Yksinkertainen ja laadukas kuulokevahvistin. Hu on kuulokevahvistin. Kotelon teko vahvistimelle

Kuulokkeiden vahvistinpiiri, joka ansaitsee ehdottomasti huomion. Lähtövirta on kaksinkertainen ja signaalitiellä ei ole kytkentäkondensaattoreita. Samanaikaisesti kuulokkeiden vahvistinpiiri on hyvin yksinkertainen ja ymmärrettävä.

Päivitetty : Tulon erotuskondensaattori on poistettu piiristä. Tulovastusten arvoja on muutettu.

Kuulokkeiden vahvistinpiiri

Säännölliset vaellukset loputtomissa avaruudessa kaatopaikat tiedon varasto - Internet - johti mielenkiintoiseen löytöyn. Se oli PDF-tiedosto Burr Brownilta. Mikä inspiroi minua luomaan op amp -kuulokevahvistimen. Mahdollisen vihollisen kielestä sen nimi voidaan kääntää kirjaimellisesti seuraavasti: Lähtövirran kaksinkertaistaminen kuormaan kahdella OPA2604-audiooperaatiovahvistimella .

Tiedosto koostuu kahdesta sivusta, joista vain ensimmäinen on arvokas. Siellä esitelty kuulokkeiden vahvistinpiiri piirrettiin uudelleen ja poistettiin tarpeettomat näppärät kirjoitukset.

Tapaa tämä vahvistimemme tuleva sydän. Tarkemmin sanottuna tämä on kaavio yhdestä kanavasta. Meillä on 2 kanavaa, mikä tarkoittaa, että tarvitsemme kaksi kaksoisoperaatiovahvistinta ( OU ).

Vastukset R3 ja R4, joiden resistanssi on 51 ohmia, tarvitaan suojaamaan operaatiovahvistimien lähtöjä.

Mikä on tämän vahvistimen "temppu"?

Kaava ei ole ollenkaan uusi, ja se tunnetaan 90-luvun tietolomakkeista. Mutta mielenkiintoinen asia piirissä on, että molemmat operaatiovahvistimet vahvistavat samaa signaalia. Mutta tämä ei ole siltayhteys. Molempien operaatiovahvistimien lähtösignaalit ovat samassa vaiheessa ja niiden lähtövirrat summautuvat.

Tämä sisällyttäminen ratkaisee monien op-ampeerien alhaisen lähtövirran ongelman. Tämä lisää merkittävästi vahvistimessa käytettävien operaatiovahvistimien määrää. Nyt riittää, että jokainen operaatiovahvistin voi tuottaa 35-40 mA:n lähtövirran yhden operaatiovahvistimen kanavaa kohti 70-80 sijasta.

Suurin lähtövirran arvo on aina ilmoitettu operaatiovahvistimen teknisissä tiedoissa.

Saada

Signaalin vahvistustekijä määritetään vastusten avulla R1 Ja R2 . Sen tarkka arvo määritetään kaavalla:

K = 1 + R2/R1

Jos keskitymme lineaarilähtöön, jonka signaalitaso on 1 voltti, useimmille kuulokkeille kolmen vahvistus riittää. Olemme tasolla kolme.

On toivottavaa, että vastukset, jotka asettavat vahvistuksen, ovat tarkkoja ei huonompi kuin ±1 % . Usein kaupoissa ei ole laajaa valikoimaa tarkkuusvastuksia. Mutta tässä tapauksessa voit tulla toimeen samanarvoisilla vastuksilla.

Kaapin laatikoista löytyi 7,5 kOhmin tarkkuusvastuksia, joista tuli vastus R1 . Kuten R2 kaksi 7,5 kOhm vastusta kytkettiin sarjaan. Voit tehdä saman kytkemällä kaksi 15 kOhm vastusta rinnakkain kuin R1 , ja yksi 15 kOhm vastus as R2 .

Vahvistuksen muuttamiseksi on parempi vaihtaa vastus R2 . Op-amp-piireissä on yleensä suositeltavaa käyttää vastuksia, joiden nimellisarvo on 1÷100 kOhm. Vastus R1 suorittaa siksi toisen tärkeän tehtävän On suositeltavaa käyttää 7,5 kOhm.

Viimeistetään kaava

Asiakirjassa esitetty kaavio on hieman epätäydellinen ja heijastaa vain tärkeimpiä asioita. Normaalia toimintaa varten piiriä tulee täydentää tulopiireillä sekä rinnakkain vastuksen kanssa R2 pieni kondensaattori pitäisi lisätä. Sitä tarvitaan estämään op-vahvistimen itseherätys.

Ensinnäkin, älkäämme keksikö pyörää uudelleen ja lainaako tulopiiriä kuulokevahvistimesta FiiO Olympus E10. Tässä tapauksessa vahvistimemme piiri on seuraavanlainen:

Kaavio näyttää jalat kaksoisoperaatiovahvistimelle DIP8-paketissa. Piiri on täysin toimiva eikä vaadi konfigurointia.

Irrotetaan kondensaattori tulosta

Operaatiovahvistin vahvistaa sekä vaihto- että tasajännitettä yhtä hyvin. Kondensaattori ( C1 ) tarvitaan DC-jännitteen katkaisemiseksi tulossa. Toisaalta normaalit signaalilähteet eivät tuota jatkuvaa lähtöä. Toisaalta, jos se ilmestyy yhtäkkiä, se on leikattava pois. Tai saatat jopa polttaa kuulokkeet loppuun.

