Vienkāršs kvalitātes austiņu pastiprinātājs. Hu ir austiņu pastiprinātājs. Pastiprinātāja korpusa izgatavošana

Austiņu pastiprinātāja shēma, kas noteikti ir pelnījusi uzmanību. Šeit ir dubultota izejas strāva un atdalošo kondensatoru neesamība signāla ceļā. Tajā pašā laikā austiņu pastiprinātāja shēma ir ļoti vienkārša un saprotama.

Atjaunināts : Ieejas savienojuma kondensators ir izņemts no ķēdes. Ievades rezistoru vērtības ir mainītas.

Austiņu pastiprinātāja ķēde

Regulāri klejojumi pa bezgalīgiem plašumiem izgāztuves zināšanu krātuve – internets, noveda pie interesanta atraduma. Tas bija PDF fails no Burr Brown. Kas mani iedvesmoja izveidot op amp austiņu pastiprinātāju. No potenciālā ienaidnieka valodas tā nosaukumu var burtiski tulkot šādi: Izejas strāvas dubultošana līdz slodzei ar diviem OPA2604 audio operācijas pastiprinātājiem .

Fails sastāv no divām lapām, kur vērtīga ir tikai pirmā. Tur uzrādītā austiņu pastiprinātāja shēma ir pārzīmēta un atbrīvota no nevajadzīgiem gudriem uzrakstiem.

Iepazīstieties ar šo mūsu pastiprinātāja nākotnes sirdi. Un precīzāk - šī ir viena kanāla shēma. Mums būs 2 kanāli, kas nozīmē, ka mums ir nepieciešami divi divi darbības pastiprinātāji ( OU ).

Lai aizsargātu darbības pastiprinātāju izejas, ir nepieciešami rezistori R3 un R4 ar pretestību 51 omi.

Kāds ir šī pastiprinātāja "triks"?

Shēma nepavisam nav jauna, un tā ir zināma no 90. gadu datu lapām. Bet ķēdes interesants slēpjas faktā, ka abi operācijas pastiprinātāji pastiprina vienu un to pašu signālu. Bet tas nav tilts. Abu darbības pastiprinātāju izejas ir fāzē, un to izejas strāvas tiek pievienotas.

Šī iekļaušana atrisina daudzu darbības pastiprinātāju zemās izejas strāvas problēmu. Tas ievērojami palielina darbības pastiprinātāju skaitu, ko var izmantot pastiprinātājā. Tagad pietiek ar to, ka katrs operācijas pastiprinātājs var nodrošināt 35-40 mA izejas strāvu, nevis 70-80 mA, ja kanālā ir viens darbības pastiprinātājs.

Izejas strāvas maksimālā vērtība vienmēr ir norādīta darbības pastiprinātāja datu lapās.

Iegūt

Signāla pastiprinājumu nosaka rezistori R1 Un R2 . Tās precīzo vērtību nosaka pēc formulas:

K= 1+ R2/R1

Ja koncentrējaties uz līnijas izeju ar signāla līmeni 1 volts, tad lielākajai daļai austiņu pietiks ar trīs pastiprinājumu. Uz trīs un izlīdzināsim.

Vēlams, lai rezistoriem, kas nosaka pastiprinājumu, būtu precizitāte ne sliktāk par ±1% . Bieži vien veikalos nav ļoti lielas precizitātes rezistoru izvēles. Bet šajā gadījumā jūs varat iztikt ar tāda paša līmeņa rezistoriem.

Skapja tvertnēs tika atrasti precīzi 7,5 kOhm rezistori, kas kļuva par rezistoru R1 . Kā R2 divi 7,5 kΩ rezistori tika savienoti virknē. To pašu var izdarīt, paralēli savienojot divus 15 kΩ rezistorus kā R1 , un viens 15kΩ rezistors kā R2 .

Lai mainītu pastiprinājumu, labāk ir mainīt rezistoru R2 . Op-amp shēmām parasti ieteicams izmantot rezistorus ar nominālo vērtību 1 ÷ 100 kOhm. Rezistors R1 pildīs vēl vienu svarīgu funkciju, tātad vēlams izmantot 7,5 kOhm.

Mēs atceramies shēmu

Dokumentā sniegtā shēma ir nedaudz nepilnīga un atspoguļo tikai vissvarīgāko. Normālai darbībai ķēde jāpapildina ar ieejas shēmām, kā arī paralēli rezistoram R2 pievienojiet nelielu kondensatoru. Tas ir nepieciešams, lai izslēgtu operētājsistēmas pastiprinātāja pašizdegšanos.

Sākumā neizgudrosim riteni no jauna un neaizņemsimies ievades ķēdi no austiņu pastiprinātāja FiiO Olympus E10. Šajā gadījumā mūsu pastiprinātāja ķēde būs šāda:

Diagrammā parādītas divu darbības pastiprinātāju kājas DIP8 paketē. Ķēde ir pilnībā funkcionējoša un tai nav nepieciešama nekāda konfigurācija.

Noņemiet kondensatoru no ieejas

Operatīvais pastiprinātājs vienlīdz labi pastiprina gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas spriegumu. Kondensators ( C1 ) ir nepieciešams, lai atslēgtu pastāvīgo spriegumu ieejā. No vienas puses, parastie signāla avoti nedod pastāvīgu izvadi. Savukārt, ja pēkšņi parādās, tad jānogriež. Un pat austiņas var sadedzināt.

