Jednoduchý kvalitný slúchadlový zosilňovač. Hu je slúchadlový zosilňovač. Výroba puzdra zosilňovača

Obvod zosilňovača pre slúchadlá, ktorý si rozhodne zaslúži pozornosť. Tu a zdvojnásobený výstupný prúd a absencia oddeľovacích kondenzátorov v signálovej ceste. Súčasne je obvod zosilňovača pre slúchadlá veľmi jednoduchý a zrozumiteľný.

Aktualizované : Vstupný väzobný kondenzátor bol odstránený z obvodu. Hodnoty vstupného odporu sa zmenili.

Obvod zosilňovača slúchadiel

Pravidelné potulky nekonečnými priestranstvami skládky sklad vedomostí – internet, viedol k zaujímavému nálezu. To bolo PDF súbor od Burr Brown. Čo ma inšpirovalo k vytvoreniu zosilňovača pre slúchadlá operačného zosilňovača. Z jazyka potenciálneho nepriateľa možno jeho názov doslovne preložiť takto: Zdvojnásobenie výstupného prúdu do záťaže pomocou dvoch audio operačných zosilňovačov OPA2604 .

Súbor pozostáva z dvoch strán, z ktorých má hodnotu iba prvá. Prezentovaný obvod zosilňovača slúchadiel bol prekreslený a zbavený zbytočných šikovných nápisov.

Zoznámte sa s týmto budúcim srdcom nášho zosilňovača. A presnejšie - toto je schéma jedného kanála. Budeme mať 2 kanály, čo znamená, že potrebujeme dva duálne operačné zosilňovače ( OU ).

Na ochranu výstupov operačných zosilňovačov sú potrebné rezistory R3 a R4 s odporom 51 ohmov.

V čom spočíva "trik" tohto zosilňovača?

Schéma nie je vôbec nová a je známa z datasheetov z 90. rokov. Ale zaujímavosť obvodu spočíva v tom, že oba operačné zosilňovače zosilňujú rovnaký signál. Ale toto nie je most. Výstupy oboch operačných zosilňovačov sú vo fáze a ich výstupné prúdy sa sčítavajú.

Toto zahrnutie rieši problém nízkeho výstupného prúdu mnohých operačných zosilňovačov. To výrazne zvyšuje počet operačných zosilňovačov, ktoré možno použiť v zosilňovači. Teraz stačí, že každý operačný zosilňovač môže poskytnúť výstupný prúd 35-40 mA namiesto 70-80 mA v prípade jedného operačného zosilňovača na kanál.

Maximálna hodnota výstupného prúdu je vždy uvedená v technických listoch operačného zosilňovača.

Získať

Zosilnenie signálu je určené odpormi R1 A R2 . Jeho presná hodnota je určená vzorcom:

K = 1+ R2/R1

Ak sa zameriate na linkový výstup s úrovňou signálu 1 Volt, tak väčšine slúchadiel bude stačiť zisk tri. Na tri a vyrovnáme.

Je žiaduce, aby rezistory, ktoré nastavujú zisk, mali presnosť nie horšie ako ± 1 % . V obchodoch často nie je príliš veľký výber presných odporov. Ale v tomto prípade si vystačíte s odpormi rovnakého hodnotenia.

V zásobníkoch skrine sa našli presné odpory 7,5 kOhm, ktoré sa stali rezistorom R1 . Ako R2 dva odpory 7,5 kΩ boli zapojené do série. To isté sa dá urobiť paralelným zapojením dvoch odporov 15 kΩ ako R1 a jeden 15kΩ odpor ako R2 .

Ak chcete zmeniť zisk, je lepšie zmeniť odpor R2 . Pre obvody operačného zosilňovača sa zvyčajne odporúča použiť odpory s nominálnou hodnotou 1 ÷ 100 kOhm. Rezistor R1 bude plniť ešte jednu dôležitú funkciu, tzv je žiaduce použiť 7,5 kOhm.

Pripomíname schému

Schéma uvedená v dokumente je trochu neúplná a odráža len to najdôležitejšie. Pre normálnu prevádzku by mal byť obvod doplnený o vstupné obvody, ako aj paralelne s odporom R2 pridajte malý kondenzátor. Je potrebné vylúčiť samobudenie operačného zosilňovača.

Na začiatok nevynájdime koleso a požičiajme si vstupný obvod zo zosilňovača slúchadiel FiiO Olympus E10. V tomto prípade bude mať obvod nášho zosilňovača nasledujúcu formu:

Schéma ukazuje nohy pre duálny operačný zosilňovač v puzdre DIP8. Okruh je plne funkčný a nevyžaduje žiadnu konfiguráciu.

Odstráňte kondenzátor zo vstupu

Operačný zosilňovač rovnako dobre zosilňuje striedavé aj jednosmerné napätie. Kondenzátor ( C1 ) je potrebný na prerušenie konštantného napätia na vstupe. Na jednej strane normálne zdroje signálu nedávajú konštantný výstup. Na druhej strane, ak sa náhle objaví, musí sa odrezať. A dokonca aj slúchadlá sa dajú spáliť.

