Усилитель для наушников на транзисторах схема: Схемы усилителей для наушников для изготовления своими руками

Содержание

Усилитель для наушников своими руками

   Мы все любим слушать музыку, но часто громкость музыки нас не устраивает. Поэтому я решил собрать простой усилитель для наушников без использования микросхем, всего на двух транзисторах. На схеме источник звука подключен ко входу усилителя через резистор R1 и оксидный конденсатор С1. Резистор R1 позволяет повысить входное сопротивление усилителя. Это необходимо для согласования усилителя с источником звука. Резистор R4, включенный в эмиттерную цепь транзистора, также способствует повышению входного сопротивления усилителя. Напряжение смещения на базу транзистора подается через резистор R2. Оно обеспечивает нужный режим работы каскада. В цепи коллектора транзистора V1 включена нагрузка — переменный резистор R3. Усиленный сигнал снимается с его движка и подается на второй каскад через конденсатор С2. При изменении величины сопротивления переменного резистора, то есть при перемещении движка, уровень подаваемого на следующий каскад сигнала будет уменьшаться или увеличиваться. Поэтому переменный резистор R3 в данном случае служит регулятором громкости. Напряжение смещения на базу транзистора V2 подается через резистор R5. Нагрузкой второго, выходного каскада является динамик (или другое звуковоспроизводящее устройство) — он включен в цепь коллектора транзистора через разъем. Между коллектором и общим проводом питания (плюсом батареи GB1) стоит цепочка из переменного резистора R6 и конденсатора СЗ. Схема усилителя для наушников:


   Питание усилителя для наушников осуществляется от источника напряжением 4,5 В через выключатель S1. Теперь поговорим о деталях усилителя. Транзисторы могут быть типа МП39—МП42 с возможно большим коэффициентом передачи тока или соврменные — КТ3107. Постоянные резисторы — МЛТ мощностью 0,25 Вт. Резистор R3 можно взять сопротивлением 2,2…4,7 кОм, R6 — сопротивлением 6,8…15 кОм. Оксидные конденсаторы С1, С2 типов ЭМ, К50-6 или другие, СЗ К73-18. Источник питания — батарея от карманного фонаря. При отсутствии такой батареи ее можно составить из трех, последовательно соединенных элементов с напряжением 1,5В.


   Детали усилителя для наушников установлены на плате из изоляционного материала и соединены между собой согласно схеме. По окончании монтажа тщательно проверьте его и после этого подключите к усилителю батарею питания. Установите движок переменного резистора R3 так, чтобы его сопротивление было наименьшим (для этого поверните ручку резистора против часовой стрелки до упора). Выключателем S1 подайте на усилитель питание и измерьте вольтметром напряжение между эмиттером и коллектором транзистора V2 — оно должно быть равно примерно половине напряжения источника питания. При сильном отличии измеренного напряжения от требуемого подберите резистор R5. Затем измерьте напряжение между эмиттером и коллектором транзистора V1 (оно может быть в пределах 1,5…2,5 В) и при необходимости подберите резистор R2. Настало время испытать усилитель в действии. Поверните ручку переменного резистора R3 (регулятор громкости) по часовой стрелке до упора и дотроньтесь пинцетом до входного вывода резистора R1. Из динамика должен звучать звук низкого тона. Устанавливая движок резистора в разные положения, вы заметите, что изменяется и громкость звука. Приятного прослушивания музыки.
Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Усилитель на транзисторах для наушников

Наладка усилителя. Печатная плата усилителя мощности и расположение деталей на ней:. Печатная плата темброблока с предварительным усилителем на входе и расположение деталей на ней:. Но в этом случае в нижней и верхней крышках корпуса следует просверлить несколько отверстий для вентиляции и отвода избыточного тепла от транзисторов.


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: Усилитель класса A

Простейший усилитель звука на одном транзисторе за 15 минут


Репутация: 23 Статус: Offline. Репутация: 17 Статус: Offline. Репутация: 0 Статус: Offline. Цитата vandreyk Понадобятся сложные цепи отключения-переключения цепей. Сообщение отредактировал vandreyk — Среда, Репутация: 1 Статус: Offline. Цитата inkvizitor. Прикрепления: Среда, Главная Регистрация Вход. Германиевый усилитель для наушников.

Дата: Вторник, Из темы усилителя-корректора на германцах, сообщение Что актуально, так как высоковольтные буквы в дефиците. Бонусом транзисторы выхода двукратно разгружаются по рассеиваемой мощности. Меньше будут греться, при увеличенном токе покоя. Схема проверенная, рабочая, но надо искать бойца-комсомольца, который бы собрал макет. Я уже пас, да и не люблю слушать в наушниках.

Спасибо за ответ. Я внимательно следил за развитием темы про усилитель-корректор хочу собрать такой , но пока нет 40 вольтовых ГТ Поэтому еще пара вопросов: нельзя ли в корректор такой же ВК на 25 вольтовых ГТшках? Дата: Среда, Цитата vandreyk хочу собрать такой Очень хорошо.

Можно опробовать такой же ВК и в корректоре, если нет высоковольтных ГТ. А вот это вряд-ли получится. Понадобятся сложные цепи отключения-переключения цепей, которые могут сильно добавить шумов в УК. Добрый день. Цитата Понадобятся сложные цепи отключения-переключения цепей Второй вопрос я задал не совсем корректно. Примерно понимая возможные проблемы с шумами, я имел ввиду, в первую очередь, прослушивание только на наушники, и только фонограммы с «винила», то есть на усилителе будет один вход с ЭПУ и один выход на наушники.

Как Вы вставляете цитаты в сообщения с указанием автора , у меня ни так, как у Вас получается? Кнопка «цитаты» работает по предварительно выделенному тексту. Проблему решат две стерео платы в одном корпусе. Дата: Понедельник, Конструктор сайтов — uCoz.


Усилители для наушников

Люблю слушать музыку. Без достаточного уровня громкости — это невозможно динамический диапазон — сами понимаете. Очень приятно слушать через мощный усилитель и большие динамики — но соседей беспокоить не хочется. Подключил наушники к выходу звуковой карты, Creative X-Fi в моем случае, звук с нее мне очень нравится, но громкости мне оказалось недостаточно. Решение вопроса всем понятно — купить усилитель для наушников или сделать его самому. Сделать самому мне захотелось больше. За принципиальными схемами, конечно, в Интернет.

Самодельный усилитель к наушникам главное чтобы п-н-п или н-п-н переходы совпадали и мощности транзисторов были одинаковы.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

За основу шасси был взят корпус от старого CD-привода. Теперь, выбрав время, я вырезал и залакировал 2 буковые дощечки на лицевую и заднюю панель усилителя. Вырезал и подготовил алюминиевые основания для крепежа деталей и П-образный внешний кожух из нержавеющей стали. В качестве вентиляционной решетки использована алюминиевая панелька от старого и давно разбитого увы, иначе бы подчинил , радиоприемника VEF Монтаж очень простой и лаконичный. Результат весьма радует! Входные RCA разъемы на боковой стороне — для минимизации длины проводников до потенциометра.

Усилитель для наушников своими руками

Качество звука — наиболее важный критерий такого устройства. Схема работает в классе «А». Аудиофилы хорошо знают, что звук усилителя А класса — это лучшее, что вы можете получить. Сравните диаграммы работы класса А, используемого в данной схеме и стандартного для бытовой аудиотехники В класса.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками.

Усилитель для наушников схема

На рисунке представлена несложная, но высококачественная схема усилителя для наушников. Выходная мощность усилителя достигает 0,5 Вт на нагрузке на выходе 32 Ом. Схема усилителя для наушников обладает очень низким коэффициентом нелинейных искажений, ток потребления устройства не более мА. Выходные транзисторы рекомендуется монтировать на небольшие теплоотводы. Она является законченным монофоническим усилителем мощности низкой частоты с выходной мощностью около 5 ватт на четырех омную нагрузку.

Усилитель для наушников на четырех транзисторах

Рассмотрим, как сделать USB усилитель звука для наушников своими руками из самых доступных радиоэлементов. Наибольшую популярность среди усилителей звука для наушников получила микросхема TDA компании Philips. Микросхема TDA была разработана для портативных мини радио, плееров и т. Имеет две схемы включения: мостовая и стерео. Поэтому для наушников необходимо применять две микросхемы, включенные по мостовой схеме. При этом мощность каждого канала будет очень значительной для наушников и составляет мВт при сопротивлении наушника 32 Ом и питающем напряжении 3 В.

Делаем высококачественный усилитель для наушников. Купил простенькие уши, чтоб по ночам можно было гаматься и иногда слушать музыку, взял.

Схема гибридного лампово-транзисторного УНЧ для наушников и АС

Купил простенькие уши, чтоб по ночам можно было гаматься и иногда слушать музыку, взял недорогие, но большие KOSS UR Подключив к ресиверу был несколько ошарашен, звук очень и очень приятный, джаз и классика просто на ура идут. Хотя может это время и атмосфера их могла так попортить? Все это к чему?