Bet cilvēki aktīvi nevēlas redzēt papildu kondensatorus signāla ceļā, tāpēc mēs tiksim ārā.

Pārlasot vēlreiz Shēmu māksla» Horovics un Hils atrada to, ko meklēja. Lai iegūtu maiņstrāvas pastiprinātāju, jums jāiekļauj kondensators, kas līdzīgs C1 , virknē ar rezistoru R1.

Šajā gadījumā op-amp atgriezeniskā saite darbosies tikai pēc izmaiņām, un mums vairs nebūs nepieciešams kondensators pie ieejas. Tāpēc jūs varat droši pārvietoties C1 no pastiprinātāja ieejas uz ķēdi atsauksmes OU.

izveidojies ( R1 , C1 ) atslēgs gan līdzstrāvas spriegumu, gan infra-zemās frekvences ( <10Гц ). Tie nenes noderīgu informāciju, bet ievērojami noslogo pastiprinātāju ar strāvu.

Arī šāda kondensatora iekļaušana samazinās operētājsistēmas pastiprinātāja nelīdzsvarotības spriegumu ieejās. Un tas, starp citu, tiek arī pastiprināts un sajaukts izejas signālā. Šajā gadījumā atgriezeniskās saites ķēdes kondensators praktiski neietekmē skaņu, atšķirībā no kondensatora pie ieejas. Vispār daži stabi no šādas permutācijas.

Ievades rezistori

Kondensatora noņemšana no ieejas lika tuvāk apskatīt rezistorus R5 Un R6, pa kreisi pie ieejas. Kāpēc tās vispār vajadzīgas un kā tās aprēķināt?

Rezistors R5 sauc par kompensējošu un ir nepieciešams, lai nodrošinātu vienādu pretestību starp katru ieeju un zemi. Tās vērtību definē kā rezistoru paralēlo pretestību R1 Un R2 .

Tomēr mēs konsekventi R1 izmaksas kondensators C1. Kondensatora pretestība ir atkarīga no frekvences un tiek pievienota rezistora pretestībai. Kondensatora pretestība noteiktā frekvencē tiek noteikta no attiecības:

R C \u003d 1 / (2 × π × F × C),

Kur F Gegrtsī, AR in farads, un R C omos

Lai noteiktu pretestību R5, Pirmkārt, tika aprēķinātas 2,2 μF kondensatora pretestības vērtības 20 Hz un 20 kHz frekvencēs. Pēc tam abos gadījumos tika aprēķinātas kompensējošo rezistoru vērtības. Izrādījās, ka rezistora pretestība R5 jāatrodas starp 8,91 kOhm (par 20 Hz) Un 6,81 kOhm (par 20kHz). Bez vilcināšanās iestrēdzis 7,5 kOhm

Ar kondensatoru mēs pastāvīgi atvienojām pastiprinātāja invertējošo ieeju no zemes. Bet op-amp jābūt savienotam ar zemi gan maiņstrāva, gan līdzstrāva. Tam ir paredzēts rezistors. R6 . Tā vērtība tika izvēlēta kā 75 kOhm. Bet jūs varat ievietot 100 kOhm. Mazāk par 75 kOhm, ar mainīgo 50 kOhm, es neieteiktu to iestatīt. Kopā ar rezistoru R5 tie šuntēs ievades mainīgo rezistoru.

Diagrammā tika nedaudz mainīta arī izvade. R3 un R4 reitingi tika samazināti līdz 10 omiem, un ar tiem virknē tika savienots rezistors R7 ar tādu pašu pretestību. Tam vajadzētu nodrošināt labāku izejas signālu summēšanu.

Jaudas pastiprinātājs

Skaņas kvalitāte ir ļoti svarīga. Šī ķēde ir paredzēta bipolāram barošanas spriegumam. Tas pasargā mūs no nevajadzīgu detaļu pievienošanas audio ceļam, un tas parasti ir labāks skaņai.

Mūsdienās ir darbības pastiprinātāji, kas darbojas no ±1,5 V, bet lielākā daļa opampu darbojas ar bipolāru barošanas spriegumu no ±3 V līdz ±18 V. Optimālo spriegumu var saukt par ± 12 V, kas atrodas vairuma darbības pastiprinātāju barošanas avotā.

Precīzas maksimālā barošanas sprieguma vērtības ir atrodamas konkrētu mikroshēmu dokumentācijā.

Komponentu kvalitāte

Nav nepieciešams nekavējoties iegādāties dārgas detaļas. Sākumā varat piegādāt kaut ko no tuvākā radio detaļu veikala sortimenta un pakāpeniski aizstāt tos ar labākiem komponentiem. Valde strādās pie jebkuras detaļas.

Kondensators C1 jābūt nepolāram. Labāk polipropilēns vai plēve. Kondensators C2 ir labāk izmantot keramiku. Kondensatoru precizitātei nav lielas nozīmes. bet labāk izmantot ar vismaz 5% precizitāti.

Operācijas pastiprinātāju cenas ir ļoti atšķirīgas, un dārgāks ne vienmēr ir labāks par skaņu. Sākumā būs iespējams instalēt kaut ko lētu un pieejamu, piemēram, daudzu iemīļoto NE5532 ($ 0,3). Ir ļoti vēlams, lai to ražotu Phillips.

