Amplificatore per cuffie di semplice qualità. Hu è un amplificatore per cuffie. Realizzazione della custodia di un amplificatore

Un circuito amplificatore per cuffie che merita sicuramente attenzione. Qui e la corrente di uscita raddoppiata e l'assenza di condensatori di separazione nel percorso del segnale. Allo stesso tempo, il circuito dell'amplificatore per cuffie è molto semplice e comprensibile.

Aggiornato : Il condensatore di accoppiamento in ingresso è stato rimosso dal circuito. I valori dei resistori di ingresso sono cambiati.

Circuito amplificatore per cuffie

Vagabondaggi regolari attraverso le infinite distese discariche un magazzino di conoscenza: Internet, ha portato a una scoperta interessante. Era file PDF da Burr Brown. Il che mi ha ispirato a creare un amplificatore per cuffie operazionale. Dalla lingua di un potenziale nemico, il suo nome può essere tradotto letteralmente come segue: Raddoppiando la corrente in uscita al carico con due amplificatori operazionali audio OPA2604 .

Il fascicolo è composto da due pagine, di cui solo la prima ha valore. Il circuito dell'amplificatore per cuffie presentato è stato ridisegnato e liberato da iscrizioni intelligenti e non necessarie.

Ti presentiamo questo futuro cuore del nostro amplificatore. E per essere più precisi, questo è uno schema di un canale. Avremo 2 canali, il che significa che avremo bisogno di due amplificatori operazionali doppi ( UO ).

Per proteggere le uscite degli amplificatori operazionali sono necessari i resistori R3 e R4 con una resistenza di 51 ohm.

Qual è il "trucco" di questo amplificatore?

Lo schema non è affatto nuovo, ed è noto dalle schede tecniche degli anni '90. Ma l'interesse del circuito sta nel fatto che entrambi gli amplificatori operazionali amplificano lo stesso segnale. Ma questo non è un ponte. Le uscite di entrambi gli amplificatori operazionali sono in fase e le relative correnti di uscita vengono aggiunte.

Questa inclusione risolve il problema della bassa corrente di uscita di molti amplificatori operazionali. Ciò aumenta notevolmente il numero di amplificatori operazionali che possono essere utilizzati nell'amplificatore. Ora è sufficiente che ciascun amplificatore operazionale possa fornire una corrente di uscita di 35-40 mA, invece di 70-80 mA nel caso di un amplificatore operazionale per canale.

Il valore massimo della corrente di uscita è sempre indicato nelle schede tecniche dell'amplificatore operazionale.

Guadagno

Il guadagno del segnale è determinato dai resistori R1 E R2 . Il suo valore esatto è determinato dalla formula:

K=1+R2/R1

Se ti concentri su un'uscita di linea con un livello di segnale di 1 Volt, per la maggior parte delle cuffie sarà sufficiente un guadagno di tre. Sul tre e pareggiamo.

È auspicabile che i resistori che impostano il guadagno abbiano una precisione non peggiore di ±1% . Spesso nei negozi non esiste una selezione molto ampia di resistori di precisione. Ma in questo caso, puoi cavartela con resistori della stessa potenza.

Nei contenitori dell'armadio sono stati trovati resistori di precisione da 7,5 kOhm, che sono diventati il ​​resistore R1 . COME R2 erano collegate in serie due resistenze da 7,5 kΩ. Lo stesso si può fare collegando in parallelo due resistori da 15 kΩ R1 , e un resistore da 15kΩ come R2 .

Per modificare il guadagno, è meglio cambiare il resistore R2 . Per i circuiti operazionali, si consiglia solitamente di utilizzare resistori con un valore nominale di 1 ÷ 100 kOhm. Resistore R1 svolgerà un'altra importante funzione, quindi è preferibile utilizzare 7,5 kOhm.

Ricordiamo lo schema

Lo schema presentato nel documento è alquanto incompleto e riflette solo gli aspetti più importanti. Per il normale funzionamento, il circuito deve essere integrato con circuiti di ingresso, nonché in parallelo con il resistore R2 aggiungi un piccolo condensatore. È necessario escludere l'autoeccitazione dell'amplificatore operazionale.

Per cominciare, non reinventiamo la ruota e prendiamo in prestito il circuito di ingresso dall'amplificatore per cuffie FiiO Olympus E10. In questo caso il circuito del nostro amplificatore assumerà la seguente forma:

Il diagramma mostra le gambe di un doppio amplificatore operazionale in un pacchetto DIP8. Il circuito è pienamente operativo e non necessita di alcuna configurazione.

Rimuovere il condensatore dall'ingresso

L'amplificatore operazionale amplifica ugualmente bene sia la tensione CA che quella CC. Condensatore( C1 ) è necessario per interrompere la tensione costante all'ingresso. Da un lato, le normali sorgenti di segnale non forniscono un'uscita costante. D'altra parte, se appare all'improvviso, deve essere tagliato. E anche le cuffie possono bruciarsi.

