Un amplificador de auriculares sencillo y de alta calidad. Hu es un amplificador de auriculares. Hacer una carcasa para un amplificador.

Un circuito amplificador de auriculares que definitivamente merece atención. Hay el doble de corriente de salida y la ausencia de condensadores de acoplamiento en la ruta de la señal. Al mismo tiempo, el circuito amplificador de auriculares es muy simple y comprensible.

Actualizado : El condensador de desacoplamiento de entrada se ha retirado del circuito. Se han cambiado los valores de las resistencias de entrada.

Circuito amplificador de auriculares

Vagabundos regulares a través de extensiones infinitas basurero un depósito de conocimientos: Internet, condujo a un hallazgo interesante. Fue archivo PDF de Burr Brown. Lo que me inspiró a crear un amplificador de auriculares con amplificador operacional. Del lenguaje de un enemigo potencial, su nombre se puede traducir literalmente de la siguiente manera: Duplicar la corriente de salida a la carga con dos amplificadores operacionales de audio OPA2604 .

El expediente consta de dos páginas, donde sólo la primera tiene valor. El circuito amplificador de auriculares presentado allí se volvió a dibujar y se eliminaron inscripciones ingeniosas innecesarias.

Conozca este futuro corazón de nuestro amplificador. Para ser más precisos, este es un diagrama de un canal. Tendremos 2 canales, lo que significa que necesitaremos dos amplificadores operacionales duales ( UNED ).

Se necesitan resistencias R3 y R4 con una resistencia de 51 ohmios para proteger las salidas de los amplificadores operacionales.

¿Cuál es el “truco” de este amplificador?

El esquema no es nada nuevo y se conoce por hojas de datos de los años 90. Pero lo interesante del circuito es que ambos amplificadores operacionales amplifican la misma señal. Pero esta no es una conexión puente. Las señales de salida de ambos amplificadores operacionales están en fase y sus corrientes de salida se suman.

Esta inclusión resuelve el problema de la baja corriente de salida de muchos amplificadores operacionales. Esto aumenta significativamente la cantidad de amplificadores operacionales que se pueden usar en el amplificador. Ahora basta con que cada amplificador operacional pueda proporcionar una corriente de salida de 35-40 mA, en lugar de 70-80 en el caso de un amplificador operacional por canal.

El valor máximo de corriente de salida siempre se proporciona en las hojas de datos del amplificador operacional.

Ganar

El factor de amplificación de la señal está determinado por resistencias. R1 Y R2 . Su valor exacto está determinado por la fórmula:

K= 1+ R2/R1

Si nos centramos en una salida lineal con un nivel de señal de 1 voltio, para la mayoría de los auriculares una ganancia de tres será suficiente. Estaremos al nivel tres.

Es deseable que las resistencias que establecen la ganancia tengan una precisión no peor que ±1% . A menudo, las tiendas no tienen una gran selección de resistencias de precisión. Pero en este caso, puedes arreglártelas con resistencias del mismo valor.

En los contenedores del armario se encontraron resistencias de precisión de 7,5 kOhm, que se convirtieron en la resistencia R1 . Como R2 Se conectaron en serie dos resistencias de 7,5 kOhm. Puedes hacer lo mismo conectando dos resistencias de 15 kOhm en paralelo como R1 , y una resistencia de 15 kOhm como R2 .

Para cambiar la ganancia es mejor cambiar la resistencia. R2 . Para circuitos con amplificador operacional, normalmente se recomienda utilizar resistencias con un valor nominal de 1÷100 kOhm. Resistor R1 realizará otra función importante, por lo tanto Es recomendable utilizar 7,5kOhm..

Finalicemos el esquema.

El diagrama presentado en el documento es algo incompleto y refleja sólo lo más importante. Para un funcionamiento normal, el circuito debe complementarse con circuitos de entrada, así como en paralelo con la resistencia. R2 se debe agregar un pequeño capacitor. Es necesario para evitar la autoexcitación del amplificador operacional.

Primero, no reinventemos la rueda y tomemos prestado el circuito de entrada de un amplificador de auriculares. Fiio Olympus E10. En este caso, el circuito de nuestro amplificador quedará de la siguiente forma:

El diagrama muestra las patas de un amplificador operacional dual en un paquete DIP8. El circuito está funcionando completamente y no requiere ninguna configuración.

Retiremos el condensador de la entrada.

El amplificador operacional amplifica igualmente bien el voltaje CA y CC. Condensador( C1 ) es necesario para cortar el voltaje CC en la entrada. Por un lado, las fuentes de señal normales no proporcionan una salida constante. Por otro lado, si aparece de repente, es necesario cortarlo. O incluso podrías quemar tus auriculares.