Pēc tam, nomainot op-amp, būs iespējams spēlēt tik daudz, cik vēlaties. Ja ņemam vērā augstākas klases operētājsistēmu pastiprinātāju, tad OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397 ... ir sevi labi pierādījuši skaņai.

Es neiesaku pasūtīt čipsus no Aliexpress un citiem Ķīnas veikaliem. Ir diezgan daudz atsauksmju, kurās cilvēki ziņo, ka mikroshēmas nav oriģinālas. Jā, operētājsistēmas pastiprinātājs darbosies kā nākas, taču tas var nebūt jūsu pasūtītais OPA2134, bet gan lēts TL061 ar marķējumu OPA2134...

Secinājums

Iegūtā pastiprinātāja ķēde, kas samontēta uz OPA2132 un darbojas pat ar barošanas spriegumu ± 5 V, brīvi šūpo diezgan saspringto Sennheiser HD380 Pro.

Man nepatīk skaņu raksturot ar tādiem subjektīviem vārdiem kā "augstais kļuva par kristālu" vai "bass ir silts", varu teikt tikai to, ka, izmantojot labu op-amp, šim austiņu pastiprinātājam ir pietiekama telpa un izejas jauda. Tajā pašā laikā tam nav nepieciešama nekāda pielāgošana un tiek izmantots minimāls detaļu skaits, vienlaikus nodrošinot pienācīgu skaņas kvalitāti.

Apsvērtā shēma radīja ideju izveidot portatīvo austiņu pastiprinātāju. Tā izdomāts . Kuras būtība ir ar savām rokām no nulles izveidot pilnīgu portatīvo austiņu pastiprinātāja dizainu.

Materiāls sagatavots tikai vietnei

Kā saka, viss ģeniālais ir vienkāršs. Šis pastiprinātājs sastāv no minimālām daļām, nodrošinot, ka signāls iziet cauri minimālam skaitam elementu, tādējādi pasargājot to no kropļojumiem, ko šie elementi var radīt.

Pastiprinātāja jauda ir 500 mW. Aprēķinātais kropļojumu līmenis, izmantojot mikroshēmu, piemēram, OPA2134, ir 0,001%. Slodzes pretestība 32-300 Ohm.

Uz R1 un R2 ir samontēta skaļuma regulators, precīzāk, tas ir viens divkāršs rezistors. Pie ieejas ir 4,7 un 0,47 uF kondensatoru sviestmaize, kas ļauj sasniegt maksimālu linearitāti. Uz IC1.1 un IC1.2 ir samontēti invertējošie pastiprinātāji ar pastiprinājumu 4. Seko sekotāji uz tranzistoriem. OOS forma R6 un R5. R11 un R12 ierobežo strāvu, kas nāk no operētājsistēmas pastiprinātāja uz atkārtotāju bāzēm, šis operētājsistēmu pastiprinātājs atvieglo dzīvi un rada nedaudz mazākus traucējumus. R7, R8, R9, R10 ierobežo atkārtotāja tranzistoru strāvu un aizsargā tos no caurejošām strāvām. Ķēde tiek darbināta ar bipolāru spriegumu, un tajā ir iebūvētas filtrēšanas shēmas uz stabilizatora mikroshēmām 7812 un 7912. Kondensatori ir novietoti pie izejas, lai novērstu tiešā sprieguma iekļūšanu izejā.

Kā IC1 jūs varat izmantot LM358 kā vispieejamāko iespēju, taču augstas kvalitātes skaņai iesaku analogo likt dārgāk.

Iespiedshēmas plate ietver visus elementus, izņemot savienotājus. Tās izmēri ir tikai 50x50 mm. Šāds izmērs izvēlēts, lai nākotnē pasūtītu dēļus no ķīniešiem, saglabājot lētākās partijas ietvaros 5x5cm izmēru. Kopumā sākotnēji šo projektu bija plānots izmantot kā komerciālu attīstību, bet tomēr nolēmu to nodot publiskajā telpā.

Pirmā tāfele tiek izgatavota ar plotera lietojumprogrammu:

Pala ir maza, tāpēc stiprinājums tiek veikts ar mainīga rezistora standarta uzgriezni. Samontētā ierīce izskatās šādi:

Radio elementu saraksts

Apzīmējums	Tips	Denominācija	Daudzums	Piezīme	Veikals	Mans piezīmju bloks
IC1	Operacionālais pastiprinātājs	OPA2134	1	LM358		Uz piezīmju grāmatiņu
	Lineārais regulators	LM79L12	1			Uz piezīmju grāmatiņu
	Lineārais regulators	LM78L12	1			Uz piezīmju grāmatiņu
VT1, VT3	bipolārs tranzistors	BC547	2			Uz piezīmju grāmatiņu
VT2, VT4	bipolārs tranzistors	BC557	2			Uz piezīmju grāmatiņu
R1, R2	Mainīgs rezistors	50 kOhm	2			Uz piezīmju grāmatiņu
R3, R4	Rezistors	47 kOhm	2			Uz piezīmju grāmatiņu
R5, R6	Rezistors	200 kOhm	2			Uz piezīmju grāmatiņu
R7-R12	Rezistors	10 omi	6			Uz piezīmju grāmatiņu
		1000 uF	4			Uz piezīmju grāmatiņu
	elektrolītiskais kondensators	100 uF	2			Uz piezīmju grāmatiņu
	elektrolītiskais kondensators	10 uF	2

Saskaņā ar rezultātiem aptauja Uzvarēja austiņas, kas samontētas uz "pusvadītājiem". Tāpēc tieši ar viņiem mēs sāksim dizaineru līniju.

