Jeśli jesteś szczęśliwym posiadaczem wzmacniacz lampowy, najprawdopodobniej, jeśli chcesz słuchać swoich ulubionych piosenek sam, przez słuchawki, spotkasz się z niedogodnościami spowodowanymi brakiem wyjścia na słuchawki.

A właściciele drogich lub niezbyt drogich smartfonów i tabletów też nie mają łatwo – urządzenia te najczęściej nie potrafią pompować wysokiej jakości słuchawki o wysokiej impedancji. Dlatego Twoje ulubione kompozycje brzmią zupełnie inaczej niż na profesjonalnym sprzęcie.

Oczywiście, jeśli jesteś prawdziwym melomanem i muzyka jest dla Ciebie cenniejsza niż pieniądze, to nic nie stoi na przeszkodzie, aby kupić przedwzmacniacz za 6000 dolarów, wzmacniacz słuchawkowy za 5000 dolarów, a same słuchawki za 2000 dolarów. I pogrążyć się w nirwanie... Jeśli jednak sytuacja finansowa nie jest tak różowa, albo wolisz wszystko robić sam, to okazuje się, że wysokiej jakości wzmacniacz słuchawkowy możesz zbudować już za jedyne... 30 dolarów.

A po co ci to???

Potrzebujesz precyzyjnego wzmacniacza? To zależy od Twoich preferencji muzycznych i przyzwyczajeń. Jeżeli jesteś przyzwyczajony do słuchania muzyki „w biegu”, czyli z urządzeń przenośnych podczas spaceru, joggingu, na siłowni i w innych podobnych miejscach, to opisany poniżej projekt nie jest dla Ciebie. Po prostu spróbuj wybrać słuchawki pasujące do Twojego urządzenia, posiadające najbardziej odpowiednie właściwości i dźwięk.

Powinieneś zrobić to samo, jeśli lubisz style muzyczne, w których występuje silne zniekształcenie sygnału, takie jak rock, heavy metal i tym podobne.

Jeśli jednak wolisz słuchać muzyki w cichym, komfortowym otoczeniu w domu lub w biurze, a Twoje upodobania skłaniają się w stronę muzyki na żywo i naturalnej, takiej jak klasyka, jazz czy czysty wokal, docenisz jakość i dokładność dźwięku miksu, precyzyjny wzmacniacz i wysokiej jakości słuchawki.

Opcje

Załóżmy, że zdecydowałeś, że potrzebujesz wzmacniacza słuchawkowego. Jaki jest następny krok? W Internecie można znaleźć mnóstwo projektów wykorzystujących wszechobecne rozwiązania LM386. Mikroukład stał się popularny ze względu na wysoką niezawodność, niski koszt, możliwość pracy z jednobiegunowym zasilaczem i niewielką liczbę elementów zewnętrznych. Takie wzmacniacze zwykle dobrze współpracują z niedrogimi słuchawkami, jednak wszystkie te zalety bledną w porównaniu z poziomem szumów i zniekształceń LM386 i dobrze zaprojektowanym wzmacniaczem dyskretnym lub ASIC.

Jeśli dysponujesz kwotą 30 zł i nie boisz się pracy z elementami do montażu powierzchniowego (elementy SMD) to przedstawiony tutaj projekt jest dokładnie tym, czego potrzebujesz.

Pomysły i schemat

Projektując ten schemat, wzięto pod uwagę następujące punkty:

• Wzmacniacz musi być napędzany przez stosunkowo wysoką impedancję wyjściową przedwzmacniacza lampowego lub wzmacniacza do gitary elektrycznej. Innymi słowy, impedancja wejściowa musi być łatwa do dostrojenia dla źródeł o różnych impedancjach wyjściowych.
• mała ilość komponentów. Dlatego zamiast tranzystorów wybrano mikroukłady.
• niski zysk i moc. Trzeba wstrząsnąć wrażliwe słuchawki dynamiczne, a nie system głośników.
• Wzmacniacz musi być w stanie obsłużyć słuchawki o wysokiej impedancji. Autor używa Sennheisera HD 600 (oporność 300 Ohm).
• uzyskać najniższy możliwy poziom szumów i zniekształceń.

Schemat precyzyjny wzmacniacz słuchawkowy pokazane na rysunku:

Kliknij, aby powiększyć

Opracowując ten projekt, wzięto pod uwagę mikroukłady takich producentów jak National Semiconductor, Texas Instruments i innych. Wiele przydatnych informacji znaleziono w zasobach Headwize i na forach DiyAudio.

W rezultacie wybór padł na precyzyjny przetwornik słuchawkowy firmy Texas Instruments TPA6120A2 i wzmacniacze operacyjne AD8610 z Analog Devices dla bufora wejściowego.

Obwód okazał się stosunkowo prosty, z zasilaniem bipolarnym. Jeśli masz pewność, że na wyjściu źródła sygnału nie ma składowej stałej, kondensatory sprzęgające (C24 i C30) można wyłączyć z toru za pomocą zworek H1 i H2.

Zasilacz zapewnia napięcie wyjściowe ±12V przy obciążeniu do 1A. Jego schemat pokazano na rysunku:

Kliknij, aby powiększyć

Często w konstrukcjach audiofilskich koszt zasilacza jest kilkukrotnie wyższy niż koszt samej części wzmacniającej. Tutaj wyszło trochę lepiej – koszt elementów zasilacza to około 50 dolarów, a najdroższe są tutaj transformator i kondensatory elektrolityczne. Możesz trochę zaoszczędzić, wymieniając transformator toroidalny na zwykły w kształcie litery W, porzucając diody LED i bezpieczniki na wyjściu urządzenia.

