используя только крепление втулки потенциометра громкости.

 

Описание схемы

Схема состоит из двух секций и небольшого количества компонентов, общих для обеих секций. Первая секция основана на U1 и связана с левым аудиоканалом. Второй раздел основан на U2, который отвечает за правый звуковой канал.

Комбинированные схемы U1 и U2 представляют собой усилители LM386. LM386 может обеспечить до 325 мВт на нагрузке 8 Ом. Стандартные наушники обычно имеют больший импеданс, поэтому доступный выходной сигнал будет уменьшен. Однако это не имеет значения, поскольку для полной загрузки наушников достаточно очень небольшого выходного сигнала. Поскольку компоненты, используемые в обеих аудиосекциях, идентичны, требуется описание только одного канала: 

Входной сигнал для левого канала подается на контакт 3 U1. Контакт 3 является неинвертирующим входом усилителя. LM386 — это усилитель мощности, предназначенный для использования в низковольтных потребительских устройствах. Усиление внутренне установлено на 20 (26 дБ), чтобы уменьшить количество внешних частей. Так как усиление очень велико, сигнал линейного уровня будет слишком высоким для усилителя, и его необходимо сначала уменьшить. Это осуществляется с помощью устройства делителя потенциала.

Входящий звуковой сигнал проходит через конденсатор С2, потенциометр предварительной настройки R1 и поворотный регулятор громкости R2 на землю. Когда R1 настроен на максимальное сопротивление (1 МОм), а R2 также установлен на максимум, напряжение сигнала будет разделено примерно на 100. При заданном потенциометре R1, настроенном на меньшее максимальное сопротивление, обеспечивается меньшее затухание. Какой бы ни была регулировка R1, при минимальном значении R2 напряжение на скользящем контакте (скользящем контакте) R2 будет равно нулю.

Для любого уровня входного сигнала предварительно установленный потенциометр R1 должен быть отрегулирован таким образом, чтобы при максимальной громкости (R2) были минимальные искажения в сочетании с достаточной громкостью. R4, который является предустановленным потенциометром для правого аудиоканала, также должен быть отрегулирован так, чтобы был правильный баланс (равенство) громкости между левым и правым каналами.

Звуковой сигнал левого канала проходит через движок R2 и подается на U1 через конденсатор C4. C4 изолирует аудиосигнал переменного тока от небольшого смещения (напряжения смещения), которое присутствует на входном контакте U1 (контакт 3). Смещение задается автоматически внутренними компонентами U1 и позволяет усиливать как положительные, так и отрицательные части входного сигнала за счет колебаний выше и ниже этого напряжения.

Усиленный сигнал левого канала появляется на выводе (вывод 5) U1 и подключается по переменному току к левому наушнику броска C3. Конденсатор C5, включенный последовательно с R3, используется для стабилизации усилителя и предотвращения возможных колебаний.

Схема питается от источника питания 6-9В кинутого D1. D1 используется для защиты резервной полярности. Конденсатор С1 используется для фильтрации питания. При использовании батарей C1 служит еще одной полезной цели: он содержит резерв заряда, который обеспечит любые мгновенные потребности в токе. Это чрезвычайно полезно, когда срок службы батарей приближается к концу.

 

Конструкция

Конструкция усилителя для стереонаушников основана на односторонней печатной плате. Подробная информация об этой конкретной плате представлена ​​в разделе загрузки. Следует соблюдать осторожность при размещении электролитических конденсаторов. Электролитические конденсаторы должны быть установлены с соблюдением полярности согласно схеме.

Для стереопотенциометра R2 лучше использовать логарифмический тип, поскольку он обеспечивает улучшенную физиологическую реакцию на изменение громкости. Печатная плата очень маленькая и легкая, поэтому ее можно установить внутри аудиомикшера, используя только крепление втулки потенциометра громкости.

На прилагаемой печатной плате есть место для каждого компонента, кроме разъема для подключения наушников. Этот разъем должен быть подключен к плате с помощью нескольких проводов.

Блок питания может состоять из стандартного слаботочного блока питания или из батареи 6В или 9В. Если устройство используется как автономное устройство, достаточно четырех щелочных элементов размера AA.

Раздел для скачивания

Схема расположения печатной платы и руководство по размещению компонентов 

 

Схема усилителя для наушников/аудио на печатной плате с использованием LM386

В этом проекте мы собираемся изготовить усилитель для наушников/аудио , используя печатную плату собственной разработки. Этот проект в основном предназначен для усиления аудиосигнала от наушников, но мы также можем использовать его для усиления выхода сабвуфера или динамика, просто переключив несколько перемычек.