Es vēlētos sākt ar dažām vienkāršākajām shēmām. Tie nav piemēroti konstruktora lomai, taču to apsvēršana var mūs novest pie shēmas, uz kuru, mūsuprāt, ir jēga balstīt konstruktoru.

Tātad, sāksim.

Iepriekšējā rakstā mēs jau teicām, ka austiņu pastiprinātājam galvenokārt jāatrisina divi galvenie uzdevumi.

Pirmkārt, tai ir jāizlādē signāla avota izeja. Audio izejas darbība zemas pretestības slodzei izraisa krasu traucējumu palielināšanos (lielās strāvas slodzes dēļ) un frekvences reakcijas pasliktināšanos (bloķēšana zemās frekvencēs un dažreiz augstās frekvencēs). Buferstrāvas pastiprinātāja izmantošana novērš šīs parādības.

Otrkārt, lai nodrošinātu normālu skaļumu augstas pretestības austiņām (un skaļuma rezervi austiņām ar zemu pretestību), austiņai ir jābūt zināmam sprieguma pieaugumam.

Izmantojot zemas pretestības austiņas, ne vienmēr ir nepieciešams papildu pastiprinājums. Šādos gadījumos pastiprinātājs tiek izmantots kā strāvas buferis. Dažreiz šajā statusā var izmantot visvienkāršākās shēmas. Piemēram, kā attēlā. Tie ir regulāri atkārtotāji. Tos var montēt gan uz bipolāriem, gan lauka efekta tranzistoriem.

Primitīvākā shēma pa kreisi. Vienkāršība ir tā galvenā priekšrocība (varbūt vienīgā). Augsta nelinearitāte, liela izejas pretestība, ļoti zema efektivitāte (pat pēc A klases ķēžu standartiem) utt. padara to ne pārāk interesantu no praktiskā viedokļa.

Ir jēga to nedaudz sarežģīt. Aizstāsim emitera rezistoru ar strāvas avotu (diagramma labajā pusē). Šādai shēmai jau ir tiesības uz dzīvību. Tas var sasniegt zemu izejas pretestību, palielināt pastiprinātāja spēju piegādāt strāvu slodzei, ievērojami palielināt linearitāti utt.

Ir vērts pateikt dažus vārdus par ķēdes nelinearitāti ar strāvas avotu. Kopumā linearitāte nav ļoti augsta un ir atkarīga no miera strāvas, austiņu pretestības un izmantotā tranzistora veida. Kopējais harmoniku līmenis var sasniegt procenta desmitdaļas. Bet kropļojumu spektrs ir labvēlīgs, īss, pārsvarā ir otrā harmonika. Piemēram: pie miera strāvas 200 mA (austiņas 32 omi), jūs varat sagaidīt otrās harmonikas līmeni 0,1% apmērā, trešās līmeni - 0,01% un augstākas pakāpes harmoniku nefiksāciju. Šādam pastiprinātājam vajadzētu izklausīties tīri.

Strādājot ar augstas pretestības austiņām (un bieži vien ar zemu pretestību), ir nepieciešams pastiprināt signālu. Skaļuma robežas nodrošināšana ir ļoti labvēlīga atskaņošanas kvalitātei. Apskatīsim vienkāršāko shēmu. (skat. attēlu)

Šādas shēmas dažreiz tiek izmantotas pat darbam ar pilnvērtīgu akustiku. Amatieru risinājums. Ķēdes priekšrocības ir vienkāršība un labvēlīgs kropļojumu spektrs (otrā harmonika). Skaņas krāsojums ir diezgan spēcīgs, un tā raksturs ir atkarīgs no izvēlētā tranzistora, miera strāvas un slodzes pretestības. Tīras, precīzas skaņas cienītāji, visticamāk, to nedarīs.

Augsts harmoniku līmenis ir kaskādes neapmierinošas darbības sekas zemas pretestības slodzei. Ja starp pastiprinātāja izeju un austiņām ieliksim papildus buferi (piemēram, tādu kā sākumā tika runāts), iegūsim jaunu shēmu.

Sprieguma pastiprinātāja linearitāte ievērojami palielināsies, un visas ķēdes skaņas raksturlielumus galvenokārt noteiks izejas bufera stadija.

Vairumā gadījumu ar šo vienkāršo shēmu pietiks, lai saskaņotu austiņas ar klēpjdatora skaņas karti. Tas uzlabos atskaņošanas kvalitāti.

Tagad parunāsim par turpmākiem veidiem, kā uzlabot pastiprinātāja īpašības.

Jūs varat atrisināt šo problēmu "uz pieres". Piemēram, palielinot miera strāvu vai izvēloties lineārāku tranzistoru. Par to jums būs jāmaksā ar atbilstošu sarežģījumu un cenas pieaugumu. Palielināsies arī izmēri. Šī metode var ievērojami uzlabot veiktspēju, taču ir arī citi, mazāk vienkārši veidi, kā uzlabot.

Biežāks veids, kā palielināt objektīvos parametrus, ir ievērojami sarežģīt ķēdi, ieviest kopēju OS. Shēma joprojām ir kompakta un ekonomiska, taču to ir grūti atkārtot, salikt un atkļūdot. Tajā pašā laikā pieaugs arī tā cena.