Делаем высококачественный усилитель для наушников

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Мини усилитель звука для наушников

Репутация: 23 Статус: Offline. Репутация: 17 Статус: Offline. Репутация: 0 Статус: Offline. Цитата vandreyk

Григорий : Работа с часами реального времени DS Все я разобрался, Качественный усилитель для наушников Дата: 18 Ноября

Всем ценителям лампового звука выношу на суд свою конструкцию лампово-полупроводникового усилителя. Источником для творчества послужили залежи германиевых транзисторов, пролежавших в коробке и успешно позабытыми добрый десяток лет. Наверное немногим известен тот факт,что именно германий дает звучание максимально приближенное к ламповому. Вся советская техника до появления кремниевых полупроводников строилась либо на лампах либо на германиевых транзисторах. При всех своих минусах германий имеет очевидные плюсы перед кремнием. Прилагаю в доказательство таблицу физических свойств германия и кремния. Изначально мною был построен усилитель НЧ на мощных транзисторах Пв, качеством и звучанием которого я остался очень доволен.

Схема представляет собой двухкаскадный усилитель с выходным транзистором, работающий в линейном режиме А с током покоя около мА. Усиление всего узла определяют резисторы R6R7. Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Fresh information about Max Polyakov on this website.


Усилители класса А для наушников

Каждый начинающий аудиофил мечтает обзавестись своим первым усилителем, работающим в классе А, который становится эталоном для последующего сравнения с другими устройствами. Класс А обладает максимальной линейностью, самым приятным и качественным звучанием, а коэффициент нелинейных искажений (КНИ) в режиме малой выходной мощности приближается к нулю! Впечатляет?

Но, как всегда, есть обратная сторона всех этих прелестей – очень низкая эффективность: КПД схемы обычно не превышает 15 — 30%. То есть, чтобы получить выходную мощность 1 Вт необходимо затратить мощности в 3 – 6 раз больше! Поэтому подобные усилители обычно применяются либо в качестве усилителей для наушников, где низким КПД можно пренебречь, либо в качестве выходных усилителей мощности в дорогих HI-END устройствах.

Усилитель класса А начального уровня

Схема простейшего стерео усилителя для наушников, работающего в классе А, показана ниже. Несмотря на схемотехническую простоту, усилитель обладает отличным звучанием с мощным и мягким басом (применялись японские аудио транзисторы 2SD1308 фирмы NEC) и динамичным звуком.


Коэффициент усиления по напряжению чуть меньше единицы, поэтому схема устойчива к самовозбуждению. Ток покоя выходного каскада равен 160 — 170 мА. Настройка усилителя заключается в подборе резисторов R1 и R2 до момента, когда на эмиттерах транзисторов не будет половина напряжения питания 2,5 В. После грубой подборки резисторов, необходимо дать усилителю нагреться в течении 3 – 5 минут, затем повторить процесс для уточнения значений резисторов. Дело в том, что после нагрева транзисторов коллекторный ток будет изменяться, поэтому нужно дать усилителю прогреться и выйти на рабочий режим.
Транзисторы не нуждаются в теплоотводах, но при желании можно сделать небольшой общий радиатор, позволяющий снизить их нагрев и упростить процесс настройки.
В схеме применены биполярные составные (схема Дарлингтона) NPN аудио транзисторы 2SD1308. Заменить их можно на аналогичные NPN с высоким коэффициентом усиления.
Конденсаторы C1, C2, C4, C5, C8, C10 любые пленочные, например CL11, CL20, CL21, К73-17, К73-9 и прочие. Конденсаторы C3, C6, C7, C9, C11 электролитические на рабочее напряжение не ниже 10 В.
Внимание, усилитель особо чувствителен к качеству источника питания: при плохо отфильтрованном напряжении возможны появления шумов.
Недостатком данной схемы является малое входное сопротивление (порядка 1 … 2 кОм), поэтому без входного электролитического конденсатора большой емкости тут не обойтись. Чтобы немного уменьшить его влияние на звук, параллельно подключен пленочный конденсатор.

Основные технические характеристики
Номинальное напряжение питания 5 В
Суммарный потребляемый ток 320 — 350 мА
Частотный диапазон 10 Гц — 50000 Гц
Коэффициент нелинейных искажений 0.08%
Максимальная выходная мощность (RLOAD = 32 Ом) 170 мВт
Входное сопротивление 1.5 кОм
Коэффициент усиления по напряжению 0,9 … 0,95

Двухкаскадный однотактный усилитель класса А

Схема работает в линейном режиме с током покоя около 120 — 130 мА. Ввиду высокого напряжения питания усилитель рассчитан на использование высокоомных наушников 250 Ом. Будьте внимательны при подключении стандартных наушников 32 Ом: усилитель может развить выходную мощность до 1 Вт! Поэтому, чтобы обезопасить свой слух и не вывести из строя наушники, необходимо в каждый из каналов подключить последовательно с нагрузкой резистор, сопротивлением не менее 47 Ом и мощностью 0.5 Вт.

Основные технические характеристики
Номинальное напряжение питания 12 В
Суммарный потребляемый ток 250 — 260 мА
Максимальная выходная мощность (RLOAD = 250R) 125 мВт
Коэффициент нелинейных искажений 0.01 %
Частотный диапазон 15 Гц — 75000 Гц

Весь усилитель охвачен цепью ООС (элементы C5, R5, R6). Коэффициент усиления определяется соотношением R5/R6 + 1 и равно двум. Выходной транзистор следует установить на небольшой радиатор. Для получения качественного звука конденсатор С2 должен быть пленочным. Выходные конденсаторы C6, C7 любые электролитические, в том числе серии Low ESR. Лучшие результаты получаются при параллельном соединении нескольких конденсаторов.

На схеме показан один канал. При настройке усилителя вращением движка подстрочного резистора R1 нужно добиться на коллекторе VT2 половины напряжения питания 6 В. После прогрева, следует еще раз повторить регулировку.
Транзистор VT1 можно заменить любым маломощным с PNP структурой, в том числе и на советский КТ3107. Мощный выходной VT2 также можно заменить на аналогичный NPN в корпусе TO-220 или TO-126 (обратите внимание: у них разная распиновка).
Ток, потребляемый схемой определяется сопротивлением резистора R7: чем меньше его значение, тем больший ток течет через выходной каскад. Указанный на схеме номинал 47 Ом при 12 В питании обеспечит ток около 120 — 130 мА, чего с запасом хватит для получения отличного демпфирования нагрузки.

Печатная плата спроектирована сразу для двух каналов (стерео). Резистор развязывающей цепи R8 состоит из двух 0.25-ваттных резисторов по 10 Ом. В каждом канале своя развязывающая цепь, что позволяет немного улучшить разделение стерео (по принципу двойного моно).

Выходные транзисторы устанавливаются на общую алюминиевую пластинку, толщиной 1.5 – 2.0 мм через изоляционные прокладки. Разъем для наушников ST-215N. Подстроечный резистор R1 типа 3396W, клеммные колодки типа DG127, DG128 или XY304.
В качестве 2-ваттного R7 можно использовать 2 резистора 100 Ом по 1W каждый, для чего на печатной плате предусмотрено дополнительное установочное место.

Литература

  • Атаев Д. И., Болотников В. А. «Функциональные узлы усилителей высококачественного звуковоспроизведения». Радио и связь 1989 г.

Прикрепленные файлы

Добавить комментарий

Мощный усилитель для наушников на основе схемы Рода Эллиотта (ESP)

Здравствуйте! Хочу поделиться с датагорцами своим скромным опытом создания телефонного усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ). Схема усилителя до безобразия проста, не содержит дефицитных деталей, не требует настройки, но тем не менее обеспечивает очень приличное качество воспроизведения музыки. Усилитель обладает огромным запасом мощности и способен «раскачать» абсолютно любые общедоступные головные телефоны!

Статья содержит все материалы для повторения конструкции.

Содержание / Contents

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Сразу откровенно скажу, что это был мой первый аудиоусилитель, а это первая моя подобная статья, и если кто-то из более опытных и знающих датагорцев увидит слабые места данного проекта, прошу сообщить мне об оных, буду премного благодарен!
Началось все с того что под новый год решил я сам себе сделать небольшой подарок, а именно наушники одной небезызвестной немецкой фирмы. Так как всю жизнь музыку я слушал либо через недорогую китайскую мультимедийную акустику либо в корейской машине, новое приобретение показалось мне просто сказкой! Музыку в новых наушниках я слушал вечера напролет. Дальше — больше, если «уши» за 50 баксов выдают такое качество звука, что если купить что-то посерьёзней, загорелся я!?
Посидев в интернете выяснил, что «серьёзные» наушники имеют сопротивление больше 32 Ом (которое я считал стандартом для всех наушников), попутно выяснил что для подобных экземпляров лучше обзавестись специальным телефонным УМЗЧ, чтобы раскрыть их потенциал. Но покупать ещё и усилитель в мои планы никак не входило. Сделаю сам, подумал я, благо моя профессия напрямую связана с электроникой.Наткнулся в интернете на сайт австралийца Р. Эллиотта Elliott Sound Products, где заинтересовался следующей простой схемой (рис.1)

Оригинал схемы Эллиотта, показан 1 канал
Рис.1 Телефонный усилитель, отрисованы 2 канала

Схема усилителя отвечает всем моим требованиям:
— простота;
— нет дефицитных элементов;
— возможность работы с головными телефонами любого сопротивления;
— автор обещал отсутствие фона и низкие нелинейные искажения.
Примененная пара биполярных комплементарных транзисторов BD139 (отечественный аналог КТ815Г) и BD140 (КТ814Г) в даташитах производителей позиционируются, как разработанные специально для аудио-усилителей. СтОят они копейки, звёзд с неба не хватают, но и не так плохи, особенно произведенные зарубежом. Сдвоенный операционный усилитель по умолчанию NE5532, но всеми любимый OPA2134/OPA2132 или скажем LM4562 (рекомендую), также подойдут.