Mutta ihmiset eivät aktiivisesti halua nähdä ylimääräisiä kondensaattoreita signaalitiellä, joten me selviämme siitä.

Luen uudelleen" Piirisuunnittelun taito» Horowitz ja Hill löysivät etsimäni. AC-vahvistimen saamiseksi sinun on sisällytettävä vastaava kondensaattori C1 , sarjassa vastuksen kanssa R1.

Tässä tapauksessa operaatiovahvistimen takaisinkytkentä toimii vain vuorotellen, eikä sisääntuloon tarvita kondensaattoria. Voit siis liikkua turvallisesti C1 vahvistimen tulosta piiriin palautetta OU.

Tuloksena ( R1 , C1 ) katkaisee sekä tasajännitteen että inframatalat taajuudet ( <10Гц ). Ne eivät sisällä hyödyllistä tietoa, mutta kuormittavat vahvistinta merkittävästi virralla.

Myös tällainen kondensaattorin sisällyttäminen vähentää operaatiovahvistimen jännitteen epätasapainoa tulojen välillä. Ja sitä muuten myös vahvistetaan ja sekoitetaan lähtösignaaliin. Tässä tapauksessa takaisinkytkentäpiirin kondensaattorilla ei ole käytännössä mitään vaikutusta ääneen, toisin kuin tulon kondensaattorilla. Yleensä tällaisesta uudelleenjärjestelystä on saatu vain pylväitä.

Tulovastukset

Kondensaattorin poistaminen tuloliitännästä pakotti meidät tarkastelemaan vastuksia tarkemmin R5 Ja R6, jäljellä sisäänkäynnissä. Miksi niitä ylipäätään tarvitaan ja miten ne lasketaan?

Vastus R5 kutsutaan kompensoimiseksi ja se on välttämätön tasaisen vastuksen varmistamiseksi kunkin tulon ja maan välillä. Sen arvo määritellään vastusten rinnakkaisvastuksena R1 Ja R2 .

Olemme kuitenkin johdonmukaisesti R1 siellä on kondensaattori C1. Kondensaattorin resistanssi riippuu taajuudesta ja lisätään vastuksen resistanssiin. Kondensaattorin resistanssi tietyllä taajuudella määritetään suhteesta:

R C = 1 / (2 × π × F × C) ,

Missä F Gegritsissä, KANSSA Faradsissa ja R C Omahassa

Resistanssin määrittämiseksi R5, Ensin laskettiin 2,2 μF:n kapasiteetin kondensaattorin vastusarvot taajuuksilla 20 Hz ja 20 kHz. Sitten laskettiin kompensointivastusten arvot molemmille tapauksille. Kävi ilmi, että vastuksen vastus R5 täytyy olla välissä 8,91 kOhm (20 Hz:lle) Ja 6,81 kOhm (20 kHz:lle). Laitoin sen epäröimättä kiinni 7,5 kOhm.

Käytimme kondensaattoria erottamaan pysyvästi vahvistimen invertoiva tulo maasta. Mutta operaatiovahvistin on kytkettävä maahan sekä AC- että DC-virran kautta. Tätä varten vastus on tarkoitettu. R6 . Sen arvoksi valittiin 75 kOhm. Mutta voit käyttää myös 100 kOhmia. En suosittele sen asettamista alle 75 kOhmiin, muuttujan ollessa 50 kOhm. Yhdessä vastuksen kanssa R5 ne alkavat ohittaa tulomuuttujavastuksen.

Tulosta on myös hieman muutettu kaaviossa. R3:n ja R4:n arvot pienennettiin 10 ohmiin, ja vastus R7, jolla on sama vastus, kytkettiin sarjaan niiden kanssa. Tämän pitäisi tuottaa parempi summa ulostulosignaaleista.

Vahvistimen virtalähde

Virran laatu on erittäin tärkeä äänen kannalta. Tämä piiri on suunniteltu kaksinapaiselle syöttöjännitteelle. Tämä säästää meidät tarpeettomien yksityiskohtien lisäämisestä äänipolulle ja on kaiken kaikkiaan parempi äänen kannalta.

Nykyään on olemassa op-vahvistimia, jotka toimivat ±1,5 V:sta, mutta useimmat operaatiovahvistimet toimivat kaksinapaisella syöttöjännitteellä ±3 V - ±18 V. Optimaalinen jännite on ±12V, mikä on useimpien operaatiovahvistimien tehonsyöttörajojen sisällä.

Maksimisyöttöjännitteen tarkat arvot löytyvät tiettyjen mikropiirien dokumentaatiosta.

Komponenttien laatu

Ei ole välttämätöntä ostaa heti kalliita osia. Aluksi voit toimittaa jotain lähimmän radioosaliikkeen valikoimasta ja korvata ne vähitellen laadukkaammilla komponenteilla. Lauta toimii kaikilla osilla.

Kondensaattori C1 on oltava ei-napainen. Parempi polypropeeni tai kalvo. On parempi käyttää keraamista kondensaattoria C2. Kondensaattorien tarkkuus ei ole kovin tärkeä. mutta on parempi käyttää vähintään 5% tarkkuudella.

Operaatiovahvistimien hinnat vaihtelevat suuresti, eikä kalliimpi aina tarkoita parempaa ääntä. Aluksi voit asentaa jotain edullista ja helposti saatavilla olevaa, esimerkiksi rakastetun NE5532:n (0,3 dollaria). On erittäin toivottavaa, että sen valmistaa Phillips.