Tāpēc, mūsuprāt, neviena no šīm iespējām dizaineram nav piemērota. Viņiem trūkst daudzpusības.

Universālāks risinājums varētu būt shēma, kurā tiek izmantots darbības pastiprinātājs ar papildu izejas buferi. Piemērs ir attēlā.

Tās galvenā iezīme ir ļoti skaidra skaņa. Proti, mūsuprāt, tādam ir jābūt tranzistora pastiprinātājam. Un izrotātai skaņai labāk izmantot hibrīda pastiprinātājus.

Pati shēma atstāj zināmu brīvību skaņas iestatīšanā. Tas ir arī darbības pastiprinātāju aizstājējs (mazāk trokšņains, vairāk / mazāk ātrs utt.). Ja vēlaties, izejas tranzistoru nomaiņa, to darbības režīma izvēle (kas ietekmē skaņā ievadītās krāsas).

Mainot blīvējumu, OS var aptvert visu pastiprinātāju vai tikai op-amp. Katrs variants ir interesants savā veidā. Aptverot visu atgriezeniskās saites pastiprinātāju, tiek panākta ļoti augsta linearitāte, kopējais harmoniskais kropļojums būs procentu tūkstošdaļas. Izvades bufera izslēgšana no operētājsistēmas cilpas izraisīs otrās harmonikas palielināšanos (“euphonious” kropļojumi). Turklāt būs dažas citas izmaiņas, kas ietekmēs skaņu. Pilnīgi iespējams, ka kādam šī skaņa liksies interesantāka. Izejas posma miera strāvu var izvēlēties atbilstoši izmantoto austiņu prasībām (pēc noklusējuma es to iestatītu uz 200mA).

Starp citām šādas shēmas priekšrocībām es atzīmēšu spēju strādāt plašā barošanas spriegumu diapazonā (bez iestatījumiem vai izmaiņām), vieglu montāžu un konfigurēšanu.

Kādam var noderēt arī tas, ka ierīci bez lielas piepūles var pārvērst par augstas kvalitātes jaudas pastiprinātāju (A klasē), kas darbojas akustikas labā. Bet tas, kā saka, ir cits stāsts (ja kādam interesē, pastāstīšu atsevišķi).

Šo austiņu skaņas kvalitāte ir pārbaudīta un ir augsta. Līdzīga shēma tiek izmantota pastiprinātājā, kura izskats tika parādīts fotogrāfijās, kas pievienotas visiem mūsu ierakstiem par dizaineru.

Kā saka, man ir viss. Es gribētu zināt, ko jūs domājat par šo visu?

Ar cieņu Konstantīns M

Visus rakstus par projektu "Gamma" var atrast caur navigatoru

Jūs varat pasūtīt pastiprinātāja "Gamma" dizaineru mūsu vietnē: AL "Skaņas filozofija"

Konstruktoru diskusiju kopiena - "Elektroniskie konstruktori". Pievienojieties.

Saistībā ar jaunas skaņas kartes bez austiņu izejas iegādi man bija nepieciešams kvalitatīvs austiņu pastiprinātājs, ar kuru varētu vadīt manus iecienītākos TDS-4. Pastiprinātājam bija jābūt kompaktam, viegli saliekamam un uzstādāmam, ar zemu trokšņa un kropļojumu līmeni. Rezultātā samontētais pastiprinātājs atbilda visām iepriekš minētajām prasībām.

Pastiprinātāja raksturlielumi tika mērīti, izmantojot programmu RMAA 6. Pārbaudīts viena kanāla izkārtojums (programma darbojās MONO režīmā), mērījumu rezultāti:

Frekvences reakcijas nevienmērīgums (diapazonā no 40 Hz - 15 kHz), dB: +0,05, -0,74

Trokšņa līmenis, dB (A): -90,9

Dinamiskais diapazons, dB(A): 90,9

Harmoniskie kropļojumi, %: 0,0014

Intermodulācijas kropļojums + troksnis, %: 0,010

Intermodulācija pie 10 kHz, %: 0,0084

Pastiprinātājs ir veidots saskaņā ar op amp + izejas tranzistora buferi. Operatīvais pastiprinātājs nodrošina augstu atvērtās cilpas pastiprinājumu, kas nepieciešams, lai ar dziļu atgriezenisko saiti nomāktu nelineārus kropļojumus. Izejas buferis nodrošina strāvas pastiprināšanu, saskaņojot austiņu spoles zemo pretestību ar operētājsistēmas pastiprinātāja zemo jaudu. Ķēdē tiek izmantots divkāršs ātrgaitas darbības pastiprinātājs K574UD2. Signāls no avota caur atsaistes kondensatoru C3 un rezistoru R1 tiek padots uz op-amp neinvertējošu ieeju. Rezistors R4 iestata pastiprinātāja līdzstrāvas darbības punktu. Elementi C1, C2, R2, R3 nodrošina operētājsistēmas pastiprinātāja frekvences korekciju. Izvades buferis tiek veikts saskaņā ar "paralēlo" shēmu. Šī shēma tika izvēlēta, jo tai trūkst šķērsruna kropļojumu, kas sastopams parastajās push-pull shēmās. Izmantojot tranzistorus ar tuviem parametriem, sprieguma kritumi tranzistoru bāzes-emitera krustojumos pirms pēdējā un beigu posma tiek savstarpēji kompensēti. Bufera tranzistori, kas uzstādīti uz kopējas siltuma izlietnes, savstarpēji termiski stabilizē viens otru. Darbības pastiprinātājs un bufera stadija ir pārklāta ar kopēju 100% līdzstrāvas un maiņstrāvas atgriezenisko saiti, ķēdes pastiprinājums ir 1.