Итак, со схемой я определился, следующий этап — разработка печатной платы. Чертежи печатных плат из интернета меня никогда не устраивали. А еще в голове была конструкция корпуса усилителя, в который вписывалась плата усилителя определенного размера, но об этом позже. Первый разработанный мной вариант платы казался мне очень удачным (сейчас я понимаю, что это не так, поэтому печатку не выкладываю). Плата вытравлена, вырезана, просверлены отверстия, облужены дорожки, осталось собрать все воедино (рис.2)!

Рис. 2 Усилитель в сборе 1-ая версия


Подробнее об элементной базе. Потенциометр малогабаритный для печатного монтажа с логарифмической характеристикой, специально для регулировки громкости от ALPS. Операционный усилитель NE5532P от Texas Instruments, транзисторы BD139-10, BD140-10 производства ST Microelectronics. Все электролиты Epcos на напряжение 50 В (просто было таких много), конденсаторы на входе микросхемы – мои любимые К73-16 (обожаю «военку»), все резисторы С2-33Н 0.25 ВТ, кроме тех что стоят в эмиттерных цепях, те 2-х ватные (с запасом, можно ставить на 1 Вт), диоды отечественные аналоги 1N4148 – 2Д510А (ммм… «военка») ну и китайская пленка в питании, не помню откуда выпаял. Украшение сборки — радиаторы со старых материнских плат ASUS (они здесь больше для красоты, транзисторы греются не сильно).
Элементы я по номиналам не подбирал за исключением резисторов, те с допуском в 1%.Заработало сразу! А такое случается редко со схемами из интернета, по крайней мере у меня.
Собирал я все на работе, где есть цифровой 4-канальный осциллограф, генератор сигналов специальной формы, ну и конечно качественный 4-х канальный источник постоянного тока.

Всем этим оборудованием я не преминул воспользоваться, прогнал синус, полоса пропускания усилителя широкая. АЧХ линейна ~ 10 Гц до 100 КГц. Форма синуса на выходе усилителя идеальна. Ради интереса посмотрел, как усилитель справится с меандром — прекрасно, начиная примерно с 200 Гц идеально ровная «полочка»! К сожалению осциллограмм я сохранить не догадался. Самовозбуждения нет, постоянки на выходе нет (0.6 мВ, 0.4 мВ по каналам).

Можно подключать наушники! Запас громкости огромен (надо уменьшить коэффициент усиления по напряжению), есть фон, обусловленный низким сопротивлением тестовых наушников (об этом предупреждал автор схемы). Резистор на 100 Ом последовательно с нагрузкой — фон исчез как понятие (разумеется и часть выходной мощности тоже). Но усилитель работает от очень качественного источника питания, посмотрим, как будет работать от своего собственного.

Немного собственно о звуке. Сразу заметил разительные изменения в низкочастотном спектре, бас не просто стал глубже, появился объем, барабаны не то что слышно — их чувствуешь! Но в общем и целом звук мне показался абсолютно нейтральным, мониторным, как говорится. Хотя мои низкоомные наушники отлично раскачиваются встроенным смартфонным усилителем, звук этот не идет в сравнение с пропущенным через внешний новый устлитель. Однако замечу, проект разрабатывался на будущее, совсем не для этих головных телефонов!

Вроде бы работало все отлично, но мучил меня один вопрос, а именно: насколько качественно работает пара транзисторов на выходе схемы. Ведь возможные искажения могут отсутствовать из-за глубокой оос операционника? Долой ОУ тестирую отдельно выходной каскад без всякой ОС. Осцилограммы ниже:


Рис.3 Осцилограммы для 20 Гц и 1 МГц. Зеленый вход, желтый выход

Как видите, каскад отлично работает и смещение напряжения, создаваемое диодами, вполне достаточно для компенсации нелинейности. Я успокоился и оставил выходной каскад как есть.

Но кое-какие изменения я все же внес. Измененная мною схема приведена ниже (рис.4). Усилитель стал лучше обрабатывать сигналы сложной формы (прямоугольник, пила), по моему разумению если такие сложные сигналы будут меньше искажаться схема только выиграет (возможно я заблуждаюсь).

Уменьшил коэффициент усиления до 12, этого вполне достаточно, а искажения в теории меньше. Добавил возможность переключения между режимами низкоомная/высокоомная нагрузка (переключатель S1). Добавил возможность уменьшить полосу пропускания, впаяв конденсаторы С5, С6 (для NE5532 не требуется).
Емкость электролитов в питании увеличил. Ну и наконец, если вдруг на выходе усилителя висит постоянка > 10мВ, желательно поставить электролиты С15, С17, они заодно спасут наушники, при внезапном выходе из строя самого усилителя. На звук они если и влияют, то очень не значительно – я их точно не слышу (лучше если эти конденсаторы будут Low ESR, но и обычные подойдут).

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Рис. 4 Откорректированная под себя схема усилителя

Свою же печатку я тоже подправил, вот финальная версия — рис.5. Все транзисторы поставил под один радиатор (все равно не греются сильно), освободил место под свои доработки.

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Рис.5 Финальная версия печатной платы усилителя


Две черные дорожки находятся с обратной стороны платы (я их вырезал ножом после травления и сверления). Плата получилась двухслойной по другому нормально не разводилось, размер 90х110 мм.Схему блока питания (рис.6) нашел здесь у Ti Kan. Мощность блока питания излишня для этого проекта, но я выбирал с запасом на будущее (возможно в этом же корпусе соберу другой усилитель). Никто не мешает взять трансформатор поменьше, по моим прикидкам на 5Вт самое то.

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Рис.6 Схема блока питания


Сразу возникло несколько вопросов:
— почему нет пленочных или керамических конденсаторов в выпрямителе?
— есть ли реальная польза от конденсаторов в параллель диодам моста?
— с какой целью выбраны именно такие номиналы резисторов в обвесе стабилизаторов?
Соберу — увижу, подумал я. Ну в общем – не фонтан. Как я и думал без пленочных конденсаторов в выпрямителе никуда, конденсаторы в параллель диодам в теории снижают уровень ВЧ помех, но и без них не плохо, разницы я не заметил ни на слух, ни по приборам. А вот работа схемы включения стабилизаторов мне понравилась, надо взять на заметку. При подключении усилителя прослушивался фон 100 Гц. Не буду размусоливать свои эксперименты, конечная схема блока питания, с моими корректировками (рис.7)

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Рис.7 Схема блока питания с моими корректировками


Теперь блок питания меня устраивает, фон из наушников ушел. При максимальной нагрузке (1А по обоим плечам) напряжения на выходе стабилизаторов просаживаются на 10 мВ.

Моя печатка на рис. 8

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Рис. 8 Печатка блока питания

Готовый к работе блок питания установленный на шасси представлен на рис.9.

Рис. 9 Блок питания усилителя

Немного о конструкции. Слепыш БП изготовлен из двухстороннего 3-х мм стеклотекстолита, т.к после травления дорожек на обратной стороне осталась медная фольга, решил её не отдирать (противное занятие), будет дополнительная экранировка. Радиатор на два стабилизатора один, опять же от старой материнской платы. В правой части платы присутствует разъем для подключения голубого светодиода (для светодиодов другого цвета нужно уменьшить номинал резистора R1 см. рис. 7). Выходные напряжения выводятся через провода, впаянные непосредственно в плату (синий жгут рис. 9). Трансформатор прикручен к плате шпилькой М6. Размер платы 90х200 мм.

Как всегда самая трудоемкая часть проекта — корпус. Корпус полностью разборный (мое специфическое требование, кто работает на режимном предприятии — поймет :blush: ) изготовлен из алюминия 2.5 мм и стеклотекстолита 3 мм. К прямоугольной пластине из стеклотекстолита, служащей шасси для прибора, припаяны латунные гайки М5. К шасси 4-мя шестигранными стойками и 2-мя винтами прикручена плата блока питания (см. рис. 9). К стойкам прикручивается плата усилителя, подключается разъем от блока питания рис. 10.

Рис.10 Сборка усилителя.

Лицевая и задняя панели изготовлены из листового алюминия, согнутого на станке. Верхняя крышка выполнена из стеклотекстолита. Боковые панели из алюминия прикручиваются в конце сборки к уголкам на шасси и на верхней крышке, они образуют своеобразные ножки.
Собранный усилитель (рис. 11) получился полностью экранированным, винтовые соединения обеспечивают надежный электрический контакт между деталями корпуса. Задняя панель содержит стандартную 3-х контактную вилку от компьютерного БП, и выключатель от туда же.