Ale ľudia aktívne nechcú vidieť ďalšie kondenzátory v signálovej ceste, takže sa dostaneme von.

Prečítať ešte raz Umenie obvodov» Horowitz a Hill našli to, čo hľadal. Ak chcete získať zosilňovač striedavého prúdu, musíte zahrnúť kondenzátor podobný ako C1 , v sérii s rezistorom R1.

V tomto prípade bude spätná väzba operačného zosilňovača fungovať len na zmenu a na vstupe už nebudeme potrebovať kondenzátor. Preto sa môžete bezpečne pohybovať C1 zo vstupu zosilňovača do obvodu spätná väzba OU.

vytvorený ( R1 , C1 ) preruší jednosmerné napätie aj infra-nízke frekvencie ( <10Гц ). Nenesú užitočné informácie, ale výrazne zaťažujú zosilňovač prúdom.

Takéto zahrnutie kondenzátora tiež zníži napätie nerovnováhy operačného zosilňovača na vstupoch. A ten je mimochodom aj zosilnený a primiešaný do výstupného signálu. V tomto prípade kondenzátor v spätnoväzbovom obvode prakticky neovplyvňuje zvuk, na rozdiel od kondenzátora na vstupe. Vo všeobecnosti niektoré póly z takejto permutácie.

Vstupné odpory

Odstránenie kondenzátora zo vstupu si vynútilo bližší pohľad na odpory R5 A R6, vľavo pri vchode. Prečo sú vôbec potrebné a ako ich vypočítať?

Rezistor R5 nazývaný kompenzačný a je potrebný na zabezpečenie rovnosti odporu medzi každým zo vstupov a zemou. Jeho hodnota je definovaná ako paralelný odpor rezistorov R1 A R2 .

My však dôsledne R1 náklady na kondenzátor C1. Odpor kondenzátora závisí od frekvencie a pripočítava sa k odporu odporu. Odpor kondenzátora pri určitej frekvencii je určený zo vzťahu:

R C \u003d 1 / (2 × π × F × C),

Kde F v Gegrtsy, S vo faradoch a R C v ohmoch

Na určenie odporu R5, najprv sa vypočítali hodnoty odporu 2,2 μF kondenzátora pri frekvenciách 20 Hz a 20 kHz. Potom sa pre oba prípady vypočítali hodnoty kompenzačných odporov. Ukázalo sa, že odpor rezistora R5 musí ležať medzi 8,91 kOhm (pre 20 Hz) A 6,81 kOhm (pre 20 kHz). Bez váhania sa zasekol 7,5 kOhm

Kondenzátorom sme konštantne odpojili invertujúci vstup zosilňovača od zeme. Operačný zosilňovač však musí byť pripojený k zemi striedavým aj jednosmerným prúdom. Na to slúži odpor. R6 . Jeho hodnota bola zvolená na 75 kOhm. Ale môžete dať 100 kOhm. Menej ako 75 kOhm, pri premennej 50 kOhm by som neodporúčal nastavovať. Spolu s odporom R5 budú skratovať vstupný premenný odpor.

Výstup bol tiež mierne zmenený na diagrame. Hodnoty R3 a R4 boli znížené na 10 ohmov a do série s nimi bol zapojený odpor R7 s rovnakým odporom. To by malo poskytnúť lepší súčet výstupných signálov.

Výkonový zosilňovač

Kvalita zvuku je veľmi dôležitá. Tento obvod je navrhnutý pre bipolárne napájacie napätie. To nám ušetrí zbytočné pridávanie detailov do zvukovej cesty a vo všeobecnosti je to lepšie pre zvuk.

Dnes existujú operačné zosilňovače pracujúce od ±1,5V, ale väčšina operačných zosilňovačov pracuje pri bipolárnom napájacom napätí ±3V až ±18V. Optimálne napätie možno nazvať ± 12V, čo je v rámci napájania väčšiny operačných zosilňovačov.

Presné hodnoty maximálneho napájacieho napätia by ste mali nájsť v dokumentácii pre konkrétne mikroobvody.

Kvalita komponentov

Nie je potrebné okamžite kupovať drahé diely. Na začiatok môžete dodať niečo zo sortimentu najbližšieho obchodu s rádiovými súčiastkami a postupne ich nahradiť lepšími komponentmi. Doska bude pracovať na akýchkoľvek detailoch.

Kondenzátor C1 musí byť nepolárne. Lepší polypropylén alebo film. Kondenzátor C2 je lepšie použiť keramiku. Presnosť kondenzátorov nie je veľmi dôležitá. ale je lepšie používať s presnosťou najmenej 5%.

Ceny operačných zosilňovačov sa značne líšia a drahšie nie sú vždy lepšie pre zvuk. Na začiatok bude možné nainštalovať niečo lacné a cenovo dostupné, napríklad obľúbené NE5532 (0,3 USD). Je veľmi žiaduce, aby ho vyrábala spoločnosť Phillips.

Následne s výmenou op-ampu bude možné hrať koľko len budete chcieť. Ak uvažujeme o operačnom zosilňovači vyššej triedy, tak OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397 ... sa dobre osvedčili na zvuk.