Myöhemmin voit pelata operaatiovahvistimen vaihtamisella niin paljon kuin haluat. Jos ajatellaan korkeamman luokan op-vahvistimia, niin OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397… ovat osoittautuneet hyvin äänen suhteen.

En suosittele mikrosirujen tilaamista AliExpressistä tai muista kiinalaisista liikkeistä. On melko paljon arvosteluja, joissa ihmiset ilmoittavat, että mikropiirit eivät ole alkuperäisiä. Kyllä, op-vahvistin toimii kuten pitääkin, mutta se ei välttämättä ole tilaamasi OPA2134, vaan melko halpa TL061, jossa on OPA2134...

Johtopäätös

Tuloksena oleva OPA2132:lle koottu ja jopa ±5 V syöttöjännitteellä toimiva vahvistinpiiri heiluttaa vapaasti melko tiukkaa Sennheiser HD380 Prota.

En halua kuvailla ääntä subjektiivisilla termeillä, kuten "korkeudet ovat kristallinkirkkaita" tai "bassot ovat lämpimiä", sanon vain, että kun käytetään hyvää op-vahvistinta, tämän kuulokevahvistimen äänenvoimakkuus ja lähtöteho ovat riittävät. . Samaan aikaan se ei vaadi asennusta ja käyttää mahdollisimman vähän osia tarjoten samalla kunnollisen äänenlaadun.

Harkittu piiri johti ajatukseen kannettavan kuulokevahvistimen luomisesta. Näin se tuli esille . Sen ydin on luoda kannettavan kuulokevahvistimen täydellinen muotoilu omilla käsilläsi tyhjästä.

Materiaali on valmistettu yksinomaan sivustoa varten

Kuten he sanovat, kaikki nerokas on yksinkertaista. Tämä vahvistin koostuu vähimmäismäärästä osia, jotka mahdollistavat signaalin kulkemisen minimimäärän elementtien läpi ja suojaavat sitä siten näiden elementtien aiheuttamalta vääristymiseltä.

Vahvistimen teho on 500 mW. Laskettu vääristymistaso käytettäessä OPA2134:n kaltaista sirua on 0,001 %. Kuormitusvastus 32-300 ohmia.

Äänenvoimakkuuden säädin on koottu R1:een ja R2:een, tai pikemminkin se on yksi kaksoisvastus. Tulossa on 4,7 ja 0,47 µF kondensaattorien kerros, jonka avulla voit saavuttaa maksimaalisen lineaarisuuden. IC1.1:een ja IC1.2:een kootaan invertoivat vahvistimet, joiden vahvistus on 4. Seuraavaksi ovat transistoritoistimet. OOS:n muodostavat R6 ja R5. R11 ja R12 rajoittavat operaatiovahvistimesta toistimien kannaksiin kulkevaa virtaa, mikä helpottaa operaatiovahvistimen elämää ja säröä on vähän vähemmän. R7, R8, R9, R10 rajoittavat toistintransistoreiden virtaa ja suojaavat niitä läpivirtauksilta. Piiri saa virtansa bipolaarisella jännitteellä ja siinä on sisäänrakennetut suodatuspiirit stabilointisiruille 7812 ja 7912. Lähdössä on kondensaattorit, jotka estävät tasajännitteen pääsemästä lähtöön.

Voit käyttää LM358:aa IC1:nä edullisimpana vaihtoehtona, mutta korkealaatuisen äänen saamiseksi suosittelen käyttämään kalliimpaa analogia.

Painettu piirilevy sisältää kaikki elementit paitsi liittimet. Sen mitat ovat vain 50x50 mm. Tämä koko valittiin tavoitteena tilata kiinalaisista levyjä jatkossa halvimpaan 5x5cm kokoiseen erään. Yleisesti ottaen tämä projekti oli alun perin suunniteltu käytettäväksi kaupallisena kehitystyönä, mutta päätin silti saattaa sen julkisesti saataville.

Ensimmäinen taulu tehtiin plotterisovellusmenetelmällä:

Akseli on pieni, joten kiinnitys tehdään vakiovastusmutterilla. Koottu laite näyttää tältä:

Luettelo radioelementeistä

Nimitys	Tyyppi	Nimitys	Määrä	Huomautus	Myymälä	Oma muistilehtiö
IC1	Operaatiovahvistin	OPA2134	1	LM358		Muistilehtiöön
	Lineaarinen säädin	LM79L12	1			Muistilehtiöön
	Lineaarinen säädin	LM78L12	1			Muistilehtiöön
VT1, VT3	Bipolaarinen transistori	BC547	2			Muistilehtiöön
VT2, VT4	Bipolaarinen transistori	BC557	2			Muistilehtiöön
R1, R2	Muuttuva vastus	50 kOhm	2			Muistilehtiöön
R3, R4	Vastus	47 kOhm	2			Muistilehtiöön
R5, R6	Vastus	200 kOhm	2			Muistilehtiöön
R7-R12	Vastus	10 ohmia	6			Muistilehtiöön
		1000 µF	4			Muistilehtiöön
	Elektrolyyttikondensaattori	100 µF	2			Muistilehtiöön
	Elektrolyyttikondensaattori	10 µF	2

Tulosten perusteella kysely"Puolijohteille" kootut kuulokkeet voittivat. Siksi aloitamme rakennussarjojemme heidän kanssaan.