Pero la gente no quiere ver condensadores adicionales en la ruta de la señal, así que saldremos de esto.

Leyendo de nuevo " El arte del diseño de circuitos.» Horowitz y Hill encontraron lo que estaba buscando. Para obtener un amplificador de CA, debe incluir un condensador similar a C1 , en serie con resistencia R1.

En este caso, la retroalimentación del amplificador operacional funcionará solo por alternancia y no será necesario un condensador en la entrada. Por lo tanto, puedes moverte con seguridad. C1 desde la entrada del amplificador al circuito comentario UNED.

Resultante ( R1 , C1 ) cortará tanto el voltaje CC como las frecuencias infrabajas ( <10Гц ). No transportan información útil, pero cargan significativamente el amplificador con corriente.

Además, dicha inclusión de un condensador reducirá el desequilibrio de voltaje del amplificador operacional en las entradas. Y, por cierto, también se amplifica y se mezcla con la señal de salida. En este caso, el condensador en el circuito de retroalimentación prácticamente no tiene ningún efecto sobre el sonido, a diferencia del condensador en la entrada. En general, sólo quedan polos de tal reordenamiento.

Resistencias de entrada

Quitar el condensador de la entrada nos obligó a mirar más de cerca las resistencias. R5 Y R6, permaneciendo en la entrada. ¿Por qué son necesarios y cómo calcularlos?

Resistor R5 Se llama compensación y es necesario para asegurar la misma resistencia entre cada una de las entradas y tierra. Su valor se define como la resistencia en paralelo de las resistencias. R1 Y R2 .

Sin embargo, consistentemente con R1 hay un condensador C1. La resistencia del condensador depende de la frecuencia y se suma a la resistencia de la resistencia. La resistencia de un condensador a una determinada frecuencia se determina a partir de la relación:

R C = 1 / (2 × π × F × C) ,

Dónde F en Gegritsi, CON en faradios y RC en Omaha

Para determinar la resistencia R5, Primero, se calcularon los valores de resistencia de un condensador con una capacidad de 2,2 μF a frecuencias de 20 Hz y 20 kHz. Luego, se calcularon los valores de las resistencias de compensación para ambos casos. Resultó que la resistencia de la resistencia. R5 debe estar entre 8,91 kOhmios (para 20Hz) Y 6,81 kOhmios (para 20kHz). Sin dudarlo lo metí 7,5 kOhmios.

Usamos un capacitor para desacoplar permanentemente la entrada inversora del amplificador de tierra. Pero el amplificador operacional debe estar conectado a tierra mediante corriente CA y CC. Para eso está la resistencia. R6 . Se eligió su valor de 75 kOhm. Pero también puedes usar 100 kOhm. No recomendaría configurarlo a menos de 75 kOhm, con una variable de 50 kOhm. Junto con la resistencia R5 comenzarán a omitir la resistencia variable de entrada.

La salida también se ha modificado ligeramente en el diagrama. Los valores de R3 y R4 se redujeron a 10 ohmios y se conectó en serie con ellos una resistencia R7 con la misma resistencia. Esto debería proporcionar una mejor suma de las señales de salida.

Fuente de alimentación del amplificador

La calidad de la energía es muy importante para el sonido. Este circuito está diseñado para voltaje de suministro bipolar. Esto nos evita tener que agregar detalles innecesarios a la ruta del sonido y, en general, es mejor para el sonido.

Hoy en día hay amplificadores operacionales que funcionan desde ±1,5 V, pero la mayoría de los amplificadores operacionales funcionan con un voltaje de suministro bipolar de ±3 V a ±18 V. El voltaje óptimo es ±12 V, que está dentro de los límites de suministro de energía de la mayoría de los amplificadores operacionales.

Los valores exactos del voltaje de suministro máximo se deben encontrar en la documentación de microcircuitos específicos.

Calidad de los componentes

No es necesario comprar piezas costosas de inmediato. Para empezar, puede adquirir algo del surtido de la tienda de repuestos de radio más cercana y sustituirlos gradualmente por componentes de mayor calidad. El tablero funcionará en cualquier parte.

Condensador C1 debe ser apolar. Mejor polipropileno o película. Es mejor utilizar un condensador cerámico C2. La precisión de los condensadores no es muy importante. pero es mejor utilizarlo con una precisión no inferior al 5%.

Los precios de los amplificadores operacionales varían mucho y más caro no siempre significa mejor sonido. Para empezar, puedes instalar algo económico y accesible, por ejemplo, el querido NE5532 ($0,3). Es muy deseable que sea fabricado por Phillips.