Neodporúčam objednávať čipsy z Aliexpressu a iných čínskych obchodov. Existuje pomerne veľa recenzií, v ktorých ľudia uvádzajú, že mikroobvody nie sú originálne. Áno, operačný zosilňovač bude fungovať ako má, ale nemusí to byť OPA2134, ktorý ste si objednali, ale skôr lacný TL061 s označením OPA2134...

Záver

Výsledný obvod zosilňovača, zostavený na OPA2132 a pracujúci aj pri napájacom napätí ± 5V, voľne kýva pomerne tesným Sennheiser HD380 Pro.

Nerád popisujem zvuk subjektívnymi pojmami ako „výšky sa stali kryštálom“ alebo „basy sú teplé“, môžem len povedať, že pri použití dobrého op-ampu má tento slúchadlový zosilňovač dostatočnú výšku a výstupný výkon. Zároveň nevyžaduje žiadne nastavovanie a využíva minimum detailov, pričom poskytuje slušnú kvalitu zvuku.

Uvažovaný obvod viedol k myšlienke vytvorenia prenosného slúchadlového zosilňovača. Tak vymyslené . Podstatou je vytvorenie kompletného dizajnu prenosného slúchadlového zosilňovača vlastnými rukami od začiatku.

Materiál pripravený výhradne pre danú lokalitu

Ako sa hovorí, všetko dômyselné je jednoduché. Tento zosilňovač pozostáva z minima častí, ktoré zaisťujú, že signál prechádza minimom prvkov, a tým ho chráni pred skreslením, ktoré tieto prvky môžu spôsobiť.

Zosilňovač má výkon 500mW. Vypočítaná úroveň skreslenia pri použití čipu ako OPA2134 je 0,001%. Záťažový odpor 32-300 Ohm.

Na R1 a R2 je namontovaný ovládač hlasitosti, presnejšie je to jeden duálny odpor. Na vstupe je sendvič 4,7 a 0,47 uF kondenzátorov, čo umožňuje dosiahnuť maximálnu linearitu. Na IC1.1 a IC1.2 sú osadené invertujúce zosilňovače so ziskom 4. Nasledujú sledovače na tranzistoroch. OOS formulár R6 a R5. R11 a R12 obmedzujú prúd prichádzajúci z operačného zosilňovača na základne opakovačov, tento operačný zosilňovač uľahčuje život a je tu o niečo menšie skreslenie. R7, R8, R9, R10 obmedzujú prúd opakovacích tranzistorov a chránia ich pred priechodnými prúdmi. Obvod je napájaný bipolárnym napätím a má zabudované filtračné obvody na stabilizačných čipoch 7812 a 7912. Na výstupe sú umiestnené kondenzátory, ktoré zabraňujú vstupu priameho napätia na výstup.

Ako IC1 môžete použiť LM358 ako najdostupnejšiu možnosť, ale pre kvalitný zvuk vám odporúčam dať analóg drahšie.

Doska plošných spojov obsahuje všetky prvky okrem konektorov. Jeho rozmery sú len 50x50mm. Táto veľkosť bola zvolená s cieľom objednať si dosky od Číňanov v budúcnosti, pričom v rámci najlacnejšej šarže sa zachovali rozmery 5x5 cm. Vo všeobecnosti sa tento projekt pôvodne plánoval použiť ako komerčný vývoj, ale stále som sa rozhodol dať ho do verejnej sféry.

Prvá doska je vyrobená aplikáciou plotra:

Pala je malá, takže upevnenie sa vykonáva pomocou štandardnej matice premenlivého odporu. Zostavené zariadenie vyzerá takto:

Zoznam rádiových prvkov

Označenie	Typ	Denominácia	Množstvo	Poznámka	Obchod	Môj poznámkový blok
IC1	Operačný zosilňovač	OPA2134	1	LM358		Do poznámkového bloku
	Lineárny regulátor	LM79L12	1			Do poznámkového bloku
	Lineárny regulátor	LM78L12	1			Do poznámkového bloku
VT1, VT3	bipolárny tranzistor	BC547	2			Do poznámkového bloku
VT2, VT4	bipolárny tranzistor	BC557	2			Do poznámkového bloku
R1, R2	Variabilný odpor	50 kOhm	2			Do poznámkového bloku
R3, R4	Rezistor	47 kOhm	2			Do poznámkového bloku
R5, R6	Rezistor	200 kOhm	2			Do poznámkového bloku
R7-R12	Rezistor	10 ohmov	6			Do poznámkového bloku
		1000uF	4			Do poznámkového bloku
	elektrolytický kondenzátor	100uF	2			Do poznámkového bloku
	elektrolytický kondenzátor	10 uF	2

Podľa výsledkov prieskum Vyhrali slúchadlá zostavené na „polovodičoch“. Preto s nimi začneme rad dizajnérov.

Chcel by som začať s niekoľkými najjednoduchšími schémami. Na rolu konštruktéra sa nehodia, no ich zváženie nás môže priviesť k schéme, na ktorej má podľa nás zmysel konštruktéra vychádzať.