Testowaliśmy wersję z osobnymi stabilizatorami dla każdego kanału TPA6120A2 (mikroukład ma osobne piny zasilania dla każdego kanału). Różnicy nie dało się usłyszeć ani zmierzyć, co pozwoliło znacznie uprościć zasilanie.

Ponieważ wszystkie mikroukłady zastosowane we wzmacniaczu charakteryzują się niską wrażliwością na szumy i zakłócenia w obwodach zasilających, a także wysokim poziomem tłumienia zakłóceń w trybie wspólnym, zastosowanie w zasilaczu standardowych zintegrowanych stabilizatorów okazało się wystarczające do uzyskania wysokiej wydajności.

TPA6120A2

Texas Instruments TPA6120A2 to wysokiej jakości wzmacniacz słuchawkowy o wysokiej jakości dźwięku. Wykorzystuje architekturę wzmacniacza z wejściem różnicowym, wyjściem single-ended i prądowym sprzężeniem zwrotnym. To w dużej mierze dzięki temu drugiemu uzyskano niskie zniekształcenia i szumy, szerokie pasmo częstotliwości i wysoką wydajność.

Mikroukład zawiera dwa niezależne kanały z oddzielnymi pinami zasilania. Każdy kanał ma cechy:

• moc wyjściowa 80 mW przy obciążeniu 600 omów przy zasilaniu ± 12 V przy zniekształceniach + poziomie szumu 0,00014%
• zakres dynamiki powyżej 120 dB
• poziom sygnału/szumu 120 dB
• Zakres napięcia zasilania: ±5 V do ±15 V
• prędkość narastania napięcia wyjściowego 1300V/µs
• zabezpieczenie przed zwarciem i przegrzaniem

Dla porównania zniekształcenie + poziom szumu „ludowego” mikroukładu LM386 wynosi 0,2%. Choć oczywiście wysokie parametry nie gwarantują wysokiej jakości dźwięku. Aby uzyskać maksymalny wynik, należy wziąć pod uwagę zalecenia producenta dotyczące doboru elementów zewnętrznych i topologii PCB. Wszystko to można znaleźć w dokumentacji technicznej tego chipa.

AD8610

Układ AD8610 firmy Analog Devices to wzmacniacz operacyjny z tranzystorami polowymi na wejściu, który zapewnia niskie napięcia offsetu i dryftu, niski poziom szumów i niskie prądy wejściowe. Pod względem poziomu szumów i szybkości narastania napięcia wyjściowego te wzmacniacze operacyjne są w doskonałej harmonii z TPA6120A2.

Nie bądź jednak leniwy i spróbuj zastąpić je innymi wzmacniaczami operacyjnymi. Zgodnie z układem pinów AD8610 jest kompatybilny z innymi mikroukładami audiofilskimi. Co więcej, wielu melomanów twierdzi, że słyszy różnicę w brzmieniu wzmacniacza operacyjnego!

Komponenty pasywne

Nie wszystkie rezystory są takie same! A jeśli pozwala na to Twój budżet, użyj w tym projekcie rezystorów metalowych, które są nieco droższe, ale mają niższy poziom szumów i większą stabilność. Jeśli chcesz zaoszczędzić pieniądze, rezystory metalizowane należy zainstalować przynajmniej w obwodach wejściowych (w przypadku AD8610), gdzie wrażliwość na szum jest najwyższa.

Lepiej jest zainstalować kondensatory foliowe na ścieżce sygnału C23, C24, C29, C30. Producent zaleca kondensatory ceramiczne do obwodów zasilających mikroukłady.

Głównym wymaganiem dla złączy sygnałowych jest niezawodny kontakt. Autor w swojej konstrukcji zastosował zwykłe „jack” do podłączenia słuchawek oraz pozłacane wtyki RCA z teflonową izolacją do podłączenia kabla sygnałowego.

Schemat połączeń przedstawia wersję wzmacniacza do pracy z przedwzmacniaczem lampowym, w którym regulowana jest głośność. Jeśli projekt ma być bardziej elastyczny i uniwersalny, wówczas oczywiście wskazane jest zapewnienie własnej regulacji głośności na wejściu. Aby osiągnąć maksymalną jakość i nie pogorszyć charakterystyki wzmacniacza, należy zastosować tutaj wysokiej jakości potencjometr.

W wersji budżetowej mogą to być produkty Alpha lub RadioShack kosztujące około 3 dolarów. Za 40 dolarów możesz kupić produkt klasy audiofilskiej firmy ALPS. Najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie tłumika listwowego firmy DACT lub GoldPoint. Ich koszt to około 170 dolarów. Nawiasem mówiąc, w serwisie eBay można znaleźć podobne tłumiki produkcji chińskiej za jedyne 30 dolarów. Wartość znamionowa potencjometru może mieścić się w zakresie 25-50 kOhm. Zastosowanie tłumika krokowego, oprócz wygody regulacji głośności, gwarantuje dodatkowo identyczną regulację w obu kanałach stereo, co jest szczególnie ważne we wzmacniaczu słuchawkowym.

Projekt

Wszystkie elementy konstrukcyjne (z wyjątkiem transformatora mocy) umieszczono na jednej płytce drukowanej. Jeśli zdecydujesz się na użycie zewnętrznego zasilacza lub zmontujesz go w inny sposób, około 70% PCB pozostanie wolne.

