Усилитель для наушников на ne5532 схема: Усилитель для наушников на NE5532

Содержание

Высококачественный усилитель для наушников схема

Любые наушники являются непростой нагрузкой для источника звука. Особо справедливо это высказывание если наушники арматурные, гибридные, изо/орто-динамические или еще более экзотические. Подавляющее большинство источников звука не способно выдать достаточную мощность сигнала, как результат на высокоомных наушниках не хватает громкости, а для низкоомных не хватает тока. Как результат — искажения, звук становится унылым, плоским, непроработанным, нижний регистр вязнет в каше и тд и тп. Усилитель для наушников призван решить все обозначенные проблемы.

Усилитель для наушников, построенный на любом ОУ, при достаточной величине питающего напряжения, может легко обеспечить требуемый уровень сигнала. Однако большинство усилителей не способно выдать в нагрузку требуемый ток. Помимо выходного тока, для обеспечения достойного качества звука, операционный усилитель должен обладать как минимальными искажениями, иметь широкую полосу пропускания по частоте и обладать большой скоростью нарастания сигнала.

Бродя по бескрайним просторам всемирной помойки кладезю знаний — интернету, наткнулся на интересный ПДФ файл от компании Burr Brown. Название этого файла значится так: DOUBLE THE OUTPUT CURRENT TO A LOAD WITH THE DUAL OPA2604 AUDIO OP AMP , что дословно переводится на русский как: Удвоение выходного тока в нагрузку двумя аудио ОУ OPA2604. Файл состоит из двух страниц, где ценность представляла только первая. Но чем же он так интересен? — Это вариант усилителя для наушников на ОУ. Но не просто усилитель, а хитрый усилитель. Вот собственно и он:

Фирма Burr-Brown конечно же рекомендует ставить в усилитель для наушников свои OPA2604. Выходной ток этих ОУ может достигать 35мА, а в пике 41мА. Чтобы не спалить выходы ОУ, для ограничения по току, установлены резисторы R3 и R4 сопротивлением по 51 Ом. Но эти резисторы не только защита по току, они соединяются на выходе и суммируют токи каждого ОУ. Как следствие, на выходе схемы ток получается удвоенный, т.е. 70мА. Другие два резистора на схеме определяют коэффициент усиления, но о них позже, а пока определимся с главным компонентом нашего высококачественного усилителя для наушников — Операционным Усилителем.

Это очевидно, но всёже стоит напомнить — покупайте только фирменные детали у проверенных продавцов.

Все гораздо проще — берется любая микросхема с аналогичным корпусом, но в разы дешевле, например TL062, но на корпус наносится надпись LM833 и, вуаля, вот вам ваша LM-ка.

Выбор ОУ и их звук

Для этой стать хотелось найти что-то более доступное и сносно звучащее за свои деньги, дабы не заставлять вас выворачивать карманы. Понравится — прикупите операционников подороже, нет — так и выкинуть не жалко будет.

Поначалу в усилитель были воткнуты LM833. На полноразмерных Sennheiser HD380, звучало более менее сносно. Но вставив затычки KZ ES3, в которых установлено по 2 динамика (арматура+динамический излучатель), звук заметно испоганился. Ну вот и сказались ограничения операционника по выходному току.

NE5532

НО! NE5532 старая и очень применяемая микросхема. На сегодняшний день ее производством промышляет очень много компаний. И у каждой компании микросхема звучит по своему хотя и внутрення схема у всех одинаковая. Видимо сказываются различия в используемых материалах, технологиях и методах контроля.

Это еще что такое?! — признаюсь честно, наткнулся я на нее совершенно случайно, ковыряясь по каталогу местного магазина радиодеталей. При том что это была единственная микросхема этой компании.

До того как я ее вставил, сидел и читал даташит с легким недоверием. Стоимость этой микросхемы была около 0.3$, при этом приводимые характеристики были аналогичны более дорогому сегменту. Но вставив ее я понял, что вот оно.

Схема усилителя для наушников

Резисторы R1 и R2 задают коэффициент усиления, который определяется формулой

Коэффициент усиления я задал равным трем. Для этого в качестве резистора R2 было установлено 15кОм, а в качестве R1 два резистора по 15кОм в параллель. Желательно использовать резисторы точностью не хуже 1%. Если имеется необходимость изменить коэффициент усиления то для схем на ОУ обычно рекомендуется использовать резисторы в диапазоне 10-100 кОм.

Представленная в даташите схема несколько неполная и отражает лишь самое главное. Для нормально работы следует сделать привязку входа по постоянному напряжению к земле. Еще совсем не лишним будет добавить в цепь общей обратной связи конденсатор небольшой емкости (С2), для исключения самовозбуждения.

Я не сторонник конденсаторов по входу. Однако не всегда известно каков будет источник сигнала, и насколько там возможно присутствие постоянного напряжения. Да и наверняка у вас возникнет желание установить по входу переменный резистор для регулировки уровня. В таком случае конденсаторы послужат развязкой. Лучше установить прославленные для звуковых цепей Wima, но можно обойтись и другими конденсаторами приличного качества. Емкость можно снизить до 2.2 мкФ.

Некоторые замечания

Такие рекомендации можно найти в большинстве даташитов по ОУ. Танталовые конденсаторы помогут ОУ на низких частотах, особенно в пиковые моменты, когда резко нужен большой ток. А конденсаторы 0.1 мкФ требуются для минимизации ВЧ помех приходящих по шинам питания.

Вместо заключения

Честно говоря, я не ожидал такого интересного звука от этих операционников. Даже если ставить Виму по входу и тантал по питанию это совсем не вызовет анарексии вашего кошелька. А что касается качества звука NJM4580, то лично для меня эта детальная и честная подача очень по душе и я предпочел оставить усилитель без замены микросхем.

Статья была написана исключительно для сайта AudioGeek.ru

Усилитель на ne5532 схема

Гораздо ниже, чем винил или магнитная лента. Из-за этого требования к шумам последующего усилительного тракта на сегодняшний день стали гораздо выше, чем в эпоху аналогового звука. Что за меломан и уж тем более аудиофил без винила? Именно для них предусилитель оснащен двумя фонкорректорами под разные типы звукоснимателей.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Предварительный усилитель на отечественной …

Усилитель для наушников на NE5532


На рисунке изображен универсальный стерео темброблок , на основе малошумящего операционного усилителя NE Да 0 Нет 0. Порядок вывода комментариев: По умолчанию Сначала новые Сначала старые. Для тех, кто не разобрался. Сделал себе такой же. Схема рабочая. Минус внизу, а плюс вверху. Первая нога микросхемы, получается, справа внизу. Только так 3я и 5я ноги будут на общей массе, как и положено.

Питание только двух полярное. На принципиальной схеме тоже перепутаны плюс и минус. Подскажите как его питать от однополярного источника питания? Потребуется простая схема выпрямителя для двухполярки но без общего вывода с транса. На предусилитель думаю пойдет, нагрузка там мизерная. Питание трансформатора нужно вольт. Вопрос — если применить переменные сопротивления на 50 кОм,какие параметры резисторов и кондёров нужно применить?

Сам не могу рассчитать,т. Спасибо, исправил. Вот такая программа Вам подскажет приблизительно. Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. Обратная связь. Мобильная версия сайта. Автор сайта не гарантирует, что опубликованные материалы не содержат ошибок или ложных сведений, а также не несёт никакой ответственности за прямые или. Ответственность лежит на лице, использующем данные материалы.

Коэффициент гармоник Понравилась схема? Жми палец вверх! Просмотров: Комментарии: 5 Рейтинг: 2.


Радиопилюля

На рисунке показана схема предварительного усилителя с трех полосным регулятором тембра, баланса и громкости. Источник: www. Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Ваш IP: Входной предварительный усилитель с регулировкой тембра, громкости и баланса на NE Звукотехника разное Простой FM приемник на транзисторах — На рисунке показана схема простого FM приемника на 4-х транзисторах.

Предварительный усилитель работает от двухполярного источника питания ±12В. На схеме в скобках показаны номера выводом микросхемы для.

Предварительный усилитель с претензией на Hi-End! (часть I)

Микросхема NE представляет собой сдвоенный малошумящий операционный усилитель, широко применяющийся в различной аудиоаппаратуре, а так же, пользующийся популярностью в любительской схемотехнике. Внутренняя структура микросхемы обладает диодной защитой входа усилителя, защитой выхода от короткого замыкания. Низкий уровень шума, низкий уровень искажений, высокая скорость нарастания выходного напряжения, широкий диапазон напряжения питания, позволяют построить на базе данной микросхемы различные любительские конструкции. Чувствительность усилителя может меняться от 50мВ до мВ. Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Ваш IP: Предварительный усилитель на NE

СТЕРЕО УСИЛИТЕЛЬ С САБВУФЕРОМ И ФНЧ

By k pt n , February 8, in Усилители для наушников. Есть две микросхемы ne Скиньте пожалуйста рабочую схему для наушников и печатку в pdf формате. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6!

Предварительный усилитель подходит для работы с любым источником сигнала, таким как mp3 плеер или компьютер, а в дополнении с оконечным усилителем мощности позволит получить дома неплохой звук. Размещение потенциометров на краю платы позволяет отказаться от проводов, соединяющих потенциометры с платой, что в свою очередь приводит к улучшению параметров усилителя в плане шумов.

Стереофонический предварительный усилитель с темброблоком на ОУ NE5532

Микросхема NE широко используется в разнообразной аудио аппаратуре, и заслужила популярность в радиолюбительской практике. Широкий диапазон питающего напряжения NE , низкий уровень искажений, низкий уровень собственных шумов, повышенная скорость нарастания выходного напряжения, позволяют собрать на основе этой микросхемы разнообразные радиолюбительские устройства. Схема данного предварительного усилителя очень проста и основана на доступных компонентах. Операционный усилитель NE обеспечивает усиление около 30 дБ. Это усиление зависит от величины резисторов R3 и R4. Общий коэффициент усиления таким образом, может изменяться от 10 до 45 дБ.

Схема простой предварительный усилитель

Рассмотрена принципиальная схема самодельного предварительного усилителя НЧ на микросхеме NE Оживить старую кассетную деку можно, установив в неё новую электронную начинку. На рисунке показана схема усилителя воспроизведения для стационарного кассетного магнитофона или магнитофонной приставки. Усилитель работает в полосе частот от 50Hz до 22kHz. Номинальный уровень выходного напряжения НЧ составляет mV. Показанная на рисунке схема оптимизирована под работу с ферроксидной лентой.

На рисунке показана схема предварительного усилителя с трех полосным с регулировкой тембра, громкости и баланса на NE

Схема пятиполосного эквалайзера на NE5532

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки. Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте!

Отличный диапазон питающих напряжений микросхемы NE , незначительный уровень искажений собственных шумов, хорошая скорость нарастания выходного напряжения, позволяют собрать на основе этой микросборки разнообразные и интересный радиолюбительские конструкции. На базе этой микросхемы можно собрать простой двух канальный регулятор тембра, баланса и громкости. Еще один вариант регулятора тембра аналогичен первому, но в нем использовано по два операционных усилителя на канал для увеличения чувствительности. Схема обеспечивает усиление до 30 дБ, зависит от номинала установленных сопротивлений R3 и R4. Если вам требуется изменять коэффициент, просто замените R4 потенциометром на K с последовательно соединенным резистор на 10К.

Сайт помогает найти что-нибудь интересное в огромном ассортименте магазинов и сделать удачную покупку.

Операционный усилитель — это интегральная схема, предназначенная для усиления слабого сигнала. Операционные усилители часто используются в различных аудио-устройствах. Например, если вы решите спаять усилитель для высокоомных наушников, вам наверняка понадобится операционный усилитель. Звучит, как что-то полезное. Так давайте же разберемся, как работать с этим хозяйством, на примере конкретного чипа NE Рассмотрим такую задачу. Допустим, мы хотим сделать микрофон, чтобы его можно было подключить прямо к компьютеру и записывать с него звук, например, в Audacity.

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки. Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте!


Набор для сборки простого усилителя для наушников 47AMP

Всем привет! Сегодня расскажу про самый простой кит усилителя для проводных наушников на паре NE5532. Мельком я его упоминал в обзоре треш музыкального центра, купил себе такой же — посмотрим на что он способен.

Доставка почтой с треком.
Упаковка пакеты с замком:

Характеристики:
Потребление тока: 6 mA
Напряжение питания: DC 9-18 В
Разъемы: 3.5 мм
Размеры платы: 60 х 40 мм
Размеры в корпусе: 70 * 50 * 22 мм
Масса: 64 г.
Кит состоит из нескольких частей:

  • Печатная плата
  • Части корпуса
  • Детали для пайки
  • Крепеж
  • Инструкция
Мануал:

Там же расположение элементов и принципиальная схема:

Схема очень простая на паре операционных усилителей.
Плата усилителя:

Детали для сборки:

не пожалели даже пластиковой ручки для переменного резистора регулятора громкости.
Проверка конденсаторов:

ОУ 5532 с «кроватками» для возможной оперативной замены:

Акриловые части корпуса в защитной пленке:

С обеих сторон наклейки для защиты от царапин. Толщина оргстекла 2 мм, порезано лазером.

Паяем:

Уходит времени примерно пол часа, набор будет хорош для обучения навыкам пайки.
Последовательность сборки подробно с картинками расписана тут
Собираем корпус на 4 винта:

Готовое устройство (с натяжкой — так как нужен блок питания):

Питание 12 В подается через разъем DC 5.5×2.1, вход сигнала и выход на наушники на разъемах 3,5 мм. Светодиод, конечно, яркий и голубого цвета, с этим все стабильно.
Потребляет усилитель от блока питания какие-то крохи:

поэтому мощный блок питания не нужен, я когда ставил этот усилитель в «музыкальный центр» перестраховался с мощностью блока питания.

Заработал усилитель сразу. Звук плоский, ничем необычным не выделяется, глупо писать про сцену и сибилянты в таком простом наборе. О звуке говорить можно хотя бы в ките клона Lehmann BCL это уже интересно.
Измерение усилителя RMAA:

АЧХ:

Коэффициент гармонических искажений:

Реакция на прямоугольный сигнал 1 кГц:

Регулятор громкости (коэффициент усиления) на синусе:

вход 304 мВ, на выходе максимум без клиппинга 944 мВ.

Данный кит можно использовать, когда нужно просто и без затей добавить усилитель для наушников, но нет требований к качеству звука. Например, для просмотра ТВ или в самодельный бумбокс.

На этом все.

Спасибо за просмотр. Удачных покупок!