Takže, začnime.

V predchádzajúcom článku sme si už povedali, že slúchadlový zosilňovač by mal primárne riešiť dve hlavné úlohy.

Najprv musí uvoľniť výstup zdroja signálu. Prevádzka zvukového výstupu na nízkoimpedančnú záťaž vedie k prudkému nárastu skreslenia (v dôsledku vysokého prúdového zaťaženia) a zhoršeniu frekvenčnej odozvy (blokovanie pri nízkych frekvenciách a niekedy aj vysokých frekvenciách). Použitie zosilňovača vyrovnávacieho prúdu zabraňuje týmto javom.

Po druhé, aby sa zabezpečila normálna hlasitosť na slúchadlách s vysokou impedanciou (a rezerva hlasitosti na slúchadlách s nízkou impedanciou), musí mať slúchadlo určitý nárast napätia.

Pri použití slúchadiel s nízkou impedanciou nie je vždy potrebné dodatočné zosilnenie. V takýchto prípadoch sa zosilňovač používa ako vyrovnávacia pamäť prúdu. Niekedy možno v tejto funkcii použiť najjednoduchšie schémy. Napríklad ako na obrázku. Sú to bežné opakovače. Môžu byť namontované na bipolárnych tranzistoroch aj tranzistoroch s efektom poľa.

Najprimitívnejšia schéma vľavo. Jednoduchosť je jeho hlavnou výhodou (možno jedinou). Vysoká nelinearita, vysoká výstupná impedancia, veľmi nízka účinnosť (dokonca aj na pomery obvodov triedy A) atď. ho robia málo zaujímavým z praktického hľadiska.

Má zmysel to trochu skomplikovať. Vymeňme emitorový rezistor za zdroj prúdu (schéma vpravo). Takáto schéma už má právo na život. Môže dosiahnuť nízku výstupnú impedanciu, zvýšiť schopnosť zosilňovača dodávať prúd do záťaže, výrazne zvýšiť linearitu atď.

Stojí za to povedať pár slov o nelineárnosti obvodu so zdrojom prúdu. Vo všeobecnosti nie je linearita príliš vysoká a závisí od pokojového prúdu, impedancie slúchadiel a typu použitého tranzistora. Celková úroveň harmonických môže dosiahnuť desatiny percenta. Ale spektrum skreslenia je priaznivé, krátke, s prevahou druhej harmonickej. Napríklad: pri kľudovom prúde 200mA (slúchadlá 32 ohmov) môžete očakávať úroveň druhej harmonickej rádovo 0,1%, úroveň tretej - 0,01% a nefixáciu harmonických vyšších rádov. Takýto zosilňovač by mal znieť čisto.

Pri práci na slúchadlách s vysokou impedanciou (a často aj s nízkou impedanciou) je potrebné zosilniť signál. Zabezpečenie okraja hlasitosti je veľmi prospešné pre kvalitu prehrávania. Uvažujme o najjednoduchšej schéme. (pozri obrázok)

Takéto obvody sa niekedy používajú aj na prácu s plnohodnotnou akustikou. Amatérske riešenie. Výhodou obvodu je jednoduchosť a priaznivé spektrum skreslenia (druhá harmonická). Zafarbenie zvuku je pomerne výrazné a jeho charakter závisí od zvoleného tranzistora, pokojového prúdu a záťažového odporu. Fanúšikovia čistého a presného zvuku s najväčšou pravdepodobnosťou nebudú robiť.

Vysoká úroveň harmonických je dôsledkom neuspokojivej prevádzky kaskády pre nízkoodporovú záťaž. Ak medzi výstup zosilňovača a slúchadlá vložíme dodatočnú vyrovnávaciu pamäť (napríklad takú, ako bola diskutovaná na začiatku), dostaneme nový obvod.

Linearita napäťového zosilňovača sa výrazne zvýši a zvukové charakteristiky celého obvodu budú určované najmä stupňom výstupnej vyrovnávacej pamäte.

Vo väčšine prípadov bude tento jednoduchý obvod stačiť na zladenie slúchadiel so zvukovou kartou notebooku. Tým sa zlepší kvalita prehrávania.

Teraz si povedzme o ďalších spôsoboch zlepšenia vlastností zosilňovača.

Tento problém môžete vyriešiť "na čelo". Napríklad zvýšením pokojového prúdu alebo výberom lineárnejšieho tranzistora. Budete za to musieť zaplatiť zodpovedajúcu komplikáciu a zvýšenie ceny. Zväčšia sa aj veľkosti. Táto metóda môže výrazne zlepšiť výkon, existujú však aj iné, menej priame spôsoby zlepšenia.

Bežnejším spôsobom zvýšenia objektívnych parametrov je výrazne skomplikovať obvod, zaviesť spoločný OS. Okruh zostáva kompaktný a ekonomický, ale ťažko sa opakuje, zostavuje a ladí. Zároveň sa zvýši aj jeho cena.

Žiadna z týchto možností preto podľa nášho názoru nie je pre dizajnéra vhodná. Chýba im všestrannosť.