Рис.11 Собранный прибор

Кратко опишу важные аспекты сборки.

  1. Все провода скручены, а те, что идут от блока питания к усилителю экранированы (на всякий случай).
  2. ВАЖНО! Корпус блока питания связан с шасси в одной точке, там, где прикручивается трансформатор (поэтому шпилька крепящая трансформатор латунная)
  3. ВАЖНО! Гайки разъёмов под наушники на передней панели (на них висит сигнальный корпус) изолированы от передней панели диэлектрическими шайбами.
  4. Вал потенциометра электрически связан с корпусом прибора, если этого не сделать при прикосновении к валу потенциометра будут наводки в наушниках.

Дизайн получился сдержанным. Корпус окрашен матовой черной краской из баллончика (2 шт. ушло на 3 слоя). Ручка на вал потенциометра из колпачка от духов. Все винты и торцы боковых панелей, отполированы до зеркального блеска.Усилителем я доволен на 200%. Огромный запас мощности, полное отсутствие фона, кстати хлопка при включении тоже нет, четкое нейтральное звучание, не вносящее ни приукрашиваний, ни артефактов в звуковой тракт. Даже и не знаю, чего еще можно ждать от подобного прибора.

P.S.: Недавно поставил в свой усилок вместо NE5532, операционный усилитель LM4562, и понял что может быть и лучше. Как говорится нет предела совершенству!

От Вячеслава (avals), в ответ на жалобы Александра (Espumizan) в комментах о недостатках звучания:

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.


Хорошим «противоступенчатым» средством для таких схем является включение резистора 100 — 300 Ом между выходом ОУ и выходом усилителя.Платы усилителя и БП в Sprint Layout 6
🎁Platy.zip  48.97 Kb ⇣ 311 Плата к оригинальной схеме Р. Эллиотта. Форматы: lay + проект DipTrace + схема картинкой.
🎁datagor.ru-headphone-amplifier-rod-elliott-esp-ot-yanshun.7z  128.59 Kb ⇣ 92

Цитата: Yanshun

Все компоненты в Dip-корпусе. Размеры ПП 76*42 мм. При долговременной, на максимальной громкости, на транзисторы желательно установить теплоотводы, так-же не забудьте изолирующие прокладки положить и намазать термопасты. Можно использовать транзисторы и в изолированном корпусе.
Собрать данную схему сможет любой, кто умеет держать паяльник и чутка читать схемы.

 

Схема усилителя для наушников на ОУ с удвоенным выходным током

Схема усилителя для наушников на ОУ, которая точно заслуживает внимания. При всей своей простоте, такой усилитель для наушников раскачает любые наушники. А главная фишка заключается в удвоенном выходном токе, по сравнению с обычными включениями ОУ.

UPD[24.04.2020] — статья была сильно переписана, а схема изменена, поэтому некоторые комментарии уже неактуальны.

Мое видео по сборке усилителя:

Схема усилителя для наушников

Скитания по по бескрайним просторам помойки кладезя знаний — интернету, привели к интересной находке. Это был PDF файл от компании Burr Brown. Находка воодушевила меня собрать усилитель для наушников на ОУ.

С языка потенциального врага, название файла дословно можно перевести следующим образом : Удвоение выходного тока в нагрузку двумя аудио ОУ OPA2604. Скачать этот ПДФ вы можете по прямой ссылке с моего сайта.

скачать: Double the output current to a load with the dual OPA2604 audio op amp

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 и на каждый нужно по 2 ОУ. Наиболее удобным вариантом будет воспользоваться сдвоенными операционными усилителями. 

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

В чем «фишка» этого усилителя?

Схема совсем не нова. Она 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, благодаря чему 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

Полученная схема — это неинвертирующий усилитель. Коэффициент усиления сигнала определяют резисторы R1 и R2. Его точное значение определяется формулой:

K= 1+ R2/R1

Будем считать, что на вход мы подаем сигнал с линейного выхода. В таком случае коэффициента усилия по напряжению равного 3 будет с хорошим запасом. Поэтому на три и будем ровняться.

От точности резисторов R1 и R2 зависит насколько одинаковым будет усиление у каналов. Поэтому желательно, чтобы резисторы имели точностью не хуже ±1%.Далеко не всегда в магазинах или в домашних запасах можно найти большой ассортимент номиналов резисторов хорошей точности. Но в данном случае можно обойтись резисторами одного номинала.

Так, в закромах шкафа были найдены прецизионные резисторы по 7,5 кОм которые и стали резисторами R1. В качестве R2 было использовано по два резистора в 7,5 кОм, которые 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 звуковых схем на ОУ, обычно рекомендуется использовать резисторы номиналом 1÷50 кОм. Любой резистор вносит шум в аудио тракт и чем больше номинал этого резистора — тем больше вносимый им шум.

Доводим схему до ума

Представленная в документе схема несколько неполная. Для нормально работы следует дополнить схему входными цепями.

Операционные усилителя одинаково хорошо усиливают как переменное, так и постоянное напряжение. Поэтому, несмотря на всякие аудиофильские заморочки, считается хорошим тоном добавлять на вход конденсатор.

Конечно современные источники не дают постоянного напряжения на выход, но я же не знаю, куда вы будете подрубать усилитель… а я не горю желанием нести ответственно за Ваши спаленные наушники  🙂

Помимо конденсатора, отсекающего постоянное напряжение, следует добавить идущий на землю резистор. Такой резистор обеспечит привязку неинвертирующего входа ОУ к земле. С другой стороны. вместе с конденсатором он образовывает дифференцирующую RC цепь.

 

 

Образовавшаяся RC-цепь (R5, С1) будет отсекать как постоянное напряжение так и инфра-низкие частоты. Они не несут полезной информации, однако значительно нагружают усилитель по току. При номиналах, указанных на схеме, частота среза составляет 16 Гц. При использовании конденсатора на 220нФ частота среза опустится примерное до 7Гц.  Дальнейшее увеличение емкости особого смысла не имеет.

Для исключения возможного самовозбуждения ОУ, не лишним будет ограничить и верхний диапазон. Для этого установим параллельно R2 конденсатор малой емкости.

Цепь R2 C2 будет работать как фильтр низких частот. При указанных номиналах деталей частота среза составит около 100 кГц.

Готовая схема усилителя для наушников

Остается только воткнуть по входу переменный резистор для регулировки громкости и на этом схему можно считать готовой к употреблению. Ни в каких настройках схема не нуждается. Достаточно ее собрать, спаять, воткнуть ОУ и радоваться жизни.

Как говорилось выше, схема будет собираться на сдвоенном ОУ, поэтому для большего удобства на схеме были обозначены ножки ОУ.

Крайне желательно добавить конденсаторы по 0.1 микрофараде, непосредственно с ножек операционного усилителя на землю.

Питание 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 это лучше для звука.

Сегодня существуют ОУ работающие от ±1.5В, но большинство операционников работают при двухполярном напряжении питания от ±3В до ±18В. Оптимальными можно назвать напряжение в ±12В или ±15В, которые входят в пределы питания большинства ОУ. 

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

Для питания усилителя рекомендуется собрать двухполярный трансформаторный блок питания. Для сглаживания напряжения после диодного моста будет достаточным установить по два конденсатора емкостью 10 мкФ и 100 — 470 мкФ.

Стабилизацию напряжения удобно реализовать на микросхемах 7812 и 7912. 

Для обеспечения хорошей стабилизации необходимо, чтобы входное напряжение было минимум на 2.5-3 вольта выше напряжения стабилизации.

Качество компонентов

Конденсатор С1 должен быть неполярным. Лучше полипропиленовый или пленочным. Конденсатор С2 лучше использовать керамический. Точность конденсаторов не так важна, но лучше использовать с точностью не хуже 5%. Резисторы желательно точностью не хуже 1%

Хорошие микросхемы стоят недешево. Например, за две оригинальные OPA2604, которые и предлагались в исходной схеме, придется отдать около 23$.

Но совсем не обязательно сразу закупать самое дорогое. Для начала можно поставить что-то из ассортимента ближайшего магазина радиодеталей, а постепенно заменить их более качественными компонентами. Плата будет работать на любых деталях.

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 заказывайте самые дешевые микросхемы с АлиЭкспресс и в прочих китайских магазинах. Там очень много поддельных микросхем. Они будут работать, как и положено, но это может быть совсем не OPA2134, который вы заказывали, а довольно дешевая TL061 с надписью OPA2134…

Но мне удалось найти магазин, в котором продаются действительно оригинальные микросхемы. Да и вообще в нем очень качественные аудиокомпоненты. В том числе топовые. Очень рекомендую этот магазин.

Заключение

Полученная схема усилителя, собранная на OPA2132 и работающая даже при напряжении питания ±5В свободно раскачивает 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 проект Vol.X. Суть которого заключается в создании законченной конструкции портативного усилителя для наушников своими руками с нуля. 