Простой усилитель для наушников

В середине апреля, как обычно, в Москве проходила выставка потребительской электроники, фото-техники и т.д. На выставке довелось послушать усилитель для наушников Beyerdynamic A1 c их же топовыми наушниками. Звучание этих комплектов произвело довольно сильное впечатление, захотелось сделать что-то подобное для себя. Изначально планировалось сделать констукцию на основе операционного усилителя, дополненного мощным эмиттерным повторителем, работающим в классе А (без отсечки выходного тока). Набросал схему, потом решил посмотреть, что же из себя представляет этот самый A1. Здесь схема A1, найденная в интернете. Оказалось, что это тоже умощненный операционный усилитель, причем и структура и некоторые номиналы совпадали с моим наброском. Отличия в том, что вместо источников тока я хотел ставить резисторы 3.3к, зеленый светодиод вместо красного, и коэффициенты усиления по каскадам предполагалось распределить равномерно, чтобы несколько снизить искажения. Не думаю, что это сильно повлияло бы на качество. Судя по фотографиям внутренностей устройства, оно содержит защиту от постоянного напряжения на выходе, кроме того, имеется селектор входов с микропроцессорным управлением. Питание устройства выполнено на интегральных стабилизаторах, но что используется — LM317/337 или LM7812/7912, разобрать по фотографиям невозможно. Что-то мне подсказывает, что используются стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением.

В любом случае, делать так я не стал:) Вместо этого решил сначала попробовать, а стоит ли вообще это делать, исходя из моих источников сигнала (в последнее время это, в основном, компьютер и iPod Classic). Много сил и денег тратить категорически не хотелось. И тут вспомнилась топология, предложенная Сергеем Агеевым на форуме Vegalab — усилитель на базе нескольких параллельно соединенных операционных усилителей. Он, правда, предлагал собирать такой усилитель на NE5534 и категорически не советовал делать на NE5532. Проблема в том, что NE5532 у меня были в достаточном количестве, а NE5534 — нет. В результате получилась вот такая схема (показан один канал без цепей питания):

Коэффициент усиления схемы — около 12, этого оказалось даже многовато. Питается усилитель от источника питания, выполненного на интегральных стабилизаторах LM7812/7912. Емкость конденсаторов в каждой из шин питания — 3000 мкФ. Отличие приведенной схемы от той, что предлагалась на сайте в том, что обе ступени усиления выполнены в виде инвертирующих усилителей. Это должно несколько снизить искажения за счет устранения искажений, вызываемых синфазным напряжением во входных дифференциальных усилителях микросхем. По данным, приведенным, например, здесь, искажения в инвертирующем и неинвертирующем включении могут отличаться в два и более раза. Другое дело, заметна ли на слух разница между искажениями в 0.0001% и 0.000042%, но если это не сложно, лучше сделать вариант, когда искажения меньше, хотя я делал и в неинвертирующем включении и никакой разницы не заметил. Кроме того, усилители U3A и U4A находятся внутри петли обратной связи усилителя U2A, что также должно способствовать снижению искажений. Построение этих каскадов в виде повторителей напряжения делает ненужным подбор резисторов в цепях обратной связи.

Шум усилителя на слух не заметен, вероятно его уровень находится вблизи порога слышимости, источник сигнала шумит гораздо сильнее.

Прослушивание проводилось на наушниках Sennheiser HD 580 (300 Ом), Sennheiser HD 25 II (70 Ом) и Beyerdynamic DT880 (250Ом). Со всеми из перечисленных наушников усилитель играет очень прилично, даже с моими источниками в звуке появилось большое количество новых деталей. Искажения точно измерить не удалось, так как имеющаяся в наличии звуковая карта имеет собственные искажения порядка 0.01%, к тому же, собственные искажения звуковой карты очень сильно зависят от того, какие уровни сигнала выставлены. По результатам измерений, проведенных на скорую руку, данный усилитель показал искажения на уровне 0.013% вне зависимости от подключенной нагрузки в диапазоне 80-300 Ом (измерения проводились как с подключенными к выходу наушниками, так и без нагрузки). Чуть позже обязательно проведу более основательные измерения и выложу результаты. Запас мощности такой, что на максимальной громкости наушники просто прыгают на голове. Даже при этом не ощущается серьезных потерь качества звучания, но слушать так нельзя — громкость уже на границе болевого порога. Естественно, на таких мощностях музыку слушать не стоит, можно повредить уши, но запас выходной мощности позволяет передавать без слышимых искажений даже самые громкие звуки.

Прослушивался также вариант, когда второй операционный усилитель (U2A) не отдает ток на выход, а используется только для усиления сигнала по напряжению для выходных операционных усилителей. Никакой разницы на слух замечено не было, поэтому решено было подключить и его выход к нагрузке — возможность отдать в нагрузку дополнительный ток лишней не бывает:)

Приятным достоинством схемы является высокая надежность. NE5532 имеет встроенную защиту от перегрузок, которая, как оказалось, без проблем защищает от таких аварий, как, например, замыкание выхода на один из выводов питания или на общий провод. Кроме того, применение сдвоенного операционного усилителя позволяет сильно упростить топологию платы. Наконец, можно добавить выходной мощности простым добавлением операционных усилителей на выход параллельно U3A и U4A.

Пока все это собрано на макетной плате, в ближайших планах — перевод на печатную плату. Кроме того, вероятно, соберу что-то подобное Beyerdynamic A1 — вдруг при сравнении окажется, что он еще лучше?).

Радиоконструктор «Клон усилителя для наушников Lehmann BCL»

Клон Hi-End усилителя для наушников Lehmann Black Cube Linear

Из-за простоты повторения схема этого усилителя класса Hi-End популярна у радиолюбителей. На любом радиолюбительском форуме есть тема про клонирования этого усилителя.

0. Можно купить оригинал



1. Можно полностью самому сделать печатную плату и собрать усилок — geektimes.ru/post/257526/
2. Можно купить в Китае печатную плату, набить своими деталями и получить результат- geektimes.ru/post/256990/
Некоторые делают самодельные усилители «круче» оригинала — используют более крутые детали.
3. Можно купить готовый усилитель — mysku.club/blog/ebay/17042.html
4. Я купил радиоконструктор: печатная плата, детали, корпус, трансформатор, разъемы, регулятор громкости ALPS и прочее. Покупал у этого продавца полтора года назад. У него периодически эти радиоконструкторы заканчиваются, он оптом закупает и распродает дальше, но уже открывает новый лот на ebay.

Информация от продавца

Basic parameters
Frequency range 10Hz-35kHz
Adaptation impedance 8-2kΩ
Distortion
Output power 200mW / 300ohm;
400mW / 60 ohms.
Features power consumption
Input impedance 47kΩ;
SNR> 95dB;
LINE OUT-60ohm;
PHONE OUT-5ohm;
Channel separation> 70dB / 10kHz.
Input Interface RCA connector × 1 group
Output Interface: 6.3mm interfaces × 2, RCA Interface × 1 (can be used as preamp)

Internal dimensions: Width 135mm height 48mm depth 240mm

main materials:

Opamp is PHI NE5532.
Power transistor is ST BD139 140.
30W R-core Transformer.
Original ALPS 27 type Potentiometer
US CMC Copper RCA
Ruby main electrolysis, Siemens MKT coupling capacitors, Panasonic decoupling capacitors, resistors made in TaiWan.

Конструктор прислали двумя посылками:

Вложили записку:

Фото печатной платы с двух сторон. Качественная печатная плата:

Трансформатор питания с экранирующей обмоткой:

Схема этого усилителя для наушников в классе А легко ищется в инете:

Все конденсаторы и ОУ — под замену на Wima/Nichichon/Matsushita в фильтр питания/OPA2134 вместо китайского NE5532.

Транзисторы выходного каскада подобрал по коэф. усиления.

Спаял, в корпус поместил. Радиаторы выходных транзисторов, чтобы не болтались, зафиксировал на печатной плате с помощью термоклея. Сигнальные входные и выходные провода — OFC моножила в экранах. RCA разъемы должны быть изолированны от корпуса усилителя.


Для заземления на корпус на плате УНЧ есть спецотверстие:

Собирал конструктор почти полтора года назад. Сейчас установил бы фильтр против электромагнитных помех EMI.
Типа такого «1pcs AC2A3-2 Power Line EMI Filter 250V 50/60Hz 3A Brand new»:

Или возможно в гнездо подключения кабеля «CW2A-10A-T-AC-115V-250V-10A-Panel-Mount-3-Pin-Solder-EMI-Filter»:

Отгородил трансформатор железным экраном… Улучшать конструкцию можно до бесконечности…

Настройка:
Регулятор громкости на минимум. Первое включение лучше делать «через лапочку» (лампа наливания обычная на 100 Вт включается ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО первичной обмотке трансформатора). Замерить постоянное напряжение между выходом усилителя и общим проводом на выходе усилителя на выходных разъемах обеих каналов. Если все ок:
1. лампочка не горит, а только, возможно, на секунду вспыхивает при включении питания,
2. постоянное напряжение меньше 30 мВ.

Можно отключить лампочку, подключать наушники и слушать музыку. Если имеется осциллограф и генератор сигналов, то можно проверить усилитель этими приборами.

На плате установлены переключатели для настройки комфортного уровня усиления.

Защита от постоянного напряжения на выходе
Если «что-то пойдет не так» на наушники может попасть постоянное напряжение. Тогда наушники выйдут из строя. В оригинальной схеме не предусмотрена защита от таких ситуаций. Решил установить такую защиту. На ebay продается такой модуль c «зеленой платой»: «Earphone Protection C1237 (UPC1237) DIY Kit» ebay.com/itm/320743978923

Я покупал за 300 р. Возможно где-то он есть дешевле. Картинка в помощь.
Этот модуль как раз подходит для наших целей:
1. Если его немного «подрезать» со стороны разъема для наушников. Сам разъем для наушников устанавливать не нужно. Дорожки тут расположены удачно — на функциональность защиты не отражаются. После изоляции с обратной стороны платы, модуль отлично помещается над разъемами для наушников основной платы. Я на пластиковых стойках M3 его разместил, просверлив необходимые отверстия. Закрепил пластиковыми гайками и винтами М3.
2. Питание модуля — двухполярное переменное — подключил прямо к выходным клеймам трансформатора для наушников УНЧ.
3. Перед установкой на плату УНЧ — проверить схему. Через несколько секунд после подачи питания, должно щелкнуть реле (наушники подключаются), при подачи постоянного напряжения должно
4. Подсоединил к защите только сигнальные провода — общий провод и так соединен у нас через общий провод питания. Модуль подключил в разрыв дорожек на выходе УНЧ:

Получилось вот так:

Измерения
Нагрузка: резисторы 250 Ом
Vpp=7.2V:





Vpp=1.12V:




Впечатления
Звучит хорошо. Нейтрально. Мне нравиться. Сейчас основной усилитель для наушников. Фона, искажений нет. Звук нейтральный.

Испытывал на наушниках:
Затычки — Sennheiser CX 300-II (16 Ом)
Beyerdynamic DT 990 PRO (250 Ом )
Все ок.

Возможно использовать как предварительный усилитель к усилителю мощности. Так же возможность подключения 2-х пар наушников. Один штекер отсоединяет выход предварительного усилителя, второй не отключает.

Сам конструктор оставил двойственное впечатление — с одной стороны — набор «все в одном». Купил, спаял, все работает, смотрится красиво, слесарные работы сведены к минимуму. Но возможности модификации ограниченны корпусом, трансформатором, схемой. Что для самодельщика не есть хорошо. Высокая цена доставки видимо из-за веса корпуса и трансформатора. На эти элементы бесплатной доставки не бывает.
Прогрев усилителя — минут 20 (транзисторы выходного каскада на рабочую температуру нагреваются). Когда играет музыку — усилок охлаждается. Когда не играет — греется. Особенности класса А.

Прецизионный усилитель для наушников. Прецизионный усилитель для наушников Операционный усилитель для наушников

Схема усилителя для наушников, которая точно заслуживает внимания. Тут и удвоенный выходной ток и отсутствие разделительных конденсаторов на пути сигнала. При этом схема усилителя для наушников очень проста и понятна.

Обновлено : Из схемы убран входной разделительный конденсатор. Изменены номиналы входных резисторов.

Схема усилителя для наушников

Регулярные скитания по по бескрайним просторам помойки кладезя знаний — интернету, привели к интересной находке. Это был PDF файл от компании Burr Brown. Который воодушевил меня создать усилитель для наушников на ОУ. С языка потенциального врага, его название дословно можно перевести следующим образом: Удвоение выходного тока в нагрузку двумя аудио ОУ OPA2604 .

Файл состоит из двух страниц, где ценность представляет только первая. Представленная там схема усилителя для наушников была перерисована и избавлена от лишних умных надписей.

Знакомьтесь, это будущее сердце нашего усилителя. А если быть точнее — это схема одного канала. Каналов у нас будет 2, а значит потребуется два сдвоенных операционных усилителя (ОУ ).

Резисторы R3 и R4 сопротивлением по 51 Ом нужны чтобы защитить выходы операционных усилителей.

В чем «фишка» этого усилителя?

Схема совсем не нова, и известна еще из даташитов 90-х годов. Но интересность схемы заключается в том, что оба ОУ усиливают один и тот же сигнал. Но это не мостовое включение. Выходные сигналы обоих ОУ находятся в фазе, а их выходные токи складываются.

Такое включение решает проблему малого выходного тока многих ОУ. Это заметно увеличивает количество ОУ, которые могут быть использованы в усилителе. Теперь достаточно, чтобы каждый операционный усилитель мог обеспечивать выходной ток в 35-40 мА, вместо 70-80 в случае одного ОУ на канал.

Максимальное значение выходного тока всегда приводятся в даташитах на ОУ.

Коэффициент усиления

Коэффициент усиления сигнала определяют резисторы R1 и R2 . Его точное значение определяется формулой:

K= 1+ R2/R1

Если ориентироваться на линейный выход с уровнем сигнала в 1 Вольт, то для большинства наушников коэффициента усиления равного трем будет вполне достаточно. На три и будем ровняться.

Желательно, чтобы резисторы, задающие коэффициент усиления, имели точностью не хуже ±1% . Зачастую в магазинах не слишком большой выбор прецизионных резисторов. Но в данном случае можно обойтись резисторами одного номинала.

В закромах шкафа были найдены прецизионные резисторы по 7,5 кОм которые и стали резистором R1 . В качестве R2 два резистора по 7,5 кОм были включены последовательно. Аналогично можно сделать, включив параллельно два резистора по 15кОм в качестве R1 , и один резистора на 15кОм в качестве R2 .

Для изменения коэффициента усиления лучше менять резистор R2 . Для схем на ОУ обычно рекомендуется использовать резисторы номиналом 1÷100 кОм. Резистор R1 будет выполнять еще одну важную функцию, поэтому желательно использовать 7.5кОм .

Доводим схему до ума

Представленная в документе схема несколько неполная и отражает лишь самое главное. Для нормально работы следует дополнить схему входными цепями, а так же параллельно резистору R2 следует добавить конденсатор небольшой емкости. Он нужен для исключения самовозбуждения ОУ.