Kondensators C3 ir vēlams izmantot plēvi. C1, C2, C6, C7 - keramika. Visi MLT-0.125 tipa rezistori (vai importētie analogi). Tranzistori VT1 KT315G, VT2 KT361G, VT3 KT815G, VT4 KT814G. Tranzistorus KT815G un KT814G būtu vēlams izmantot kā VT1 un VT2, lai nodrošinātu identiskus parametrus un iespēju viegli organizēt visu četru bufertranzistoru termisko kontaktu. Ir iespējams nomainīt op-amp pret jebkuru citu ātrgaitas, attiecīgi mainot koriģējošu elementu komplektu un iespiedshēmas plates izkārtojumu. Pastiprinātājs tiek darbināts ar bipolāru nestabilizētu barošanas avotu. Strāvas padevei tiek izmantots 220/20 transformators, kas pieslēgts no sekundārā tinuma viduspunkta. Jebkurš diodes tilts spriegumam 50V un strāvai līdz 1A. Ir iespējams izmantot 1N4001-1N4007 sērijas diodes. Kondensatoru C4, C5 kapacitāte ir vismaz 1000 uF (es izmantoju 4700 uF)

Pareizi samontētam pastiprinātājam nav nepieciešama regulēšana. Ir jāpārbauda strāvas patēriņš (apmēram 30 mA divkanālu pastiprinātājam) un pastāvīgais spriegums izejā.

Sīkāka informācija par pastiprinātāju un barošanas bloku ir novietota uz kopīgas plates ar izmēru 35x78mm. Katra kanāla tranzistori caur izolācijas starplikām ir piestiprināti pie kopējas U formas siltuma izlietnes. Siltuma izlietnes laukums nav būtisks, galvenais, lai tas nodrošinātu tranzistoru termisko kontaktu.

Iespiedshēmas plate ir viena slāņa ar džemperiem, šķirta Sprint Layout 5. Autora variantā izmantots nefolizēts tekstolīts, detaļas ieliktas urbumos, vadi savienoti ar vara stiepli.

Literatūra:

Radioamatieru kompleksa pastiprinošais bloks. A. Agejevs, Radio Nr.8 1982.g

Sapphire darbvirsmas austiņu pastiprinātājs - http://phonoclone.com/diy-sapp.html

Ja esat lepns īpašnieks cauruļu pastiprinātājs, tad, visticamāk, ja vēlaties klausīties iecienītākās dziesmas vienatnē, caur austiņām, jūs saskaraties ar neērtībām, ko rada austiņu izvades trūkums.

Jā, un dārgu vai ne pārāk viedtālruņu un planšetdatoru īpašniekiem arī klājas grūti - šīs ierīces visbiežāk nespēj kratīt kvalitatīvas augstas pretestības austiņas. Tāpēc jūsu iecienītākās kompozīcijas nepavisam neizklausās tāpat kā profesionālajā iekārtā.

Protams, ja esat īsts mūzikas cienītājs un vērtējat mūziku vairāk nekā naudu, tad nekas netraucēs jums iegādāties priekšpastiprinātāju par 6000 USD, austiņu pastiprinātāju par 5000 USD un pašas austiņas par 2000 USD. Un gremdēties nirvānā... Taču, ja naudas situācija nav tik rožaina, vai patīk visu darīt pašam, tad izrādās, ka kvalitatīvu austiņu pastiprinātāju var salikt tikai par... 30$.

Kāpēc tev viņš vajadzīgs???

Vai jums ir nepieciešams precīzs pastiprinātājs? Tas ir atkarīgs no jūsu muzikālās gaumes un ieradumiem. Ja esat pieradis klausīties mūziku, atrodoties ceļā, tas ir, no pārnēsājamām ierīcēm, ejot, skrienot, trenažieru zālē un citās līdzīgās vietās, tad tālāk aprakstītais projekts nav domāts jums. Vienkārši mēģiniet izvēlēties savai ierīcei vispiemērotākās austiņas īpašību un skaņas ziņā.

Tas pats jādara, ja jums patīk mūzikas stili, kuros ir spēcīgi signāla kropļojumi, piemēram, roks, smagais metāls un tamlīdzīgi.

Tomēr, ja vēlaties klausīties mūziku klusā, ērtā vidē mājās vai birojā un jūsu gaume tiecas uz dzīvu un dabisku mūziku, piemēram, klasiku, džezu vai tīru vokālu, varat novērtēt skaņas kvalitāti un precizitāti, ko sniedz precīza pastiprinātāja un augstas kvalitātes austiņu kombinācija.

Iespējas

Pieņemsim, ka esat nolēmis, ka jums ir nepieciešams austiņu pastiprinātājs. Kāds ir nākamais solis? Internetā jūs varat atrast daudz projektu, izmantojot visuresošo LM386. Mikroshēma ir kļuvusi populāra, pateicoties tās augstajai uzticamībai, zemajām izmaksām, spējai strādāt ar vienpolāru barošanas avotu un nelielam skaitam ārējo elementu. Šādi pastiprinātāji parasti labi darbojas ar lētām austiņām, taču visas šīs priekšrocības ir bāla salīdzinājumā ar LM386 trokšņu un kropļojumu līmeni un labi izstrādātu pastiprinātāju, kura pamatā ir atsevišķi elementi vai īpašas mikroshēmas.