Ma le persone attivamente non vogliono vedere condensatori aggiuntivi nel percorso del segnale, quindi usciremo.

Rileggendo ancora una volta L'arte dei circuiti» Horowitz e Hill, trovarono quello che cercavano. Per ottenere un amplificatore CA, è necessario includere un condensatore simile a C1 , in serie al resistore R1.

In questo caso, il feedback dell'amplificatore operazionale funzionerà solo al cambiamento e non avremo più bisogno di un condensatore in ingresso. Pertanto, puoi muoverti in sicurezza C1 dall'ingresso dell'amplificatore al circuito feedback UO.

formato ( R1 , C1 ) interromperà sia la tensione CC che le frequenze infra-basse ( <10Гц ). Non trasportano informazioni utili, ma caricano in modo significativo l'amplificatore di corrente.

Inoltre, tale inclusione di un condensatore ridurrà la tensione dello squilibrio dell'amplificatore operazionale agli ingressi. E, tra l'altro, viene anche amplificato e mixato nel segnale di uscita. In questo caso, il condensatore nel circuito di feedback praticamente non influisce sul suono, a differenza del condensatore all'ingresso. In generale, alcuni poli da tale permutazione.

Resistori di ingresso

La rimozione del condensatore dall'ingresso ha costretto a dare un'occhiata più da vicino ai resistori R5 E R6, lasciato all'ingresso. Perché sono necessari e come calcolarli?

Resistore R5 chiamato compensazione ed è necessario per garantire l'uguaglianza di resistenza tra ciascuno degli ingressi e la terra. Il suo valore è definito come la resistenza parallela dei resistori R1 E R2 .

Tuttavia, siamo costantemente R1 costi condensatore C1. La resistenza del condensatore dipende dalla frequenza e viene aggiunta alla resistenza del resistore. La resistenza del condensatore ad una certa frequenza è determinata dalla relazione:

R C \u003d 1 / (2 × π × F × C) ,

Dove F a Gegrtsy, CON in farad e RC in ohm

Per determinare la resistenza R5, innanzitutto sono stati calcolati i valori di resistenza di un condensatore da 2,2 μF alle frequenze di 20 Hz e 20 kHz. Successivamente, per entrambi i casi, sono stati calcolati i valori delle resistenze di compensazione. Si è scoperto che la resistenza del resistore R5 deve trovarsi in mezzo 8,91 kOhm (per 20Hz) E 6,81 kOhm (per 20kHz). Senza esitazione bloccato 7,5 kOhm

Con un condensatore disaccoppiamo in modo costante da terra l'ingresso invertente dell'amplificatore. Ma l'amplificatore operazionale deve essere collegato a terra sia in corrente alternata che continua. Ecco a cosa serve la resistenza. R6 . Il suo valore è stato scelto pari a 75 kOhm. Ma puoi mettere 100 kOhm. Meno di 75 kOhm, con una variabile di 50 kOhm, non consiglierei di impostarlo. Insieme ad un resistore R5 shunteranno il resistore variabile di ingresso.

Anche l'output è stato leggermente modificato nel diagramma. I valori nominali di R3 e R4 sono stati ridotti a 10 ohm e in serie con essi è stato collegato un resistore R7 con la stessa resistenza. Ciò dovrebbe fornire una migliore somma dei segnali di uscita.

Amplificatore di potenza

La qualità del suono è molto importante. Questo circuito è progettato per una tensione di alimentazione bipolare. Questo ci evita di dover aggiungere dettagli non necessari al percorso audio ed è generalmente migliore per il suono.

Oggi esistono amplificatori operazionali che funzionano da ±1,5 V, ma la maggior parte degli amplificatori operazionali funziona con una tensione di alimentazione bipolare compresa tra ±3 V e ±18 V. La tensione ottimale può essere definita ± 12 V, che rientra nell'alimentazione della maggior parte degli amplificatori operazionali.

I valori esatti della tensione di alimentazione massima dovrebbero essere trovati nella documentazione per microcircuiti specifici.

Qualità dei componenti

Non è necessario acquistare immediatamente parti costose. Per cominciare potete procurarvi qualcosa dall'assortimento del negozio di ricambi radio più vicino e sostituirli gradualmente con componenti migliori. Il consiglio lavorerà su ogni dettaglio.

Condensatore C1 deve essere non polare. Meglio polipropilene o pellicola. Il condensatore C2 è meglio usare la ceramica. La precisione dei condensatori non è molto importante. ma è meglio usare con una precisione di almeno il 5%.

I prezzi degli amplificatori operazionali variano ampiamente e più costoso non è sempre migliore per il suono. Per cominciare, sarà possibile installare qualcosa di economico e conveniente, ad esempio l'amato da molti NE5532 ($ 0,3). È altamente auspicabile che sia prodotto da Phillips.