Układ elementów pokazano na rysunku:

Kliknij, aby powiększyć

Rysunek przedstawia rysunek płytki drukowanej od strony części:

Kliknij, aby powiększyć

Rysunek przedstawia rysunek dolnej strony płytki drukowanej:

Kliknij, aby powiększyć

Można pobrać rysunki płytek drukowanych w popularnym formacie SLayout

Główna cecha instalacji: na dolnej stronie obudowy TPA6120A2 znajduje się podkładka stykowa o wymiarach około 3x4mm. Ona musi być lutowane do obszaru na płytce drukowanej pod chipem, który służy jako radiator.

Zdjęcie gotowej konstrukcji:

Przy pierwszym włączeniu należy wyjąć dwa bezpieczniki na wyjściu zasilacza i sprawdzić czy działa. Jeżeli napięcia wyjściowe są w normie, wymienić bezpieczniki. Sam wzmacniacz nie wymaga regulacji.

Płytkę można umieścić w obudowie o odpowiednich wymiarach, najlepiej metalowej, aby osłonić ją przed zakłóceniami zewnętrznymi.

Wniosek

Subiektywnie wzmacniacz gra na równi z profesjonalnym sprzętem studyjnym. W porównaniu do LM386, konstrukcja ta wykazała gładszy, czystszy i bardziej szczegółowy dźwięk.

Schemat okazał się dość elastyczny i można go łatwo dostosować do różnych potrzeb. Na przykład sam autor złożył dwa egzemplarze wzmacniacza. Jeden według powyższego schematu do pracy w połączeniu z przedwzmacniaczem lampowym. Drugi egzemplarz został zaprojektowany do współpracy ze smartfonem i wzmacniaczem gitarowym, dlatego został uzupełniony na wejściu o filtr przeciwzakłóceniowy wysokiej częstotliwości i regulację głośności. Dodatkowo, aby zwiększyć wzmocnienie (smartfon wytwarzał niewystarczający poziom sygnału), zmieniono wartości rezystorów R6 i R14 na 2 kOhm.

Zmieniając wartości tych rezystorów, można zmieniać wzmocnienie w szerokim zakresie.

Wariant płytki drukowanej wzmacniacza od naszych „marsjańskich przyjaciół”, przeznaczony do montażu elementów w „standardowych” obudowach (w projektowaniu mikroukładów nie stosuje się pakietów DIP):

Animowana demonstracja planszy ze wszystkich stron

Zaawansowana technologicznie obudowa wykonana z taśmy izolacyjnej. Początkowo zrobiłem deskę pod rurkę termokurczliwą - ale dosłownie milimetr nie wystarczył, nie pasował. No ale mimo wszystko podoba mi się.

Kwestia ceny

Kawałek jednostronnej płytki drukowanej: 2 ruble
MAX9724 - 7,78 rubla
4 rezystory - 0,07*4 = 0,28 rubla
Kondensatory - 0 (nawet jeśli kupisz, maks. ~30 rubli)
Złącza - 0 (jeśli kupisz ~20-30 rubli)
Taśma izolacyjna do obudowy high-tech - 1 rubel

Razem - to dla mnie dokładnie 11,06 rubli, a przy zakupie wszystkiego około 61,06 rubli :-)

wyniki

Oczywiście od razu natknąłem się na znany problem: pracując z dźwiękiem nie da się podłączyć do tej samej masy w dwóch miejscach (masa USB i masa gniazda audio). W tym przypadku po ziemi pełzają zakłócenia, których nie da się odfiltrować i żaden stabilizator mocy tu nie pomoże. (Problem w tym, że USB ma swój poziom masy, dźwięk ma swój i nasza płyta ma swój. W zależności od pobieranego prądu masa w każdym miejscu wznosi się inaczej i powoduje to nieusuwalne zakłócenia).

Możesz rozwiązać ten problem albo pozbywając się złącza audio (USB DAC) lub źródła zasilania (akumulator lub inny zasilacz). Byłem w pełni zadowolony z zastosowania zasilacza z wyjściem USB ze względu na to, że są one dostępne wszędzie i są standardem.

Efekt końcowy przekracza wszelkie oczekiwania. Żadnych skarg na jakość, absolutnie 0 szumów, komfortowy poziom głośności - od 22 do 40% i rezerwę na „wyciąganie” cichych nagrań. Dźwięk jest bogatszy (najważniejsze, żeby bas zaczynał się tutaj od 0 Hz) i tak dalej, i w ogóle - urządzenia audio własnej roboty zawsze brzmią wyjątkowo dobrze :-)

To co odróżnia go od gotowych urządzeń chińskich (jak FiiO E3) to niższa cena (sic!), montaż na podzespołach zamiennych, brak kondensatorów w torze audio, większa moc przy pracy ze słuchawkami o wysokiej impedancji (300 Ohm) ) ze względu na wyższe napięcie zasilania i teoretycznie jakość dźwięku zapowiada się na wyższą (w praktyce pewnie nie usłyszałbym różnicy).

PS. Jak wspomniałem powyżej, wzmacniacz jest potrzebny, aby nie psuć słuchu ultra dużą głośnością (nie mówiąc już o podartych słuchawkach), ale aby wysterować „ciężkie” słuchawki o niskiej czułości, jeśli moc wyjściowa karty dźwiękowej jest zbyt niska. Cóż, wyodrębnij ciche nagrania/filmy bez oprogramowania...