Для начала не будем изобретать велосипед и позаимствуем входную цепь у усилителя для наушников FiiO Olympus E10. В таком случае схема нашего усилителя примет следующий вид:


На схеме обозначены ножки для сдвоенного операционного усилителя в корпусе DIP8. Схема полностью рабочая и ни в какой настройке не нуждается.

Выкинем конденсатор со входа

ОУ одинаково хорошо усиливает как переменное так и постоянное напряжение. Конденсатор(C1 ) нужен для того, чтобы отсекать постоянное напряжение по входу. С одной стороны — нормальные источники сигнала не дают постоянку на выходе. С другой стороны, если она вдруг будет, то ее нужно отсекать. А то и наушники можно спалить.

Но народ активно не желает видеть лишние конденсаторы в пути сигнала, поэтому будем выкручиваться.


Перечитывая в очередной раз «Искусство схемотехники » Хоровиц и Хилла, обнаружил то, что искал. Чтобы получить усилитель переменного тока, необходимо включить конденсатор, аналогичный C1 , последовательно с резистором R1.

В таком случае обратная связь ОУ будет работать только по переменке и необходимость в конденсаторе на входе у нас отпадет. Поэтому можно смело переместить C1 со входа усилителя в цепь обратной связи ОУ.


Образовавшаяся (R1 , С1 ) будет отсекать как постоянное напряжение так и инфра-низкие частоты (). Они не несут полезной информации, но значительно нагружают усилитель по току.

Так же такое включение конденсатора уменьшит напряжение разбаланса ОУ по входам. А оно, к слову, тоже усиливается и подмешивается в выходной сигнал. При этом конденсатор в цепи обратной связи практически не влияет на звук, в отличие от конденсатора на входе. Вообщем одни полюсы от такой перестановки.

Входные резисторы

Удаление конденсатора со входа вынудило пристальнее присмотреться к резисторам R5 и R6, оставшимся на входе. А зачем они вообще нужны и как их рассчитать?.

Резистор R5 называется компенсирующим и необходим для обеспечения равенства сопротивлений между каждым из входов и землей. Его величина определяется как параллельное сопротивление резисторов R1 и R2 .

Однако у нас последовательно с R1 стоит конденсатор С1. Сопротивление конденсатора зависит от частоты и складывается с сопротивлением резистора. Сопротивление конденсатора на какой-то частоте определяется из соотношения:

R С = 1 / (2 × π × F × C) ,

Где F в Гегрцах, С в Фарадах, а R С в Омах

Для определения сопротивления R5, сначала были рассчитаны значения сопротивлений конденсатора емкостью 2,2 мкФ на частотах 20Гц и 20кГц. Затем для обоих случаев были рассчитаны величины компенсирующих резисторов. Оказалось, что сопротивление резистора R5 должно лежать между 8.91 кОм (для 20 Гц ) и 6.81 кОм (для 20кГц ). Не долго думая воткнул 7,5 кОм.

Конденсатором мы развязали инвертирующий вход усилителя с землей по постоянке. Но ОУ должен иметь связь с землей как по переменному, так и по постоянному току. Для этого и служит резистор R6 . Его величина была выбрана равной 75 кОм. Но можно поставить и 100 кОм. Меньше 75кОм, при переменнике в 50 кОм я бы не советовал ставить. Вместе с резистором R5 они начнут шунтировать входной переменный резистор.


На схеме так же был несколько изменен выход. Номиналы R3 и R4 были снижены до 10 Ом, а последовательно с ними включен резистор R7 с таким же сопротивлением. Это должно обеспечить лучшее суммирование выходных сигналов.

Питания усилителя

Для звука очень важно качество питания. Данная схема рассчитана на двухполярное напряжение питания. Это избавляет нас от необходимости добавлять лишние детали в звуковой тракт, и в целом лучше для звука.

Сегодня существуют ОУ работающие от ±1.5В, но большинство операционников работают при двухполярном напряжении питания от ±3В до ±18В. Оптимальным можно назвать напряжение в ±12В, которое входит в пределы питания большинства ОУ.

Точные значения максимального напряжения питания следует смотреть в документации на конкретные микросхемы.


Качество компонентов

Не обязательно сразу закупать дорогие детали. Для начала можно поставить что-то из ассортимента ближайшего магазина радиодеталей, а постепенно заменить их более качественными компонентами. Плата будет работать на любых деталях.

Конденсатор С1 должен быть неполярным. Лучше полипропиленовый или пленочным. Конденсатор С2 лучше использовать керамический. Точность конденсаторов не очень важна. но лучше использовать с точностью не хуже 5%.

Цены на операционные усилители лежат в широких пределах и не всегда дороже значит лучше для звука. Для начала можно будет установить что-то недорогое и доступное, например любимую многими NE5532(0.3$). Очень желательно чтобы она была производства Филлипс.

В последствии с заменой ОУ можно будет играться сколько хотите. Если рассматривать ОУ классом повыше, то для звука хорошо себя зарекомендовали OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397….

Не рекомендую заказывать микросхемы с АлиЭкспресс и в прочих китайских магазинах. Довольно много отзывов, в которых люди сообщают, что микросхемы не оригинальные. Да, ОУ будет работать, как ему и положенно, но это может быть совсем не OPA2134, который вы заказывали, а довольно дешевая TL061 с надписью OPA2134…

Заключение

Полученная схема усилителя, собранная на OPA2132 и работающая даже при напряжении питания ±5В свободно раскачивает достаточно тугие Sennheiser HD380 Pro.

Не люблю описывать звук субъективными терминами вроде «высокие стали хрустальными» или «басы теплыми», скажу лишь то, что при использовании хорошего ОУ, этот усилитель для наушников обладает достаточным запасом громкости и выходной мощности. При этом он не требует никакой настройки и использует минимум деталей, обеспечивая при этом достойное качество звука.

Рассмотренная схема привела к идее создания портативного усилителя для наушников. Так придумался . Суть которого заключается в создании законченной конструкции портативного усилителя для наушников своими руками с нуля.

Материал подготовлен исключительно для сайта

В связи с приобретением новой звуковой карты без выхода на наушники, у меня возникла потребность в усилителе для наушников приличного качества, способном раскачать мои любимые ТДС-4. Усилитель должен был быть компактным, простым в сборке и налаживании, с низким уровнем шумов и искажений. В итоге, собранный усилитель соответствовал всем указанным выше требованиям.

Характеристики усилителя измерялись с помощью программы RMAA 6. Был испытан макет одного канала (программа работала в режиме МОНО), результаты измерений:
Неравномерность АЧХ (в диапазоне 40 Гц — 15 кГц), дБ: +0.05, -0.74
Уровень шума, дБ (А): -90.9
Динамический диапазон, дБ (А): 90.9
Гармонические искажения, %: 0.0014
Интермодуляционные искажения + шум, %: 0.010
Интермодуляции на 10 кГц, %: 0.0084

Усилитель построен по схеме ОУ + выходной транзисторный буфер. ОУ обеспечивает высокий коэффициент усиления разомкнутой петли обратной связи, необходимый для подавления нелинейных искажений с помощью глубокой ООС. Выходной буфер выполняет усиление по току, согласуя низкое сопротивление катушки наушника с маломощным выходом ОУ. В схеме используется сдвоенный быстродействующий ОУ К574УД2. Сигнал от источника через разделительный конденсатор C3 и резистор R1 поступает на неинвертирующий вход ОУ. Резистор R4 задает рабочую точку усилителя по постоянному току. Элементы C1,C2,R2,R3 обеспечивают частотную коррекцию ОУ. Выходной буфер выполнен по «параллельной» схеме. Данная схема была выбрана, потому что в ней отсутствуют переходные искажения, характерные для обычных двухтактных схем. При использовании транзисторов с близкими параметрами, падения напряжения на переходах база-эмиттер транзисторов пред оконечного и оконечного каскадов взаимно компенсируются. Транзисторы буфера, будучи установлены на общий теплоотвод, взаимно термостабилизируют друг друга. ОУ и буферный каскад охвачены общей 100% ООС по постоянному и переменному току, коэффициент усиления схемы равен 1.

Конденсатор C3 желательно использовать пленочный. C1,C2,C6,C7 – керамические. Все резисторы типа МЛТ-0,125 (или импортные аналоги). Транзисторы VT1 КТ315Г, VT2 КТ361Г, VT3 КТ815Г, VT4 КТ814Г. Предпочтительнее будет использовать в качестве VT1 и VT2 транзисторы КТ815Г и КТ814Г, из соображений идентичности параметров и возможности легко организовать тепловой контакт всех четырех транзисторов буфера. ОУ возможно заменить на любой другой быстродействующий с соответствующим изменением набора корректирующих элементов и разводки печатной платы. Усилитель питается от двухполярного нестабилизированного источника питания. В источнике питания используется трансформатор 220/20 с отводом от средней точки вторичной обмотки. Диодный мост любой на напряжение 50В и ток до 1А. Возможно использовать диоды серий 1N4001-1N4007. Емкость конденсаторов C4,C5 не менее 1000 мкФ (я использовал 4700 мкФ)
Правильно собранный усилитель налаживания не требует. Необходимо проверить потребляемый ток (порядка 30 мА для двухканального усилителя) и постоянное напряжение на выходе.

Детали усилителя и источника питания размещаются на общей плате размером 35х78мм. Транзисторы каждого канала крепятся через изоляционные прокладки к общему П-образному теплоотводу. Площадь теплоотвода несущественна, главное чтобы он обеспечивал тепловой контакт транзисторов.

Печатная плата однослойная с перемычками, разведена в Sprint Layout 5. В авторском варианте использовался нефольгированный текстолит, детали устанавливались в отверстия, выводы соединялись медной проволокой.

Литература:
Усилительный блок любительского радиокомплекса. А. Агеев, Радио №8 1982г.
The Sapphire Desktop Headphone Amplifier — http://phonoclone.com/diy-sapp.html

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
DA1 Микросхема К574УД2 1 В блокнот
VT1 Биполярный транзистор

КТ315Г

1 В блокнот
VT2 Биполярный транзистор

КТ361Г

1 В блокнот
VT3 Биполярный транзистор

КТ815Г

1 В блокнот
VT4 Биполярный транзистор

КТ814Г

1 В блокнот
VDS1 Диодный мост

КЦ405В

1 В блокнот
С1 Конденсатор 50 пФ 1 В блокнот
С2 Конденсатор 5 пФ 1 В блокнот
С3 Конденсатор 1 мкФ 1 Желательно пленочный В блокнот
С4, С5 Электролитический конденсатор 1000 мкФ 2 В блокнот
С6, С7 Конденсатор 0.1 мкФ 2 В блокнот
R1, R3 Резистор

5.6 кОм

2 В блокнот
R2 Резистор

1 кОм

1 В блокнот
R4 Резистор

33 кОм

1 В блокнот
R5 Резистор

100 Ом

1 В блокнот
R6, R7 Резистор

Как говорится — все гениальное просто. Данный усилитель состоит из минимума деталей, обеспечивая сигналу прохождение через минимум элементов, и тем самым оберегая его от искажений, которые эти элементы могут внести.

Усилитель имеет мощность 500мВт. Расчетный уровень искажений, при применении микросхемы на подобии OPA2134 — 0.001%. Сопротивление нагрузки 32-300 Ом.

На R1 и R2 собран регулятор громкости, точнее это один сдвоенный резистор. По входу стоит бутерброд из конденсаторов 4.7 и 0.47мкФ, позволяющий добиться максимальной линейности. На IC1.1 и IC1.2 собраны инвертирующие усилители с коэффициентом усиления равным 4. Далее Следуют повторители на транзисторах. ООС образуют R6 и R5. R11 и R12 ограничивают ток поступающий с ОУ на базы повторителей, от этого ОУ проще живется, и искажений чуть меньше. R7, R8, R9, R10 ограничивают ток транзисторов повторителя и защищают их от сквозных токов. Схема питается от двухполярного напряжения и имеет встроенные цепочки фильтрации на микросхемах-стабилизаторах 7812 и 7912. На выходе стоят конденсаторы предотвращающие попадание постоянного напряжения на выход.

В качестве IC1 можно использовать LM358 как самый доступный вариант, но для качественного звука советую поставить аналог подороже.

Печатная плата включает все элементы, кроме разъемов. Ее размеры составляют всего 50х50мм. Такой размер был выбран с целью в дальнейшем заказать платы у китайцев, уложившись в самый дешевый лот размером 5х5см. Вообще первоначально данный проект планировалось использовать как коммерческую разработку, но я все-же решил выложить его в открытый доступ.

Первая плата изготовлена методом плоттерной аппликации:

Пала небольшая, поэтому крепление осуществляется посредством штатной гайки переменного резистора. В сборе устройство выглядит так:

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
IC1 Операционный усилитель

OPA2134

1 LM358 В блокнот
Линейный регулятор

LM79L12

1 В блокнот
Линейный регулятор

LM78L12

1 В блокнот
VT1, VT3 Биполярный транзистор

BC547

2 В блокнот
VT2, VT4 Биполярный транзистор

BC557

2 В блокнот
R1, R2 Переменный резистор 50 кОм 2 В блокнот
R3, R4 Резистор

47 кОм

2 В блокнот
R5, R6 Резистор

200 кОм

2 В блокнот
R7-R12 Резистор

10 Ом

6 В блокнот
1000 мкФ 4 В блокнот
Электролитический конденсатор 100 мкФ 2 В блокнот
Электролитический конденсатор 10 мкФ 2

Все началось с того, что я купил новые, качественные наушники. Вскоре я наткнулся на проблему — недостаточная выходная мощность портативного MP3 плеера. Плеер до этого эксплуатировался с дешевыми китайскими наушниками. В результате пришлось собрать не большой усилитель для наушников на операционном усилителе на компонентах BUF634 и OPA627, которые позволили добиться высокого качества усиления.

Это усилитель класса А с выходной мощностью около 15 мВт при сопротивлении наушников 32 Ом наушниках, что меня вполне устроило.

BUF634 является высокоскоростным буфером, который может быть применен в цепи обратной связи операционных усилителей с целью повышения выходного тока, устранения тепловой обратной связи и улучшения емкостной нагрузки.

Основные характеристики BUF634:

  • Выходной ток до — 250 мА
  • Скорость přeběhu выше, чем – 2000В/µs
  • Настраиваемый диапазон от — 30 до 180 Мгц
  • Собственный ток цепи не превышает 1,5мА
  • Напряжение питания в диапазоне от ±2,25 до ±18 В
  • Встроенный ограничитель тока
  • Встроенная защита от перегрева
  • Доступен в исполнении DIP-8, SO-8, TO-220-5 или DDPAK-5

Вторым важным элементом усилителя для наушников является операционный усилитель OPA627 компании Texas Instruments, который относится к категории схемы с FET входом и характеризуется очень низким уровнем шума, малым напряжением смещения и большой пропускной способностью.