Successivamente, con la sostituzione dell'operazionale, sarà possibile giocare quanto si desidera. Se consideriamo un amplificatore operazionale di classe superiore, OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397 ... si sono dimostrati efficaci per il suono.

Non consiglio di ordinare patatine da Aliexpress e altri negozi cinesi. Ci sono molte recensioni in cui le persone riferiscono che i microcircuiti non sono originali. Sì, l'amplificatore operazionale funzionerà come dovrebbe, ma potrebbe non essere l'OPA2134 che hai ordinato, ma piuttosto un economico TL061 etichettato OPA2134...

Conclusione

Il circuito amplificatore risultante, assemblato sull'OPA2132 e funzionante anche con una tensione di alimentazione di ± 5 V, fa oscillare liberamente il piuttosto stretto Sennheiser HD380 Pro.

Non mi piace descrivere il suono in termini soggettivi come "gli alti sono diventati cristallini" o "i bassi sono caldi", posso solo dire che quando si utilizza un buon amplificatore operazionale, questo amplificatore per cuffie ha un headroom e una potenza di uscita sufficienti. Allo stesso tempo, non richiede alcuna regolazione e utilizza un minimo di dettagli, fornendo allo stesso tempo una qualità del suono decente.

Il circuito considerato ha portato all'idea di creare un amplificatore per cuffie portatile. Così pensato . La cui essenza è creare da zero un progetto completo di un amplificatore per cuffie portatile con le tue mani.

Materiale preparato esclusivamente per il sito

Come si suol dire, tutto ciò che è geniale è semplice. Questo amplificatore è composto da un minimo di parti, garantendo che il segnale passi attraverso un minimo di elementi e proteggendolo così dalla distorsione che questi elementi possono introdurre.

L'amplificatore ha una potenza di 500mW. Il livello di distorsione calcolato quando si utilizza un chip come OPA2134 è dello 0,001%. Resistenza al carico 32-300 Ohm.

Su R1 e R2 è montato un controllo del volume, più precisamente si tratta di un doppio resistore. All'ingresso è presente un sandwich di condensatori da 4,7 e 0,47 uF, che consente di ottenere la massima linearità. Su IC1.1 e IC1.2 sono montati amplificatori invertenti con guadagno 4. Seguono i follower sui transistor. OOS da R6 e R5. R11 e R12 limitano la corrente proveniente dall'amplificatore operazionale alle basi dei ripetitori, questo amplificatore operazionale semplifica la vita e c'è un po' meno distorsione. R7, R8, R9, R10 limitano la corrente dei transistor del ripetitore e li proteggono dalle correnti passanti. Il circuito è alimentato da tensione bipolare e dispone di circuiti di filtraggio integrati sui chip stabilizzatori 7812 e 7912. I condensatori sono posizionati all'uscita per impedire l'ingresso di tensione diretta nell'uscita.

Come IC1, puoi utilizzare l'LM358 come opzione più conveniente, ma per un suono di alta qualità ti consiglio di mettere un analogico più costoso.

Il circuito stampato comprende tutti gli elementi tranne i connettori. Le sue dimensioni sono solo 50x50mm. Questa dimensione è stata scelta per poter ordinare in futuro tavole dai cinesi, mantenendo la dimensione 5x5 cm nel lotto più economico. In generale, inizialmente questo progetto era previsto per essere utilizzato come sviluppo commerciale, ma ho comunque deciso di renderlo di pubblico dominio.

La prima tavola è realizzata tramite applicazione plotter:

La pala è piccola, quindi il fissaggio viene effettuato mediante un dado standard di un resistore variabile. Il dispositivo assemblato si presenta così:

Elenco degli elementi radio

Designazione	Tipo	Denominazione	Quantità	Nota	Negozio	Il mio blocco note
IC1	Amplificatore operazionale	OPA2134	1	LM358		Al blocco note
	Regolatore lineare	LM79L12	1			Al blocco note
	Regolatore lineare	LM78L12	1			Al blocco note
VT1, VT3	transistor bipolare	BC547	2			Al blocco note
VT2, VT4	transistor bipolare	BC557	2			Al blocco note
R1, R2	Resistore variabile	50 kOhm	2			Al blocco note
R3, R4	Resistore	47 kOhm	2			Al blocco note
R5, R6	Resistore	200 kOhm	2			Al blocco note
R7-R12	Resistore	10 ohm	6			Al blocco note
		1000uF	4			Al blocco note
	condensatore elettrolitico	100 uF	2			Al blocco note
	condensatore elettrolitico	10 uF	2

Secondo i risultati sondaggio Hanno vinto gli auricolari assemblati su "semiconduttori". Pertanto, è con loro che inizieremo la linea dei designer.