Материал подготовлен исключительно для сайта AudioGeek.ru

Заглядывайте на мой YouTube канал

USB усилитель звука для наушников своими руками ⋆ diodov.net

Рассмотрим, как сделать USB усилитель звука для наушников своими руками из самых доступных радиоэлементов. Наибольшую популярность среди усилителей звука для наушников получила микросхема TDA7050 компании Philips.

Микросхема TDA7050 была разработана для портативных мини радио, плееров и т. п. Имеет две схемы включения: мостовая и стерео. При мостовой схеме включения происходит усиление одного канала на одно «ухо». Поэтому для наушников необходимо применять две микросхемы, включенные по мостовой схеме. При этом мощность каждого канала будет очень значительной для наушников и составляет 140 мВт при сопротивлении наушника 32 Ом и питающем напряжении 3 В.

Однако практика показывает, что такая мощность в преобладающем большинстве случаев не потребуется. Поэтому применяется стерео схема USB усилителя звука для наушников. Здесь потребуется лишь одна микросхема TDA7050. Если питать микросхему от 3 В, на пример от двух батареек, то выходная мощность каждого канала равна 35 мВт, а при 4,5 В – 75 мВт.

Схема USB усилителя звука для наушников

Схема USB усилителя для наушников довольно проста и имеет минимальное количество радиоэлементов в обвязке. Напряжение питания микросхемы TDA7050 находится в диапазоне 1,6 В…6 В. Поэтому ее можно питать непосредственно от USB порта, имеющего стандартное напряжение 5 В.

Для регулировки величины входного сигнала и соответственно громкости звука в наушниках применяется сдвоенный переменный резистор с логарифмической характеристикой сопротивлением 20 кОм.

Однако, на мой взгляд, лучшим решение будет установить стабилизатор напряжения с минимальным падением напряжения. Таким интегральным стабилизатор напряжения может послужить микросхема MCP1702. Она имеет достаточно низкое падение напряжения по сравнению с аналогами и составляет 0,65 В. На выходе ее 3,3 В. Поэтому для стабильной работы MCP1702 достаточно подать на ее вход 4 В.

Для сглаживания различного рода пульсаций тока на входе и выходе MCP1702 установлены конденсаторы. Максимум на стабилизатор можно подавать 13,2 В. Таким образом, применяя стабилизатор напряжения, USB усилитель звука для наушников можно питать в широком диапазоне напряжения: от 4 В до 13,2 В. Или даже от одной батарейки, если подключиться к TDA7050 после стабилизатора.

Разводку печатной платы и документацию на микросхемы можно скачать здесь

Если Вы только начинающий радиолюбитель, то рекомендую ознакомиться со статьей, как сделать любой усилитель звука.

Теперь, я надеюсь, Вы сможете собрать любой USB усилитель звука для наушников своими руками.

Еще статьи по данной теме

Стерео усилитель звука для наушников на КТ315

Рубрика: Принципиальные схемы, Схемы для начинающих, Усилители Опубликовано 25.03.2018   ·   Комментарии: 0   ·   На чтение: 2 мин   ·   Просмотры:

Post Views: 1 859

Схема предназначена для новичков и для тех, кто хочет научиться изготавливать платы или паять. На принципиальной схеме усилитель выполнен на один канал, но на печатной – на два. Ток покоя составляет 20 мА.

Печатная плата для схемы

Печатная плата с форума сайта схем.нет выполнена на два канала.


Файл печатной платы для программы SprintLauot.

Список используемых деталей

Транзисторы КТ315 должны быть одной буквы. Если вы используете КТ315Б, значит они должны быть все 6 такие. Если другой буквы — соответственно, все 6 тоже.
На один канал

C1 10 мкФ 6 В
C2 470 мкФ 16 В
C3 3300 мкФ 16 В
R1 1 кОм переменный
R2 51 кОм 0,25 Вт
R3, R4 100 кОм 0,25 Вт
R5 1 кОм 0,25 Вт
R6 3 кОм 0,25 Вт
VT1, VT2, VT3 КТ315

Инструкция по сборке

Сначала проверьте все радиодетали на исправность методов прозвонки. Ни один транзистор не должен звониться на коротко.

Общая точка для входа это общий провод от джека, обычно он золотого цвета. Общий выход — тоже самое, только для выхода.

Обратите внимание на полярность электролитических конденсаторов. Их минусовые выводы должны быть направлены к центру и друг к другу.

Квадратный контакт это минус конденсатора.

Питание схемы

Схема может питаться как от 9 В кроны, так и от двух последовательно соединенных аккумуляторов 18650.

Изготовление печатной платы

С помощью технологии ЛУТ перенесите дорожки на кусок текстолита. В качестве раствора для травления отлично подойдет перекись, соль и лимонная кислота. Для этой схемы хватит 100 мл перекиси, 30 грамм лимонной кислоты и около 4 грамм соли. Тщательно перемешайте раствор. Лучше всего травить в пластиковой таре.

Post Views: 1 859

Сборка усилителя для наушников | Журнал Nuts & Volts


В августовском номере N&V была опубликована моя статья о конструкции «Создайте недорогой высокопроизводительный 12-ваттный усилитель для восьмиомных динамиков».

Эти два усилителя очень похожи, в них используется очень обычная трехкаскадная конструкция, называемая архитектурой Лин, названная в честь Хунга С. «Джимми» Лин — инженера-электрика, который изобрел компоненты, которые обычно используются в полупроводниковых усилителях, аудиоколонках, микрофоны и наушники.Будет дополнительная статья, описывающая теорию усилителя для гарнитуры, но большая часть этого обсуждения будет относиться и к усилителю мощности, представленному ранее.

Этот проект представляет собой усилитель для гарнитуры, который может управляться проигрывателем компакт-дисков или MP3 и может управлять хорошей высококачественной гарнитурой. Моя гарнитура имеет импеданс около 32 Ом; некоторые диапазоны достигают 600 Ом. Эта схема будет управлять любой гарнитурой в этом диапазоне и выше. Некоторые аудиофилы высокого класса считают операционные усилители на интегральных схемах не очень хорошими… что-то о слишком большом количестве транзисторов на пути прохождения сигнала. В этой схеме используются все дискретные компоненты — не больше и не меньше, чем требуется для обеспечения широкой полосы пропускания и низкого уровня искажений. Я полагаю, кто-то возразит, что транзисторы стоимостью 2 доллара не могут звучать так же хорошо, как операционный усилитель за 10 долларов.

Я дипломированный инженер-электрик на пенсии, который интересуется звуком со школы.

Несколько лет назад я заинтересовался полупроводниковыми усилителями и купил несколько книг на эту тему.С тех пор я построил ряд усилителей с превосходными характеристиками и очень низкой стоимостью.

Этот простой усилитель имеет очень низкий уровень искажений и плоскую частотную характеристику, выходящую далеко за пределы диапазона звуковых частот. Стоимость деталей на один канал вместе с блоком питания составит около 30 долларов; второй канал добавит еще около 15 долларов.

Если вы живете в большом мегаполисе, вы можете найти все детали у местного дистрибьютора. Если нет, я перечислил несколько источников запчастей здесь, в статье.

Этот проект довольно прощает ошибки новичка. Конструкция проста и понятна, но его производительность не хуже, чем у лучших имеющихся в продаже усилителей с точки зрения низкого уровня искажений и шума, широкой частотной характеристики и высокого коэффициента демпфирования. Я также добавил регулятор тембра.

ОШИБКИ ПОСТРОЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ СХЕМ

Некоторым экспериментаторам не удалось построить твердотельные усилители. Причина в том, что короткое замыкание или неправильное подключение могут привести к мгновенному выходу из строя полупроводниковых приборов.Неправильное подключение вакуумной трубки иногда не оказывает никакого вредного воздействия, а иногда заставляет пластину раскаляться докрасна. Если вы смотрите, вы можете отключить питание и найти ошибку.

Ошибка проводки в твердотельном усилителе может привести к мгновенному разрушению. Однако если вы тщательно изготовите этот твердотельный усилитель, он будет очень надежным. При проверке твердотельного устройства с помощью щупа вольтметра или осциллографа проскальзывание может привести к катастрофе, поэтому будьте осторожны. Если вы все-таки поскользнетесь, транзисторы, используемые здесь, довольно недороги, так что большого вреда не будет.

Самая распространенная ошибка (сам делал не раз) — неправильно распаян транзистор. Малосигнальные транзисторы в пластиковом корпусе типа ТО-92 обычно подключают выводами вниз и плоскостью корпуса к себе; отведения слева направо, EBC. То есть: эмиттер, база, коллектор. 2N5551 и 2N5401, используемые в этом проекте, подключаются именно в таком порядке.

Выходные транзисторы типа TO-126. С выводами вниз и этикеткой к себе, выводы слева направо ЭКБ (Эмиттер, Коллектор, База).К этим транзисторам TO-126 будут прикреплены радиаторы типа TO-220 (см. , рис. 1 ). Получите тип с отверстием для крепления транзистора с помощью винта и гайки. Убедитесь, что эти радиаторы не касаются друг друга, так как на них есть положительное и отрицательное напряжения питания. Капелька теплоотводящего компаунда между транзистором и радиатором — это хорошо, но, вероятно, на данном этапе в этом нет необходимости.