Posteriormente, puedes jugar reemplazando el amplificador operacional tanto como quieras. Si consideramos los amplificadores operacionales de una clase superior, entonces OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397… han demostrado su eficacia en cuanto a sonido.

No recomiendo pedir microchips en AliExpress u otras tiendas chinas. Hay muchas reseñas en las que las personas informan que los microcircuitos no son originales. Sí, el amplificador operacional funcionará como debería, pero puede que no sea el OPA2134 que usted ordenó, sino un TL061 bastante barato con la etiqueta OPA2134...

Conclusión

El circuito amplificador resultante, ensamblado en OPA2132 y funcionando incluso a una tensión de alimentación de ±5V, hace oscilar libremente el bastante ajustado Sennheiser HD380 Pro.

No me gusta describir el sonido en términos subjetivos como “los agudos son nítidos” o “los graves son cálidos”; solo diré que cuando uso un buen amplificador operacional, este amplificador de auriculares tiene suficiente volumen y potencia de salida. . Al mismo tiempo, no requiere ninguna configuración y utiliza un mínimo de piezas, al tiempo que proporciona una calidad de sonido decente.

El circuito considerado generó la idea de crear un amplificador de auriculares portátil. Así surgió . Cuya esencia es crear un diseño completo de un amplificador de auriculares portátil con sus propias manos desde cero.

El material fue preparado exclusivamente para el sitio.

Como dicen, todo lo ingenioso es sencillo. Este amplificador consta de un mínimo de piezas, permitiendo que la señal pase a través de un mínimo de elementos, y con ello protegiéndola de la distorsión que estos elementos pueden introducir.

El amplificador tiene una potencia de 500 mW. El nivel calculado de distorsión cuando se utiliza un chip como OPA2134 es del 0,001%. Resistencia de carga 32-300 ohmios.

Se ensambla un control de volumen en R1 y R2, o más bien es una resistencia doble. En la entrada hay un sándwich de condensadores de 4,7 y 0,47 µF, lo que le permite lograr la máxima linealidad. En IC1.1 e IC1.2 se ensamblan amplificadores inversores con una ganancia igual a 4. A continuación se encuentran los repetidores de transistores. OOS está formada por R6 y R5. R11 y R12 limitan la corriente que fluye desde el amplificador operacional a las bases de los repetidores; esto le facilita la vida al amplificador operacional y hay un poco menos de distorsión. R7, R8, R9, R10 limitan la corriente de los transistores repetidores y los protegen de las corrientes pasantes. El circuito funciona con voltaje bipolar y tiene circuitos de filtrado incorporados en los chips estabilizadores 7812 y 7912. En la salida hay condensadores que evitan que el voltaje directo llegue a la salida.

Puede utilizar LM358 como IC1 como la opción más económica, pero para un sonido de alta calidad le aconsejo que utilice un análogo más caro.

La placa de circuito impreso incluye todos los elementos excepto los conectores. Sus dimensiones son de tan solo 50x50mm. Se eligió este tamaño con el objetivo de encargar tablas a los chinos en el futuro, encajando en el lote más barato de 5x5cm. En general, originalmente se planeó que este proyecto fuera utilizado como desarrollo comercial, pero aun así decidí ponerlo a disposición del público.

El primer tablero se realizó mediante el método de aplicación del plotter:

El eje es pequeño, por lo que la fijación se realiza mediante una tuerca de resistencia variable estándar. El dispositivo ensamblado se ve así:

Lista de radioelementos

Designación	Tipo	Denominación	Cantidad	Nota	Comercio	mi bloc de notas
IC1	Amplificador operacional	OPA2134	1	LM358		al bloc de notas
	Regulador lineal	LM79L12	1			al bloc de notas
	Regulador lineal	LM78L12	1			al bloc de notas
VT1, VT3	transistores bipolares	antes de Cristo547	2			al bloc de notas
VT2, VT4	transistores bipolares	antes de Cristo557	2			al bloc de notas
R1, R2	Resistencia variable	50 kOhmios	2			al bloc de notas
R3, R4	Resistor	47 kOhmios	2			al bloc de notas
R5, R6	Resistor	200 kOhmios	2			al bloc de notas
R7-R12	Resistor	10 ohmios	6			al bloc de notas
		1000 µF	4			al bloc de notas
	Capacitor electrolítico	100 µF	2			al bloc de notas
	Capacitor electrolítico	10 µF	2

De acuerdo a los resultados encuesta Ganaron los auriculares ensamblados sobre “semiconductores”. Por ello, comenzaremos nuestra línea de sets de construcción con ellos.