Vorrei iniziare con alcuni degli schemi più semplici. Non sono adatti al ruolo di costruttore, ma la loro considerazione può portarci a uno schema su cui, a nostro avviso, ha senso basare il costruttore.

Quindi, cominciamo.

In un articolo precedente abbiamo già detto che un amplificatore per cuffie dovrebbe risolvere principalmente due compiti principali.

Innanzitutto, deve scaricare l'uscita della sorgente del segnale. Il funzionamento dell'uscita audio su un carico a bassa impedenza porta ad un forte aumento della distorsione (a causa dell'elevato carico di corrente) e ad un deterioramento della risposta in frequenza (blocco alle basse frequenze e talvolta alle alte frequenze). L'uso di un amplificatore di corrente buffer impedisce questi fenomeni.

In secondo luogo, per garantire un volume normale sulle cuffie ad alta impedenza (e un margine di volume su quelle a bassa impedenza), l'auricolare deve avere un certo guadagno di tensione.

Quando si utilizzano cuffie a bassa impedenza non è sempre necessaria un'amplificazione aggiuntiva. In questi casi, l'amplificatore viene utilizzato come buffer di corrente. A volte in questa veste è possibile utilizzare gli schemi più semplici. Ad esempio, come nella foto. Questi sono ripetitori regolari. Possono essere assemblati sia su transistor bipolari che ad effetto di campo.

Lo schema più primitivo a sinistra. La semplicità è il suo vantaggio principale (forse l'unico). L'elevata non linearità, l'elevata impedenza di uscita, l'efficienza molto bassa (anche per gli standard dei circuiti di classe A), ecc. lo rendono poco interessante dal punto di vista pratico.

Ha senso complicarlo un po'. Sostituiamo il resistore dell'emettitore con una sorgente di corrente (diagramma a destra). Un tale schema ha già il diritto alla vita. Può raggiungere una bassa impedenza di uscita, aumentare la capacità dell'amplificatore di fornire corrente al carico, aumentare significativamente la linearità, ecc.

Vale la pena spendere qualche parola sulla non linearità del circuito con una sorgente di corrente. In generale la linearità non è molto elevata e dipende dalla corrente di riposo, dall'impedenza delle cuffie e dal tipo di transistor utilizzato. Il livello totale di armoniche può raggiungere i decimi di punto percentuale. Ma lo spettro della distorsione è favorevole, corto, con predominanza della seconda armonica. Ad esempio: con una corrente di riposo di 200 mA (cuffie 32 ohm), ci si può aspettare il livello della seconda armonica dell'ordine dello 0,1%, il livello della terza - 0,01% e la non fissazione delle armoniche di ordine superiore. Un amplificatore del genere dovrebbe suonare pulito.

Quando si lavora con cuffie ad alta impedenza (e spesso a bassa impedenza), diventa necessario amplificare il segnale. Garantire un margine di volume è molto vantaggioso per la qualità della riproduzione. Consideriamo lo schema più semplice. (Guarda l'immagine)

Tali circuiti vengono talvolta utilizzati anche per lavorare con un'acustica a tutti gli effetti. Una soluzione amatoriale. I vantaggi del circuito sono la semplicità e uno spettro di distorsione favorevole (seconda armonica). La colorazione del suono è piuttosto forte e il suo carattere dipende dal transistor selezionato, dalla corrente di riposo e dalla resistenza di carico. I fan del suono puro e accurato molto probabilmente non andranno bene.

L'elevato livello di armoniche è una conseguenza del funzionamento insoddisfacente della cascata con un carico a bassa resistenza. Se mettiamo un buffer aggiuntivo tra l'uscita dell'amplificatore e le cuffie (ad esempio, come discusso all'inizio), otterremo un nuovo circuito.

La linearità dell'amplificatore di tensione aumenterà in modo significativo e le caratteristiche sonore dell'intero circuito saranno determinate principalmente dallo stadio buffer di uscita.

Nella maggior parte dei casi, questo semplice circuito sarà sufficiente per abbinare le cuffie alla scheda audio del laptop. Ciò migliorerà la qualità della riproduzione.

Ora parliamo di ulteriori modi per migliorare le caratteristiche dell'amplificatore.

Puoi risolvere questo problema "sulla fronte". Ad esempio, aumentando la corrente di riposo o selezionando un transistor più lineare. Dovrai pagare per questo con una corrispondente complicazione e un aumento del prezzo. Aumenteranno anche le dimensioni. Questo metodo può migliorare significativamente le prestazioni, ma esistono altri modi meno semplici per migliorare.

Un modo più comune per aumentare i parametri oggettivi è complicare in modo significativo il circuito, introdurre un sistema operativo comune. Il circuito rimane compatto ed economico, ma difficile da ripetere, assemblare ed eseguire il debug. Allo stesso tempo, anche il suo prezzo aumenterà.