PS2. Różnica między plusami a „dodanymi do ulubionych” jest 4-krotna, co jest rekordem :-)

Układ wzmacniacza słuchawkowego, który zdecydowanie zasługuje na uwagę. Występuje dwukrotnie większy prąd wyjściowy i brak kondensatorów sprzęgających w ścieżce sygnału. Jednocześnie obwód wzmacniacza słuchawkowego jest bardzo prosty i zrozumiały.

Zaktualizowano : Wejściowy kondensator odsprzęgający został usunięty z obwodu. Wartości rezystorów wejściowych zostały zmienione.

Obwód wzmacniacza słuchawkowego

Regularne wędrówki po nieskończonych przestrzeniach wysypisk śmieci skarbnica wiedzy - Internet, doprowadziła do ciekawego znaleziska. To był plik PDF od Burra Browna. Co zainspirowało mnie do stworzenia wzmacniacza słuchawkowego ze wzmacniaczem operacyjnym. Z języka potencjalnego wroga jego nazwę można dosłownie przetłumaczyć następująco: Podwojenie prądu wyjściowego do obciążenia za pomocą dwóch wzmacniaczy operacyjnych audio OPA2604 .

Akta składają się z dwóch stron, z których wartościowa jest tylko pierwsza. Prezentowany tam układ wzmacniacza słuchawkowego został przerysowany i pozbył się zbędnych, sprytnych napisów.

Poznaj to przyszłe serce naszego wzmacniacza. Mówiąc dokładniej, jest to schemat jednego kanału. Będziemy mieli 2 kanały, co oznacza, że ​​będziemy potrzebować dwóch podwójnych wzmacniaczy operacyjnych ( Jednostka organizacyjna ).

Do ochrony wyjść wzmacniaczy operacyjnych potrzebne są rezystory R3 i R4 o rezystancji 51 omów.

Na czym polega „sztuczka” tego wzmacniacza?

Schemat nie jest wcale nowy i znany jest z arkuszy danych z lat 90-tych. Ale interesującą rzeczą w obwodzie jest to, że oba wzmacniacze operacyjne wzmacniają ten sam sygnał. Ale to nie jest połączenie mostowe. Sygnały wyjściowe obu wzmacniaczy operacyjnych są w fazie, a ich prądy wyjściowe sumują się.

To włączenie rozwiązuje problem niskiego prądu wyjściowego wielu wzmacniaczy operacyjnych. To znacznie zwiększa liczbę wzmacniaczy operacyjnych, które można zastosować we wzmacniaczu. Teraz wystarczy, że każdy wzmacniacz operacyjny będzie w stanie zapewnić prąd wyjściowy o natężeniu 35-40 mA, zamiast 70-80 mA w przypadku jednego wzmacniacza operacyjnego na kanał.

Maksymalna wartość prądu wyjściowego jest zawsze podana w arkuszach danych wzmacniacza operacyjnego.

Osiągać

Współczynnik wzmocnienia sygnału jest określany przez rezystory R1 I R2 . Jego dokładną wartość określa wzór:

K= 1+ R2/R1

Jeśli skupimy się na wyjściu liniowym o poziomie sygnału 1 wolt, to dla większości słuchawek wystarczy wzmocnienie o wartości trzech. Będziemy na poziomie o trzeciej.

Pożądane jest, aby rezystory ustalające wzmocnienie miały dokładność nie gorszy niż ±1% . Często sklepy nie mają dużego wyboru rezystorów precyzyjnych. Ale w tym przypadku można sobie poradzić z rezystorami o tej samej wartości.

W pojemnikach szafy znaleziono precyzyjne rezystory 7,5 kOhm, które stały się rezystorem R1 . Jak R2 dwa rezystory 7,5 kOhm połączono szeregowo. Możesz zrobić to samo, łącząc równolegle dwa rezystory 15 kOhm R1 i jeden rezystor 15 kOhm jako R2 .

Aby zmienić wzmocnienie, lepiej zmienić rezystor R2 . W przypadku obwodów wzmacniacza operacyjnego zwykle zaleca się stosowanie rezystorów o wartości nominalnej 1–100 kOhm. Rezystor R1 będzie zatem pełnić inną ważną funkcję Zalecane jest użycie 7,5 kOhm.

Przywodzimy na myśl schemat

Schemat przedstawiony w dokumencie jest nieco niekompletny i odzwierciedla tylko najważniejsze rzeczy. Do normalnej pracy obwód należy uzupełnić obwodami wejściowymi, a także równolegle z rezystorem R2 powinieneś dodać mały kondensator. Jest to konieczne, aby zapobiec samowzbudzeniu wzmacniacza operacyjnego.

Po pierwsze, nie wymyślajmy koła na nowo i nie pożyczajmy obwodu wejściowego ze wzmacniacza słuchawkowego FiiO Olympus E10. W takim przypadku obwód naszego wzmacniacza będzie miał następującą postać:

Schemat przedstawia nogi podwójnego wzmacniacza operacyjnego w obudowie DIP8. Układ jest w pełni sprawny i nie wymaga żadnej konfiguracji.

Usuńmy kondensator z wejścia

Wzmacniacz operacyjny równie dobrze wzmacnia napięcie prądu przemiennego i stałego. Kondensator( C1 ) jest potrzebne do odcięcia napięcia stałego na wejściu. Z jednej strony normalne źródła sygnału nie zapewniają stałego sygnału wyjściowego. Z drugiej strony, jeśli nagle się pojawi, należy go odciąć. Możesz nawet spalić słuchawki.