Ja jums ir aptuveni 30 USD un jūs nebaidāties strādāt ar virsmas montāžas elementiem (SMD elementiem), tad šeit parādītais projekts ir tieši tas, kas jums nepieciešams.

Idejas un shēma

Izstrādājot šo shēmu, tika ņemti vērā šādi punkti:

• Pastiprinātājs jāvada no cauruļu priekšpastiprinātāja vai elektriskās ģitāras pastiprinātāja relatīvās augstas pretestības izejas. Citiem vārdiem sakot, ieejas pretestībai jābūt viegli regulējamai avotiem ar dažādām izejas pretestībām.
• neliels skaits sastāvdaļu. Tāpēc tranzistoru vietā tika izvēlētas mikroshēmas.
• mazs pastiprinājums un jauda. Nepieciešams šūpošanai jutīgas dinamiskas austiņas nevis skaļruņu sistēma.
• Pastiprinātājam jāspēj strādāt ar augstas pretestības austiņām. Autors izmanto Sennheiser HD 600 (300 omu pretestība).
• sasniegt zemāko iespējamo troksni un kropļojumus.

ķēdes shēma precīzs austiņu pastiprinātājs parādīts attēlā:

Palieliniet, klikšķinot

Izstrādājot šo dizainu, tika ņemtas vērā tādu ražotāju mikroshēmas kā National Semiconductor, Texas Instruments un citi. Headwize resursos un DiyAudio forumos tika atrasta daudz noderīgas informācijas.

Rezultātā izvēle krita uz precīzo austiņu draiveri no Texas Instruments. TPA6120A2 un operacionālie pastiprinātāji AD8610 no Analog Devices ievades buferim.

Ķēde izrādījās salīdzinoši vienkārša, ar bipolāru jaudu. Ja esat pārliecināts, ka signāla avota izejā nav pastāvīgas sastāvdaļas, savienojuma kondensatorus (C24 un C30) var izslēgt no ceļa, izmantojot džemperus H1 un H2.

Barošanas avots nodrošina ± 12V pie izejas sprieguma pie slodzes līdz 1A. Tās shēma ir parādīta attēlā:

Palieliniet, klikšķinot

Bieži vien audiofilu konstrukcijās barošanas avota izmaksas ir vairākas reizes augstākas nekā pašas pastiprinošās daļas izmaksas. Šeit izrādījās nedaudz labāk - barošanas avota elementu izmaksas ir aptuveni 50 USD, un visdārgākie elementi šeit ir transformators un elektrolītiskie kondensatori. Jūs varat nedaudz ietaupīt, nomainot toroidālo transformatoru ar parasto W-veida transformatoru, atsakoties no gaismas diodēm un drošinātājiem ierīces izejā.

Tika pārbaudīta versija ar atsevišķiem regulatoriem katram kanālam TPA6120A2 (mikroshēmai ir atsevišķas jaudas izejas katram kanālam). Atšķirību nevarēja ne dzirdēt, ne izmērīt, kas ļāva būtiski vienkāršot barošanu.

Tā kā visām pastiprinātājā izmantotajām mikroshēmām ir zema jutība pret troksni un traucējumiem barošanas ķēdēs, kā arī augsts kopējā režīma trokšņu slāpēšanas līmenis, tad, lai iegūtu augstu veiktspēju, pietiek ar tipisku integrētu stabilizatoru izmantošanu barošanas blokā.

TPA6120A2

TPA6120A2 IC no Texas Instruments ir augstas kvalitātes, augstas precizitātes austiņu pastiprinātājs. Tas izmanto pastiprinātāja arhitektūru ar diferenciālo ieeju, vienpusēju izeju un strāvas atgriezenisko saiti. Pateicoties pēdējam, lielākā mērā tiek iegūti zemi kropļojumi un trokšņi, plaša frekvenču josla un liels ātrums.

Mikroshēmā ir divi neatkarīgi kanāli ar atsevišķām jaudas izvadēm. Katram kanālam ir šādas īpašības:

• izejas jauda 80 mW 600 omu slodzē pie ± 12 V barošanas avota ar kropļojumiem + troksni 0,00014%
• vairāk nekā 120 dB dinamiskais diapazons
• signāla/trokšņa līmenis 120 dB
• barošanas sprieguma diapazons: ± 5V līdz ± 15V
• izejas sprieguma maiņas ātrums 1300V/µs
• aizsardzība pret īssavienojumu un pārkaršanu

Salīdzinājumam, kropļojuma + trokšņa līmenis "tautas" LM386 mikroshēmai ir 0,2%. Lai gan, protams, augsti parametri joprojām negarantē augstas kvalitātes skaņu. Lai iegūtu maksimālu rezultātu, ir jāņem vērā ražotāja ieteikumi par ārējo elementu izvēli un iespiedshēmas plates topoloģiju. To visu var atrast šīs mikroshēmas tehniskajā dokumentācijā.

AD8610

Analog Devices AD8610 ir darbības pastiprinātājs ar FET ieejā, kā rezultātā tiek nodrošināta zema nobīde un novirze, zems trokšņa līmenis un zemas ieejas strāvas. Trokšņu līmeņa un pagrieziena ātruma ziņā šie darbības pastiprinātāji ir ideālā harmonijā ar TPA6120A2.