Pertanto, a nostro avviso, nessuna di queste opzioni è adatta al progettista. Mancano di versatilità.

Una soluzione più universale potrebbe essere un circuito che utilizza un amplificatore operazionale con un buffer di uscita aggiuntivo. Un esempio è nella figura.

La sua caratteristica principale è un suono molto chiaro. Vale a dire, a nostro avviso, questo è ciò che dovrebbe essere un amplificatore a transistor. E per un suono impreziosito, è meglio usare amplificatori ibridi.

Lo schema stesso lascia una certa libertà nell'impostazione del suono. Questo è anche un sostituto degli amplificatori operazionali (meno rumoroso, più/meno veloce, ecc.). Se lo si desidera, la sostituzione dei transistor di uscita, la scelta della loro modalità di funzionamento (che influenza i colori introdotti nel suono).

Modificando la sigillatura, il sistema operativo può coprire l'intero amplificatore o solo l'amplificatore operazionale. Ogni opzione è interessante a modo suo. Quando si copre l'intero amplificatore di feedback, si ottiene una linearità molto elevata, la distorsione armonica totale sarà millesimi di percentuale. L'esclusione del buffer di uscita dal loop dell'OS porterà ad un aumento della seconda armonica (distorsione “eufonica”). Inoltre, ci saranno altri cambiamenti che influenzeranno il suono. È del tutto possibile che qualcuno trovi questo suono più interessante. La corrente di riposo dello stadio di uscita può essere selezionata in base ai requisiti delle cuffie utilizzate (di default la imposterei su 200mA).

Tra gli altri vantaggi di un tale circuito, noterei la capacità di lavorare in un'ampia gamma di tensioni di alimentazione (senza alcuna impostazione o modifica), facilità di assemblaggio e configurazione.

Potrebbe anche essere utile per qualcuno che il dispositivo possa essere trasformato senza troppi sforzi in un amplificatore di potenza di alta qualità (in classe A) che funzioni per l'acustica. Ma questa, come si suol dire, è un'altra storia (se a qualcuno interessa la racconterò a parte).

La qualità del suono di questo auricolare è stata testata ed è elevata. Un circuito simile viene utilizzato nell'amplificatore, il cui aspetto è stato mostrato nelle fotografie che accompagnavano tutte le nostre voci sul designer.

Come si suol dire, ho tutto. Vorrei sapere cosa ne pensi di tutto questo?

Cordiali saluti, Konstantin M

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Puoi ordinare il progettista dell'amplificatore "Gamma" sul nostro sito web: AL "Filosofia del suono"

Comunità di discussione dei costruttori - "Costruttori elettronici". Giuntura.

In connessione con l'acquisto di una nuova scheda audio senza uscita per cuffie, avevo bisogno di un amplificatore per cuffie di discreta qualità che potesse pilotare i miei TDS-4 preferiti. L'amplificatore doveva essere compatto, facile da montare e configurare, con un basso livello di rumore e distorsione. Di conseguenza, l'amplificatore assemblato ha soddisfatto tutti i requisiti di cui sopra.

Le caratteristiche dell'amplificatore sono state misurate utilizzando il programma RMAA 6. È stato testato il layout di un canale (il programma ha funzionato in modalità MONO), i risultati della misurazione:

Irregolarità della risposta in frequenza (nell'intervallo 40 Hz - 15 kHz), dB: +0,05, -0,74

Livello di rumore, dB (A): -90,9

Gamma dinamica, dB(A): 90,9

Distorsione armonica, %: 0,0014

Distorsione di intermodulazione + rumore, %: 0,010

Intermodulazione a 10 kHz, %: 0,0084

L'amplificatore è costruito secondo il buffer dell'amplificatore operazionale + transistor di uscita. L'amplificatore operazionale fornisce l'elevato guadagno ad anello aperto necessario per sopprimere la distorsione non lineare con un feedback profondo. Il buffer di uscita fornisce l'amplificazione di corrente, adattando la bassa resistenza della bobina delle cuffie alla bassa potenza di uscita dell'amplificatore operazionale. Il circuito utilizza un doppio amplificatore operazionale ad alta velocità K574UD2. Il segnale dalla sorgente attraverso il condensatore di disaccoppiamento C3 e il resistore R1 viene alimentato all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale. Il resistore R4 imposta il punto operativo DC dell'amplificatore. Gli elementi C1, C2, R2, R3 forniscono la correzione della frequenza dell'amplificatore operazionale. Il buffer di uscita è realizzato secondo lo schema "parallelo". Questo circuito è stato scelto perché è privo della distorsione di diafonia riscontrata nei circuiti push-pull convenzionali. Quando si utilizzano transistor con parametri vicini, la tensione cade sulle giunzioni base-emettitore dei transistor prima che gli stadi finale e finale vengano reciprocamente compensati. I transistor buffer, essendo installati su un comune dissipatore di calore, si stabilizzano termicamente tra loro. L'amplificatore operazionale e lo stadio buffer sono coperti da un feedback comune CC e CA al 100%, il guadagno del circuito è 1.