Ale ludzie aktywnie nie chcą widzieć dodatkowych kondensatorów w ścieżce sygnału, więc wyjdziemy z tego.

Przeczytaj ponownie” Sztuka projektowania obwodów» Horowitz i Hill znaleźli to, czego szukałem. Aby uzyskać wzmacniacz prądu przemiennego, musisz dołączyć kondensator podobny do C1 , szeregowo z rezystorem R1.

W takim przypadku sprzężenie zwrotne wzmacniacza operacyjnego będzie działać tylko naprzemiennie i nie będzie potrzeby stosowania kondensatora na wejściu. Dlatego możesz bezpiecznie się poruszać C1 z wejścia wzmacniacza do obwodu sprzężenia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego.

Wynikowy ( R1 , C1 ) odetnie zarówno napięcie stałe, jak i częstotliwości podczerwone ( <10Гц ). Nie niosą ze sobą przydatnych informacji, ale znacząco obciążają wzmacniacz prądem.

Ponadto takie włączenie kondensatora zmniejszy nierównowagę napięcia wzmacniacza operacyjnego na wejściach. A tak przy okazji, jest on również wzmacniany i miksowany z sygnałem wyjściowym. W tym przypadku kondensator w obwodzie sprzężenia zwrotnego praktycznie nie ma wpływu na dźwięk, w przeciwieństwie do kondensatora na wejściu. Generalnie z takiego przegrupowania są tylko bieguny.

Rezystory wejściowe

Usunięcie kondensatora z wejścia zmusiło nas do bliższego przyjrzenia się rezystorom R5 I R6, te, które pozostały przy wejściu. Dlaczego w ogóle są potrzebne i jak je obliczyć?

Rezystor R5 nazywany kompensacyjnym i jest niezbędny do zapewnienia równej rezystancji pomiędzy każdym z wejść a masą. Jego wartość definiuje się jako rezystancję równoległą rezystorów R1 I R2 .

Jednak konsekwentnie przestrzegamy R1 jest kondensator C1. Rezystancja kondensatora zależy od częstotliwości i jest dodawana do rezystancji rezystora. Rezystancję kondensatora przy określonej częstotliwości określa się na podstawie zależności:

R do = 1 / (2 × π × F × C) ,

Gdzie F w Gegritsi, Z w Faradach i RC w Omaha

Aby określić opór R5, Najpierw obliczono wartości rezystancji kondensatora o pojemności 2,2 μF przy częstotliwościach 20 Hz i 20 kHz. Następnie dla obu przypadków obliczono wartości rezystorów kompensacyjnych. Okazało się, że rezystancja rezystora R5 musi leżeć pomiędzy 8,91 kOhm (dla 20 Hz) I 6,81 kOhm (dla 20 kHz). Bez wahania wrzuciłem go 7,5 kOhm.

Zastosowaliśmy kondensator, aby trwale oddzielić wejście odwracające wzmacniacza od masy. Ale wzmacniacz operacyjny musi być podłączony do masy zarówno prądem przemiennym, jak i stałym. Do tego właśnie służy rezystor. R6 . Jego wartość została wybrana na 75 kOhm. Ale możesz także użyć 100 kOhm. Nie polecałbym ustawiania go na mniej niż 75 kOhm, przy zmiennej 50 kOhm. Razem z rezystorem R5 zaczną omijać wejściowy rezystor zmienny.

Dane wyjściowe również zostały nieznacznie zmienione na schemacie. Wartości R3 i R4 zmniejszono do 10 omów, a szeregowo połączono z nimi rezystor R7 o tej samej rezystancji. Powinno to zapewnić lepsze sumowanie sygnałów wyjściowych.

Zasilanie wzmacniacza

Jakość zasilania jest bardzo ważna dla dźwięku. Obwód ten jest zaprojektowany dla dwubiegunowego napięcia zasilania. Dzięki temu nie musimy dodawać niepotrzebnych szczegółów do ścieżki dźwiękowej i ogólnie jest to lepsze dla dźwięku.

Obecnie istnieją wzmacniacze operacyjne działające w zakresie ±1,5 V, ale większość wzmacniaczy operacyjnych działa przy dwubiegunowym napięciu zasilania od ±3 V do ±18 V. Optymalne napięcie wynosi ±12 V, co mieści się w granicach zasilania większości wzmacniaczy operacyjnych.

Dokładne wartości maksymalnego napięcia zasilania należy znaleźć w dokumentacji konkretnych mikroukładów.

Jakość komponentów

Nie ma potrzeby natychmiastowego zakupu drogich części. Na początek możesz zaopatrzyć się w coś z asortymentu najbliższego sklepu z częściami do radia i stopniowo zastępować je komponentami wyższej jakości. Płyta będzie działać na dowolnych częściach.

Kondensator C1 musi być niepolarny. Lepszy polipropylen lub folia. Lepiej jest zastosować kondensator ceramiczny C2. Dokładność kondensatorów nie jest bardzo ważna. ale lepiej jest używać z dokładnością nie gorszą niż 5%.

Ceny wzmacniaczy operacyjnych są bardzo zróżnicowane i droższe nie zawsze oznaczają lepszy dźwięk. Na początek możesz zainstalować coś niedrogiego i dostępnego, na przykład ukochany NE5532 (0,3 USD). Jest wysoce pożądane, aby był on wykonany przez firmę Phillips.