Univerzálnejším riešením by mohol byť obvod využívajúci operačný zosilňovač s dodatočnou výstupnou vyrovnávacou pamäťou. Príklad je na obrázku.

Jeho hlavnou vlastnosťou je veľmi čistý zvuk. Totiž, podľa nášho názoru by to mal byť tranzistorový zosilňovač. A pre vyšperkovaný zvuk je lepšie použiť hybridné zosilňovače.

Samotná schéma ponecháva určitú voľnosť pri nastavovaní zvuku. Toto je tiež náhrada za operačné zosilňovače (menej hlučné, viac / menej rýchle atď.). Ak je to žiaduce, výmena výstupných tranzistorov, výber ich režimu činnosti (čo ovplyvňuje farby vnesené do zvuku).

Zmenou tesnenia môže OS pokryť celý zosilňovač alebo iba operačný zosilňovač. Každá možnosť je zaujímavá svojím vlastným spôsobom. Pri pokrytí celého zosilňovača spätnej väzby sa dosiahne veľmi vysoká linearita, celkové harmonické skreslenie bude tisíciny percenta. Vylúčenie výstupnej vyrovnávacej pamäte zo slučky OS povedie k zvýšeniu druhej harmonickej („eufónne“ skreslenie). Okrem toho dôjde k ďalším zmenám ovplyvňujúcim zvuk. Je dosť možné, že niekomu bude tento zvuk pripadať zaujímavejší. Pokojový prúd koncového stupňa je možné zvoliť podľa požiadaviek použitých slúchadiel (štandardne by som ho nastavil na 200mA).

Medzi ďalšie výhody takéhoto obvodu by som poznamenal schopnosť pracovať v širokom rozsahu napájacích napätí (bez akýchkoľvek nastavení alebo zmien), jednoduchosť montáže a konfigurácie.

Pre niekoho môže byť užitočné aj to, že zo zariadenia sa dá bez väčšej námahy urobiť kvalitný koncový zosilňovač (v triede A) pracujúci pre akustiku. Ale ako sa hovorí, je to iný príbeh (ak má niekto záujem, poviem o tom samostatne).

Kvalita zvuku týchto slúchadiel bola testovaná a je vysoká. Podobný obvod sa používa v zosilňovači, ktorého vzhľad bol znázornený na fotografiách, ktoré sprevádzali všetky naše záznamy o dizajnérovi.

Ako sa hovorí, mám všetko. Chcel by som vedieť, čo si o tom všetkom myslíte?

S pozdravom Konstantin M

Všetky články o projekte "Gamma" nájdete prostredníctvom navigátora

Dizajnéra zosilňovača "Gamma" si môžete objednať na našej stránke: AL "Filosophy of Sound"

Diskusná komunita konštruktérov - "Elektronické konštruktéry". Pripojte sa.

V súvislosti s kúpou novej zvukovej karty bez slúchadlového výstupu som potreboval kvalitný slúchadlový zosilňovač, ktorý by dokázal poháňať moje obľúbené TDS-4. Zosilňovač musel byť kompaktný, ľahko zostaviteľný a nastavený, s nízkou úrovňou šumu a skreslenia. V dôsledku toho zostavený zosilňovač spĺňal všetky vyššie uvedené požiadavky.

Charakteristiky zosilňovača boli merané pomocou programu RMAA 6. Testovalo sa rozloženie jedného kanála (program pracoval v režime MONO), výsledky merania:

Nerovnomernosť frekvenčnej odozvy (v rozsahu 40 Hz - 15 kHz), dB: +0,05, -0,74

Hladina hluku, dB (A): -90,9

Dynamický rozsah, dB(A): 90,9

Harmonické skreslenie, %: 0,0014

Intermodulačné skreslenie + šum, %: 0,010

Intermodulácia pri 10 kHz, %: 0,0084

Zosilňovač je zostavený podľa operačného zosilňovača + vyrovnávacej pamäte výstupného tranzistora. Operačný zosilňovač poskytuje vysoký zisk v otvorenej slučke potrebný na potlačenie nelineárneho skreslenia s hlbokou spätnou väzbou. Výstupná vyrovnávacia pamäť poskytuje zosilnenie prúdu, čím sa nízky odpor cievky slúchadiel prispôsobí nízkemu výstupnému výkonu operačného zosilňovača. Obvod používa duálny vysokorýchlostný operačný zosilňovač K574UD2. Signál zo zdroja cez oddeľovací kondenzátor C3 a rezistor R1 sa privádza na neinvertujúci vstup operačného zosilňovača. Rezistor R4 nastavuje jednosmerný pracovný bod zosilňovača. Prvky C1, C2, R2, R3 poskytujú frekvenčnú korekciu operačného zosilňovača. Výstupná vyrovnávacia pamäť je vyrobená podľa "paralelnej" schémy. Tento obvod bol vybraný, pretože nemá presluchové skreslenie, ktoré sa vyskytuje v bežných push-pull obvodoch. Pri použití tranzistorov s blízkymi parametrami dochádza k vzájomnej kompenzácii úbytkov napätia na prechodoch báza-emitor tranzistorov pred koncovým a koncovým stupňom. Tlmiace tranzistory inštalované na spoločnom chladiči sa navzájom tepelne stabilizujú. Operačný zosilňovač a vyrovnávacia pamäť sú pokryté spoločnou 100% jednosmernou a striedavou spätnou väzbou, zosilnenie obvodu je 1.