Haluaisin aloittaa muutamalla hyvin yksinkertaisella kaaviolla. Ne eivät sovellu muotoilijan rooliin, mutta niiden huomioiminen saattaa johtaa meidät sellaiseen suunnitelmaan, joka on mielestämme järkevä muodostaa suunnittelijan perusta.

Joten aloitetaan.

Edellisessä artikkelissa sanoimme jo, että kuulokevahvistimen on ensin ratkaistava kaksi pääongelmaa.

Ensinnäkin sen on purettava signaalilähteen lähtö. Äänilähdön käyttäminen alhaisella impedanssilla kuormitettuna johtaa jyrkästi vääristymiseen (suuresta virtakuormasta) ja taajuusvasteen heikkenemiseen (matalataajuinen ja joskus korkeataajuinen rollover). Virtapuskurivahvistimen käyttö estää nämä ilmiöt.

Toiseksi, jotta varmistetaan normaali äänenvoimakkuus korkeaimpedanssisissa kuulokkeissa (ja äänenvoimakkuusreservi matalaimpedanssisissa kuulokkeissa), kuulokkeessa on oltava jonkin verran jännitevahvistusta.

Matalaimpedanssisia kuulokkeita käytettäessä lisävahvistus ei aina ole tarpeen. Tällaisissa tapauksissa vahvistinta käytetään virtapuskurina. Joskus tässä ominaisuudessa voidaan käyttää yksinkertaisimpia järjestelmiä. Esimerkiksi kuten kuvassa. Nämä ovat tavallisia toistimia. Ne voidaan koota käyttämällä sekä bipolaarisia että kenttätransistoreja.

Alkeellisin kaavio on vasemmalla. Yksinkertaisuus on sen tärkein etu (ehkä ainoa). Korkea epälineaarisuus, korkea lähtöimpedanssi, erittäin alhainen hyötysuhde (jopa luokan A piirien standardien mukaan) jne. tekevät siitä käytännön näkökulmasta kovin mielenkiintoisen.

On järkevää monimutkaista sitä hieman. Vaihdetaan emitterivastus virtalähteeseen (kaavio oikealla). Tällaisella järjestelmällä on jo oikeus elämään. Se voi saavuttaa alhaisen lähtöimpedanssin, lisätä vahvistimen kykyä toimittaa virtaa kuormaan, parantaa merkittävästi lineaarisuutta jne.

On syytä sanoa muutama sana virtalähteen piirin epälineaarisuudesta. Yleensä lineaarisuus ei ole kovin korkea ja riippuu lepovirrasta, kuulokkeiden resistanssista ja käytetyn transistorin tyypistä. Yleinen harmoninen taso voi olla prosentin kymmenesosia. Mutta särön spektri on suotuisa, lyhyt, ja siinä on vallitseva toinen harmoninen. Esimerkiksi: 200 mA:n lepovirralla (32 ohmin kuulokkeet) voit odottaa toisen harmonisen tason olevan noin 0,1 %, kolmannen tason 0,01 % ja korkeamman tason harmonisten havaitsemattomuuden. Tällaisen vahvistimen pitäisi kuulostaa puhtaalta.

Kun työskentelet korkea-impedanssisten kuulokkeiden (ja usein matalaimpedanssisten) kanssa, signaalia on vahvistettava. Äänenvoimakkuuden lisäämisellä on erittäin suotuisa vaikutus toiston laatuun. Tarkastellaan yksinkertaisinta järjestelmää. (katso kuva)

Tällaisia ​​piirejä käytetään joskus jopa toimimaan täysimittaisen akustiikan kanssa. Päätös ei ole kaikille. Piirin etuja ovat yksinkertaisuus ja suotuisa säröspektri (toinen harmoninen). Äänen väritys on melko voimakas ja sen luonne riippuu valitusta transistorista, lepovirrasta ja kuormitusresistanssista. Ei todennäköisesti sovi puhtaan ja tarkan äänen ystäville.

Korkea harmonisten taso on seurausta kaskadin epätyydyttävästä toiminnasta matalan impedanssin kuormalla. Jos laitamme lisäpuskurin vahvistimen lähdön ja kuulokkeiden väliin (esimerkiksi alussa käsitellyn), saamme uuden piirin.

Jännitevahvistimen lineaarisuus kasvaa merkittävästi ja koko piirin ääniominaisuudet määräytyvät pääasiassa lähtöpuskuriasteen mukaan.

Useimmissa tapauksissa tämä yksinkertainen piiri riittää yhdistämään kuulokkeet kannettavan tietokoneen äänikortin kanssa. Samalla toiston laatu paranee.

Puhutaan nyt muista tavoista parantaa vahvistimen ominaisuuksia.

Tämä ongelma voidaan ratkaista suoraan. Esimerkiksi lisäämällä lepovirtaa tai valitsemalla lineaarisempi transistori. Sinun on maksettava tästä monimutkaisuuden ja kustannusten vuoksi. Myös koot kasvavat. Tämä menetelmä voi parantaa suorituskykyä merkittävästi, mutta on muita, vähemmän yksinkertaisia ​​tapoja parantaa.

Yleisempi tapa lisätä objektiivisia parametreja on monimutkaista järjestelmää huomattavasti ja ottaa käyttöön yhteinen käyttöjärjestelmä. Piiri on edelleen kompakti ja taloudellinen, mutta sitä on vaikea kopioida, koota ja konfiguroida. Samalla sen hinta nousee.