РИСУНОК 1.   Один канал, собранный на перфокарте.


Еще одна менее распространенная ошибка при подключении — изменение напряжения источника питания.Снова обратимся к (Рисунок 1 ). Положительная подача находится вверху, а отрицательная — внизу.

АСПЕКТЫ ПИТАНИЯ

Регулируемые источники питания — совершенно ненужное усложнение в этом проекте. Хорошо спроектированный усилитель, созданный с учетом отклонения источника питания, не заботится о точном напряжении источника питания. Подавление питания (способность усилителя игнорировать пульсации напряжения и изменения питающих напряжений) у этих усилителей отличное.Обычно я использую перфорированную доску для прототипов (также называемую векторной доской по названию производителя). Отверстия расположены с шагом 0,1 дюйма, что удобно для размещения деталей.

Для питания усилителя гарнитуры я предлагаю 18-вольтовый трансформатор с отводом от середины. Выпрямители (1N4001) очень недороги и широко доступны. Конденсаторы фильтра можно найти в нескольких избыточных местах.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ

Выходное напряжение будет примерно ±12 вольт — возможно, немного выше без нагрузки.Очень надежно соедините заземляющие концы двух конденсаторов фильтра и проведите от них короткую шину. Подключите сюда центральный отвод трансформатора. Это будет «качественная земля» для усилителя.

Земля усилителя подключается к этой точке с помощью обычного соединительного провода. Возврат гарнитуры к земле также должен быть в этой точке. Проводка гарнитуры не должна быть чем-то особенным. Обыкновенный соединительный провод подойдет.

Конечно, вы захотите подключить к выходу разъем для гарнитуры.

КОНСТРУКЦИЯ УСИЛИТЕЛЯ

Маленькие транзисторы в Рисунок 1 с плоскостью слева — это PNP 2N5401; те, у которых плоская сторона обращена вправо, — NPN 2N5551. Они доступны более чем в одном из источников, перечисленных здесь. Я рекомендую приобрести запас каждого из этих типов.

Номинальное напряжение намного выше, чем необходимо здесь, но их можно использовать и в других конструкциях усилителей большей мощности. Я видел NPN примерно по четыре цента каждый в 100 лотах.PNP был больше похож на пять центов.

Замыкание выхода на землю не приведет к взрыву усилителя. Если усилитель вдруг выдает полное напряжение питания, он (в общем случае) не испортит пару наушников, но в любом случае не тыкайте и не прощупывайте усилитель с подключенными наушниками. Это просто напрашивается на неприятности.

Общий усилитель связан по постоянному току. В целях безопасности, поскольку устройство, подключенное к входу, может иметь постоянное напряжение на выходе, используется разделительный конденсатор.Можно использовать один неполярный конденсатор емкостью 22 мкФ или пару встречно-параллельных конденсаторов с обычной полярностью (также 22 мкФ).

Этот входной разделительный конденсатор (или конденсаторы) защищает усилитель в случае, если на вход случайно подается значительное напряжение. Это делает нижнюю частоту отклика 3 DB около 3 Гц. Поскольку мы не слышим намного ниже 20 Гц, этого более чем достаточно.

На куске перфокартона легко строить. Расположите детали так, как они изображены на Рисунок 2 , чтобы легко проверить проводку, когда закончите.Обычно я использую выводы компонентов для соединения на задней стороне платы и провода с накруткой для соединений, где провода недостаточно длинные или провода должны пересекаться друг с другом. Я их всегда паяю. Провод тонкий и имеет тонкую изоляцию, что облегчает работу на плате. Однако, если вы порежете проводник при зачистке провода, он может легко сломаться, поэтому будьте осторожны.

РИСУНОК 2. Схема усилителя .

Транзисторы
Q1-5 2N5551 НПН
Q6-9 2N5401 ПНП
Q10-11 BD139
Резисторы — Все 1/4 Вт 5% углеродная пленка
Напряжение электролитического конденсатора соответствует маркировке.Конденсатор емкостью 100 пФ должен быть слюдяным или NPO-керамическим.

РИСУНОК 3. Схема блока питания .


Соблюдайте полярность светодиода. Тот, который я использовал, имеет один более длинный вывод, который является положительным, то есть анодом. Возможно, вы захотите проверить светодиод и резистор 2,2 кОм, подключенный к источнику питания 12 В, чтобы убедиться, что у вас правильная полярность.

Проверьте напряжение на светодиоде. Должно быть около 2,1 вольта.Светодиоды разного цвета имеют разное прямое напряжение, поэтому вам, возможно, придется попробовать несколько разных типов. Эти устройства обеспечивают очень хорошие опорные напряжения. Вы можете разместить один на передней панели коробки, если вы решили построить два канала и упаковать их.

ТЕСТИРОВАНИЕ

Пока не подключайте гарнитуру. Твердотельные усилители удобны без нагрузки. НЕ подключайте и не включайте питание, когда закончите. С помощью мультиметра проверьте сопротивление от каждого провода источника питания к земле по одному.Сопротивление менее 1 кОм или около того указывает на проблему.

Тщательно проследите проводку, чтобы найти пропущенные провода, необрезанные выводы резисторов или конденсаторов и/или случайно припаянные перемычки. Если плата лежит на рабочем столе, убедитесь, что под платой нет обрывков проводов резисторов или инструментов. Следует избегать коротких замыканий, если цепь должна работать. У меня произошел взрыв цепи из-за провода резистора на верстаке.

Обратите внимание, что при подаче питания загорается светодиод.Если выходные транзисторы нагреваются больше, чем просто слегка, или если резистор 100 Ом, включенный последовательно с коллектором выходного транзистора, нагревается, вы сделали что-то не так.

При отсутствии дыма измерьте выходное напряжение относительно земли. Если оно не в пределах 20 или 30 милливольт, есть проблема. Моя макетная схема измеряет близко к 0 мВ. Если ваш вольтметр не падает так далеко, установите его на диапазон 20 вольт или более, а затем подключите его между выходом и землей. Если стрелка не двигается, последовательно переключайтесь на более низкие диапазоны.В диапазоне одного вольта вы можете увидеть небольшое движение стрелки.

При низком напряжении подключите источник звука ко входу. CD или MP3-плеер удобен. Если у вас есть осциллограф, подключите его к выходу и отрегулируйте громкость на несколько вольт от пика до пика на выходе и обратите внимание, что пики не обрезаются.

НАУШНИКИ

Гарнитуры

выпускаются с различным сопротивлением и чувствительностью. Поиском в Интернете были найдены гарнитуры с импедансом от 600 Ом до 24 Ом.

Выходной ток этого усилителя ограничен. Он не должен повредить ни одну гарнитуру из-за высокого уровня сигнала, а выход защищен от короткого замыкания. Пользователи высококачественных гарнитур немного беспокоятся о коэффициенте демпфирования. (В аудиосистеме коэффициент демпфирования представляет собой отношение номинального импеданса громкоговорителя к импедансу источника.)

Усилитель имеет очень низкий выходной импеданс и обеспечивает высокий коэффициент демпфирования для любой гарнитуры. Если у вас установлено низкое сопротивление, имейте в виду, что регулятор громкости должен быть установлен на низкий уровень.Я оставил усиление высоким, чтобы можно было использовать наушники с высоким импедансом. Благодаря другу я протестировал усилитель с наушниками на 32 Ом, 60 Ом и 300 Ом.

Эта конструкция способна обеспечить значительную мощность с точки зрения потребностей гарнитуры. Он был сделан таким образом, чтобы он мог работать с наушниками с самым разным сопротивлением. Установите громкость на разумном уровне. Аудио не является большим хобби, если вы повредите свой слух! Если вы все сделали правильно, вы должны услышать чистый звук. Усилитель ограничивает выходной ток около 35 мА пик.Это не проблема с точки зрения сигнала, необходимого для того, чтобы гарнитура работала на высокой громкости. Теперь все, что вам нужно сделать, это построить второй канал и смонтировать усилители и блок питания в подходящем корпусе. После надежного крепления он будет очень надежным.

Измеренное искажение при выходе трех вольт при частоте 20 Гц и частоте примерно до 1 кГц составляет 0,0012%. Он очень мало меняется от без нагрузки до пары сотен Ом. У меня есть набор для тестирования искажений Hewlett-Packard 339A, который включает в себя генератор сигналов с очень низким уровнем искажений и анализатор.Он измеряет общее гармоническое искажение плюс шум (THD+N). 339A измеряет 0,0012%, когда выход генератора сигналов подключен непосредственно к входу анализатора; то есть показание с усилителем такое же, как и без него.

Искажение на частоте 20 кГц составляет 0,0021% при нагрузке 1 кОм и возрастает примерно до 0,008% при нагрузке 100 Ом. Искажение будет зависеть от импеданса вашей гарнитуры и чувствительности. Более чувствительные гарнитуры требуют меньше входной мощности и будут иметь меньше искажений.