È preferibile utilizzare il film per il condensatore C3. C1, C2, C6, C7 - ceramica. Tutti i resistori del tipo MLT-0.125 (o analoghi importati). Transistor VT1 KT315G, VT2 KT361G, VT3 KT815G, VT4 KT814G. Sarebbe preferibile utilizzare i transistor KT815G e KT814G come VT1 e VT2, per ragioni di parametri identici e per la capacità di organizzare facilmente il contatto termico di tutti e quattro i transistor buffer. È possibile sostituire l'amplificatore operazionale con qualsiasi altro ad alta velocità con una corrispondente modifica nell'insieme degli elementi correttivi e nel layout del circuito stampato. L'amplificatore è alimentato da un alimentatore bipolare non stabilizzato. L'alimentatore utilizza un trasformatore 220/20 prelevato dal punto medio dell'avvolgimento secondario. Qualsiasi ponte a diodi per tensione 50 V e corrente fino a 1 A. È possibile utilizzare diodi della serie 1N4001-1N4007. La capacità dei condensatori C4,C5 è almeno 1000 uF (io ho usato 4700 uF)

Un amplificatore correttamente assemblato non richiede regolazioni. È necessario controllare il consumo di corrente (circa 30 mA per un amplificatore a due canali) e la tensione costante in uscita.

I dettagli dell'amplificatore e dell'alimentatore sono posizionati su una scheda comune di dimensioni 35x78 mm. I transistor di ciascun canale sono collegati tramite distanziatori isolanti a un comune dissipatore di calore a forma di U. L'area del dissipatore di calore non è significativa, l'importante è che fornisca il contatto termico dei transistor.

Il circuito stampato è a strato singolo con ponticelli, divorziato in Sprint Layout 5. Nella versione dell'autore è stata utilizzata textolite non sventata, le parti sono state installate nei fori, i conduttori sono stati collegati con filo di rame.

Letteratura:

Blocco amplificatore di un complesso radioamatoriale. A. Ageev, Radio n. 8 1982

L'amplificatore per cuffie da tavolo Sapphire – http://phonoclone.com/diy-sapp.html

Se sei l'orgoglioso proprietario amplificatore a valvole, quindi, molto probabilmente, se vuoi ascoltare le tue canzoni preferite da solo, tramite le cuffie, ti trovi di fronte all'inconveniente causato dalla mancanza di un'uscita per le cuffie.

Sì, e anche i proprietari di smartphone e tablet costosi o poco costosi hanno difficoltà: questi dispositivi molto spesso non sono in grado di tremare cuffie di qualità ad alta impedenza. Pertanto, le tue composizioni preferite non suonano affatto come su apparecchiature professionali.

Naturalmente, se sei un vero amante della musica e apprezzi la musica più del denaro, nulla ti impedirà di acquistare un preamplificatore da $ 6.000, un amplificatore per cuffie da $ 5.000 e le cuffie stesse da $ 2.000. E immergiti nel nirvana... Tuttavia, se la situazione finanziaria non è così rosea, o ti piace fare tutto da solo, allora puoi assemblare un amplificatore per cuffie di alta qualità per soli... 30$.

Perché hai bisogno di lui???

Hai bisogno di un amplificatore di precisione? Dipende dai tuoi gusti e dalle tue abitudini musicali. Se sei abituato ad ascoltare musica in movimento, cioè da dispositivi portatili mentre cammini, fai jogging, in palestra e in altri luoghi simili, il progetto descritto di seguito non fa per te. Prova solo a scegliere le cuffie più adatte al tuo dispositivo in termini di caratteristiche e suono.

Lo stesso dovrebbe essere fatto se ti piacciono gli stili musicali in cui è presente una forte distorsione del segnale, come rock, heavy metal e simili.

Tuttavia, se preferisci ascoltare la musica in un ambiente tranquillo e confortevole a casa o in ufficio, e i tuoi gusti gravitano verso la musica dal vivo e naturale come la classica, il jazz o la voce pulita, allora sarai in grado di apprezzare il suono qualità e precisione del collegamento, amplificatore di precisione e cuffie di alta qualità.

Opzioni

Supponiamo che tu decida di aver bisogno di un amplificatore per cuffie. Qual è il prossimo passo? Su Internet puoi trovare molti progetti che utilizzano l'onnipresente LM386. Il microcircuito è diventato popolare grazie alla sua elevata affidabilità, basso costo, capacità di funzionare con alimentazione unipolare e un numero limitato di elementi esterni. Tali amplificatori di solito funzionano bene con cuffie economiche, ma tutti questi vantaggi impallidiscono rispetto al livello di rumore e distorsione dell'LM386 e di un amplificatore ben progettato basato su elementi discreti o su microcircuiti speciali.