Siksi mielestämme mikään näistä vaihtoehdoista ei sovellu suunnittelijalle. Heiltä puuttuu monipuolisuus.

Universaalimpi ratkaisu voisi olla piiri, joka käyttää operaatiovahvistinta lisälähtöpuskurilla. Esimerkkiversio on esitetty kuvassa.

Sen pääominaisuus on erittäin selkeä ääni. Ja tämä on juuri sitä, mitä mielestämme transistorivahvistimen pitäisi olla. Ja koristeellisen äänen saamiseksi on parempi käyttää hybridivahvistimia.

Piiri itsessään jättää jonkin verran vapautta ääniasetuksiin. Tämä on myös korvaava operaatiovahvistimet (vähemmän meluisa, enemmän/vähemmän nopea jne.). Halutessasi vaihda lähtötransistorit, valitse niiden toimintatila (joka vaikuttaa äänen väreihin).

Tiivistystä muuttamalla voit peittää koko vahvistimen käyttöjärjestelmän tai vain operaatiovahvistimen. Jokainen vaihtoehto on mielenkiintoinen omalla tavallaan. Kun peitetään koko käyttöjärjestelmävahvistin, saavutetaan erittäin korkea lineaarisuus, harmoninen kokonaissärö on prosentin tuhannesosaa. Lähtöpuskurin sulkeminen pois käyttöjärjestelmäsilmukasta johtaa toisen harmonisen lisääntymiseen ("eufoninen" vääristymä). Lisäksi tulee joitain muita ääniin vaikuttavia muutoksia. On täysin mahdollista, että joku pitää tämän äänen mielenkiintoisempana. Lähtöasteen lepovirta voidaan valita käytettävien kuulokkeiden vaatimusten mukaan (oletuksena asettaisin sen arvoon 200mA).

Muiden tällaisen piirin etujen joukossa haluaisin mainita kyvyn työskennellä monenlaisilla syöttöjännitteillä (ilman asetuksia tai muutoksia), kokoamisen ja konfiguroinnin helppoutta.

Joku voi myös kokea hyödylliseksi, että laitteesta voidaan helposti tehdä laadukas akustiikkaan sopiva tehovahvistin (luokka A). Mutta se, kuten sanotaan, on toinen tarina (jos jotakuta kiinnostaa, kerron siitä erikseen).

Tämän kuulokkeen äänenlaatu on testattu ja se on korkea. Samanlaista piiriä käytetään vahvistimessa, jonka ulkonäkö näkyi kuvissa, jotka liittyivät kaikkiin suunnittelijaa koskeviin muistiinpanoihimme.

Kuten he sanovat, minulla on kaikki. Haluaisin tietää mitä mieltä olet tästä kaikesta?

Terveisin Konstantin M

Kaikki Gamma-projektiin omistetut artikkelit löytyvät navigaattorin kautta

Voit tilata “Gamma”-vahvistinsuunnittelijan nettisivuiltamme: AL “Philosophy of Sound”

Rakentajakeskusteluyhteisö - "Elektroniset rakentajat". Liity meihin.

Uuden ilman kuulokelähtöä sisältävän äänikortin hankinnan vuoksi minulla oli tarve laadukkaalle kuulokevahvistimelle, joka pystyy ohjaamaan suosikkini TDS-4:ää. Vahvistimen piti olla pienikokoinen, helppo koota ja asentaa, ja sen kohinaa ja säröä oli oltava alhainen. Tämän seurauksena koottu vahvistin täytti kaikki yllä olevat vaatimukset.

Vahvistimen ominaisuudet mitattiin ohjelmalla RMAA 6. Testattiin yksikanavainen layout (ohjelma toimi MONO-tilassa), mittaustulokset:

Taajuusvasteen epätasaisuus (alueella 40 Hz – 15 kHz), dB: +0,05, -0,74

Melutaso, dB (A): -90,9

Dynaaminen alue, dB (A): 90,9

Harmoninen särö, %: 0,0014

Keskinäismodulaatiosärö + kohina, %: 0,010

Keskinäismodulaatio taajuudella 10 kHz, %: 0,0084

Vahvistin on rakennettu op-amp + lähtötransistoripuskuripiirin mukaan. Operaatiovahvistin tarjoaa korkean avoimen silmukan vahvistuksen, joka tarvitaan harmonisen vääristymän vaimentamiseen syvän palautteen avulla. Lähtöpuskuri suorittaa virranvahvistuksen sovittamalla kuulokkeiden kelan matalan vastuksen operaatiovahvistimen matalan tehon lähtöön. Piiri käyttää kahta nopeaa operaatiovahvistinta K574UD2. Signaali lähteestä eristyskondensaattorin C3 ja vastuksen R1 kautta syötetään operaatiovahvistimen ei-invertoivaan tuloon. Vastus R4 asettaa vahvistimen DC-toimintapisteen. Elementit C1, C2, R2, R3 tarjoavat operaatiovahvistimen taajuuskorjauksen. Lähtöpuskuri tehdään "rinnakkaispiirin" mukaisesti. Tämä piiri valittiin, koska siitä puuttuu tavanomaisiin push-pull-piireihin liittyvä transienttisärö. Käytettäessä transistoreja, joilla on samanlaiset parametrit, jännitehäviöt esi- ja loppukaskadin kanta-emitteriliitoksissa kompensoidaan keskenään. Puskuritransistorit, jotka on asennettu yhteiselle jäähdytyslevylle, stabiloivat toisiaan lämpöä. Operaatiovahvistin ja puskurivaihe on peitetty yhteisellä 100 % OOS:llä tasa- ja vaihtovirralle, piirin vahvistus on 1.