Kondenzátor C3 je žiaduce použiť film. C1, C2, C6, C7 - keramika. Všetky odpory typu MLT-0.125 (alebo importované analógy). Tranzistory VT1 KT315G, VT2 KT361G, VT3 KT815G, VT4 KT814G. Ako VT1 a VT2 by bolo vhodnejšie použiť tranzistory KT815G a KT814G z dôvodov rovnakých parametrov a schopnosti ľahko organizovať tepelný kontakt všetkých štyroch vyrovnávacích tranzistorov. Operačný zosilňovač je možné nahradiť akýmkoľvek iným vysokorýchlostným so zodpovedajúcou zmenou sady korekčných prvkov a rozmiestnenia dosky plošných spojov. Zosilňovač je napájaný bipolárnym nestabilizovaným zdrojom. Napájací zdroj využíva transformátor 220/20 napájaný zo stredu sekundárneho vinutia. Akýkoľvek diódový mostík pre napätie 50V a prúd do 1A. Je možné použiť diódy série 1N4001-1N4007. Kapacita kondenzátorov C4,C5 je najmenej 1000 uF (použil som 4700 uF)

Správne zostavený zosilňovač nevyžaduje úpravu. Je potrebné skontrolovať spotrebu prúdu (asi 30 mA pre dvojkanálový zosilňovač) a konštantné napätie na výstupe.

Detaily zosilňovača a zdroja sú umiestnené na spoločnej doske s rozmerom 35x78mm. Tranzistory každého kanála sú pripojené cez izolačné rozpery k spoločnému chladiču v tvare U. Plocha chladiča nie je významná, hlavná vec je, že poskytuje tepelný kontakt tranzistorov.

Plošný spoj je jednovrstvový s prepojkami, rozvedený v Sprint Layout 5. V autorskej verzii bol použitý nefóliovaný textolit, diely boli osadené do otvorov, vývody boli spojené medeným drôtom.

Literatúra:

Zosilňovací blok rádioamatérskeho komplexu. A. Ageev, Rádio číslo 8 1982

Stolný slúchadlový zosilňovač Sapphire – http://phonoclone.com/diy-sapp.html

Ak ste hrdým majiteľom elektrónkový zosilňovač, potom s najväčšou pravdepodobnosťou, ak chcete počúvať svoje obľúbené skladby sami, cez slúchadlá, budete čeliť nepríjemnostiam spôsobeným nedostatkom výstupu do slúchadiel.

Áno, a majitelia drahých alebo nie príliš smartfónov a tabletov to majú ťažké - tieto zariadenia sa najčastejšie nedokážu triasť kvalitné vysokoimpedančné slúchadlá. Vaše obľúbené skladby preto vôbec neznejú rovnako ako na profesionálnej aparatúre.

Samozrejme, ak ste skutočným milovníkom hudby a hudbu si ceníte viac ako peniaze, potom vám nič nebude brániť v kúpe predzosilňovača za 6000 dolárov, slúchadlového zosilňovača za 5000 dolárov a samotných slúchadiel za 2000 dolárov. A ponorte sa do nirvány... Ak však situácia s peniazmi nie je taká ružová, alebo si radi robíte všetko sami, tak sa ukazuje, že kvalitný slúchadlový zosilňovač si poskladáte len za... 30 $.

Prečo ho potrebuješ???

Potrebujete presný zosilňovač? Závisí to od vášho hudobného vkusu a zvykov. Ak ste zvyknutí počúvať hudbu na cestách, teda z prenosných zariadení pri chôdzi, joggingu, v posilňovni a na iných podobných miestach, tak nižšie popísaný projekt nie je pre vás. Skúste si len vybrať tie najvhodnejšie slúchadlá pre vaše zariadenie z hľadiska vlastností a zvuku.

To isté treba urobiť, ak máte radi hudobné štýly, kde dochádza k silnému skresleniu signálu, ako napríklad rock, heavy metal a podobne.

Ak však radšej počúvate hudbu v tichom, príjemnom prostredí doma alebo v kancelárii a váš vkus inklinuje k živej a prirodzenej hudbe, ako je klasika, jazz alebo čisté vokály, potom zvuk oceníte kvalita a presnosť spojenia.precízny zosilňovač plus kvalitné slúchadlá.

možnosti

Povedzme, že ste sa rozhodli, že potrebujete slúchadlový zosilňovač. Aký je ďalší krok? Na internete nájdete množstvo projektov využívajúcich všadeprítomné LM386. Mikroobvod sa stal populárnym vďaka svojej vysokej spoľahlivosti, nízkym nákladom, schopnosti pracovať s unipolárnym napájaním a malým počtom vonkajších prvkov. Takéto zosilňovače zvyčajne fungujú dobre s lacnými slúchadlami, ale všetky tieto výhody blednú v porovnaní s úrovňou hluku a skreslenia LM386 a dobre navrhnutým zosilňovačom založeným na diskrétnych prvkoch alebo na špeciálnych mikroobvodoch.