Основные характеристики OPA627:

  • Очень низкий уровень шума: 4,5нВ/Гц при 10кгц
  • Очень низкие VOS: 100µВ max.
  • Температурный дрейф только 0,8µВ/°C max.
  • Стабильное единичное усиление

Схема усилителя питается от сетевого источника питания 15В, на выходе которого установлены два сглаживающих конденсатора по 1000мкФ. Также можно использовать для питания адаптер или аккумулятор, например, 14В/500mA.

Для регулировки громкости применен переменный логарифмический резистор. Монтаж усилителя выполнен с применением двусторонней печатной платы. Необходимо отметить, что гарантией качества и длительного срока службы является использование качественных конденсаторов. В этих усилителей, ни в коем случае не используйте дешевые и сомнительного качества конденсаторы.

Чтобы получить качественный звук от мобильных устройств (смартфонов, mp3-плееров, планшетов и т.п.). Одна из основных характеристик любого мобильного устройства – время работы от батарей. Производители идут на любые ухищрения, чтобы снизить энергопотребление и увеличить время автономной работы гаджета. Поэтому усилитель звука в мобильном устройстве, как правило, имеет низкое напряжение на выходе (0,15-0,3В) и малую мощность.

Для канальных наушников с малым импедансом это не так уж важно – звучать они будут достаточно громко, но вот высокоомные (от 100 Ом) наушники ожидаемой громкости обеспечить не смогут, хотя чувствительность у них может быть даже больше. Почему так? Потому что чувствительность обычно указывается относительно мощности наушников – дБ/мВт. Т.е., при подаче 1 мВт на наушник чувствительностью 100 дБ, он даст на выходе именно такое звуковое давление – 100 дБ. Но что такое 1мВт для наушника с импедансом 8 Ом и 300 Ом? Согласно школьному курсу физики,


Из этого следует, что при импедансе 8 Ом для обеспечения мощности 1 мВт усилитель должен выдать сигнал амплитудой,

а чтобы обеспечить ту же мощность для наушников с импедансом 300 Ом, уже 0,5В. Если вспомнить, что выходной сигнал гаджета у нас ограничен 0,2-0,3 В, становится ясно, что от высокоомного наушника громкого звука ждать не приходится, хотя чувствительность у него вроде бы такая же, как у низкоомного.

Импеданс 16 Ом

Импеданс 16 Ом

Импеданс 300 Ом

Импеданс 300 Ом


Существует устойчивый миф, что хороший звук можно получить только на полноразмерных высокоомных наушниках. Это не так – сегодня существует множество низкоомных наушников (как вставных, так и полноразмерных) с отличными характеристиками.
Так зачем же нужны высокоомные наушники? Не проще ли перейти на низкоомные и забыть о всяких дополнительных усилителях?
Тоже не все так просто – при низком сопротивлении наушников через усилитель гаджета протекает больший ток. Для обычных усилителей это не так важно, но компактная электроника мобильных устройств повышенных токов не любит. Коэффициент нелинейных искажений на звуковом выходе гаджета может заметно вырасти с ростом тока за счет увеличения тепловыделения и нагрева полупроводниковых элементов, а также за счет возрастания тепловых шумов и дробных шумов, вносимых непроволочными резисторами. Кроме того, выходное сопротивление встроенных усилителей смартфонов часто бывает довольно высоким и оказывает заметное влияние на АЧХ низкоомных наушников.
Проще говоря, низкоомные наушники будут звучать громко, но звук может оказаться плохим даже на дорогих качественных моделях, а высокоомные наушники скорее обеспечат хорошее качество, но громкость их будет неудовлетворительной.


Поэтому для получения качественного звука с рядового смартфона наличие усилителя становится просто обязательным. Для многих mp3-плееров усилитель тоже потребуется – качество усилителя дешевых плееров зачастую не выше, чем у простых смартфонов.
Кроме улучшения качества звука усилитель еще и снизит энергопотребление мобильного устройства и, соответственно, продлит время автономной работы – для быстро разряжающихся современных смартфонов это немаловажный критерий.
Определившись с необходимостью усилителя, можно перейти к выбору конкретной модели по характеристикам. Покупать первый попавшийся усилитель не стоит, необходимо, чтобы он соответствовал мобильному устройству и, особенно, наушникам. Имеет смысл сначала определиться с выбором наушников, а уже затем (при необходимости) подобрать под них усилитель.

Характеристики усилителей наушников.


От исполнения зависит, сможете ли вы слушать музыку в дороге и на прогулке. Портативные усилители обычно имеют небольшие размеры и собственный автономный источник питания. Стационарные же больше габаритами и зачастую могут быть запитаны только от сети 220В. Зато многие такие усилители могут быть использованы для подзарядки мобильного устройства одновременно с проигрыванием музыки.


Вид схемотехники большинства современных усилителей – транзисторный. Транзисторы компактнее, экономичнее, прочнее и дешевле. Но ламповые усилители продолжают удерживать свои позиции благодаря большому количеству любителей «теплого лампового звука». Плюсы у ламп имеются:
— лучшая, чем у транзисторов, линейность, дающая гладкую АЧХ на простых схемах;
— лучшая устойчивость к перегрузкам, как при коротком замыкании выхода, так и при избыточной мощности входного сигнала. Перегруженный транзисторный усилитель портит звук сильнее лампового;
— не стоит недооценивать эстетический эффект лампового усилителя с открытыми лампами
Но АЧХ современных полупроводниковых усилителей давно не уступает ламповым, а минусы электронных ламп при использовании в усилителях заметно перевешивают плюсы. Это:
— высокий уровень тепловых шумов (каковой шум многие принимают за тот самый «ламповый звук»)
— недолговечность ламп из-за постепенного выгорания катода;
— высокая стоимость ламп и усилителей на них;
— низкая механическая прочность – лампы не выносят вибраций, при перевозке лампового усилителя лампы лучше вынуть и везти отдельно, соответствующим образом их упаковав;
— высокий коэффициент нелинейных искажений за счет использования выходного трансформатора;
Гибридные усилители с выходным каскадом на транзисторах имеют меньший коэффициент нелинейных искажений, но тепловой шум от ламп в них сохраняется, поэтому отношение сигнал/шум более 90 дБ ни в ламповых, ни в гибридных усилителях практически не встречается.

Выходная мощность усилителя определяет максимальную громкость, которую смогут выдать подключенные к нему наушники. Только надо иметь в виду, что производитель обычно указывает мощность при минимальном импедансе наушников. С ростом импеданса подключенных наушников мощность падает: так, усилитель, обеспечивающий 16 мВт с наушниками 16 Ом, на 300-омной нагрузке даст всего 0,8 мВт. Поэтому перед покупкой желательно выяснить, какую мощность усилитель обеспечивает при подключении к нему конкретных наушников. Мощность должна быть такой, чтобы обеспечивать на наушниках звуковое давление в диапазоне 105 – 115 дБ, что считается достаточно громким для большинства людей. Чтобы выяснить, будут ли наушники создавать нужное звуковое давление, следует посчитать его по формуле:


Так, при чувствительности наушников в 96 дБ/мВт и мощности усилителя 0,8 мВт для данных наушников, максимальное звуковое давление будет 95 дБ, что явно недостаточно.

Максимальное и минимальное сопротивление определяют диапазон, внутри которого должен быть импеданс используемых с этим усилителем наушников. При использовании наушников с импедансом, меньшим минимального, выросшие токи в усилителе могут привести к его повреждению. При подключении наушников с импедансом, большим максимального, звук будет слишком тихим.

Отношение сигнал/шум показывает, насколько сильно шумит усилитель при отсутствии сигнала. Чем выше этот показатель, тем более чистый звук обеспечивается системой. Для прослушивания музыки нежелательно, чтобы этот показатель был ниже 75 дБ. Hi-Fi аппаратура обеспечивает минимум 90 дБ, а высококачественные Hi-End усилители способны обеспечить отношение сигнал/шум в 110-120 дБ и выше.


Входы усилителя определяют, какие форматы получения сигнала он поддерживает, и какие разъемы потребуются для его подключения к мобильному устройству. Для получения аналогового аудиосигнала с гаджета используются «джеки» (jack) 2,5, 3,5, 6,35 мм и «тюльпаны» (RCA). Для получения цифрового аудиосигнала – SPDIF и USB. И в том и в другом случае необходимо, чтобы на мобильном устройстве был соответствующий разъем и, разумеется, поддержка возможности передачи аудио через него. Разнообразие различных входов, кроме поддерживаемого вашим мобильным устройством, не будет лишним: это позволит подключать к усилителю и другие устройства: ноутбук, автомагнитолу и т.д.


Отдельно следует отметить возможность получения аудиосигнала в цифровом виде. Это подразумевает наличие в усилителе собственного цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) – модуля, преобразующего цифровые данные из аудиофайла в аналоговый сигнал для наушников. Это удорожает усилитель, но может благотворно сказаться на качестве звука. Дело в том, что в целях экономии производители мобильных устройств (особенно смартфонов) ставят на них недорогие низкоразрядные ЦАП, способные сильно исказить звук.
В этом случае высокое качество усилителя и наушников ничем не поможет – на них будет идти изначально некачественный сигнал. Поэтому, если вы не уверены в качестве комплектующих своего мобильного устройства (и если оно может отдавать звук в цифровом виде), выбирайте усилитель со встроенным ЦАП и цифровым входом.

Делаем портативный усилитель звука для наушников


Радиоконструктор «Клон усилителя для наушников Lehmann BCL»

Клон Hi-End усилителя для наушников Lehmann Black Cube Linear Из-за простоты повторения схема этого усилителя класса Hi-End популярна у радиолюбителей. На любом радиолюбительском форуме есть тема про клонирования этого усилителя. 0. Можно купить оригинал


1. Можно полностью самому сделать печатную плату и собрать усилок — geektimes.ru/post/257526/ 2. Можно купить в Китае печатную плату, набить своими деталями и получить результат- geektimes.ru/post/256990/ Некоторые делают самодельные усилители «круче» оригинала — используют более крутые детали. 3. Можно купить готовый усилитель — 4. Я купил радиоконструктор: печатная плата, детали, корпус, трансформатор, разъемы, регулятор громкости ALPS и прочее. Покупал у этого продавца полтора года назад. У него периодически эти радиоконструкторы заканчиваются, он оптом закупает и распродает дальше, но уже открывает новый лот на ebay.

Информация от продавца

Basic parameters

Frequency range 10Hz-35kHz Adaptation impedance 8-2kΩ Distortion <0.001% (6mW / 300ohm) Output power 200mW / 300ohm; 400mW / 60 ohms. Features power consumption <5W; Input impedance 47kΩ; SNR> 95dB; LINE OUT-60ohm; PHONE OUT-5ohm; Channel separation> 70dB / 10kHz. Input Interface RCA connector × 1 group Output Interface: 6.3mm interfaces × 2, RCA Interface × 1 (can be used as preamp) Internal dimensions: Width 135mm height 48mm depth 240mm

main materials:

Opamp is PHI NE5532. Power transistor is ST BD139 140. 30W R-core Transformer. Original ALPS 27 type Potentiometer US CMC Copper RCA Ruby main electrolysis, Siemens MKT coupling capacitors, Panasonic decoupling capacitors, resistors made in TaiWan.

Конструктор прислали двумя посылками:

Вложили записку:

Фото печатной платы с двух сторон. Качественная печатная плата:

Трансформатор питания с экранирующей обмоткой:

Схема этого усилителя для наушников в классе А легко ищется в инете:

Все конденсаторы и ОУ — под замену на Wima/Nichichon/Matsushita в фильтр питания/OPA2134 вместо китайского NE5532.


Транзисторы выходного каскада подобрал по коэф. усиления.

Спаял, в корпус поместил. Радиаторы выходных транзисторов, чтобы не болтались, зафиксировал на печатной плате с помощью термоклея. Сигнальные входные и выходные провода — OFC моножила в экранах. RCA разъемы должны быть изолированны от корпуса усилителя.

Для заземления на корпус на плате УНЧ есть спецотверстие:

Собирал конструктор почти полтора года назад. Сейчас установил бы фильтр против электромагнитных помех EMI. Типа такого «1pcs AC2A3-2 Power Line EMI Filter 250V 50/60Hz 3A Brand new»:


Или возможно в гнездо подключения кабеля «CW2A-10A-T-AC-115V-250V-10A-Panel-Mount-3-Pin-Solder-EMI-Filter»:


Отгородил трансформатор железным экраном… Улучшать конструкцию можно до бесконечности…

Настройка:

Регулятор громкости на минимум. Первое включение лучше делать «через лапочку» (лампа наливания обычная на 100 Вт включается ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО первичной обмотке трансформатора). Замерить постоянное напряжение между выходом усилителя и общим проводом на выходе усилителя на выходных разъемах обеих каналов. Если все ок: 1. лампочка не горит, а только, возможно, на секунду вспыхивает при включении питания, 2. постоянное напряжение меньше 30 мВ.

Можно отключить лампочку, подключать наушники и слушать музыку. Если имеется осциллограф и генератор сигналов, то можно проверить усилитель этими приборами.

На плате установлены переключатели для настройки комфортного уровня усиления.

Защита от постоянного напряжения на выходе

Если «что-то пойдет не так» на наушники может попасть постоянное напряжение. Тогда наушники выйдут из строя. В оригинальной схеме не предусмотрена защита от таких ситуаций. Решил установить такую защиту. На ebay продается такой модуль c «зеленой платой»: «Earphone Protection C1237 (UPC1237) DIY Kit» ebay.com/itm/320743978923


Я покупал за 300 р. Возможно где-то он есть дешевле. Картинка в помощь. Этот модуль как раз подходит для наших целей: 1. Если его немного «подрезать» со стороны разъема для наушников. Сам разъем для наушников устанавливать не нужно. Дорожки тут расположены удачно — на функциональность защиты не отражаются. После изоляции с обратной стороны платы, модуль отлично помещается над разъемами для наушников основной платы. Я на пластиковых стойках M3 его разместил, просверлив необходимые отверстия. Закрепил пластиковыми гайками и винтами М3. 2. Питание модуля — двухполярное переменное — подключил прямо к выходным клеймам трансформатора для наушников УНЧ. 3. Перед установкой на плату УНЧ — проверить схему. Через несколько секунд после подачи питания, должно щелкнуть реле (наушники подключаются), при подачи постоянного напряжения должно 4. Подсоединил к защите только сигнальные провода — общий провод и так соединен у нас через общий провод питания. Модуль подключил в разрыв дорожек на выходе УНЧ:

Получилось вот так:

Измерения

Нагрузка: резисторы 250 Ом Vpp=7.2V:

Vpp=1.12V:

Впечатления

Звучит хорошо. Нейтрально. Мне нравиться. Сейчас основной усилитель для наушников. Фона, искажений нет. Звук нейтральный.