On suositeltavaa käyttää kalvokondensaattoria C3. C1, C2, C6, C7 – keraaminen. Kaikki vastukset ovat tyyppiä MLT-0.125 (tai maahantuotuja analogeja). Transistorit VT1 KT315G, VT2 KT361G, VT3 KT815G, VT4 KT814G. Transistoreja KT815G ja KT814G olisi parempi käyttää VT1:nä ja VT2:na, koska parametrit ovat samat ja jotta kaikkien neljän puskuritransistorin lämpökosketus voidaan organisoida helposti. Operaatiovahvistin voidaan korvata millä tahansa suurella nopeudella muuttamalla vastaavasti korjauselementtejä ja piirilevyn asettelua. Vahvistin saa virran bipolaarista epävakaasta virtalähteestä. Virtalähteessä käytetään 220/20 muuntajaa, joka on otettu toisiokäämin keskipisteestä. Mikä tahansa diodisilta jännitteelle 50V ja virralle 1A asti. On mahdollista käyttää 1N4001-1N4007-sarjan diodeja. Kondensaattorien C4, C5 kapasiteetti on vähintään 1000 µF (käytin 4700 µF)

Oikein koottu vahvistin ei vaadi säätöä. On tarpeen tarkistaa virrankulutus (noin 30 mA kaksikanavaiselle vahvistimelle) ja vakiojännite ulostulossa.

Vahvistimen ja virtalähteen osat on sijoitettu yhteiselle levylle, jonka mitat ovat 35x78 mm. Kunkin kanavan transistorit on kiinnitetty eristystiivisteiden kautta yhteiseen U-muotoiseen jäähdytyselementtiin. Jäähdytyslevyn pinta-ala on merkityksetön, tärkeintä on, että se varmistaa transistorien lämpökosketuksen.

Painettu piirilevy on yksikerroksinen jumpperien kanssa, aseteltu Sprint Layout 5:ssä. Tekijän versiossa käytettiin kalvotonta piirilevyä, osat asennettiin reikiin, nastat yhdistettiin kuparilangalla.

Kirjallisuus:

Amatööriradiokompleksin vahvistinlohko. A. Ageev, Radio nro 8 1982

Sapphire Desktop Headphone vahvistin – http://phonoclone.com/diy-sapp.html

Jos olet onnekas omistaja putkivahvistin, niin todennäköisimmin, jos haluat kuunnella suosikkikappaleitasi yksin, kuulokkeiden kautta, joudut kohtaamaan haittoja, jotka johtuvat kuulokkeiden ulostulon puutteesta.

Ja kalliiden tai ei kovin kalliiden älypuhelimien ja tablettien omistajilla on myös vaikeuksia - nämä laitteet eivät useimmiten pysty pumppaamaan korkealaatuiset korkeaimpedanssiset kuulokkeet. Siksi suosikkisävellyksesi kuulostavat täysin erilaiselta kuin ammattilaitteilla.

Tietenkin, jos olet todellinen musiikin ystävä ja musiikki on sinulle arvokkaampaa kuin raha, mikään ei estä sinua ostamasta esivahvistinta 6 000 dollarilla, kuulokevahvistinta 5 000 dollarilla ja itse kuulokkeita 2 000 dollarilla. Ja sukeltaa nirvanaan... Jos rahatilanne ei kuitenkaan ole niin ruusuinen, tai tykkäät tehdä kaiken itse, niin käy ilmi, että voit rakentaa laadukkaan kuulokevahvistimen vain... 30 dollarilla.

Miksi tarvitset sitä???

Tarvitsetko tarkkuusvahvistimen? Se riippuu musiikillisista mieltymyksistäsi ja tottumuksistasi. Jos olet tottunut kuuntelemaan musiikkia ”lenkillä”, eli kannettavista laitteista kävellessäsi, hölkkäämällä, kuntosalilla ja muissa vastaavissa paikoissa, alla kuvattu projekti ei ole sinua varten. Yritä vain valita kuulokkeet, jotka sopivat laitteeseesi sopivimmilla ominaisuuksilla ja äänellä.

Sinun tulee tehdä samoin, jos pidät musiikkityyleistä, joissa on voimakasta signaalin vääristymistä, kuten rock, heavy metal ja vastaavat.

Jos kuitenkin haluat kuunnella musiikkia mieluummin hiljaisessa, mukavassa ympäristössä kotona tai toimistossa ja makusi vetoavat elävään ja luonnolliseen musiikkiin, kuten klassiseen, jazziin tai puhtaaseen lauluun, arvostat äänen laatua ja tarkkuutta. tarkkuusvahvistin ja korkealaatuiset kuulokkeet.

Vaihtoehdot

Oletetaan, että päätät, että tarvitset kuulokevahvistimen. Mikä on seuraava askel? Internetistä löydät paljon projekteja, joissa käytetään kaikkialla olevia LM386. Mikropiiristä on tullut suosittu sen korkean luotettavuuden, alhaisten kustannusten, kyvyn työskennellä yksinapaisella virtalähteellä ja pienellä määrällä ulkoisia elementtejä. Tällaiset vahvistimet toimivat yleensä hyvin halpojen kuulokkeiden kanssa, mutta kaikki nämä edut hämärtyvät verrattuna LM386:n kohina- ja särötasoihin ja hyvin suunniteltuun diskreettiin tai ASIC-vahvistimeen.