Me gustaría comenzar con algunos diagramas muy simples. No son adecuados para el papel de diseñador, pero su consideración quizás nos lleve a un esquema que, en nuestra opinión, tiene sentido para formar la base de un diseñador.

Vamos a empezar.

En el artículo anterior ya dijimos que un amplificador de auriculares debe resolver ante todo dos problemas principales.

En primer lugar, debe descargar la salida de la fuente de señal. El funcionamiento de una salida de audio con una carga de baja impedancia provoca un fuerte aumento de la distorsión (debido a una alta carga de corriente) y un deterioro de la respuesta de frecuencia (rollover de baja frecuencia y, a veces, de alta frecuencia). El uso de un amplificador buffer de corriente previene estos fenómenos.

En segundo lugar, para garantizar un volumen normal en los auriculares de alta impedancia (y una reserva de volumen en los de baja impedancia), el auricular debe tener cierta ganancia de voltaje.

Cuando se utilizan auriculares de baja impedancia, no siempre es necesaria una amplificación adicional. En tales casos, el amplificador se utiliza como buffer de corriente. A veces, en esta capacidad se pueden utilizar los esquemas más simples. Por ejemplo, como en la imagen. Estos son repetidores ordinarios. Se pueden ensamblar utilizando transistores bipolares y de efecto de campo.

El diagrama más primitivo está a la izquierda. La simplicidad es su principal ventaja (quizás la única). La alta no linealidad, la alta impedancia de salida, la muy baja eficiencia (incluso para los estándares de los circuitos de clase A), etc., lo hacen poco interesante desde un punto de vista práctico.

Tiene sentido complicarlo un poco. Reemplacemos la resistencia del emisor con una fuente de corriente (diagrama de la derecha). Un plan así ya tiene derecho a la vida. Puede lograr una baja impedancia de salida, aumentar la capacidad del amplificador para entregar corriente a la carga, mejorar significativamente la linealidad, etc.

Vale la pena decir algunas palabras sobre la no linealidad de un circuito con una fuente de corriente. En general, la linealidad no es muy alta y depende de la corriente de reposo, la resistencia de los auriculares y el tipo de transistor utilizado. El nivel armónico general puede alcanzar décimas de porcentaje. Pero el espectro de distorsión es favorable, corto, con predominio del segundo armónico. Por ejemplo: con una corriente de reposo de 200 mA (auriculares de 32 ohmios), se puede esperar que el nivel del segundo armónico sea aproximadamente del 0,1 %, el nivel del tercero, del 0,01 % y que los armónicos de orden superior no sean detectables. Un amplificador de este tipo debería sonar limpio.

Cuando se trabaja con auriculares de alta impedancia (y, a menudo, de baja impedancia), es necesario amplificar la señal. Proporcionar margen de volumen tiene un efecto muy beneficioso en la calidad de reproducción. Consideremos el esquema más simple. (ver imagen)

A veces, estos circuitos se utilizan incluso para trabajar con acústica completa. La decisión no es para todos. Las ventajas del circuito son la simplicidad y un espectro de distorsión favorable (segundo armónico). La coloración del sonido es bastante fuerte y su carácter depende del transistor seleccionado, la corriente de reposo y la resistencia de carga. Probablemente no sea adecuado para los amantes del sonido limpio y preciso.

Un alto nivel de armónicos es consecuencia de un funcionamiento insatisfactorio de la cascada con una carga de baja impedancia. Si ponemos un buffer adicional entre la salida del amplificador y los auriculares (por ejemplo, el que comentamos al principio), obtendremos un circuito nuevo.

La linealidad del amplificador de voltaje aumentará significativamente y las características de sonido de todo el circuito estarán determinadas principalmente por la etapa intermedia de salida.

En la mayoría de los casos, este sencillo circuito será suficiente para combinar los auriculares con la tarjeta de sonido del portátil. Al mismo tiempo, aumentará la calidad de la reproducción.

Ahora hablemos de otras formas de mejorar las características del amplificador.

Este problema se puede resolver de frente. Por ejemplo, aumentando la corriente de reposo o seleccionando un transistor más lineal. Tendrá que pagar por esto en términos de complejidad y costo. Los tamaños también aumentarán. Este método puede mejorar significativamente el rendimiento, pero existen otras formas menos sencillas de mejorar.

Una forma más común de aumentar los parámetros objetivos es complicar significativamente el esquema e introducir un sistema operativo común. El circuito sigue siendo compacto y económico, pero difícil de replicar, ensamblar y configurar. Al mismo tiempo, su precio también aumentará.