Następnie możesz bawić się wymianą wzmacniacza operacyjnego tyle, ile chcesz. Jeśli weźmiemy pod uwagę wzmacniacze operacyjne wyższej klasy, to OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397… sprawdziły się dobrze pod względem dźwięku.

Nie polecam zamawiania mikrochipów z AliExpress ani innych chińskich sklepów. Istnieje wiele recenzji, w których ludzie twierdzą, że mikroukłady nie są oryginalne. Tak, wzmacniacz operacyjny będzie działał tak, jak powinien, ale może to nie być zamówiony OPA2134, ale raczej tani TL061 oznaczony jako OPA2134...

Wniosek

Powstały obwód wzmacniacza, zmontowany na OPA2132 i działający nawet przy napięciu zasilania ±5 V, swobodnie wychyla dość ciasny Sennheiser HD380 Pro.

Nie lubię opisywać dźwięku w kategoriach subiektywnych, takich jak „góry są krystalicznie czyste” czy „bas jest ciepły”. Powiem tylko, że przy użyciu dobrego wzmacniacza operacyjnego ten wzmacniacz słuchawkowy ma wystarczającą głośność i moc wyjściową . Jednocześnie nie wymaga żadnej konfiguracji i wykorzystuje minimum części, zapewniając przy tym przyzwoitą jakość dźwięku.

Rozważany obwód zrodził pomysł stworzenia przenośnego wzmacniacza słuchawkowego. Tak to wyszło . Istotą tego jest stworzenie od podstaw kompletnego projektu przenośnego wzmacniacza słuchawkowego własnymi rękami.

Materiał został przygotowany wyłącznie na potrzeby serwisu

Zapewne wielu z Was spotkało się z takim problemem, gdy po podłączeniu słuchawek do odtwarzacza MP3 lub telefonu, głośność była niewystarczająca, czyli inaczej mówiąc, moc odtwarzacza lub telefonu nie była wystarczająca, aby zapewnić głośny, czysty dźwięk. I co zrobić w tym przypadku?

Aby to zrobić, możesz złożyć wzmacniacz słuchawkowy własnymi rękami. Jego schemat jest dość prosty i każdy radioamator, niezależnie od tego, czy jest początkujący, czy doświadczony, może to zrobić, wykazując się dokładnością i uwagą.

Tworząc ten wzmacniacz chciałem, żeby był nietypowy, chciałem odejść od klasycznej plastikowej obudowy. Pamiętając, że fani moddingu komputerowego często robią przezroczyste obudowy do swoich komputerów, postanowiłem również, że obudowa mojego wzmacniacza będzie przezroczysta. I jako atrakcja - porzucić płytkę drukowaną i sprawić, że wszystko będzie montowane powierzchniowo.

Opracowanie schematu przeprowadzono w programie Orzeł. To klasyczny wzmacniacz z podwójnym wzmacniaczem operacyjnym. OPA2107.

Poniżej znajduje się obwód wzmacniacza słuchawkowego DIY:

Lista wymaganych części do zasilacza wzmacniacza:

• Złącze zasilania;
• LED 5 mm (dowolny kolor);
• R1LED - rezystor o mocy od 1K do 10K (1W);
• CP1, CP2 - elektrolity 470 μF (dla napięcia 35 lub 50 woltów);
• RP1, RP2 - 4,7 K (1 W);

Lista części wzmacniacza:

• IC1 - podwójny wzmacniacz operacyjny OPA2107;
  (uwaga - na schemacie wzmacniacz operacyjny jest oznaczony jako OPA2132, faktem jest, że początkowo planowałem go zastosować);
• C1L, C1R - 0,68 uF 63 V (dla sygnału wejściowego audio);
• C2, C3 - 0,1 µF (folia do stabilizacji wzmacniacza operacyjnego);
• R2L, R2R - 100K (0,5 W);
• R3L, R3R - 1K (0,5 W);
• R4L, R4R - 10K (0,5 W);
• R5L, R5R - zworka (opcjonalnie);
• Gniazdo stereo - 2 szt.;

Ponieważ zdecydowałem, że wszystko będzie na zawiasach, zacząłem robić ramę. Tutaj będziesz potrzebować dokładności i uwagi, ponieważ... obudowa będzie przezroczysta, a wszelkie wady będą od razu widoczne.

Do szyny zasilającej użyłem jednożyłowego drutu miedzianego o grubości 1 mm, pobranego ze skrawków kabli używanych do okablowania domowego.

Każdy zasilacz transformatorowy o napięciu 12 woltów i prądzie wyjściowym 300 mA lub większym jest idealny jako zasilacz. Wskazane jest użycie zasilacza transformatorowego, ponieważ użycie impulsowego może prowadzić do zakłóceń (w słuchawkach będzie słyszalny ciągły szum).

Jako złącze zasilania użyłem tego złącza: (centralny styk to plus mocy).

Aby utworzyć identyczne końcówki rezystorów i przewodów, użyłem zwykłego śrubokręta. Można zastosować różne średnice dla większych lub mniejszych promieni.

Nieco niżej widać przewody zasilające. Na wejściu zasilacza znajduje się 12 woltów, które następnie są przekształcane na +6 woltów i -6 woltów za pomocą dzielnika napięcia (rezystory RP1 i RP2, 4,7 kOhm każdy). Faktem jest, że wzmacniacz operacyjny wymaga zasilania bipolarnego. Przewód znajdujący się pośrodku to tzw. „wirtualna masa”, której w żadnym wypadku nie należy łączyć z prawdziwą masą (przy złączu zasilającym).