Очевидно, что показания очень близки к пределу возможностей анализатора. Нормальный уровень прослушивания будет примерно от 0,3 до одного вольта переменного тока на гарнитуре. Отклик снижается на 3 дБ на частоте около 600 кГц. Отклик должен выходить далеко за пределы звуковых частот, чтобы обеспечить достаточную отрицательную обратную связь на частоте 20 кГц, чтобы снизить искажения до низкого уровня. (Эта тема заслуживает отдельной статьи.)

Я думаю, можно с уверенностью сказать, что искажения будут составлять менее 0,01% в диапазоне звуковых частот при уровне громкости от нормального до громкого почти с любой подходящей гарнитурой.Искажения в некоторой степени зависят от технологии изготовления и от характеристик отдельных транзисторов.

Помните, что в следующем месяце мы обсудим теорию конструкции усилителя для этой гарнитуры. Приятного прослушивания! НВ


ПЕРЕЧЕНЬ ЗАПЧАСТЕЙ

КОЛ-ВО   ВОЗМОЖНЫЙ ИСТОЧНИК
Блок питания
1 Трансформатор 18 вольт ТТ на один ампер Марлин П.Джонс
4 1N4001 диоды выпрямительные  
2 1000 мкФ 25 В или более  
Усилитель
Резисторы все 1/4 Вт 5% углеродная пленка
1 47  
2 68  
1 82  
1 100  
2 120  
1 220  
2  
1 1500  
1 2200  
2 5600  
2 10К  
Транзисторы
5 2N5401 Тайда
4 2N5551 Тайда
2 БД139 БГ Микро
Конденсаторы электролитические
1 22/50  
2 22 на 25 или один 22 на 25 неполярный  
1 220 на 25  
Конденсатор, керамический NPO или серебряная слюда
1 100 пФ при 25 или более  
Разное
1 Перфборд 0.1 в центре отверстий Джамеко
2 Радиаторы ТО-220  
1 Двойной потенциометр, линейный 50K (для двух каналов) Тайда
  Гнездо для стереонаушников, на ваш выбор в соответствии с вашими телефонами
  Выключатель питания
  Предохранитель 1А
  Коробка для проектов Джеймсо
  Сетевой шнур
2 Гнезда RCA для входа

ИНФОРМАЦИЯ О ПОСТАВЩИКЕ

Вся электроника — Ван Найс, Калифорния.Имеет наборы резисторов и конденсаторов с несколькими номиналами.
www.allelectronics.com
Allied Electronics предлагает хороший выбор трансформаторов.
www.alliedelec.com
B&D Enterprises предлагает труднодоступные полупроводники.
www.bdent.com
BG Micro находится в Гарланде, штат Техас. У них есть лишние конденсаторы, диоды и т. д. BD139 доступны в BG Micro примерно по 40 центов каждый.
www.bgmicro.com
Digi-Key находится в Thief River Falls, Миннесота.У них вроде все есть.
www.digikey.com
Компания Jameco в Сан-Хосе, штат Калифорния, ориентирована на любителей. Векторная доска доступна в Jameco.
www.jameco.com
Marlin P. Jones во Флориде предлагает хороший выбор трансформаторов. У них есть один, рассчитанный на один ампер, за 4,95 доллара. В вашем местном RadioShack может быть один примерно по той же цене, если вы включаете стоимость доставки.
www.mpja.com
Mouser больше занимается промышленным производством, но у него есть много хороших продуктов.
www.mouser.com
Tayda предлагает модели 2N5551 и 2N5401 по очень низким ценам. Обратите внимание, что этот поставщик находится в Бангкоке, Таиланд, но цены очень низкие, а доставка не дорогая, если вы не спешите. Я получаю заказы от них менее чем за 10 дней. У них ограниченный выбор товаров.
www.taydaelectronics.com


Noir, двухтранзисторный усилитель для наушников: класс А, несимметричный, смещение 150 мА

Эта ветка предназначена для обсуждения усилителя для наушников Noir, плата которого доступна в магазине diyAudio.Его особенности включают:
  • Твердотельный, полностью дискретный: без ИС, без электронных ламп
  • Несимметричная схема класса A, работающая при токе смещения 150 мА (исключительно высокий для усилителя для наушников)
  • Нет сетевого напряжения внутри самодельного шасси. Питание подается от промышленной настенной розетки с классом безопасности при 24 В пост. тока
  • Все сквозные детали, смонтированные на одной печатной плате с большим расстоянием между компонентами
  • Очень легко набивать и паять; подходит для начинающих DIYers.Идентификаторы компонентов и значения компонентов напечатаны на шелкографии печатной платы.
  • Выход для наушников на передней панели, выход линейного предусилителя (гнезда RCA) на задней панели
  • Готовые передняя и задняя панели, просверленные и трафаретные, для мастеров-любителей, которые предпочитают не заниматься металлообработкой самостоятельно. Это черные печатные платы толщиной 2,0 мм, обрезанные в соответствии с передней и задней панелями корпуса diyAudio Store «1U Galaxy».
  • Подробный 37-страничный файл .pdf под названием «Инструкции по сборке Noir» проведет вас через процесс сборки с большим количеством фотографий.Его размер составляет 4,7 мегабайта, что превышает установленный здесь на форуме размер вложений, но его можно загрузить на странице продаж в Магазине.

СХЕМА УСИЛИТЕЛЯ

Усилитель Noir представляет собой двухтранзисторную схему, идея которой существует довольно давно. На верхнем рисунке 1 показана гибридная схема лампового + транзисторного усилителя, а на нижнем рисунке 1 показана версия, полностью выполненная на биполярных транзисторах (из книги Д. Селфа), и это лишь два примера. Noir берет эту базовую схему и просто увеличивает ток смещения второго каскада до 150 мА, а затем использует резисторы высокой мощности в качестве «нагрузок коллектора».» Простой.

Рис. 2 представляет собой схему Noir. По сравнению с рис. 1 полярность устройства поменялась местами. Теперь входной транзистор P-типа, а выходной N-транзистор. Это выгодно, поскольку N-канальные МОП-транзисторы имеют коэффициент усиления -на единицу площади кремния, что пропорционально 90 510 электронов 90 511 поверхностной подвижности. Усиление P-каналов пропорционально 90 510 дыркам 90 511 поверхностной подвижности и в 2-3 раза меньше. Все, что нам нужно сделать, это перевернуть блок питания вверх дном. вниз, и мы получаем в 2-3 раза больший коэффициент усиления на единицу емкости.Легкое решение. Таким образом, Noir использует схему с положительным заземлением и отрицательным питанием с шиной питания «NEGPWR» примерно на -22 вольта. Так же, как радиоприемники на германиевых транзисторах в конце 1950-х годов.

Транзистор Q71 и «стабилизирующий ток диод» D75 (источник постоянного тока) образуют входной каскад усилителя. Они управляют затвором выходного транзистора Q72, стоковая нагрузка которого представляет собой резистор мощностью 12 Вт, сопротивлением 68 Ом, реализованный в виде последовательно-параллельного соединения четырех резисторов 3 Вт, 68 Ом. Каждый из этих резисторов рассеивает менее 0.5 ватт при работе, и хоть они и имеют комфортный запас прочности (6Х), но при работе довольно сильно греются. Отвод резисторов в средней точке обеспечивает обратную связь от выходного каскада к входному каскаду. Благодаря одинаковым номиналам резисторов в верхней и нижней части делителя напряжения обратная связь составляет (1/2), таким образом, усиление составляет 2X (+6 дБ). Этот выбор усиления побуждает пользователя устанавливать потенциометр регулятора громкости где-то во второй половине его хода, где лучше всего отслеживать поканальное отслеживание.

Noir имеет несимметричный источник питания, поэтому ему требуется связь по переменному току на входе и выходе; Их предоставляют C72 и C76+77. Как и другие усилители с конденсаторной связью (в частности, Pass ACA), Noir издает слышимый «стук» при включении и выключении. Если вы находите стук неприятным, некоторые стратегии устранения включают в себя постоянное включение устройства (как Пасс предлагает для ACA), сначала отключение наушников (или их удаление), установку дополнительных печатных плат / модификаций внутри шасси Noir и так далее. .

БЛОК ПИТАНИЯ

Рис. 3 представляет собой схему блока питания. Выходной сигнал постоянного тока фильтруется синфазным дросселем и подается на мостовой выпрямитель. Это означает, что Noir может принимать как (положительный центр, отрицательный рукав), так и настенные бородавки (отрицательный центр, положительный рукав). Затем для дополнительного сглаживания применяется выходной фильтр LC. Потенциометр R2 и резистор R7 позволяют сборщикам регулировать ток, протекающий через светодиодную «пилотную лампу», и, таким образом, его яркость.

ВАРИАНТЫ ШАССИ

На рис. 4 показан Noir в корпусе «1U Galaxy» из магазина diyAudio Store с установленной передней панелью печатной платы с трафаретной печатью. На рис. 5 показано то же устройство, но на этот раз с передней панелью из полированного алюминия, которая поставляется вместе с шасси. (Сверлил сам, на сверлильном станке). У меня нет необходимых инструментов для гравировки букв на панели, но, возможно, в этом нет необходимости. Объектов всего три, и функция каждого из них настолько очевидна, что, возможно, надписи не нужны.Разъем для наушников, регулятор громкости, выключатель питания. Простой.