Испытывал на наушниках: Затычки — Sennheiser CX 300-II (16 Ом) Beyerdynamic DT 990 PRO (250 Ом ) Все ок.

Возможно использовать как предварительный усилитель к усилителю мощности. Так же возможность подключения 2-х пар наушников. Один штекер отсоединяет выход предварительного усилителя, второй не отключает.

Сам конструктор оставил двойственное впечатление — с одной стороны — набор «все в одном». Купил, спаял, все работает, смотрится красиво, слесарные работы сведены к минимуму. Но возможности модификации ограниченны корпусом, трансформатором, схемой. Что для самодельщика не есть хорошо. Высокая цена доставки видимо из-за веса корпуса и трансформатора. На эти элементы бесплатной доставки не бывает. Прогрев усилителя — минут 20 (транзисторы выходного каскада на рабочую температуру нагреваются). Когда играет музыку — усилок охлаждается. Когда не играет — греется. Особенности класса А.

Питания усилителя

Питание напрямую определяет качество звука усилителя. Конечно, лучше использовать более высокое напряжение питания, которое ко всему еще и двухполярное. Для портативной конструкции, которая будет питаться от одного аккумулятора хорошим напряжением можно считать ±5 вольт.

Этого будет с запасом для раскачки большинства наушников, но при этом такую мощность потянет аккумулятор. Для получения требуемого напряжения воспользуемся dc-dc преобразователем.

DC-DC преобразователь — это устройство способное преобразовывать постоянное напряжение одной величины в постоянное напряжение другой величины.

Принципиальная схема

В интернете можно найти множество разнообразных предложений, но мы остановились на самой простой и действенной схеме усилителя на основе TDA 2003.

Собранный портативный усилитель для наушников работает по классу A, а коэффициент усиления у него около 18 единиц — такая мощность удовлетворит самого привередливого меломана. На некоторых форумах в интернете продвинутые радиолюбители весьма положительно отзываются об этом чипе и представленной схеме, поэтому после сборки в вашем активе окажется весьма качественный усилитель для наушников. Звуковой ряд, по заверению тех, кто уже сделал для себя лично аналогичное изделие, достоин похвал: даже низкие тембры передаются в полном объеме без искажений — отдельно собирать УНЧ (усилитель низких частот) нет необходимости.

Схема УНЧ на транзисторах


Схема усилителя 4х4 на транзисторах к наушникам
Список деталей:

  • R1 — 100к
  • R2 — 330
  • R3 — 100
  • R4 — 22 (2 — 4,5к)
  • R4 — 100 (5 — 12к)
  • C1 — 4,7 мкФ
  • C2 — 4,7 мкФ
  • C3 — 100-1000 мкФ
  • C4 — 220 мкФ
  • P1 — 100K
  • D1, D2 — 1N4148
  • Q1, Q2 — BC549
  • Q3 — BC559

Усилитель — известный многим аудиофилам проект под названием «Усилитель 4х4», схему которого прилагаем тут. Конечно внесено несколько изменений в дизайн, чтобы получить звук, который наиболее устраивает именно под эти наушники.

Выходная мощность усилителя составляет 300 мВт при 32 Ом с напряжением питания 12 В. Источником был плеер SONY Walkman. Наушники — Philips SBC HP840 и Sennheiser HD201. Его питание 4 батарейки AAA 2500 мАч 1,2 В. Схема запустилась практически сразу. Интересно что УНЧ оказался очень устойчив к повреждениям и замыканиям.

audio — Как правильно подключить усилитель для наушников и где разместить потенциометры регулировки громкости?

В данный момент я создаю устройство, которое разбивает аналоговый стереофонический аудиосигнал на 3 сигнала и усиливает 2 сигнала для наушников. Мне нужно знать, как подать -12 В постоянного тока и где разместить потенциометры регулировки громкости для каждого из 3 исходящих сигналов. Также я должен использовать 3 операционных усилителя для каждого исходящего сигнала или достаточно одного? Каких номиналов должны быть катушки индуктивности в схеме блока питания?

Дополнительная информация:

Входной сигнал поступает с моего аудиоинтерфейса, и его достаточно для работы моих старых наушников с импедансом 32 Ом.К сожалению, они сломались от старости, и теперь я очень хочу перейти на наушники с импедансом 250 Ом. Поскольку в старых наушниках ручка громкости уже повернута наполовину, я решил, что этого будет недостаточно для моих новых высокоимпедансных наушников. (Также говорилось в разных обзорах.) Так как мне все равно нужно новое устройство, а усилители для наушников не особенно дешевы, я воспользуюсь этой возможностью, чтобы собрать себе устройство, о котором я давно мечтал.

Устройству потребуется разделить входящий сигнал с моего аудиоинтерфейса (2 разъема RCA внизу слева) на неусиленный сигнал для моих активных мониторов и 2 усиленных сигнала для наушников.Здесь каждый сигнал стерео. Он должен питаться от настенного источника питания 12 В постоянного тока / 2 А, который валяется в моей квартире. Теперь у меня есть общее представление о том, как должна выглядеть схема разветвителя и усилителя. Я намеревался использовать операционный усилитель NE5532, а затем TPA6120A2. Они оба получают достойное внимание в сообществе HiFi, поэтому я решил, что они будут уместны. Им обоим нужен источник питания -12 В постоянного тока, который я понятия не имею, как его построить. И 12 В постоянного тока, и -12 В постоянного тока будут регулироваться L7812 и L7912.Пожалуйста, не стесняйтесь ругать меня за мой идиотизм и полное отсутствие опыта, когда вы заметите какие-либо подводные камни или просто общие ошибки в моей схеме. Это мой последний дизайн:

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Пожалуйста, наберитесь терпения, я знаю, что это, вероятно, запутанно и уродливо, но это мой первый (в основном завершенный) дизайн в буквальном смысле. У меня нет предыдущего опыта, и я старался как можно точнее следовать всем таблицам данных и эталонным проектам, которые я мог найти. Кроме того, я не инженер-электрик и не носитель английского языка, а просто любитель.

Если этот проект окажется полезным, я без колебаний вернусь к сообществу и выложу все на github, чтобы другие, возможно, более компетентные люди могли продолжить.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Возможно, я плохо выразился, но у меня есть некоторый опыт в пайке. У меня есть все необходимые инструменты для работы с большинством компонентов SMD, хотя я бы предпочел избегать компонентов BGA. Тем не менее, я раньше не создавал никаких конструкций самостоятельно, и если я просто испорчу несколько комплектов для усилителей для наушников и разветвителя сигнала, я знаю, что не буду удовлетворен результатом.

Идентификация компонентов в схеме усилителя для наушников

Я отвечу в порядке прохождения сигнала.

R3/C1 представляет собой фильтр нижних частот, который устраняет высокочастотные помехи (например, РЧ мобильного телефона, улавливаемые кабелями), поскольку они могут быть устранены и обнаружены операционным усилителем и создают слышимый шум. C1 должен быть конденсатором с малыми искажениями, т.е. керамическим C0G, а не X7R и ему подобными. Его значение выбрано таким образом, чтобы оно значительно превышало звуковой диапазон, в данном случае около 1 МГц, в зависимости от импеданса источника.

R6 обеспечивает путь для входного тока смещения операционного усилителя на землю. Поскольку входы операционных усилителей представляют собой транзисторы BJT, они имеют ток базы. Без R6, когда к входному разъему ничего не подключено, базовому току некуда было бы деваться, поэтому входное напряжение повышалось (или падало) и операционный усилитель ограничивался.

О буфере: операционный усилитель представляет собой малошумящую модель с низкими искажениями, но его выходной ток недостаточен для правильного управления наушниками (это относится к большинству операционных усилителей).Буфер имеет единичное усиление и имеет гораздо больший ток. Это создает композитный усилитель. Поскольку обратная связь наматывается на буфер, операционный усилитель будет управлять им и корректировать искажения, вносимые буфером. Буфер должен быть очень быстрым (и компактным), так как он расположен внутри контура обратной связи, вы хотите избежать добавления дополнительного фазового сдвига, который сделал бы весь усилитель нестабильным (подробности см. в теории управления и критерии устойчивости Найквиста).

Композитный усилитель — довольно распространенная конструкция, иногда буфер реализуется на дискретных транзисторах.

R5 немного сложнее. Обычно вам не нужен здесь резистор, так как добавление импеданса на выходе заставит частотную характеристику зависеть от импеданса наушников, который зависит от частоты. Си в зависимости от номинала R5 будет звучать немного по другому. Однако разъемы для наушников дурацкие: когда вы их подключаете, каждый штырь замыкает почти все остальное, пока разъем вставляется. Таким образом, резистор обеспечивает защиту от этого короткого замыкания. Однако в таблице данных буфера указано: «Короткое замыкание на выходе (на землю) непрерывное», что означает, что он защищен (однако он будет нагреваться).

Резистор имеет другое применение: он изолирует усилитель от емкости кабеля. Управление емкостными нагрузками приводит к фазовому сдвигу в контуре и риску нестабильности. Таким образом, добавление резистора помогает избежать этого.

О развязывающих колпачках:

Было бы намного лучше заменить конденсаторы 22 нФ на максимальное значение диэлектрика X7R, которое вы можете получить для вашего любимого корпуса SMD, скажем, 1206. Чем больше емкость, тем лучше. 22 нФ недостаточно для сильноточной микросхемы, такой как BUF634, особенно с дополнительным импедансом из-за бусинок.

Меньший колпачок (физически меньший) будет иметь меньшую индуктивность, но здесь это не имеет значения, так как разница в индуктивности между большим 1206 и крошечным колпачком в любом случае перекрывается индуктивностью выводов микросхемы.

Так же сомнительный интерес представляют ферритовые бусины… При разводке схемы они вносили бы LC-резонанс с колпачками 22нФ на буфере, а это могло привести к звону на выходе и прочим гадостям. Если вы абсолютно хотите иметь ферриты в своих линиях электропередач, получите модели специй с веб-сайта Murata (их можно загрузить бесплатно) и смоделируйте их, чтобы избежать звона.

Итак, я бы поставил конденсаторы 10 мкФ 25 В X7R 1206 на питание буфера и 1 мкФ на операционный усилитель. Но, учитывая скидку за количество на 10 мкФ… 2 колпачка = 50 центов, 10 колпачков = 1,3 евро, я бы купил 10 и просто использовал их, кого это волнует.

Я бы просто удалил ферритовые бусины на буфере и заменил те, что на операционном усилителе, резисторами 1R, или вообще удалил их.

Если вы используете шумный блок питания, место для его фильтрации находится на разъеме, где он входит в плату, а не внутри схемы, где находятся операционные усилители.

Если вы хотите защитить эту штуку от короткого замыкания, обратите внимание на рассеяние в буферах, а также в резисторе R5 в случае короткого замыкания на выходе. Не используйте резистор 0805 SMD для R5, он просто сгорит. Для буферов может потребоваться небольшой радиатор.

Что касается выбора резистора, если вы платите за малошумящий операционный усилитель, вы также можете использовать малошумящие резисторы (т. е. металлопленочные или тонкопленочные в SMD) и избегать углеродных, толстопленочных и т. д., которые создают шум, зависящий от тока. . Они стоят всего пару центов дополнительно.

«Работающий операционный усилитель» в усилителе для наушников Objective 2

Или… Мои приключения по испытанию бутиковых операционных усилителей стоимостью 240 долларов в комплекте усилителя за 60 долларов.

Мне было любопытно, что такое «операционный усилитель , катающийся на », с тех пор, как несколько лет назад меня укусила ошибка лампового усиления. Ламповые парни постоянно собирают эзотерические и дорогие лампы, чтобы попробовать их в своих усилителях, и все с намеченной целью погони за этим «идеальным» звуком.

Катящиеся трубки, хотя и не имеют абсолютно никакого отношения к физическому вращению круглой трубки по поверхности, возможно, были названы в честь кругового качательного движения, используемого для извлечения трубки из гнезда.«Вращение» имеет еще меньше смысла, когда используется для включения и выключения микросхем в твердотельной схеме усиления. Как бы то ни было, энтузиасты и аудиофилы часто упоминают операционные усилители , прокатывающие , как достойный вариант модернизации усилителей для наушников.

Операционные усилители SparkOS Labs SS3602 и NJR Corporation NJM2068 .

Начнем с самого начала: что такое операционный усилитель?

Операционный усилитель (операционный усилитель) является одним из самых основных строительных блоков в схемах.Операционный усилитель обычно представляет собой ИС (интегральная схема — эквивалент множества транзисторов, резисторов и конденсаторов в одной крошечной микросхеме), которая усиливает сигналы. Многие операционные усилители (также известные как двойные операционные усилители ) содержат два операционных усилителя в одном кристалле, по одному для усиления каждого стереоканала: левого и правого.

При обсуждении качества операционных усилителей часто упоминаются несколько технических терминов:

  • Усиление
  • Скорость нарастания
  • Полное сопротивление
  • Напряжение

Отношение входного сигнала (ниже) к выходному сигналу (выше) описывается как коэффициент усиления операционного усилителя.В идеальном операционном усилителе выходное напряжение изменится мгновенно, однако в действительности термин « скорость нарастания » описывает, как быстро операционный усилитель может изменить выходное напряжение . Идеальный операционный усилитель также будет иметь бесконечно высокий входной импеданс , в то время как выходной импеданс будет пренебрежимо мал (0).

Поскольку ни один из этих идеалов невозможен, мы соглашаемся на достаточно высокую скорость нарастания с достаточно высоким входным импедансом и достаточно низким выходным импедансом.

Теоретически, чип с лучшими параметрами должен звучать лучше, однако схема, в которой он находится, должна быть спроектирована так, чтобы соответствовать.

Диаграмма ОУ из http://henrysbench.capnfatz.com

Как появился термин «поворот ОУ»?

Операционные усилители

используются почти во всех устройствах с разъемом для наушников (за исключением ламповых конструкций). В зависимости от устройства могут использоваться дешевые операционные усилители и другие детали; поэтому замена на операционные усилители с лучшими характеристиками является часто предлагаемым аудиофильским вариантом для модернизации усилителей для наушников. Это особенно легко для конечного пользователя, если операционные усилители вставлены в гнезда на плате, а не припаяны на место.Так родилось понятие «катящегося» операционного усилителя. Так же, как трубка прокатывает в ламповых усилителях, это практика замены различных частей (чипов или ламп), чтобы увидеть, изменится ли качество звука.

Таким образом, это неизбежно приводит к следующему вопросу: существуют ли слышимые различия между операционными усилителями?