Aby zmniejszyć zakłócenia wzmacniacza operacyjnego i zwiększyć stabilność jego działania, niezbędne są dwa duże kondensatory 470 µF 50 V w połączeniu z kondensatorami 0,1 µF. Aby to zrobić, musisz spróbować umieścić je jak najbliżej zacisków wzmacniacza operacyjnego.

Oto kilka dodatkowych zdjęć z różnych perspektyw, które pokazują, jak przeprowadziłem instalację.

Po zakończeniu lutowania możesz przystąpić do sprawdzania wzmacniacza. Mała rada, do sprawdzenia nie trzeba używać najfajniejszych słuchawek, wystarczą jakieś proste. Fakt jest taki, że jeśli gdzieś się pomylisz i przylutujesz części niezgodnie ze schematem, to całkiem możliwe, że zniszczysz słuchawki. Mam jednak nadzieję, że kiedy sprawdzisz, wszystko będzie w porządku.

Ponieważ wzmacniacz będzie później zalany żywicą epoksydową, zdecydowałem się go nieco podnieść, aby podczas zalewania znalazł się dokładnie na środku korpusu. Aby to zrobić, przylutowałem małe piny od dołu.

Pomyślałem, że fajnie byłoby nieco bardziej dopracować konstrukcję wzmacniacza i dlatego zdecydowałem się wydrukować naklejki na złącza audio. Przygotowałem je w Adobe Photoshopie, następnie wydrukowałem go na cienkim papierze fotograficznym i przykleiłem do łączników taśmą dwustronną.

Od jakiegoś czasu zastanawiałem się nad projektem korpusu i materiałem, z którego zostanie wykonana forma do zalewania. Wybrałem plastik o grubości 1,5 mm; doskonale tnie zwykłym nożem biurowym, pozostawiając bardzo gładką krawędź.

Następnie zaprojektowałem formularz wypełnienia, używając tego samego Orzeł. Po wycięciu wszystkich części przystąpiłem do montażu. Aby ułatwić tę procedurę, najpierw chwyciłem wszystkie rogi super klejem, a następnie dwukrotnie okleiłem każdy szew, co zapewniło pełną szczelność.

Najprostszym sposobem ustalenia objętości żywicy epoksydowej do nalania jest napełnienie formy wodą, następnie wlanie jej zawartości do kubka i sprawdzenie powstałej objętości i masy. Oczywiście objętość można zmierzyć linijką - ale metoda z wodą wydawała mi się łatwiejsza.

Do wypełnienia użyłem przezroczystej żywicy epoksydowej. W przypadku tej konkretnej żywicy stosunek utwardzacza do żywicy powinien wynosić 1:50. Przydała się do tego tak mała ilość utwardzacza. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku różnych marek żywic epoksydowych stosunek utwardzacza do żywicy jest różny, patrz instrukcje.

Wymieszaną żywicę należy powoli wylewać po bokach formy, aby uniknąć powstawania pęcherzyków powietrza. Na zdjęciu poniżej widać, że podczas wylewania żywicy nalałem trochę więcej niż potrzeba, jednak żywica nie wylała się pod wpływem napięcia powierzchniowego. Jest to konieczne, ponieważ żywica epoksydowa nieznacznie kurczy się podczas twardnienia.

Kiedy żywica epoksydowa twardnieje, wydziela się dużo ciepła (w moim przypadku temperatura wynosiła 62 stopnie). Następnie formę przykrywa się, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu i zanieczyszczeń na powierzchnię.

Zostawiłem żywicę epoksydową do utwardzenia na jeden dzień. Po tym czasie wyschło i przystąpiłam do usuwania pleśni. Użyłem do tego szlifierki taśmowej.

Następnie za pomocą routera zeszlifowałem fazki i wszystkie ostre rogi.

Do wypolerowania korpusu użyłem najpierw papieru ściernego o ziarnistości 600, a końcowe polerowanie na mokro drobnym papierem ściernym o ziarnistości 1200.

Na koniec jeszcze kilka zdjęć gotowego wzmacniacza słuchawkowego typu „zrób to sam”:

Teraz wiesz, jak zrobić wzmacniacz słuchawkowy własnymi rękami.

Kocham słuchać muzyki. Bez odpowiedniego poziomu głośności nie jest to możliwe (zakres dynamiczny – rozumiesz). Bardzo miło jest słuchać przez mocny wzmacniacz i duże głośniki - ale nie chce się przeszkadzać sąsiadom. Do wyjścia karty dźwiękowej podłączyłem słuchawki, w moim przypadku Creative X-Fi, dźwięk z niej bardzo mi się podoba, jednak głośność nie była dla mnie wystarczająca. Rozwiązanie problemu jest jasne dla wszystkich - kup wzmacniacz słuchawkowy lub zrób to sam. Chciałem zrobić więcej sam. Aby uzyskać schematy obwodów, oczywiście przejdź do Internetu. Nie będę podawać schematów i opisów różnych urządzeń wzmacniających, które tam znalazłem, wszystko można znaleźć samemu. Dzielę się z Wami tylko tym, co faktycznie zrobiłem i co się sprawdza.

Zakres wzmacnianych częstotliwości przy zastosowaniu nowoczesnych i mniej nowoczesnych mikroukładów i tranzystorów z reguły jest całkowicie wystarczający do wzmocnienia dźwięku o bardzo wysokiej jakości. Od razu byłem pod wielkim wrażeniem prostoty wzmacniacza tranzystorowego. Na początku obwód wydawał się niezgrabny, ale zdecydowałem się zrobić to urządzenie. Schemat obwodu pokazuje jeden kanał wzmacniacza, płytka jest podłączona do wzmacniacza stereo.