Jos sinulla on noin 30 dollaria etkä pelkää työskennellä pinta-asennuselementtien (SMD-elementtien) kanssa, tässä esitetty projekti on juuri sitä mitä tarvitset.

Ideoita ja kaava

Tätä järjestelmää suunniteltaessa otettiin huomioon seuraavat seikat:

• Vahvistimen tulee olla putkiesivahvistimen tai sähkökitaravahvistimen suhteellisen korkea impedanssilähtö. Toisin sanoen tuloimpedanssin tulee olla helposti viritettävä lähteille, joilla on erilaiset lähtöimpedanssit.
• pieni määrä komponentteja. Siksi transistorien sijasta valittiin mikropiirit.
• alhainen vahvistus ja teho. On keinuttava herkät dynaamiset kuulokkeet, ei kaiutinjärjestelmää.
• Vahvistimen on kyettävä käsittelemään suuriimpedanssisia kuulokkeita. Kirjoittaja käyttää Sennheiser HD 600 (resistanssi 300 ohmia).
• saada mahdollisimman vähän melua ja säröä.

Kaaviokuva tarkkuus kuulokevahvistin näkyy kuvassa:

Klikkaa suurentaaksesi

Tätä suunnittelua kehitettäessä otettiin huomioon sellaisten valmistajien mikropiirit kuten National Semiconductor, Texas Instruments ja muut. Headwizen resursseista ja DiyAudio-foorumeista löytyi paljon hyödyllistä tietoa.

Tämän seurauksena valinta osui Texas Instrumentsin tarkkuuskuulokeohjaimeen TPA6120A2 ja operaatiovahvistimet AD8610 Analog Devicesista syöttöpuskurille.

Piiri osoittautui suhteellisen yksinkertaiseksi, kaksinapaisella virtalähteellä. Jos olet varma, että signaalilähteesi lähdössä ei ole DC-komponenttia, kytkentäkondensaattorit (C24 ja C30) voidaan sulkea pois tieltä käyttämällä hyppyjohtimia H1 ja H2.

Virtalähde tuottaa ±12V lähtöjännitteen jopa 1A kuormituksella. Sen kaavio näkyy kuvassa:

Klikkaa suurentaaksesi

Usein audiofiilimalleissa virtalähteen hinta on useita kertoja korkeampi kuin itse vahvistusosan hinta. Täällä se osoittautui hieman paremmaksi - virtalähteen elementtien hinta on noin 50 dollaria ja kalleimmat elementit täällä ovat muuntaja ja elektrolyyttikondensaattorit. Voit säästää hieman, jos vaihdat toroidimuuntajan tavalliseen W-muotoiseen, hylkäät LEDit ja sulakkeet yksikön lähdössä.

Testasimme jokaiselle TPA6120A2-kanavalle versiota erillisillä stabilisaattoreilla (mikropiirissä on erilliset tehonastat jokaiselle kanavalle). Eroa ei ollut mahdollista kuulla tai mitata, mikä mahdollisti merkittävästi virransyötön yksinkertaistamisen.

Koska kaikilla vahvistimessa käytetyillä mikropiireillä on alhainen herkkyys kohinalle ja häiriöille tehonsyöttöpiireissä sekä korkea yhteismoodihäiriöiden vaimennustaso, tavallisten integroitujen stabilaattoreiden käyttö teholähteessä osoittautui hyödylliseksi. riittää korkean suorituskyvyn saavuttamiseen.

TPA6120A2

Texas Instruments TPA6120A2 on korkealaatuinen, korkealaatuinen kuulokevahvistin. Se käyttää vahvistinarkkitehtuuria differentiaalitulolla, yksipäisellä ulostulolla ja virran takaisinkytkellä. Suurelta osin jälkimmäisen ansiosta saavutetaan alhainen särö ja kohina, laaja taajuuskaista ja korkea suorituskyky.

Mikropiiri sisältää kaksi itsenäistä kanavaa erillisillä tehonastoilla. Jokaisella kanavalla on ominaisuudet:

• lähtöteho 80 mW 600 ohmin kuormaan ± 12 V virtalähteellä säröllä + melutasolla 0,00014%
• dynaaminen alue yli 120 dB
• signaali/kohinataso 120 dB
• Syöttöjännitealue: ±5V - ±15V
• lähtöjännitteen muutosnopeus 1300V/µs
• suoja oikosulkua ja ylikuumenemista vastaan

Vertailun vuoksi "folk" LM386 -mikropiirin särö + melutaso on 0,2%. Vaikka korkeat parametrit eivät tietenkään takaa korkealaatuista ääntä. Maksimaalisen tuloksen saavuttamiseksi sinun on otettava huomioon valmistajan suositukset ulkoisten elementtien valinnasta ja piirilevytopologiasta. Kaikki tämä löytyy tämän sirun teknisistä asiakirjoista.

AD8610

Analog Devicesin AD8610-siru on operaatiovahvistin, jonka sisääntulossa on kenttätransistorit, mikä antaa alhaiset offset- ja driftjännitteet, alhaiset melutasot ja pienet tulovirrat. Melutason ja lähtöjännitteen muutosnopeuden suhteen nämä operaatiovahvistimet ovat täydellisessä harmoniassa TPA6120A2:n kanssa.