Por tanto, en nuestra opinión, ninguna de estas opciones es adecuada para el diseñador. Carecen de versatilidad.

Una solución más universal podría ser un circuito que utilice un amplificador operacional con un búfer de salida adicional. En la figura se muestra una versión de ejemplo.

Su propiedad principal es un sonido muy claro. Y esto es exactamente lo que, en nuestra opinión, debería ser un amplificador de transistores. Y para un sonido embellecido, es mejor utilizar amplificadores híbridos.

El circuito en sí deja cierta libertad en la configuración del sonido. Este también es un reemplazo para los amplificadores operacionales (menos ruidosos, más/menos rápidos, etc.). Si lo desea, reemplace los transistores de salida, seleccione su modo de funcionamiento (que afecta los colores introducidos en el sonido).

Al cambiar el sellado, puede cubrir el sistema operativo de todo el amplificador o solo del amplificador operacional. Cada una de las opciones es interesante a su manera. Al cubrir todo el amplificador OS se consigue una linealidad muy alta, la distorsión armónica total será de milésimas de porcentaje. Excluir el búfer de salida del bucle del sistema operativo provocará un aumento en el segundo armónico (distorsión “eufónica”). Además, habrá algunos otros cambios que afectarán al sonido. Es muy posible que alguien encuentre este sonido más interesante. La corriente de reposo de la etapa de salida se puede seleccionar para adaptarse a los requisitos de los auriculares utilizados (por defecto la configuraría en 200 mA).

Entre otras ventajas de un circuito de este tipo, destacaría la capacidad de trabajar en una amplia gama de voltajes de suministro (sin ajustes ni cambios), la facilidad de montaje y configuración.

A alguien también le puede resultar útil que el dispositivo se pueda convertir fácilmente en un amplificador de potencia de alta calidad (clase A) que funcione para acústica. Pero eso, como dicen, es otra historia (si a alguien le interesa, se la cuento aparte).

La calidad del sonido de este auricular ha sido probada y es alta. En el amplificador se utiliza un circuito similar, cuyo aspecto se muestra en las fotografías que acompañan a todas nuestras notas sobre el diseñador.

Como dicen, lo tengo todo. ¿Me gustaría saber qué piensas sobre todo esto?

Saludos cordiales, Konstantin M.

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Puede solicitar el diseñador de amplificadores “Gamma” en nuestro sitio web: AL “Filosofía del Sonido”

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Debido a la compra de una nueva tarjeta de sonido sin salida de auriculares, necesitaba un amplificador de auriculares de calidad decente capaz de controlar mi TDS-4 favorito. El amplificador tenía que ser compacto, fácil de montar y configurar, con poco ruido y distorsión. Como resultado, el amplificador ensamblado cumplió con todos los requisitos anteriores.

Las características del amplificador se midieron utilizando el programa RMAA 6. Se probó un diseño de un solo canal (el programa funcionó en modo MONO), resultados de la medición:

Desigualdad de la respuesta de frecuencia (en el rango de 40 Hz – 15 kHz), dB: +0,05, -0,74

Nivel de ruido, dB (A): -90,9

Rango dinámico, dB (A): 90,9

Distorsión armónica, %: 0,0014

Distorsión de intermodulación + ruido, %: 0,010

Intermodulación a 10 kHz, %: 0,0084

El amplificador está construido de acuerdo con el circuito buffer del transistor de salida del amplificador operacional +. El amplificador operacional proporciona la alta ganancia de bucle abierto necesaria para suprimir la distorsión armónica con una retroalimentación profunda. El búfer de salida realiza una amplificación de corriente haciendo coincidir la baja resistencia de la bobina de los auriculares con la salida de baja potencia del amplificador operacional. El circuito utiliza un amplificador operacional dual de alta velocidad K574UD2. La señal de la fuente a través del condensador de aislamiento C3 y la resistencia R1 se suministra a la entrada no inversora del amplificador operacional. La resistencia R4 establece el punto de funcionamiento de CC del amplificador. Los elementos C1, C2, R2, R3 proporcionan corrección de frecuencia del amplificador operacional. El búfer de salida se realiza según un circuito "paralelo". Se eligió este circuito porque carece de la distorsión transitoria asociada con los circuitos push-pull convencionales. Cuando se utilizan transistores con parámetros similares, las caídas de voltaje en las uniones base-emisor de las cascadas prefinal y final se compensan mutuamente. Los transistores buffer, al estar instalados en un disipador de calor común, se estabilizan térmicamente entre sí. El amplificador operacional y la etapa de búfer están cubiertos por un OOS común 100% para corriente continua y alterna, la ganancia del circuito es 1.