Zrobiłem go wykorzystując tranzystory, które miałem na stanie i w dużych ilościach. Zadziałało natychmiast. Wynik mnie zaskoczył: brzmiał normalnie i był wzmacniany. Ponieważ słuchawki zasilane są stałym napięciem (około 2 V), pojawia się problem z zasilaniem tła. Idealnym zasilaniem są baterie lub stabilizowane źródło zasilania 5V. Po tym jak udało mi się pozbyć tła poprzez zmianę pojemności filtra zasilania 470 µF (w przypadku zasilania z ładowania telefonu Nokia kondensator padł całkowicie), dźwięk wydawał mi się dość głośny i wysoka jakość. Tranzystory wyjściowe, jak zauważyłeś, są połączone według obwodu Darlingtona i 2T603, który zainstalowałem w tym trybie nagrzewają się przyzwoicie, ale wytrzymują bez radiatorów. Zrobiłem trzy takie wzmacniacze, zmieniając układ części, usuwając zworki i dodając złącza. Tutaj udostępniam układ najnowszej wersji. Jeśli Ci się nie podoba, edytuj go w Sprint-Layout 6.0. Kiedy podłączyłem do tego wzmacniacza inne słuchawki, nie spodobał mi się dźwięk w nich i wtedy zdecydowałem się zrobić inny wzmacniacz.
W jednym z artykułów internetowych przeczytałem dobrą recenzję na temat starego mikroukładu KA2206 i postanowiłem z jego pomocą zrobić wzmacniacz dla nowych uszu.

Zdjęcie gotowego wzmacniacza pokazuje opcję z dodatkowym wzmacniaczem do mikrofonu dynamicznego, tylko moc idzie z obwodu wzmacniacza do mikrofonu. O mikrofonie nie będę się rozpisywał – to nie ten temat.

Kupiłem 10 sztuk na Ali Express. mikroukłady za 100 rubli. Schemat z arkusza danych mikroukładu. Zasilanie w mojej wersji 8v. stabilizowany (stabilizator w zasilaczu LM7808 bez radiatora, nagrzewa się do 60 stopni). Wzmacniacz pracuje normalnie zaczynając od zasilania 5V (jednak przy zasilaniu 5V sam dół świszczy przy maksymalnej głośności). Chip nie wymaga dodatkowego chłodzenia. Gdy napięcie zasilania przekracza 10 V, mikroukład zauważalnie się nagrzewa. Może zaistnieć konieczność regulacji wzmocnienia pomiędzy kanałami (balans), w jednym z kanałów zmieniłem rezystancję wejściową 1K i 20K, suma rezystancji powinna pozostać stała - 21-20K. Rezystory, które są oznaczone na płytce 0,2 - 0,9K (zamontowane pionowo na płytce), zużywają 750 omów, regulują wzmocnienie. Można zamiast tego wlutować zworki, ale wtedy poziom wzmocnienia i co najważniejsze tło jest bardzo wysoki (być może to kwestia subiektywna). Kondensatory 0,15uF. zastąpiono 0,1 uF. Ceramika. Dźwięk tego wzmacniacza mi odpowiadał, zarówno z nowymi słuchawkami, jak i ze starymi.
W planach jest zbudowanie wzmacniacza z elektroniczną regulacją głośności. Zrobiłem te urządzenia osobno: regulator i wzmacniacz zmontowałem według schematów z arkusza danych - działają dobrze, ale teraz je połączyłem i rozdzieliłem na płytkę.

Jeśli obciążeniem są słuchawki i przy określonym zasilaczu, jestem pewien, że wzmacniacz mocy nie będzie potrzebował grzejnika, ale na wszelki wypadek jest on narysowany tutaj (płyta aluminiowa o grubości 1,5 mm). Schematu nie podam - na rysunku płytki wszystko jest jasne. Wzmocnienie jest regulowane przez rezystory 0,2-1,0 K: im wyższa rezystancja, tym mniejsze wzmocnienie. Jeśli wymagane jest maksymalne wzmocnienie, zamiast tych rezystorów można zainstalować zworki. Zastosowanych mikroukładów nie brakuje i są bardzo niedrogie. Przyciski chwilowe zintegrowane na płytce, takie jakie miałem na stanie.

W przypadku tych, które posiadasz, wyreguluj płytkę lub podłącz je. Rezystor R\X jest dopasowany do Twojej wskazówki (jeśli ją posiadasz); możesz użyć czujnika zegarowego do nagrywania ze starych magnetofonów. Przy maksymalnej głośności opór dobiera się tak, aby wskaźnik pokazywał maksimum. Wskaźnik podłącza się do punktów UK. Sygnał wejściowy do punktów IN R i IN L. Wyjście do punktów OUT R i OUT L. Rezystory o wartości nominalnej 4,7 oma mogą mieć moc 0,25 W, nie są już potrzebne. Jeśli zainstalujesz grzejnik, tego wzmacniacza można używać z głośnikami. Przy zasilaniu 12V. zmian, wzmacniacz ten będzie wytwarzał moc 2 x 6 watów. moc, oczywiście moc transformatora mocy powinna wynosić około 30 watów. Może ktoś zrobi ten wzmacniacz szybciej ode mnie i podzieli się wrażeniami.