Ak máte asi 30 dolárov a nebojíte sa práce s prvkami povrchovej montáže (prvky SMD), tu prezentovaný projekt je presne to, čo potrebujete.

Nápady a schéma

Pri navrhovaní tejto schémy sa brali do úvahy tieto body:

• Zosilňovač by mal byť riadený z relatívne vysokoimpedančného výstupu lampového predzosilňovača alebo zosilňovača pre elektrickú gitaru. Inými slovami, vstupná impedancia musí byť ľahko nastaviteľná pre zdroje s rôznymi výstupnými impedanciami.
• malý počet komponentov. Preto boli namiesto tranzistorov zvolené mikroobvody.
• malé zosilnenie a výkon. Vyžaduje sa rock citlivé dynamické slúchadlá a nie reproduktorový systém.
• Zosilňovač si musí poradiť so slúchadlami s vysokou impedanciou. Autor používa Sennheiser HD 600 (odpor 300 ohmov).
• dosiahnuť najnižší možný šum a skreslenie.

schému zapojenia presný slúchadlový zosilňovač zobrazené na obrázku:

Priblíženie kliknutím

Pri vývoji tohto dizajnu sa brali do úvahy mikroobvody od výrobcov ako National Semiconductor, Texas Instruments a ďalších. Veľa užitočných informácií sa našlo v zdrojoch Headwize a na fórach DiyAudio.

Vo výsledku padla voľba na presný ovládač slúchadiel od Texas Instruments. TPA6120A2 a operačné zosilňovače AD8610 z Analog Devices pre vstupnú vyrovnávaciu pamäť.

Ukázalo sa, že obvod je pomerne jednoduchý, s bipolárnym napájaním. Ak ste si istí, že na výstupe vášho zdroja signálu nie je žiadna konštantná zložka, potom je možné väzbové kondenzátory (C24 a C30) vylúčiť z cesty pomocou prepojok H1 a H2.

Zdroj poskytuje ± 12V pri výstupnom napätí pri záťaži do 1A. Jeho schéma je znázornená na obrázku:

Priblíženie kliknutím

Často v audiofilských dizajnoch sú náklady na zdroj niekoľkonásobne vyššie ako náklady na samotnú zosilňovaciu časť. Tu to dopadlo o niečo lepšie - náklady na prvky pre napájanie sú asi 50 dolárov a najdrahšie prvky sú tu transformátor a elektrolytické kondenzátory. Môžete trochu ušetriť, ak nahradíte toroidný transformátor konvenčným transformátorom v tvare W, opustíte LED diódy a poistky na výstupe jednotky.

Testovala sa verzia so samostatnými regulátormi pre každý kanál TPA6120A2 (mikroobvod má samostatné výkonové výstupy pre každý kanál). Rozdiel nebolo počuť ani zmerať, čo umožnilo výrazne zjednodušiť napájanie.

Pretože všetky mikroobvody použité v zosilňovači majú nízku citlivosť na šum a rušenie v napájacích obvodoch, ako aj vysokú úroveň potlačenia hluku v spoločnom režime, použitie typických integrovaných stabilizátorov v napájacom zdroji sa ukázalo ako dostatočné na dosiahnutie vysokej výkon.

TPA6120A2

TPA6120A2 IC od Texas Instruments je vysoko kvalitný, verný slúchadlový zosilňovač. Používa architektúru zosilňovača s diferenciálnym vstupom, výstupom s jedným zakončením a prúdovou spätnou väzbou. Vďaka tomu sa vo väčšej miere dosahuje nízke skreslenie a šum, široké frekvenčné pásmo a vysoká rýchlosť.

Mikroobvod obsahuje dva nezávislé kanály so samostatnými výkonovými výstupmi. Každý kanál má nasledujúce vlastnosti:

• výstupný výkon 80 mW do záťaže 600 ohmov pri ± 12V napájanie pri skreslení + šum 0,00014%
• dynamický rozsah viac ako 120 dB
• úroveň signálu/šumu 120 dB
• rozsah napájacieho napätia: ± 5V až ± 15V
• výstupné napätie rýchlosť nábehu 1300V/µs
• ochrana proti skratu a prehriatiu

Pre porovnanie, úroveň skreslenia + šumu pre "ľudový" čip LM386 je 0,2%. Aj keď samozrejme vysoké parametre stále nezaručujú kvalitný zvuk. Pre získanie maximálneho výsledku je potrebné brať do úvahy odporúčania výrobcu pre výber vonkajších prvkov a topológiu dosky plošných spojov. To všetko nájdete v technickej dokumentácii k tomuto čipu.

AD8610

AD8610 od Analog Devices je operačný zosilňovač s FET na vstupe, čo má za následok nízky offset a drift, nízky šum a nízke vstupné prúdy. Pokiaľ ide o hladinu hluku a rýchlosť otáčania, tieto operačné zosilňovače sú v dokonalej harmónii s TPA6120A2.