Es recomendable utilizar un condensador de película C3. C1, C2, C6, C7 – cerámica. Todas las resistencias son del tipo MLT-0.125 (o contrapartes importadas). Transistores VT1 KT315G, VT2 KT361G, VT3 KT815G, VT4 KT814G. Sería preferible utilizar los transistores KT815G y KT814G como VT1 y VT2, por razones de parámetros idénticos y la capacidad de organizar fácilmente el contacto térmico de los cuatro transistores buffer. El amplificador operacional se puede reemplazar por cualquier otro de alta velocidad con el correspondiente cambio en el conjunto de elementos correctivos y el diseño de la placa de circuito impreso. El amplificador se alimenta desde una fuente de alimentación bipolar no estabilizada. La fuente de alimentación utiliza un transformador 220/20 tomado desde el punto medio del devanado secundario. Cualquier puente de diodos para tensión 50V y corriente hasta 1A. Es posible utilizar diodos de la serie 1N4001-1N4007. La capacidad de los condensadores C4, C5 es de al menos 1000 µF (yo usé 4700 µF)

Un amplificador correctamente ensamblado no requiere ajuste. Es necesario comprobar el consumo de corriente (unos 30 mA para un amplificador de dos canales) y la tensión constante en la salida.

Las partes del amplificador y fuente de alimentación se colocan sobre una placa común de 35x78mm. Los transistores de cada canal están unidos mediante juntas aislantes a un disipador de calor común en forma de U. El área del disipador de calor no es importante, lo principal es que asegura el contacto térmico de los transistores.

La placa de circuito impreso es de una sola capa con puentes, dispuesta en Sprint Layout 5. En la versión del autor, se utilizó PCB sin lámina, las piezas se instalaron en orificios y los pines se conectaron con alambre de cobre.

Literatura:

Bloque amplificador de un complejo de radioaficionados. A. Ageev, Radio No. 8 1982

El amplificador de auriculares de escritorio Sapphire: http://phonoclone.com/diy-sapp.html

Si eres el afortunado dueño amplificador de tubo Entonces, lo más probable es que, si desea escuchar sus canciones favoritas solo, a través de auriculares, se enfrente al inconveniente de la falta de salida a los auriculares.

Y los propietarios de teléfonos inteligentes y tabletas caros o no muy caros también lo pasan mal: estos dispositivos a menudo no pueden bombear auriculares de alta impedancia de alta calidad. Por lo tanto, sus composiciones favoritas suenan completamente diferentes a como suenan en un equipo profesional.

Por supuesto, si eres un verdadero amante de la música y la música es más valiosa para ti que el dinero, nada te impedirá comprar un preamplificador por 6.000 dólares, un amplificador de auriculares por 5.000 dólares y los propios auriculares por 2.000 dólares. Y sumérgete en el nirvana... Sin embargo, si la situación económica no es tan color de rosa, o te gusta hacerlo todo tú mismo, entonces resulta que puedes construir un amplificador de auriculares de alta calidad por sólo... $30.

¿¿¿Por qué lo necesitas???

¿Necesitas un amplificador de precisión? Depende de tus preferencias y hábitos musicales. Si está acostumbrado a escuchar música "mientras corre", es decir, desde dispositivos portátiles mientras camina, corre, en el gimnasio y otros lugares similares, entonces el proyecto que se describe a continuación no es para usted. Simplemente intente elegir unos auriculares que se adapten a su dispositivo con las características y el sonido más adecuados.

Deberías hacer lo mismo si te gustan los estilos musicales en los que hay una fuerte distorsión de la señal, como el rock, el heavy metal y similares.

Sin embargo, si prefiere escuchar música en un ambiente tranquilo y cómodo en casa o en la oficina, y sus gustos gravitan hacia la música en vivo y natural como la clásica, el jazz o las voces limpias, entonces apreciará la calidad y precisión del sonido. de la mezcla amplificador de precisión más auriculares de alta calidad.

Opciones

Digamos que decides que necesitas un amplificador de auriculares. ¿Cuál es el siguiente paso? En Internet puedes encontrar muchos proyectos que utilizan el omnipresente LM386. El microcircuito se ha vuelto popular debido a su alta confiabilidad, bajo costo, capacidad de funcionar con una fuente de alimentación unipolar y una pequeña cantidad de elementos externos. Estos amplificadores suelen funcionar bien con auriculares económicos, pero todas estas ventajas palidecen en comparación con los niveles de ruido y distorsión del LM386 y un amplificador discreto o ASIC bien diseñado.