Se disponi di circa $ 30 e non hai paura di lavorare con elementi a montaggio superficiale (elementi SMD), il progetto presentato qui è esattamente ciò di cui hai bisogno.

Idee e schema

Durante la progettazione di questo schema, sono stati presi in considerazione i seguenti punti:

• L'amplificatore dovrebbe essere pilotato dall'uscita relativa ad alta impedenza di un preamplificatore valvolare o di un amplificatore per chitarra elettrica. In altre parole, l'impedenza di ingresso deve essere facilmente regolabile per sorgenti con impedenze di uscita diverse.
• un piccolo numero di componenti. Pertanto, sono stati scelti i microcircuiti anziché i transistor.
• piccola amplificazione e potenza. Necessario per il rock cuffie dinamiche sensibili e non il sistema di altoparlanti.
• L'amplificatore deve essere in grado di gestire cuffie ad alta impedenza. L'autore utilizza un Sennheiser HD 600 (resistenza da 300 ohm).
• ottenere il rumore e la distorsione più bassi possibili.

schema elettrico amplificatore per cuffie di precisione mostrato in figura:

Zoom al clic

Durante lo sviluppo di questo progetto, sono stati presi in considerazione i microcircuiti di produttori come National Semiconductor, Texas Instruments e altri. Molte informazioni utili sono state trovate sulle risorse Headwize e sui forum DiyAudio.

Di conseguenza, la scelta è caduta su un driver per cuffie di precisione della Texas Instruments. TPA6120A2 e amplificatori operazionali AD8610 da Analog Devices per il buffer di ingresso.

Il circuito si è rivelato relativamente semplice, con alimentazione bipolare. Se siete sicuri che non vi sia alcuna componente costante all'uscita della vostra sorgente di segnale, allora i condensatori di accoppiamento (C24 e C30) possono essere esclusi dal percorso utilizzando i ponticelli H1 e H2.

L'alimentatore fornisce ± 12 V alla tensione di uscita con un carico fino a 1 A. Il suo schema è mostrato in figura:

Zoom al clic

Spesso nei progetti audiofili, il costo dell'alimentatore è molte volte superiore al costo della parte amplificante stessa. Qui è andata un po' meglio: il costo degli elementi per l'alimentazione è di circa $ 50 e gli elementi più costosi qui sono un trasformatore e condensatori elettrolitici. Puoi risparmiare un po 'se sostituisci il trasformatore toroidale con uno convenzionale a forma di W, abbandonando i LED e i fusibili all'uscita dell'unità.

È stata testata una versione con regolatori separati per ciascun canale TPA6120A2 (il microcircuito ha uscite di potenza separate per ciascun canale). La differenza non è stata udita né misurata, il che ha permesso di semplificare notevolmente l'alimentazione.

Poiché tutti i microcircuiti utilizzati nell'amplificatore hanno una bassa sensibilità al rumore e alle interferenze nei circuiti di alimentazione, nonché un elevato livello di soppressione del rumore di modo comune, l'uso dei tipici stabilizzatori integrati nell'alimentatore si è rivelato sufficiente per ottenere elevati prestazione.

TPA6120A2

L'IC TPA6120A2 di Texas Instruments è un amplificatore per cuffie di alta qualità e alta fedeltà. Utilizza un'architettura di amplificatore con ingresso differenziale, uscita single-ended e feedback di corrente. È grazie a quest'ultimo che si ottengono bassa distorsione e rumore, un'ampia banda di frequenza e un'alta velocità.

Il microcircuito contiene due canali indipendenti con uscite di potenza separate. Ogni canale ha le seguenti caratteristiche:

• potenza in uscita 80 mW su un carico di 600 ohm con alimentazione ± 12V con distorsione + rumore 0,00014%
• gamma dinamica superiore a 120 dB
• livello segnale/rumore 120 dB
• intervallo di tensione di alimentazione: da ± 5 V a ± 15 V
• velocità di variazione della tensione di uscita 1300 V/μs
• protezione contro cortocircuito e surriscaldamento

Per fare un confronto, il livello di distorsione + rumore per il chip "folk" LM386 è dello 0,2%. Sebbene, ovviamente, parametri elevati non garantiscano ancora un suono di alta qualità. Per ottenere il massimo risultato è necessario tenere conto delle raccomandazioni del produttore per la scelta degli elementi esterni e della topologia del circuito stampato. Tutto questo può essere trovato nella documentazione tecnica di questo chip.

AD8610

AD8610 di Analog Devices è un amplificatore operazionale con FET in ingresso, che garantisce offset e deriva bassi, basso rumore e correnti di ingresso basse. In termini di livello di rumore e velocità di variazione, questi amplificatori operazionali sono in perfetta armonia con il TPA6120A2.