Когда мы используем наушники с нашим аудиоустройством, таким как мобильный телефон, ноутбук, FM и т. д., мощности достаточно для обычного пользователя, но недостаточно для слушателей громкой музыки, или иногда мы получаем очень тихий звук от некоторых устройств. Поэтому, чтобы решить эту проблему, мы сделали эти удобные гаджеты для хобби, а именно Усилитель для наушников . Эта схема также может использоваться в качестве усилителя звука для усиления выходного сигнала сабвуфера и может питаться от портативной батареи, поэтому пользователь может носить ее с собой куда угодно. Проверьте полную информацию ниже.

 

Требуемые компоненты:

• IC LM386 -2
• Готовая печатная плата
• Аудиоразъем 3,5 мм, штекер/гнездо -2
• Резистор 100 кОм -2
• Резистор 1 кОм -1
• Резистор 22к -2
• Резистор 10R -2
• Конденсатор 100 нФ -4
• Конденсатор 10 мкФ-4
• Конденсатор 100 мкФ-3
• Конденсатор 220 мкФ-2
• Блок питания
• Светодиод
• Бергстики

 

Рабочее объяснение:

Эта схема усилителя для наушников изготовлена ​​с использованием микросхемы аудиоусилителя LM386. Эта схема сделана таким образом, что пользователь может использовать ее не только в качестве усилителя для наушников, но также может управлять сабвуфером или обычным динамиком

.0008 (4 Ом) и может воспроизводить удивительно громкий звук через динамик. Для переключения между этими двумя режимами мы использовали здесь три перемычки. Поэтому, если пользователь хочет управлять динамиком сабвуфера, ему просто нужно настроить эти перемычки, как мы объяснили ниже. Здесь мы использовали два LM386, и пользователь может использовать от 3 до 9 вольт для управления этой схемой. Мы объяснили конфигурацию перемычек ниже в четырех случаях, чтобы управлять наушниками или динамиком с низким или высоким усилением. Мы использовали прямоугольный символ красного цвета для обозначения положения синих перемычек, следует за красным символом , чтобы настроить перемычки:

1. Чтобы использовать для усиления выхода наушников , мы можем настроить перемычки, как показано на рисунке ниже, в этом случае обе микросхемы LM386 работают независимо для левого и правого динамика с низкое усиление .

Пользователь может установить громкость для обоих динамиков наушников независимо, используя два заданных потенциометра.

 

2. Второй случай такой же, как и первый (усилитель для наушников), только на этот раз мы получаем высокое усиление. Когда мы настраиваем перемычки, как показано на рисунке ниже, снова обе микросхемы LM386 работают независимо для левого и правого динамика с На этот раз высокий коэффициент усиления . Пользователь может установить громкость для обоих динамиков наушников независимо, используя два заданных потенциометра.

 

3. В третьем случае мы можем использовать сабвуфер или динамик (динамик 4 Ом/8 Ом), изменив положение средней перемычки. Когда мы настраиваем перемычки, как показано на рисунке ниже, обе микросхемы работают последовательно с с низким коэффициентом усиления

. Пользователь может установить общую громкость с помощью двух потенциометров. Вы также можете использовать наушники в этой конфигурации, но громкость должна быть низкой, иначе при высокой громкости наушники могут выйти из строя.

 

4. Четвертый случай аналогичен третьему, только на этот раз мы получаем высокое усиление. В этой конфигурации мы можем использовать сабвуфер или динамик (динамик 4 Ом/8 Ом). Когда мы настраиваем перемычки, как показано на рисунке ниже, обе микросхемы работают последовательно с с высоким коэффициентом усиления . Пользователь может установить общую громкость с помощью двух потенциометров. Вы также можете использовать наушники в этой конфигурации, но громкость должна быть низкой, иначе при высокой громкости наушники могут выйти из строя.

 

Для подачи аудиовхода на эту схему наушников/усилителя звука пользователю необходимо использовать кабель AUX, который имеет аудиоразъемы 3,5 мм с обеих сторон. Один конец будет подключен к этой цепи, а другой к источнику звука, например, мобильному телефону, ноутбуку и т. д. Не забудьте настроить перемычки соответствующим образом, как описано выше.

 

Посмотрите демонстрационное видео в конце и узнайте больше об усилении звука с помощью LM386 здесь.