Nebuďte však leniví a skúste ich nahradiť inými operačnými zosilňovačmi. Pinout AD8610 je kompatibilný s inými audiofilskými integrovanými obvodmi. Navyše mnohí milovníci hudby tvrdia, že počujú rozdiel vo zvuku operačného zosilňovača!

Pasívne komponenty

Nie všetky odpory sú rovnaké! A ak vám to rozpočet dovoľuje, použite v tomto dizajne rezistory s kovovým filmom, ktoré sú o niečo drahšie, ale majú nižšiu hlučnosť a vyššiu stabilitu. Ak chcete ušetriť peniaze, mali by byť kovové rezistory inštalované aspoň vo vstupných obvodoch (pre AD8610), kde je citlivosť na šum najvyššia.

Na signálovú cestu C23, C24, C29, C30 je lepšie umiestniť filmové kondenzátory. Výrobca odporúča keramické kondenzátory pre silové obvody mikroobvodov.

Hlavnou požiadavkou na signálne konektory je spoľahlivý kontakt. Autor pri svojom návrhu použil bežný „jack“ na pripojenie slúchadiel a pozlátené RCA-konektory s teflónovou izoláciou na pripojenie signálového kábla.

Schéma zapojenia ukazuje verziu zosilňovača pre prevádzku z elektrónkového predzosilňovača, v ktorom je regulovaná hlasitosť. Ak sa predpokladá, že dizajn bude flexibilnejší a univerzálnejší, potom je samozrejme žiaduce poskytnúť na vstupe vlastné ovládanie hlasitosti. Pre dosiahnutie maximálnej kvality a nezhoršenie charakteristiky zosilňovača tu treba použiť kvalitný potenciometer.

Rozpočtová verzia môže byť Alpha alebo RadioShack za približne 3 doláre. Za 40 dolárov si už od ALPS môžete kúpiť produkt na úrovni audiofilov. Najlepším riešením by bolo použiť atenuátor pevného disku od spoločnosti DACT alebo GoldPoint. Ich cena je približne 170 dolárov. Mimochodom, podobné tlmiče čínskej výroby nájdete na eBay len za 30 dolárov. Hodnota potenciometra môže byť v rozmedzí 25-50 kOhm. Použitie krokového atenuátora okrem pohodlia pri nastavovaní hlasitosti navyše zaručuje identitu nastavenia v oboch stereo kanáloch, čo je obzvlášť dôležité pri slúchadlovom zosilňovači.

Dizajn

Všetky konštrukčné prvky (okrem výkonového transformátora) sú umiestnené na jednej doske plošných spojov. Ak sa rozhodnete použiť externý zdroj alebo ho zložiť inak, zostane voľných cca 70% plošného spoja.

Rozloženie prvkov je znázornené na obrázku:

Priblíženie kliknutím

Obrázok znázorňuje nákres dosky plošných spojov zo strany dielov:

Priblíženie kliknutím

Obrázok znázorňuje nákres spodnej strany dosky plošných spojov:

Priblíženie kliknutím

Výkresy dosiek plošných spojov v obľúbenom formáte SLayout možno vyzdvihnúť

Hlavná vlastnosť inštalácie: na spodnej strane puzdra TPA6120A2 je kontaktná plocha približne 3x4 mm. Musí byť spájkované do oblasti na doske plošných spojov pod mikroobvodom, ktorá slúži ako chladič.

Foto hotovej konštrukcie:

Pri prvom zapnutí by ste mali odstrániť dve poistky na výstupe napájacieho zdroja a uistiť sa, že funguje. Ak sú výstupné napätia správne, vymeňte poistky. Samotný zosilňovač nepotrebuje nastavovanie.

Dosku môžete umiestniť do púzdra vhodných rozmerov, najlepšie kovového pre tienenie pred vonkajším rušením.

Záver

Subjektívne znie zosilňovač na úrovni profesionálnej štúdiovej techniky. V porovnaní s LM386 tento dizajn ukázal hladší, čistejší a detailnejší zvuk.

Schéma sa ukázala ako celkom flexibilná a ľahko prispôsobiteľná pre rôzne potreby. Takže napríklad autor sám zostavil dve kópie zosilňovača. Jeden podľa vyššie uvedenej schémy na prevádzku v spojení s elektrónkovým predzosilňovačom. Druhá kópia bola navrhnutá pre prácu so smartfónom a gitarovým zosilňovačom, preto bola na vstupe doplnená o vysokofrekvenčný šumový filter a ovládač hlasitosti. Okrem toho, aby sa zvýšil zisk (smartfón vydal nedostatočnú úroveň signálu), hodnoty rezistorov R6 a R14 sa zmenili na 2 kOhm.

Zmenou hodnôt týchto odporov môžete zmeniť zisk v širokom rozsahu.

Variant dosky plošných spojov zosilňovača od našich „marťanských priateľov“, určený na inštaláciu prvkov v „štandardných“ baleniach (pri návrhu mikroobvodov sa nepoužívajú žiadne DIP balíky):

Animovaná ukážka dosky zo všetkých uhlov