Si tiene alrededor de $30 y no tiene miedo de trabajar con elementos de montaje en superficie (elementos SMD), entonces el proyecto presentado aquí es exactamente lo que necesita.

Ideas y esquema

Al diseñar este esquema se tuvieron en cuenta los siguientes puntos:

• El amplificador debe funcionar con la salida de impedancia relativamente alta de un preamplificador de válvulas o un amplificador de guitarra eléctrica. En otras palabras, la impedancia de entrada debe ser fácilmente sintonizable para fuentes con diferentes impedancias de salida.
• pequeño número de componentes. Por lo tanto, se eligieron microcircuitos en lugar de transistores.
• Baja ganancia y potencia. Necesita ser sacudido auriculares dinámicos sensibles, no el sistema de altavoces.
• El amplificador debe poder soportar auriculares de alta impedancia. El autor utiliza Sennheiser HD 600 (resistencia 300 ohmios).
• conseguir el menor ruido y distorsión posible.

Diagrama esquemático amplificador de auriculares de precisión mostrado en la figura:

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Al desarrollar este diseño, se consideraron microcircuitos de fabricantes como National Semiconductor, Texas Instruments y otros. Se encontró mucha información útil en los recursos de Headwize y en los foros de DiyAudio.

Como resultado, la elección recayó en un controlador de auriculares de precisión de Texas Instruments. TPA6120A2 y amplificadores operacionales AD8610 de Analog Devices para el búfer de entrada.

El circuito resultó ser relativamente simple, con fuente de alimentación bipolar. Si está seguro de que no hay ningún componente de CC en la salida de su fuente de señal, entonces los condensadores de acoplamiento (C24 y C30) se pueden excluir de la ruta mediante los puentes H1 y H2.

La fuente de alimentación proporciona un voltaje de salida de ±12 V con una carga de hasta 1 A. Su diagrama se muestra en la figura:

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A menudo, en los diseños de audiófilos, el coste de la fuente de alimentación es varias veces mayor que el coste de la propia pieza de amplificación. Aquí resultó un poco mejor: el costo de los elementos para la fuente de alimentación es de aproximadamente $50 y los elementos más caros aquí son el transformador y los condensadores electrolíticos. Puedes ahorrar un poco si reemplazas el transformador toroidal por uno normal en forma de W, abandonas los LED y los fusibles en la salida de la unidad.

Probamos una versión con estabilizadores separados para cada canal TPA6120A2 (el microcircuito tiene pines de alimentación separados para cada canal). No fue posible escuchar ni medir la diferencia, lo que permitió simplificar significativamente el suministro de energía.

Dado que todos los microcircuitos utilizados en el amplificador tienen una baja sensibilidad al ruido y las interferencias en los circuitos de alimentación, así como un alto nivel de supresión de interferencias de modo común, el uso de estabilizadores integrados estándar en la fuente de alimentación resultó ser suficiente para obtener un alto rendimiento.

TPA6120A2

El Texas Instruments TPA6120A2 es un amplificador de auriculares de alta fidelidad y alta calidad. Utiliza una arquitectura de amplificador con entrada diferencial, salida de un solo extremo y retroalimentación de corriente. Es en gran parte gracias a esto último que se obtienen baja distorsión y ruido, una amplia banda de frecuencia y un alto rendimiento.

El microcircuito contiene dos canales independientes con pines de alimentación separados. Cada canal tiene características:

• potencia de salida 80 mW en una carga de 600 ohmios con fuente de alimentación de ± 12 V con distorsión + nivel de ruido 0,00014%
• rango dinámico superior a 120 dB
• nivel de señal/ruido 120 dB
• Rango de tensión de alimentación: ±5 V a ±15 V
• Velocidad de respuesta del voltaje de salida 1300 V/μs
• protección contra cortocircuitos y sobrecalentamiento

A modo de comparación, el nivel de distorsión + ruido del microcircuito "popular" LM386 es del 0,2%. Aunque, por supuesto, los parámetros altos no garantizan un sonido de alta calidad. Para obtener el máximo resultado, debes tener en cuenta las recomendaciones del fabricante sobre la selección de elementos externos y topología de PCB. Todo esto lo podrás encontrar en la documentación técnica de este chip.

AD8610

El chip AD8610 de Analog Devices es un amplificador operacional con transistores de efecto de campo en la entrada, lo que proporciona voltajes de deriva y compensación bajos, niveles de ruido bajos y corrientes de entrada bajas. En términos de nivel de ruido y velocidad de variación del voltaje de salida, estos amplificadores operacionales están en perfecta armonía con el TPA6120A2.