Стоимость большинства операционных усилителей варьируется от 1 до 20 долларов, но есть несколько дорогих эксклюзивных операционных усилителей, предназначенных для высокопроизводительных аудиоприложений. Двойной дискретный операционный усилитель SS3602 от SparkOS Labs является простой заменой многих распространенных микросхем формата DIP с 8 выводами (двойной линейный корпус с прямоугольным корпусом и двумя параллельными рядами электрических соединительных контактов).Обратите внимание, что SS3602 не являются отдельными микросхемами (интегральными схемами), а состоят из отдельных компонентов и плат (именно это делает их «дискретными»).

SS3602 имеют квадратную форму приблизительно 15 мм и высоту 15 мм от кончиков штифтов до верха. Это означает, что они намного больше, чем типичный чип операционного усилителя (примерно 8 мм в длину, 9 мм в ширину и 7 мм в высоту), но подходят для многих непортативных усилителей, которые обеспечивают достаточный зазор. Чипы SparkOS, несмотря на то, что они в несколько раз дороже монолитных операционных усилителей IC (Integrated Circuit), требуют гораздо более высоких характеристик усиления, шума и тока.Они очень хорошо спроектированы и изготовлены, но превосходят ли они звук?

Существуют теории, согласно которым шумы и ошибки ввода вызывают слышимые различия между операционными усилителями. Блок питания может создавать помехи. Тепловые ошибки могут быть вызваны недостаточным рассеиванием мощности при работе с наушниками с низким импедансом. Эти тесты и результаты, как правило, не являются частью спецификаций производителей и требуют сложного испытательного оборудования для объективного определения результатов, однако они могут объяснять некоторые воспринимаемые различия в качестве звука между различными операционными усилителями.

Сборка JDS Labs Objective 2 DIY Kit со стандартными операционными усилителями.

Тестирование

Этот тест ограничен несколькими важными факторами:

Я

У меня нет волшебных ушей. Это может быть потому, что мне около 40 лет, и мой диапазон слуха ограничен. Или это может означать, что я не так критически требователен, как некоторые более натренированные уши. Критическое слушание — это приобретаемый навык, и, без сомнения, есть другие, которые более способны различать небольшие различия (честно говоря, я рад, что не обладаю такими способностями — было бы проклятием никогда не быть удовлетворенным чем-либо). но самый-самый лучший)Иногда я нахожу противоречивый опыт со многими компонентами, которые другие могут страстно пренебрегать. Я считаю, что большинство настроек различимы, но общее влияние часто незначительно, и сам преобразователь, который преобразует электрические сигналы в звуковые волны (будь то динамик или драйвер наушников), безусловно, оказывает наибольшее влияние на звук, который вы слышите.

Я отдаю предпочтение ламповым усилителям и винтажному стереооборудованию (хотя не столько звуку винтажных наушников), и, по общему признанию, лампы не имеют плоской линейки и, как правило, предрасположены к теплым искажениям.Я также верю в «отдачу за доллар» и в теорию убывающей отдачи. Отлично звучащее оборудование можно приобрести за разумные деньги, а выжимание последних нескольких процентных пунктов субъективного качества становится экспоненциально (и непомерно) дорогим.

Методология тестирования

Это был далеко не слепой тест. Для того, чтобы поменять ОУ, пришлось поставить музыку на паузу, выключить усилитель, аккуратно вытащить старые микросхемы и так же аккуратно вставить новые, снова включить усилитель и снять музыку с паузы.С практикой я улучшил свою технику. Я расположил усилитель вверх дном, рядом и открытым, чтобы облегчить извлечение и вставку чипа.

Как и все остальные, у меня есть субъективные предубеждения и ненадежная долговременная память для звуковых сравнений (я никогда не придаю значения тому, кто сравнивает то, что он слышал несколько часов, дней или недель назад). Я верю, что слепые, быстрые сравнения A-B одних и тех же музыкальных пассажей — это самое лучшее, что может быть.

Замена чипов операционного усилителя в усилителе и обратно заняла около минуты (во избежание повреждения тонких контактов).Откровенно говоря, я рассказал об этом, ожидая услышать немногое из того, что я читал и слышал о чипах SparkOS Labs, а именно: «значительный скачок в качестве звука… совершенно другая лига по сравнению с оригиналом в отношении музыкальности, детализации, звуковая постановка, воздух и присутствие».

Ожидания (большие или маленькие) могут быть проблемой в любом случае. Если вы ожидаете услышать большие изменения, вы можете быть разочарованы скромным улучшением. Если вы ожидаете, что не услышите никаких изменений, вы можете пропустить любые незначительные улучшения.Поэтому, как любой хороший рецензент, я попытался свести к минимуму свои ожидания и предубеждения, не игнорируя при этом, что они могут быть у меня. У меня было меньше ожиданий различий между достаточно уважаемыми (и довольно недорогими) стандартными микросхемами операционных усилителей на ИС, чем между микросхемами, которые стоили в 40-50 раз дороже.

Помните, что этот тест проводится энтузиастами звука, а не тестовой лабораторией. Он субъективен и не включает измеренные данные. Я говорю то, что слышал, а не то, что можно измерить в идеальном состоянии.В этот момент вы можете подумать, что существует очень много отказов от ответственности. Я ожидаю, что эта статья будет несколько противоречивой, и я стремлюсь к прозрачности.

Шестерня

Для тестирования я использовал ряд хорошо зарекомендовавших себя наушников среднего класса:

  • Аудиотехника MSR7NC
  • Мезе Аудио 99 Классика
  • Sennheiser HD650
  • Градо SR325i
  • пара кастомных клонов Grado (деревянные чашки с драйверами Symphones V7 и V8)

Хотя они и не являются первоклассными наушниками для эндшпиля, они представляют собой множество различных звуковых сигнатур, открытых и закрытых, а также диапазон импедансов.У всех свои сильные стороны.

Наушники, используемые для этого теста.

Я тестировал ограниченное количество чипов, но с приличным диапазоном цен и производителей. Частично это было связано с тем, что я мог запросить в качестве тестовых образцов, и из-за опасений, что тестирование и обзор быстро превратятся в неуправляемый объем работы. Я создал листы для заметок для каждого чипа, ожидая, что буду записывать различия в воспринимаемом звуке и переключаться между чипами, отмечая сравнительные сильные и слабые стороны.Я видел и другие подобные сравнения, перечисляющие слышимые изменения в звуковой сцене, изображении, басах, средних и высоких частотах. Вместо того, чтобы изобретать велосипед, я планировал сделать подобные впечатления.

Я протестировал следующие микросхемы операционных усилителей (цены указаны за микросхему в порядке убывания стоимости):

Другие варианты прокатки операционных усилителей

Собранный JDS Labs O2 доступен через Amazon (или напрямую от JDS Labs) или, альтернативно, версия Mayflower Electronics с установленным и собранным NwAvGuy ODAC.

Если вам интересно попробовать этот тест самостоятельно, возможные варианты прокатки операционных усилителей от Amazon включают:

Суть этого обзора может стать самым большим камнем преткновения для некоторых читателей. Я использую усилитель Objective 2 (O2) (собранный мной в виде комплекта от JDS labs). Этот усилитель имеет тенденцию быть поляризационным в сообществе энтузиастов наушников.

Моя очень нестандартная гибридная сборка O2 с ламповым буфером.

Усилитель для наушников The Objective 2 (O2)

Операционные усилители Texas Instruments OPA2107 в наборе DIY O2 Kit от JDS Labs .

Происхождение объектива 2

Если вы каким-то образом пропустили уникальную предысторию его разработки, знайте, что Objective 2 был первоначально разработан и выпущен под лицензией с открытым исходным кодом для публики неизвестным лицом, известным под псевдонимом NwAvGuy . Он исчез с онлайн-сцены персонального аудио в 2012 году, но его продукция до сих пор производится и продается. Поскольку его проекты были выпущены с открытым исходным кодом, он не получает дохода от текущего производства.Он применил противоречивый, а иногда и конфронтационный подход (его запретили на многих форумах энтузиастов) и поставил перед собой цель создать простой, недорогой и (прежде всего) нейтральный усилитель, который мог бы адекватно питать почти любую пару наушников, не добавляя фоновый шум. Цель 2 является результатом его труда.

Мой O2 в обычном режиме.

У усилителя для наушников Objective 2 много поклонников и недоброжелателей, но большинство людей согласны с тем, что ему удается добиться очень низкого уровня шума (шипение цепей почти не слышно при увеличении громкости).Это также (в значительной степени по замыслу) нейтральное звучание, означающее, что музыка практически не окрашивается, другими словами, частоты не слышно усиливаются или утапливаются. Эта звуковая характеристика, однако, заставила многих почувствовать, что усилитель звучит несколько скучно и относительно неинтересно. Некоторые описывают O2 как аналитический, холодный и иногда демонстрирующий высокое зерно (что может быть результатом слышимых искажений). Он может разряжаться от батареи, и есть опасения по поводу правильного управления питанием, когда батареи разряжаются, однако размер и форма усилителя, на мой взгляд, делают его более подходящим для настольной работы с выделенным блоком питания.

Так зачем использовать O2 для этого теста? У меня есть такой и в целом он мне нравится. Полное раскрытие: я использовал комплект усилителя JDS Labs O2 для создания гибридного усилителя (ламповый буферный вход, питающий O2), но для этого теста секция лампы была удалена из схемы, поэтому я использовал оригинальные вход и выход O2 3,5 мм. для оценки. На самом деле я предпочитаю звук с ламповым буфером в схеме, но я беззастенчиво являюсь ламповым парнем и предпочитаю такой звуковой почерк.

Нравится вам это или нет, но O2 является недорогим продуктом на рынке усилителей для наушников и, возможно, самым известным и широко используемым энтузиастами усилителем.Часто это шлюз или первый усилитель на пути к лучшему звуку. Низкая цена и повсеместная популярность делают его привлекательным испытательным стендом, чтобы убедиться, что покупка более дорогих операционных усилителей на замену является целесообразным вариантом, а не покупкой более дорогого усилителя.

Объектив 2 спроектирован таким образом, чтобы обеспечить прозрачное и детальное звучание, оставаясь при этом относительно простым в электрическом отношении. Имея это в виду, изменения основного компонента (например, операционного усилителя) должны быть заметны, если новый компонент имеет другую звуковую характеристику.В усилителе для наушников O2 используются три двойных операционных усилителя в стиле DIP 8, удобных для самостоятельного изготовления. Для этого требуются операционные усилители, которые могут комфортно работать при +/- 12 вольт (всего 24 вольта). Это исключает отдельные устройства, корпуса для поверхностного монтажа и операционные усилители с более низким напряжением. С технической точки зрения используются двойные операционные усилители, потому что перекрестные помехи внутри микросхемы обычно лучше, чем в остальной части схемы усилителя для наушников, и часто лучше, чем у штекера на самих наушниках.

Операционные усилители SparkOS Labs SS3602 в специальном усилителе O2 — да, в корпусе Mac Mini — и наушники Audio Technica MSR7NC .

Результаты испытаний

Здесь вы найдете мой обширный отчет и заметки обо всех воспринимаемых слышимых различиях между операционными усилителями. Различия должны быть перечислены и тщательно детализированы до тошноты. Это, как ожидается, будет заряженным и спорным разделом. Все испытания проводились в течение нескольких недель, в разное время суток и с использованием всего перечисленного выше оборудования. Вот оно.

Не было четких результатов.

Как я ни старался, мне не удалось последовательно воспроизвести ощутимые различия в качестве при замене операционных усилителей в усилителе для наушников O2.Я отмечал, что что-то звучало глубже, более контролируемо, демонстрировало большую звуковую сцену и т. д. Затем я возвращался обратно. Или поменять наушники. Неизбежно я обнаружил, что не могу повторить впечатление. Время от времени я забывал, какие операционные усилители я сейчас слушал, и думал: «Хорошо, я снова слышу улучшение», только чтобы обнаружить, что это был не тот операционный усилитель, которому я ранее приписывал улучшение.

Так этот результат создан ограничениями методологии тестирования, оборудования или мной?

Интересно, что тема операционного усилителя , выпускающего , довольно подробно раскрыта NwAvGuy в отношении O2.Он прямо заявил, что теория о том, что большинство операционных усилителей звучат по-разному, является мифом. «… При правильном использовании в типичном аудиоприложении я вызову любого на прослушивание и поспорю, что они не смогут отличить три вышеупомянутых операционных усилителя друг от друга. Единственная загвоздка в том, что это будет слепой тест , и слушатель не будет знать, какой операционный усилитель какой». Он утверждал, что операционные усилители должны быть прозрачными и усиливать сигнал, не окрашивая его.

Он заявил, что одна из проблем, которая заставила энтузиастов и обозревателей услышать о различиях между операционными усилителями, заключается в том, что они используются в неправильных приложениях.«Если вы сравните перегруженный операционный усилитель A с перегруженным операционным усилителем B, вы можете услышать некоторые различия в их сильно искаженных характеристиках». Однако при использовании в соответствующем приложении эти различия становятся неслышимыми. Операционные усилители имеют сложную конструкцию и оптимизированы для различных приложений. Хотя они имеют одинаковую конфигурацию выводов, это не означает, что они совместимы во всех случаях.

Некоторые операционные усилители работают лучше, чем другие, когда используются (выдвигаются) за пределы их спецификаций. Производители будут склоняться к операционным усилителям, которые максимально стабильны в разработанной ими схеме.Например, большинство современных аудио операционных усилителей практически никогда не испытывают нагрузки по скорости нарастания. «…Любой операционный усилитель со скоростью нарастания 3 В/мкс или выше достаточно быстр практически для любого аудиоприложения на планете. А операционные усилители, такие как 5532, могут легко иметь полосу пропускания до 200+ кГц в большинстве приложений, что приводит к незначительному фазовому сдвигу или «задержкам» в звуковом диапазоне». Использование операционного усилителя, рассчитанного на очень высокую скорость нарастания, в схеме, рассчитанной на более медленную микросхему, может добавить нестабильности и привести к ухудшению характеристик шума и/или искажений.NwAvGuy также заявляет, что скорость нарастания операционного усилителя «… в диапазоне 2,5–5 В / мкс идеально подходит для усилителя для наушников с высокой выходной мощностью, такого как O2».

Операционные усилители SparkOS Labs SS3602 в O2 .

Заключение

Во-первых, позвольте мне поблагодарить Эндрю Спаркса из SparkOS Labs за предоставление чипов операционного усилителя SS3602, а также за его профессиональный и дружелюбный ответ, когда я поделился своими выводами (вероятно, это были не те результаты, которых он ожидал). Спасибо Analog Devices и Texas Instruments за предоставленные образцы.