Tuttavia, non essere pigro e prova a sostituirli con altri amplificatori operazionali. La piedinatura dell'AD8610 è compatibile con altri circuiti integrati audiofili. Inoltre, molti amanti della musica affermano di sentire la differenza nel suono dell'amplificatore operazionale!

Componenti passivi

Non tutte le resistenze sono uguali! E se il tuo budget lo consente, utilizza resistori a film metallico in questo design, che sono leggermente più costosi, ma hanno un rumore inferiore e una maggiore stabilità. Se si vuole risparmiare, i resistori a film metallico dovrebbero essere installati almeno nei circuiti di ingresso (per l'AD8610), dove la sensibilità al rumore è massima.

È meglio inserire condensatori a film sul percorso del segnale C23, C24, C29, C30. Il produttore consiglia condensatori ceramici per i circuiti di alimentazione dei microcircuiti.

Il requisito principale per i connettori di segnale è un contatto affidabile. Nel suo progetto, l'autore ha utilizzato il solito "jack" per collegare le cuffie e connettori RCA placcati in oro con isolamento in Teflon per collegare il cavo del segnale.

Lo schema elettrico mostra una versione dell'amplificatore per il funzionamento da un preamplificatore a valvole in cui il volume è controllato. Se si prevede che il design sia reso più flessibile e universale, allora, ovviamente, è auspicabile fornire il proprio controllo del volume all'ingresso. Per ottenere la massima qualità e per non degradare le caratteristiche dell'amplificatore, qui è necessario utilizzare un potenziometro di alta qualità.

Una versione economica potrebbe essere Alpha o RadioShack per circa $ 3. Per $ 40, puoi già acquistare un prodotto di livello audiofilo da ALPS. La soluzione migliore sarebbe utilizzare un attenuatore del disco rigido di DACT o GoldPoint. Il loro costo è di circa $ 170. A proposito, puoi trovare attenuatori simili di fabbricazione cinese su eBay per soli $ 30. Il valore del potenziometro può essere compreso tra 25 e 50 kOhm. L'utilizzo di un attenuatore a gradino, oltre alla comodità di regolazione del volume, garantisce inoltre l'identità della regolazione in entrambi i canali stereo, cosa particolarmente importante in un amplificatore per cuffie.

Progetto

Tutti gli elementi strutturali (ad eccezione del trasformatore di alimentazione) sono posizionati su un circuito stampato. Se si decide di utilizzare un alimentatore esterno o di assemblarlo in modo diverso, circa il 70% del circuito stampato rimarrà libero.

La disposizione degli elementi è mostrata in figura:

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La figura mostra un disegno del circuito stampato dal lato delle parti:

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La figura mostra un disegno del lato inferiore del circuito stampato:

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È possibile raccogliere disegni di circuiti stampati nel popolare formato SLayout

La caratteristica principale dell'installazione: sul lato inferiore della custodia TPA6120A2 è presente un'area di contatto di circa 3x4 mm. Lei deve essere saldato all'area del circuito stampato sotto il microcircuito, che funge da dissipatore di calore.

Foto della struttura finita:

Alla prima accensione è necessario rimuovere i due fusibili all'uscita dell'alimentatore e assicurarsi che funzioni. Se le tensioni di uscita sono corrette, sostituire i fusibili. L'amplificatore stesso non necessita di regolazione.

È possibile posizionare la scheda in una custodia di dimensioni adeguate, preferibilmente metallica per schermarla da interferenze esterne.

Conclusione

Soggettivamente, l'amplificatore suona alla pari con le apparecchiature da studio professionali. Rispetto all'LM386, questo design mostrava un suono più fluido, chiaro e dettagliato.

Lo schema si è rivelato abbastanza flessibile e facilmente personalizzabile per le varie esigenze. Quindi, ad esempio, l'autore stesso ha assemblato due copie dell'amplificatore. Uno secondo lo schema sopra riportato per il funzionamento in combinazione con un preamplificatore a valvole. La seconda copia è stata progettata per funzionare con uno smartphone e un amplificatore per chitarra, quindi è stata integrata all'ingresso con un filtro antirumore ad alta frequenza e un controllo del volume. Inoltre, per aumentare il guadagno (lo smartphone emetteva un livello di segnale insufficiente), i valori dei resistori R6 e R14 sono stati modificati a 2 kOhm.

Modificando i valori di questi resistori, è possibile modificare il guadagno in un ampio intervallo.

Una variante del circuito stampato dell'amplificatore dei nostri "amici marziani", progettata per l'installazione di elementi in pacchetti "standard" (non ci sono pacchetti DIP utilizzati nella progettazione dei microcircuiti):

Dimostrazione animata della tavola da tutte le angolazioni