Sin embargo, no seas perezoso e intenta reemplazarlos con otros amplificadores operacionales. Según la disposición de pines, el AD8610 es compatible con otros microcircuitos audiófilos. Además, muchos amantes de la música afirman que escuchan una diferencia en el sonido del amplificador operacional.

Componentes pasivos

¡No todas las resistencias son iguales! Y si tu presupuesto lo permite, utiliza resistencias de película metálica en este diseño, que son algo más caras, pero tienen menos ruido y mayor estabilidad. Si desea ahorrar dinero, debe instalar resistencias de película metálica al menos en los circuitos de entrada (para el AD8610), donde la sensibilidad al ruido es mayor.

Es mejor instalar condensadores de película en la ruta de señal C23, C24, C29, C30. El fabricante recomienda condensadores cerámicos para circuitos de alimentación de microcircuitos.

El principal requisito para los conectores de señal es un contacto fiable. En su diseño, el autor utilizó un "conector" normal para conectar los auriculares y conectores RCA chapados en oro con aislamiento de teflón para conectar el cable de señal.

El diagrama del circuito muestra una versión del amplificador para funcionamiento desde un preamplificador de válvulas, en el que se ajusta el volumen. Si se pretende que el diseño sea más flexible y universal, entonces, por supuesto, es aconsejable prever su propio control de volumen en la entrada. Para lograr la máxima calidad y no degradar las características del amplificador, aquí se debe utilizar un potenciómetro de alta calidad.

La versión económica puede ser productos de Alpha o RadioShack que cuestan alrededor de $3. Por $40 puedes comprar un producto de grado audiófilo de ALPS. La mejor solución es utilizar un atenuador de banda de DACT o GoldPoint. Su costo es de aproximadamente $170. Por cierto, en eBay puedes encontrar atenuadores similares fabricados en China por sólo 30 dólares. La clasificación del potenciómetro puede estar en el rango de 25 a 50 kOhm. El uso de un atenuador por pasos, además de la comodidad del control de volumen, garantiza además un ajuste idéntico en ambos canales estéreo, lo que es especialmente importante en un amplificador de auriculares.

Diseño

Todos los elementos estructurales (excepto el transformador de potencia) se colocan en una placa de circuito impreso. Si decides utilizar una fuente de alimentación externa o montarla de otra forma, alrededor del 70% de la PCB quedará libre.

La disposición de los elementos se muestra en la figura:

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La figura muestra un dibujo de la placa de circuito impreso desde el lado de las piezas:

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La figura muestra un dibujo de la parte inferior de la placa de circuito impreso:

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Se pueden adquirir dibujos de placas de circuito impreso en el popular formato SLayout

La característica principal de instalación: en la carcasa, en la parte inferior del TPA6120A2, hay una placa de contacto de aproximadamente 3x4 mm. Ella debe ser soldado al área de la placa de circuito impreso debajo del chip, que sirve como disipador de calor.

Foto de la estructura terminada:

Cuando lo enciendas por primera vez deberás quitar los dos fusibles que hay en la salida de la fuente de alimentación y asegurarte de que está funcionando. Si los voltajes de salida son normales, reemplace los fusibles. El amplificador en sí no necesita ajuste.

La placa se puede colocar en una caja de dimensiones adecuadas, preferiblemente metálica, para protegerla de interferencias externas.

Conclusión

Subjetivamente, el amplificador suena a la par de un equipo de estudio profesional. En comparación con el LM386, este diseño mostró un sonido más suave, limpio y detallado.

El esquema resultó ser bastante flexible y fácilmente personalizable para adaptarse a diversas necesidades. Por ejemplo, el propio autor montó dos copias del amplificador. Uno según el diagrama anterior para funcionamiento junto con un preamplificador de válvulas. La segunda copia fue diseñada para funcionar con un teléfono inteligente y un amplificador de guitarra, por lo que se complementó en la entrada con un filtro de interferencia de alta frecuencia y un control de volumen. Además, para aumentar la ganancia (el teléfono inteligente producía un nivel de señal insuficiente), los valores de las resistencias R6 y R14 se cambiaron a 2 kOhm.

Al cambiar los valores de estas resistencias, puedes cambiar la ganancia dentro de un amplio rango.

Una variante de la placa de circuito impreso del amplificador de nuestros "amigos marcianos", diseñada para instalar elementos en paquetes "estándar" (no se utilizan paquetes DIP en el diseño de microcircuitos):

Demostración animada del tablero desde todos los ángulos.