Я хочу отметить, что NwAvGuy явно вызывал рецензентов, которые делают именно то, что я сделал для этого теста. Этим тестировщикам «не хватает тестового оборудования, чтобы иметь представление о том, помогают ли их замены операционных усилителей, вредят ли они или являются просто пустой тратой денег. Они просто используют свои уши, с весьма предвзятым зрительным слушанием, и делают всевозможные ошибочные выводы». Я указываю на это, чтобы убедиться, что я (и читатели) осведомлены об ограничениях такого рода тестов. Без возможности измерить результаты работы операционного усилителя изменения, которые создают «другой» звук, в сочетании с ожиданиями слушателя могут быть интерпретированы слушателем как «лучшее» звучание, но при объективном измерении могут на самом деле показать худшую производительность. .NwAvGuy протестировал более двух десятков операционных усилителей при разработке O2 и оптимизировал схему для тех, которые показали лучшие результаты. Его выбор и комментарии:

При усилении менее 4X ничто не могло превзойти NJM2068 [1,15 канадских долларов от Digikey.ca] на этапе усиления O2.

Что касается выходного каскада, NJM4556 [1,39 канадских долларов от Digikey.ca] был непревзойденным среди совместимых сдвоенных операционных усилителей DIP8.

Зачем крупному производителю усилителей для наушников использовать более дешевый операционный усилитель, если лучший операционный усилитель на ИС можно купить всего на несколько долларов дороже? Логично, что они, вероятно, не будут.

Согласно NwAvGuy,

«… у производителя для мало причин не использовать идеальный операционный усилитель . Для и другого у них, вероятно, есть контрольно-измерительные приборы на сумму более 50 000 долларов, и они могут точно измерять различия между операционными усилителями. Они также разработали схему операционного усилителя , в которой находится , поэтому они лучше знают, какие требования наиболее важны. Но, похоже, многие аудиофилы видят только недорогой операционный усилитель на печатной плате, которую нужно заменить.Они могут не понимать остальную часть схемы, не иметь возможности узнать, создают ли они новые проблемы и т. д. »

Следует помнить, что часть намерений NwAvGuy при разработке Objective 2 состояла в том, чтобы четко проиллюстрировать, как более дешевые варианты могут превзойти более дорогие усилители других производителей, поэтому, возможно, был некоторый уклон в сторону использования наименее дорогих деталей при разработке усилителя. О2.

А как насчет высокопроизводительных дискретных операционных усилителей, таких как SparkOS SS3602, специально разработанных для того, чтобы превзойти операционные усилители на интегральных схемах? Тогда возникает вопрос, слышны ли эти преимущества в производительности, если учесть ограничения используемого оборудования и ушей на голове? Конечно, мир аудиофилов ценит эти дискретные бутиковые замены, и для некоторых они могут дать реальные преимущества.

Однако я утверждаю, что не услышал разницы между операционными усилителями при использовании в Objective 2. NwAvGuy утверждает, что высококачественные операционные усилители «…могут показать свое истинное лицо в критических приложениях, например, внутри аудиоанализатора за 20 000 долларов, [но] трудно представить, где они предлагают какие-либо реальные преимущества внутри усилителя для наушников».

SparkOS SS3602 — чрезвычайно качественно сделанное и впечатляющее устройство, и в другом сценарии оно может стать идеальным решением для выжимания последнего кусочка производительности из топового оборудования.Однако со скромным O2 покупка более качественных наушников или (возможно) другого усилителя приведет к гораздо более значительному улучшению качества звука, чем вложение средств в замену высококачественных бутиковых операционных усилителей.

Соберите этот высококачественный усилитель для наушников. — Мемориал HeadWize

Эрла Итона

Были ли времена, когда вы хотели, чтобы у вашего магнитофона или проигрывателя компакт-дисков было больше возможностей для наушников? Если вы используете цифровое записывающее и воспроизводящее оборудование, для вас особенно важна работа с низким уровнем шума.Вот качественный стереоусилитель для наушников, который имеет широкую частотную характеристику, демонстрирует низкий уровень шума и искажений, может раскачать пару наушников любого импеданса, защищает от короткого замыкания и легко собирается за пару вечеров (показано выше ). Схема основана на материале, описанном Юнгом. Для сведения к минимуму возможности наведенного шума используется удаленный источник питания (таблица 1).

ТАБЛИЦА 1

Технические характеристики усилителя для наушников

Коэффициент усиления: 34 (31 дБ)
RMS Выходная мощность: 80 мВт (нагрузка 600 Ом)
(R10 = 100 Ом)

160 мВт (нагрузка 100 Ом)
120 мВт (нагрузка 32 Ом)
40 мВт (нагрузка 8 Ом)

Частотная характеристика: 10 Гц-50 кГц +0, -2 дБ
Искажение <0.02%
Отношение сигнал/шум: 80 дБ


Рисунок 1 – Схема усилителя для наушников Eaton.

Схема

На разъем J1 подается входной звуковой сигнал (рис. 1). Pl управляет количеством сигнала, подаваемого на неинвертирующий вход IC1 — операционного усилителя с низким уровнем шума и искажений, который обеспечивает превосходную линейность и высокую мощность. Выход IC1 управляет транзисторами Q1 и Q2 — эмиттерным повторителем класса AB с комплементарной симметрией, который обеспечивает сильноточный выходной сигнал при минимальной нагрузке на операционный усилитель.Светоизлучающий диод D1 смещает транзисторы Q1 и Q2 с током покоя около 30 мА, чтобы избежать возможного перекрестного искажения. Резистор R10 ограничивает выходную мощность усилителя в хорошем диапазоне уровней прослушивания для наушников с сопротивлением от 8 до 600 Ом. Однако вы можете изменить R10 в соответствии с вашими потребностями. Удаленный источник питания обеспечивает ±15 В при 170 мА.

Строительство


Рисунок 2 – Внутренний вид усилителя Eaton.

Усилитель для наушников встроен в металлический корпус размером 6 x 8 x 2 дюйма (рис. 2).


Рис. 3. Радиатор из алюминия толщиной 0,03 дюйма. Используйте только U-образную часть и отрежьте оставшуюся часть. В качестве альтернативы радиаторы могут быть изготовлены, как указано.

Транзисторы

Q1 и Q2 имеют радиатор с небольшой алюминиевой буквой «U» (рис. 3). За исключением входных и выходных разъемов, разъема питания, регулятора громкости, D6 (светодиодный индикатор питания) и R11, все схемы усилителя находятся на печатной плате (рис.4). Вытравленные и просверленные печатные платы доступны из источника, указанного в списке деталей.


Рис. 4. Схема усилителя и руководство по начинке.

Просверлите отверстия и установите три разъема и регулятор громкости в корпусе. J1 должен быть изолирован от корпуса для предотвращения контуров заземления. Просверлите три монтажных отверстия на печатной плате, чтобы вставить винты № 4. Провода от J1 до P1 и от P1 до R1 должны быть экранированными кабелями.

Установите все компоненты печатной платы, как показано на рис.4. Соблюдайте правильную ориентацию и полярность деталей и не забудьте установить перемычку. (Рекомендуется гнездо для IC1.) Транзисторы Q1 и Q2 припаяны к печатной плате так, чтобы длина их выводов составляла 3/8″. Подсоедините все соединительные провода к печатной плате, прежде чем монтировать ее в корпус с помощью крепежа 4-40 и стоек. Для каждого усилителя на печатной плате используются отдельные провода питания для предотвращения образования контуров заземления. Установите печатную плату в корпус, а затем припаяйте все соединительные провода в нужных местах.( Примечание: единственная точка заземления корпуса для усилителя находится на заземлении разъема для наушников. ) Установите R11 и D6 на клеммную колодку, направляя диод через отверстие на передней панели. Прикрепите полосу к корпусу, а затем подключите R11 напрямую к контакту 3 разъема J4, а D6 — к контакту 2 разъема J4.


Рисунок 7 – Внутренний вид блока питания.

Смонтируйте выносной блок питания в отдельном металлическом корпусе (рис. 5). Просверлите отверстия и установите выключатель питания, держатель предохранителя, анкер сетевого шнура и разъем DIN.Прикрепите алюминиевый радиатор TO-220 к IC1 и IC2 с помощью силиконового компаунда. Просверлите четыре монтажных отверстия на печатной плате, чтобы установить оборудование № 4.


Рисунок 7 – Схема блока питания и руководство по начинке.

Установите все компоненты печатной платы, как показано на рис. 7. Соблюдайте правильную ориентацию деталей и полярность. Подсоедините все соединительные провода и выводы силового трансформатора к печатной плате, прежде чем монтировать ее в корпус.Установите печатную плату в корпус с помощью крепежных деталей и стоек 4-40, а затем припаяйте все соединительные провода в нужных местах. Припаяйте сначала линейный шнур, а затем выводы T1 к SW1 и F1. Установите сетевой предохранитель.

Источники запчастей:

Платы ПК

Chelco Electronics
61 Water Street
Mayville, NY 14757
716-753-3200

Транзисторы Q1 и Q2

Circuit Specialists
PO Box 3047
Scottsdale, AZ 85271-3047
800-528-1417

Трансформатор и радиаторы

Диги-Кей Корп.
701 Brooks Avenue South
Thief River Falls, MN 56701-2757
800-344-4539

Приложение


Новая печатная плата блока питания и направляющая.

Дэйв Локерман переработал компоновку печатной платы блока питания, чтобы обеспечить большее разделение между соединениями линии переменного тока и вторичными соединениями (Audio Amateur, 3/94). Основное изменение заключается в том, что трансформатор поворачивается на 180 градусов от исходного положения. Г-н Итон отметил, что пересмотренный дизайн стал явным улучшением, даже несмотря на то, что он не испытывал никаких проблем с оригинальной печатной платой.

10.07.2004: Райнер Бётчерс создал эту версию усилителя Eaton с новым операционным усилителем (OPA2132) и выходными транзисторами (TIP120/125). Усилитель достаточно мощный, чтобы раскачать наушники AKG K1000 (сопротивление 120 Ом и номинальная мощность 1 Вт). Удары при включении блокируются реле задержки на 3 секунды на выходе.

В оригинальной модели Eaton использовалась микросхема NE5532. Замена TL072C не дала разницы в качестве звука. У OPA2132 были лучшие высокие частоты, чем у NE5532 или TL072C.Новые выходные транзисторы Дарлингтона TIP получить проще, чем MJE, но они имеют более высокие характеристики Vbe(on): MJE243 Vbe(on) = 1,5 В, а TIP120 Vbe = 2,5 В.

При смещении транзисторов Дарлингтона TIP со светодиодом (2 В) выходной ток покоя составляет 2,5 мА, что является низким значением для работы класса AB. Автор попробовал другие варианты, такие как множитель Vbe, для замены светодиода, но в итоге остановился на светодиоде, потому что не было заметных искажений даже на сигналах низкого уровня.Любые искажения, вызванные выходным каскадом, корректировались обратной связью с операционным усилителем. Эмиттерные резисторы R8/R9 заменены на 3,3 Ом.


Схемы на рисунках были смонтированы на макетной плате Veroboard, для которой автор создал макет печатной платы. Компоновка печатной платы показана ниже. Файлы печатной платы Eagle можно скачать здесь.

Автор говорит, что усилитель легко раскачает любые динамические наушники. С AKG K1000 громкость «достаточно громкая при управлении Eaton с источником +10 дБ.Для источников с -4 дБ я бы выбрал усиление 50 или чуть больше. Я никогда не пробовал это с проигрывателем компакт-дисков или плеером, только с выходами микшера или звуковыми картами». Полное описание его модификации можно найти здесь.

31.10.2005: Райнер Бётчерс преобразовал свой усилитель типа Eaton (см. выше) в стереоусилитель мощностью 15 Вт/15 Вт для питания мониторных громкоговорителей (JBL Control 1C). Переключатель на разъеме для наушников переключается между разъемом для наушников на передней панели и разъемом для наушников на задней панели.При подключении динамиков он использует коммутационную коробку (имеющую клеммы для динамиков и разъем для наушников), подключенную к заднему разъему.

На плате усилителя он заменил операционный усилитель обратно на NE5532, потому что он может работать с более высоким напряжением питания. Резистор обратной связи увеличился с 33 кОм до 47 кОм, чтобы увеличить общий коэффициент усиления усилителя. Эмиттерные резисторы R8/R9 были увеличены до 9 Вт. Четыре TIP-транзистора были установлены на одном радиаторе мощностью 7 кОм/Вт.

Сначала автор попробовал нерегулируемый 2х21В @1.блок питания 2А. В наушниках усилитель был тихим, но при подключении колонок был небольшой гул. После того, как он отследил гул до источника питания, он добавил стабилизаторы напряжения 7818 и 7918, которые выдавали стабильные 2 x 18 В, и гул исчез. Схема блока питания довольно проста: мостовой выпрямитель, 2 фильтрующих конденсатора по 4700 мкФ, стабилизаторы LM78/79 и конденсаторы 0,1 мкФ + 470 мкФ для блокировки выхода. Регуляторы должны быть установлены на стандартные U-образные радиаторы.

с.1993 г., Audio Amateur Publications, Inc., P.O. Box 576, Питерборо, NH 03458, США. Все права защищены.
Из журнала Audio Amateur (теперь Audio Electronics), выпуск 3/1993, стр. 20–21, 24, 26–27. (Переиздано с разрешения.)

Простой высокопроизводительный усилитель для гарнитуры

Простой высокопроизводительный усилитель для гарнитуры

15 мая 2011 г.


В этой заметке описывается очень простой усилитель для стереонаушников, обеспечивающий превосходное качество звука. Описанная схема подходит для вождения маломощных гарнитур или наушников до достаточных уровней прослушивания от сигналов линейного уровня около 2 В среднеквадратичного значения.В то время как многие коммерческие недорогие наушники имеют плохой звуковые характеристики (на основе моего тестирования), некоторые из них обеспечивают поразительное качество звука. [Примечание: для наушников большего размера, требующих высокой мощности, потребуется модификация этой схемы с помощью транзисторный двухтактный выходной каскад или параллельные выходы операционных усилителей, как описано в конце этой статьи.]