Tomēr neesiet slinki un mēģiniet tos aizstāt ar citiem darbības pastiprinātājiem. AD8610 spraudnis ir saderīgs ar citiem audiofiliem IC. Turklāt daudzi mūzikas mīļotāji apgalvo, ka viņi dzird atšķirību op-amp skaņā!

Pasīvās sastāvdaļas

Ne visi rezistori ir vienādi! Un, ja jūsu budžets atļauj, izmantojiet šajā dizainā metāla plēves rezistorus, kas ir nedaudz dārgāki, taču tiem ir zemāks troksnis un lielāka stabilitāte. Ja vēlaties ietaupīt naudu, metāla plēves rezistori jāuzstāda vismaz ievades ķēdēs (AD8610), kur ir visaugstākā jutība pret troksni.

Filmas kondensatorus labāk likt uz signāla ceļa C23, C24, C29, C30. Mikroshēmu barošanas ķēdēm ražotājs iesaka keramikas kondensatorus.

Galvenā prasība signāla savienotājiem ir uzticams kontakts. Autors savā dizainā izmantoja parasto "ligzdu", lai savienotu austiņas un apzeltītus RCA savienotājus ar teflona izolāciju, lai savienotu signāla kabeli.

Shēma parāda pastiprinātāja versiju darbam no lampas priekšpastiprinātāja, kurā tiek kontrolēts skaļums. Ja dizainu paredzēts padarīt elastīgāku un universālāku, tad, protams, vēlams ieejā nodrošināt savu skaļuma kontroli. Lai sasniegtu maksimālu kvalitāti un nepasliktinātu pastiprinātāja īpašības, šeit jāizmanto augstas kvalitātes potenciometrs.

Budžeta versija varētu būt Alpha vai RadioShack par aptuveni 3 USD. Par 40 $ jūs jau varat iegādāties audiofīla līmeņa produktu no ALPS. Labākais risinājums būtu izmantot cietā diska vājinātāju no DACT vai GoldPoint. To izmaksas ir aptuveni 170 USD. Starp citu, līdzīgus Ķīnā ražotus vājinātājus eBay var atrast tikai par 30 USD. Potenciometra vērtība var būt diapazonā no 25-50 kOhm. Pakāpju vājinātāja izmantošana papildus skaļuma regulēšanas ērtībām papildus garantē regulējuma identitāti abos stereo kanālos, kas ir īpaši svarīgi austiņu pastiprinātājā.

Dizains

Visi konstrukcijas elementi (izņemot jaudas transformatoru) ir novietoti uz vienas iespiedshēmas plates. Ja nolemjat izmantot ārēju barošanas avotu vai montēt to citādi, aptuveni 70% iespiedshēmas plates paliks brīvi.

Elementu izkārtojums parādīts attēlā:

Palieliniet, klikšķinot

Attēlā parādīts iespiedshēmas plates rasējums no detaļu sāniem:

Palieliniet, klikšķinot

Attēlā parādīts iespiedshēmas plates apakšējās puses rasējums:

Palieliniet, klikšķinot

Iespiedshēmas plates rasējumus populārajā SLayout formātā var paņemt

Galvenā instalācijas iezīme: TPA6120A2 korpusa apakšējā pusē ir kontakta laukums aptuveni 3x4 mm. Viņai jābūt pielodēts uz laukumu uz iespiedshēmas plates zem mikroshēmas, kas kalpo kā siltuma izlietne.

Gatavās struktūras fotoattēls:

Pirmo reizi ieslēdzot, noņemiet divus drošinātājus no barošanas avota izejas un pārliecinieties, ka tas darbojas. Ja izejas spriegums ir pareizs, nomainiet drošinātājus. Pašam pastiprinātājam nav nepieciešama regulēšana.

Plāksni varat ievietot piemērotu izmēru futrālī, vēlams metāla, lai pasargātu no ārējiem traucējumiem.

Secinājums

Subjektīvi pastiprinātājs izklausās līdzvērtīgi profesionālai studijas tehnikai. Salīdzinot ar LM386, šis dizains parādīja vienmērīgāku, skaidrāku un detalizētāku skaņu.

Shēma izrādījās diezgan elastīga un viegli pielāgojama dažādām vajadzībām. Tā, piemēram, autors pats samontēja divus pastiprinātāja eksemplārus. Viens saskaņā ar iepriekš minēto shēmu darbam kopā ar lampas priekšpastiprinātāju. Otrais eksemplārs bija paredzēts darbam ar viedtālruni un ģitāras pastiprinātāju, tāpēc pie ieejas tika papildināts ar augstfrekvences trokšņu filtru un skaļuma regulētāju. Turklāt, lai palielinātu pastiprinājumu (viedtālrunis izsniedza nepietiekamu signāla līmeni), rezistoru R6 un R14 vērtības tika mainītas uz 2 kOhm.

Mainot šo rezistoru vērtības, jūs varat mainīt pastiprinājumu plašā diapazonā.

Mūsu “Marsiešu draugu” pastiprinātāja iespiedshēmas plates variants, kas paredzēts elementu uzstādīšanai “standarta” pakotnēs (mikroshēmu projektēšanā netiek izmantotas DIP paketes):

Animēta tāfeles demonstrācija no visiem leņķiem