Älä kuitenkaan ole laiska ja yritä korvata ne muilla op-vahvistimilla. Pinout-järjestelyn mukaan AD8610 on yhteensopiva muiden audiofiilisten mikropiirien kanssa. Lisäksi monet musiikin ystävät väittävät kuulevansa eron op-vahvistimen äänessä!

Passiiviset komponentit

Kaikki vastukset eivät ole samanlaisia! Ja jos budjetti sallii, käytä tässä mallissa metallikalvovastuksia, jotka ovat hieman kalliimpia, mutta joilla on pienempi melu ja parempi vakaus. Jos haluat säästää rahaa, metallikalvovastukset tulisi asentaa ainakin tulopiireihin (AD8610), joissa meluherkkyys on suurin.

On parempi asentaa kalvokondensaattorit signaalitielle C23, C24, C29, C30. Valmistaja suosittelee keraamisia kondensaattoreita mikropiirien virransyöttöpiireihin.

Signaaliliittimien tärkein vaatimus on luotettava kosketus. Suunnittelussaan kirjoittaja käytti tavallista "liitintä" kuulokkeiden liittämiseen ja kullattuja RCA-liittimiä, joissa oli tefloneristys signaalikaapelin kytkemiseen.

Piirikaaviossa näkyy putkiesivahvistimesta käytettävä versio vahvistimesta, jossa äänenvoimakkuutta säädetään. Jos suunnittelusta on tarkoitus tehdä joustavampi ja yleismaailmallinen, on tietysti suositeltavaa järjestää oma äänenvoimakkuuden säätö tuloon. Maksimaalisen laadun saavuttamiseksi eikä vahvistimen ominaisuuksien heikkenemiseksi, tässä tulisi käyttää korkealaatuista potentiometriä.

Budjettiversio voi olla Alpha- tai RadioShack-tuotteita, jotka maksavat noin 3 dollaria. 40 dollarilla voit ostaa audiofiililaatuisen tuotteen ALPS:lta. Paras ratkaisu on käyttää DACT:n tai GoldPointin nauhavaimenninta. Niiden hinta on noin 170 dollaria. Muuten, eBaysta löydät samanlaisia ​​kiinalaisia ​​vaimentimia vain 30 dollarilla. Potentiometrin arvo voi olla välillä 25-50 kOhm. Askelvaimentimen käyttö takaa äänenvoimakkuuden säädön mukavuuden lisäksi molemmissa stereokanavissa identtisen säädön, mikä on erityisen tärkeää kuulokevahvistimessa.

Design

Kaikki rakenneosat (paitsi tehomuuntaja) on sijoitettu yhdelle piirilevylle. Jos päätät käyttää ulkoista virtalähdettä tai koota se eri tavalla, noin 70 % piirilevystä jää vapaaksi.

Elementtien asettelu näkyy kuvassa:

Klikkaa suurentaaksesi

Kuvassa on piirustus piirilevystä osien puolelta:

Klikkaa suurentaaksesi

Kuvassa on piirros painetun piirilevyn alapuolelta:

Klikkaa suurentaaksesi

Painetun piirilevyn piirustukset suositussa SLayout-muodossa voidaan poimia

Pääasennusominaisuus: TPA6120A2:n alapuolella olevassa kotelossa on noin 3x4 mm:n kosketuslevy. Hänen täytyy olla juotettu piirilevyn piirilevyn alueelle, joka toimii jäähdytyselementtinä.

Kuva valmiista rakenteesta:

Kun kytket sen päälle ensimmäistä kertaa, irrota kaksi sulaketta virtalähteen lähdöstä ja varmista, että se toimii. Jos lähtöjännitteet ovat normaalit, vaihda sulakkeet. Itse vahvistinta ei tarvitse säätää.

Levy voidaan sijoittaa sopivan kokoiseen koteloon, mieluiten metalliseen, suojaamaan sitä ulkoisilta häiriöiltä.

Johtopäätös

Subjektiivisesti vahvistin kuulostaa ammattimaisten studiolaitteiden kanssa. LM386:een verrattuna tämä muotoilu osoitti pehmeämmän, puhtaamman ja yksityiskohtaisemman äänen.

Kaava osoittautui varsin joustavaksi ja helposti räätälöitäväksi erilaisiin tarpeisiin. Esimerkiksi kirjoittaja itse kokosi kaksi kopiota vahvistimesta. Yllä olevan kaavion mukainen putkiesivahvistimen kanssa käytettäväksi. Toinen kopio oli suunniteltu toimimaan älypuhelimen ja kitaravahvistimen kanssa, joten sitä täydennettiin sisääntulossa korkeataajuisella häiriösuodattimella ja äänenvoimakkuuden säätimellä. Lisäksi vahvistuksen lisäämiseksi (älypuhelin tuotti riittämättömän signaalitason) vastusten R6 ja R14 arvot muutettiin 2 kOhmiin.

Muuttamalla näiden vastusten arvoja voit muuttaa vahvistusta laajalla alueella.

Muunnos vahvistimen painetusta piirilevystä "marsilaisilta ystäviltämme", joka on suunniteltu elementtien asentamiseen "standardi"-paketteihin (mikropiirien suunnittelussa ei käytetä DIP-paketteja):

Animoitu esittely taulusta kaikista kulmista