В схеме используется высокопроизводительный сдвоенный операционный усилитель National LM4562NA в инвертирующей конфигурации с единичным коэффициентом усиления (для лучшей линейности). Этот операционный усилитель специально разработан для высокопроизводительных аудиоусилителей.LM4562NA имеет полосу пропускания 50 МГц, скорость нарастания 20 В/мкс и исключительно низкие характеристики THD. Другие популярные сдвоенные операционные усилители, такие как NE5532, обеспечат аналогичную производительность. Выходной ток 26 мА/канал вполне достаточен для управления небольшими маломощными гарнитуры и наушники с типичным уровнем выходного аудиосигнала 2 В среднеквадратичного значения для современных проигрывателей компакт-дисков и DVD. Входное сопротивление 10 кОм обеспечивает хорошая буферизация для любого линейного источника. Емкость шунта 100 пФ по Резистор обратной связи снижает отклик с полосой пропускания 160 кГц -3 дБ.Макетная версия приведенной ниже схемы использовалась для тестирования. и целей оптимизации. Одновременно можно управлять как минимум двумя комплектами маленьких наушников. Значения выходных последовательных резисторов, показанные на схеме ниже, были выбраны на основе моего личного вкуса в отношении уровня прослушивания для двух разных небольших 32-омных наушников со значительно разной выходной эффективностью наушников. Как правило, при питании +/- 6DVC LM4562NA может обеспечить или 3,5 Впик (35 мА пик) при нагрузке 100 Ом или 4.2 Впик (23 мА) на нагрузке 180 Ом без ограничения. (Обратите внимание, что некоторые другие двойные операционные усилители с пиковым током 50 мА обеспечивают более низкий пиковый выходной ток при напряжении питания +/- 6 В).
Требуется достаточный запас качания выходного напряжения, чтобы предотвратить отсечение при высоких уровнях входного сигнала. Выход LM4562 может колебаться в пределах ~ 2 В от Vcc/Vee. Для работы с двойным питанием +/- 4,5 или с операционными усилителями которые имеют меньший выходной размах, резистор Rf может быть снижен до 6,8 кОм, что обеспечивает затухание ~ 3 дБ в контуре обратной связи, в результате чего при несколько более низком уровне выходного сигнала, но без отсечения при входном уровне 2 В среднеквадратичного значения.
При общем потребляемом токе покоя ИС 10 мА эту схему можно легко запитать от самодельной двойной батареи +/- 6 В постоянного тока. Тестирование RMAA этого усилителя с сопротивлением Rl = 150 Ом и последовательной 32-омной гарнитурой подтверждает то, что показывает внимательное прослушивание (как показано на итоговые результаты внизу). Выдающееся звуковое исполнение.

Схематическая диаграмма схемы усилителя гарнитуры:

Макетная схема (шунтирующие конденсаторы Cf удалены для наглядности):

Алюминиевый корпус размером 4 x 3 x 5 дюймов для усилителя гарнитуры.4 правых нижних RCA-разъема являются входами и тестовыми выходами.
Левый и правый верхний разъемы являются выходами для наушников. Разъем питания и выключатель питания находятся на противоположной стороне коробки.

Портативный источник питания +/- 6 В (или +12 В), содержащий 8 элементов типа АА


Тепловые аспекты

Важно понимать тепловые ограничения при использовании типичного операционного усилителя с двойным DIP для приложений, в которых на нагрузку будет подаваться значительный ток. В качестве примера простого теплового расчета рассмотрим операционный усилитель LM4562NA в схеме, показанной выше.Двойное напряжение питания составляет +/- 6 В постоянного тока. Предположим, что общее сопротивление нагрузки составляет 180 Ом (150 Ом последовательного сопротивления на выходе с нагрузкой наушников 30 Ом), а выходное напряжение операционного усилителя равно 2,5 Впик. Предполагая, что последний каскад внутренней схемы операционного усилителя представляет собой типичную двухтактную конфигурацию, мы можем применить обычные уравнения рассеяния мощности устройства, для данных шин питания и размаха выходного пикового напряжения, чтобы получить:
 Pd = 71 мВт (для суммы двух схем усилителя, поскольку это двойной операционный усилитель)
    Pq = 10 мА X 12 В = 120 мВт (поскольку Iq составляет 5 мА на канал и питание +/- 6 В)
    Pt = Pd + Pq = 191 мВт (поскольку полное рассеивание устройства представляет собой сумму рассеивания мощности в состоянии покоя и мощности сигнала)
 
При типичном тепловом сопротивлении Rja 90 C/мВт для пластикового DIP, максимальной температуре окружающей среды 50C и консервативной Tjmax 110C, максимально допустимая мощность рассеяния ОУ (суммарная) составит 670 мВт.Поэтому фактические рабочие условия, указанные выше, находятся в пределах тепловых ограничений этого устройство.

Расширение возможностей управления выходным током

Простой способ расширить выходную мощность операционного усилителя по току — это просто запараллелить выходы двойного операционного усилителя, что облегчает управление менее эффективным. или более крупные наушники с импедансом ~ 50 Ом. (Преимущество этого подхода заключается в простоте по сравнению с двухтактным усилителем выходного сигнала на дискретных транзисторах, но, конечно, он будет менее затратным. приводная способность.) Один из методов достижения этого использует инвертор в качестве входа с выходом, подключенным к повторителю с выходами, суммированными через небольшие резисторы. Это может примерно удвоить выходной ток операционного усилителя. На приведенной ниже схеме показана конфигурация, соответствующая инвертирующей конфигурации с единичным усилением. Добавление дополнительных параллельных усилителей также возможно даже для больший выход:

В этом случае входное сопротивление в полосе пропускания составляет 5,6 кОм. Выходные резисторы сопротивлением 10 Ом выравнивают ток каждого ОУ.Конечно, для в стереофонической конфигурации для этого потребуются два сдвоенных операционных усилителя, по одному на каждый канал. Сеть выходного демпфера R1, C1 может помочь уменьшить эффекты нестабильности. для некоторых операционных усилителей и не требовался для LM4562NA.

Типичная схема макетной платы показана ниже для двойного операционного усилителя LM4562NA:

Чтобы продемонстрировать улучшенные возможности управления током для этого типа схемы, выходное напряжение на частоте 4,5 кГц операционного усилителя LM4562NA показано ниже для входного уровня пикового значения 4,0 В при питании +/- 6 В.Выход показывает (максимальный) чистый выход на 51 Ом 3,5 Впик или 120 мВт. Это пиковый выходной ток 69 мА, что примерно вдвое больше, чем у одного канала LM4562. Эта выходная способность распространяется по крайней мере до 100 кГц. Тепловой расчет показывает, что рассеиваемая мощность устройства находится в пределах максимального предела рассеивания в этих условиях схемы и при питании +/- 6 В . Обратите внимание, что рассеивание устройства сильно зависит от напряжения питания. Следовательно, для более высоких шин питания, таких как +/-12 В, рассеивание будет значительно больше. более высокий и термически предельный для этого типа операционного усилителя и для интересующих здесь уровней выходного сигнала:

Для сравнения, если выход повторителя отключен, так что только один из каналов операционного усилителя управляет выходной нагрузкой, ток превышен предел для одного канала LM4562NA (при данном уровне входного напряжения).При этой нагрузке 51 Ом максимальное выходное напряжение без ограничения составляет всего 1,9 В пикового значения, что соответствует максимальному току возбуждения 37 мА или мощности 35 мВт, подаваемой на нагрузку 51 Ом:

Сравнение с другими популярными операционными усилителями показывает, что LM4562NA работает очень хорошо, без признаков нестабильности или «кудрявости» при указанных выше условиях испытаний. Искажения и шумовые характеристики схемы с двойным операционным усилителем в этих условиях испытаний превосходны и аналогичны описанным выше.

Простой регулятор громкости в наушниках — Сделай сам

Тайбэ #1

Всем привет! Я пытался понять, как сделать простую схему регулировки громкости, которая принимает сигнал синтезатора и выводит его на наушники.До сих пор это было намного более запутанным, чем ожидалось. Я надеялся, что эта конфигурация инвертирующего операционного усилителя ослабит входной сигнал, и на этом все, но после того, как я посмотрел на выходной сигнал, все оказалось не так. Во-первых, по какой-то причине кажется, что вывод обрезается.



Любые подсказки о том, что может быть причиной этого?
В качестве альтернативы микшер может сделать то же самое или это работает только для динамиков?? Эрик #2

4 Ом на выходе TL072?
Это далеко за пределами его возможностей…

1 Нравится

Вот выход наушников Befaco OutV3:

Они используют NE5532, который, по-видимому, может выдавать больший ток, чем TL07x.

От Erica Synths DIY Выход:


Использует микросхему драйвера наушников LM4808, которая, однако, доступна только в корпусах SMD.

Стерео выходы Barton:


Это использует TL0x. У меня есть эта плата, но я еще не собрал ее, поэтому не могу прокомментировать, как она работает.

ЮСинт:


Транзисторы TL072, а затем BC327, BC337.

MusicFromOuterSpace:

Аудиоусилитель LM386.

Кажется, подходов столько, сколько дизайнеров…

8 лайков

Одна из ваших проблем заключается в том, что нагрузка 4 Ом слишком мала.Наушники обычно не ниже 8 Ом и могут достигать нескольких сотен Ом.

Я смоделировал выходной каскад Barton Stereo Outs:

CircuitLab

Наушники Barton

и выглядит нормально без нагрузки, но с нагрузкой 4 Ом… не работает:

А вот с 47 Ом, как у меня в наушниках, искажения пропали:

У меня все еще есть некоторые сомнения по поводу этой схемы, но перед пайкой я отмастерю ее, если ничего не поможет, я могу обойти ее в пользу настоящего усилителя для наушников.

2 лайка

Тайбэ #5

Спасибо за все предложения по различным дизайнам. Я разберу их и пойду с одним из них.
Я удивлен, что на нагрузке 47 Ом нет таких же искажений, как на нагрузке 4 Ом. Это не кажется такой уж большой разницей в сопротивлении.

Это в 12 раз больше.

1 Нравится

Тайбэ #7

Небольшое замечание о Befaco OutV3. Похоже, схема работает, но NE5532 потребляет приличный ток (около 800 мА).

Фредрик #8 ТайБэ:

Похоже, схема работает, но NE5532 потребляет приличный ток (около 800 мА).

Вы построили цепь? (выходы имеют последовательное сопротивление 75 Ом, поэтому для того, чтобы один операционный усилитель использовал 200 мА, требуются некоторые усилия…)

1 Нравится

Эрик #9

Откуда у вас этот номер?
Официально: 24 мА при +12В, 26 мА при -12В.
То есть до 50 мА на каждую шину возможно, но 800 мА?
Это более 9 Вт (или 18 Вт, если это 800 мА на каждую шину), я сомневаюсь, что 8-контактный DIP может рассеивать столько.

4 лайка

Тайбэ #10

Упс, похоже, я сделал несколько ошибок, когда делал это в первый раз.После повторного моделирования это выглядит намного более разумным (максимум около 70 мА на шину).


Тайбэ #11

Единственное, что меня все еще поражает, так это то, что весь этот ток берется с положительной шины, но почти не берется с отрицательной.

1 Нравится

Спасибо за схемы! Я думаю о том, чтобы сделать выход для наушников на основе версии Befaco. Должен признаться, импеданс никогда не был для меня очень ясен (но сборка модуля очень помогает понять электронику).

вижу, что на выходе стоят резисторы 75 Ом. Нужно ли менять это значение для наушников 47-50 Ом? Или все так хорошо?

Тайбэ #13

Должен быть в порядке с резисторами 75 Ом.Пробовал с наушниками на 32 Ом, проблем не было.

2 лайка

CTorp #14 аналоговыйвыход:

выход на наушники от Befaco OutV3:

Пошел дальше и попробовал это.Кажется, хорошо работает для моих ушей! Для сквозного решения это, вероятно, то, что я бы использовал. Я скажу, что он становится очень громким, возможно, у меня взорвутся наушники, если я продолжу включать его. Может быть, немного увеличить резисторы на 75 Ом?

Для моего проекта я бы предпочел использовать smd на этот раз, поэтому я собираюсь заказать LM4808 или что-то еще для smd

4 лайка

Тайбэ #15

Да, я забыл упомянуть, что он определенно может работать громче, чем вам хотелось бы.Я использовал приложение для измерения дБ, и оно достигло 100 дБ (C).

2 лайка

ТайБэ #16

Есть какие-нибудь подсказки, почему здесь использовали резисторы на 75 Ом? Это кажется странно специфичным.

Я предполагаю, что они хотят ограничить выходной ток для наушников с низким импедансом, не ограничивая его слишком сильно для наушников с высоким импедансом.Либо они переделали его из чужого дизайна.

(сопротивление наушников, как правило, находится в диапазоне 8–600 Ом, а 75 чуть выше среднего геометрического этих двух чисел, что, я думаю, хорошо — одинаковый импеданс с обеих сторон обеспечивает максимальную передачу мощности.)

2 лайка

стмллр #18

Я создаю один из выходов Befaco для Космо.При использовании телефонов DT880 (250 Ом) воспринимаемая громкость «точная» на максимальном уровне, хотя хотелось бы, чтобы она была «немного» громче.
Редактировать: Схема была довольно проста в сборке, поэтому я выбрал ее.

1 Нравится

Наконец-то я его собрал, и он отлично работает. Спасибо!

2 лайка

Операционные усилители и микросхемы — PS Audio

Меня вздрагивает, когда люди приравнивают операционные усилители к микросхемам.

Операционный усилитель описывает топологию, а не микросхему.

Да, топология операционного усилителя часто строится на кремниевой пластине, но мы должны быть осторожны, чтобы не связать их навсегда, если мы не понимаем разницу.

(Если вы технически подкованы, есть отличная статья, подробно описывающая природу операционных усилителей от некоторых моих инженеров-героев, которую вы можете прочитать здесь, или, для менее технических, но все же интересующихся, мой друг и аудио суперзвезда, Нельсон Пасс, опубликовал это отличная и понятная работа).

операционных усилителя существуют с 1930-х годов. Первоначально они были построены с использованием электронных ламп. Сам термин операционный усилитель является сокращением от Operational Amplifier.

Существует несколько типов операционных усилителей, но для наших целей мы сосредоточимся на стандартном усилителе напряжения, который так часто используется в аудиосхемах.

Простое описание операционного усилителя представляет собой блок аналоговой схемы, который принимает на вход дифференциальное напряжение и выдает на выходе несимметричное напряжение. Вот простая схема.

 

Там, где вы видите V 1 и V 2 , это входные данные, а там, где вы видите V из  , это выходные данные.R f — значение обратной связи.

С помощью этого блока усиления можно легко создавать всевозможные схемы усиления от симметричных входов до переключателей фазы, буферов и фонокорректоров.

(Вот ссылка на древнюю статью, показывающую, как сделать 41 аудиопроект с использованием микросхемы операционного усилителя. Примечание : автор использует в своих разработках операционный усилитель 741. Операционный усилитель 741, пожалуй, самый худший выбор. во всем мире для создания аудиосхем.Может быть, есть что-то хуже, но в мои почти 50 лет я еще не нашел ни одного.Вместо этого используйте почтенный операционный усилитель NE 5532, который звучит великолепно).

Многие продукты PS Audio основаны на топологии операционных усилителей, хотя мы редко полагаемся на версии микросхем, потому что для наилучшего качества звука нам требуется больший контроль над производительностью усилителя. Вместо этого мы часто создаем дискретные версии топологии операционного усилителя, используя шины более высокого напряжения и отобранные вручную устройства, которые наилучшим образом соответствуют нашим потребностям.

Цель этого поста — внести ясность. Операционные усилители не обязательно являются микросхемами, а микросхемы не обязательно являются операционными усилителями.

Я просто защищаю доброе имя и репутацию основного блока усиления звука.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.