На рис. 6 показана задняя часть устройства с задней панелью печатной платы. Здесь определенно полезно иметь надписи, чтобы помочь вам запомнить, какие разъемы RCA являются входами, а какие выходами.

На рис. 7 показана залитая и спаянная печатная плата для Noir.

Последним приложением является ведомость материалов в формате электронной таблицы Excel для инструмента Mouser BOM. На странице продаж Noir в магазине diyAudio Store есть ссылка на заполненную корзину покупок Mouser , которая может быть более удобной, когда вы готовы заказать детали.

СТОИМОСТЬ СБОРКИ САМ

Теперь, когда объявлены цены в Магазине, мы можем оценить стоимость сборки Noir дома: 70 долларов за печатную плату + шасси, 85 долларов за спецификацию Mouser (снижается до 80 долларов, если вы покупаете ALPS Blue). Бархатный потенциометр на частей-экспресс точка ком вместо Mouser), от 5 до 10 долларов за причудливую цельную алюминиевую ручку громкости на eBay, 5 долларов за разные гайки и болты в местном хозяйственном магазине. Общая стоимость: около 165 долларов. Конечно, вы можете приобрести «Премиум-детали» (экзотические пленочные конденсаторы, потенциометры за 100 долларов, серебряную проволоку и т. д.), если вам это нравится.

КАК ЗВУЧИТ НУАР?

Играя на моих Sennheiser HD 650, а также на моих AT M50X, я бы сказал, что Noir имеет нюансы. Женский вокал (Джоан Динер, Марианна Фейтфулл и т. д.) был неземным и потусторонним. И все же полные оркестры звучали детально и четко, мощно, без заметной мутности. «Марс» из сюиты Холста «Планеты» был достаточно устрашающим. И ZZ Top надрал задницы так, как это может сделать только ZZ Top. Включите «Tres Hombres», бросьте пару порций Anejo и помечтайте о Terlingua и Saragossa.

СТАРАЯ ОБСУЖДЕНИЕ

Ранние прототипы Noir назывались под кодовым названием «T2». На форуме была ветка для обсуждения T2, здесь , сейчас закрытая, чье освещение первых дней может представлять исторический интерес.

_

Транзисторный усилитель для наушников

Этот усилитель для наушников основан исключительно на обычных недорогих дискретных компонентах. Он очень прост, не требует настройки и может раскачать наушники с импедансом от 8 Ом до 1К.В схему включен потенциометр регулировки громкости.

Электронная схема транзисторного усилителя для наушников показана на рисунке 1. Усилитель стереофонический, поэтому в нем используются две идентичные схемы, одна для правого (R) и одна для левого (L) аудиоканала. Мы опишем схему только на левом (L) звуковом канале, так как правый (R) идентичен.

 

Рисунок 1 . Электронная схема транзисторного усилителя для наушников

Усилитель фактически представляет собой операционный усилитель, построенный на дискретных компонентах.Выходной каскад спроектирован так, чтобы обеспечивать достаточную мощность при нагрузке от 8 Ом до 1 кОм. Мощность составляет порядка нескольких сотен милливатт.

Каждый усилитель состоит из трех каскадов. Для левого канала (L) первым каскадом, как и во всех операционных усилителях, является дифференциальный усилитель, состоящий из транзисторов Т1, Т2 и Т3. Второй этап предназначен для управления и смещения конечного этапа. Заключительный каскад представляет собой усилитель мощности, выполненный из комплементарной пары транзисторов NPN-PNP (T6 и T7).

Дифференциальный усилительный каскад обеспечивает высокий коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR), что чрезвычайно важно для подавления шума.Дифференциальный усилитель выполнен из пары Т1 и Т2, а Т3 используется как источник постоянного тока для смещения. Инвертирующий вход дифференциального усилителя — это затвор Т2, а неинвертирующий вход — затвор Т1.

Входной аудиосигнал подается на неинвертирующий вход, а некоторая обратная связь с выхода усилителя подается на инвертирующий вход. Резисторы R5 и R6 выполняют функцию делителя напряжения, передающего процент сигнала с выхода усилителя на инвертирующий вход дифференциальной пары.Таким образом, мы получаем отрицательный отзыв. Обычно общий коэффициент усиления усилителя определяется петлей обратной связи и равен 1 + R5/R6 = 11. Конденсатор С3, расположенный параллельно R5, ограничивает коэффициент усиления на высоких частотах в целях снижения шума.

Выход дифференциального усилителя поступает из стока T1. Оттуда сигнал передается на базу T4. T4 ведет финальную стадию. T4 управляет непосредственно базой T6, в то время как мы также используем дополнительный транзистор, T5, для управления T7.Т4 и Т5 включены последовательно и имеют одинаковый ток коллектора.

Выходной каскад усилителя состоит из комплементарной пары транзисторов T6-T7. T6 работает во время положительного полупериода сигнала, а T7 во время отрицательного. Чтобы подавить перекрестные искажения в комплементарной паре транзисторов, мы используем светодиод LD1. Это обычный светодиод красного цвета, который обеспечивает падение напряжения около 2,1 В для устранения перекрестного перехода. Обычным способом является использование последовательной пары кремниевых диодов с падением напряжения 1,2 В, но в нашей конструкции мы предпочитаем использовать светодиод.

 

Рис. 2. Схема печатной платы транзисторного усилителя для наушников

База Т5 имеет то же опорное напряжение, что и база Т3. Опорное напряжение генерируется двумя последовательно соединенными диодами (D1 и D2) и, следовательно, составляет около 1,2 В. Опорное напряжение, подаваемое на базы T5 и T3, также устанавливает напряжение на эмиттерах T5 и T3 примерно на уровне 600 мВ. базовое напряжение минус падение напряжения VBE). Сохранение этого постоянного потенциала на резисторах R10 и R3 заставляет транзисторы T5 и T3 работать с почти постоянным током независимо от сигнала переменного тока (т. е. они действуют как источники тока).

P1 — это логарифмический стереопотенциометр, используемый для регулировки уровня аудиосигнала, подаваемого на вход усилителя, и, следовательно, громкости на выходе. На вход усилителя для наушников может поступать сигнал от нескольких десятков мВ до нескольких вольт. Наушники подключаются к выходу усилителя через штекер J1, который представляет собой обычный стереоштекер 6,35 мм.

Для схемы требуется симметричный источник питания 2×12 В. Резисторы R21 и R22 вместе с С6 и С12 выполняют роль дополнительных фильтров напряжения питания.


Изготовление транзисторного усилителя для наушников

Для удобства сборки схемы мы сделали соответствующую печатную плату. Печатная плата имеет медь только с одной стороны и показана на рис. 2. Все компоненты должны быть размещены на печатной плате в соответствии с руководством по сборке на рис. 3.

Все резисторы, которые мы используем в схеме, имеют мощность 1/4 Вт. и тип допуска 5%, за исключением R7, R8, R9, R17, R18, R19 и R21, R22, которые относятся к типу 1/2W, 5%.

Рисунок 3. Как собрать транзисторный усилитель для наушников

Используемые нами электролитические конденсаторы на 16 В (это не критично, если они выдерживают номинальные напряжения питания). Все остальные конденсаторы полиэфирные или керамические, низковольтные.

Завершая сборку, не забудьте разместить три проволочных перемычки на плате в местах, указанных в руководстве по сборке.

Для питания схемы требуется два напряжения питания +12 и -12 В соответственно.То есть нужен сдвоенный симметричный блок питания.

 

Простые усилители для наушников на операционных усилителях

Усилители для наушников

Джон Броски


Содержимое:


Введение

Принимая во внимание что почти вся бытовая аудиоэлектроника (видеомагнитофоны, проигрыватели компакт-дисков, ресиверы, и плейеры) поставляются с разъемом для наушников, зачем кому-то строить внешний усилитель? Причины разнообразны.Некоторым не нравится плохой звук исходящий от существующего разъема для наушников, который обычно возникает из-за дешевого операционные усилители и некачественные электролитические разделительные конденсаторы. Другие желают играть в наушниках громче, чем их существующий усилитель для наушников может поддерживать: портативные CD и MP3-плееры имеют только определенное напряжение батареи доступны, большая часть которых часто потребляется падениями напряжения внутренних к операционным усилителям. Например, даже операционный усилитель, качающийся в пределах вольта его шины питания могут выдавать пики только в полвольта, если шины составляют +/-1.5 вольт. Третьи предпочитают звук вакуумных ламп. принести (или «показать») домашнюю музыкальную репродукцию. Несмотря ни на что По этой причине SPICE помогает в разработке качественного усилителя для наушников.

Первым шагом является определение целей нашего дизайна. Это не займет много, чтобы довести динамические наушники до болезненного уровня (электростатические наушники это совсем другая история, конечно), обычно всего несколько вольт и необходимы милливатт (максимум 2 В и 100 мВт).А так как наушники уже получил адекватную (или близкую к адекватной) амплитуду сигнала от ранее существовавшего усилительного устройства (проигрыватель компакт-дисков, радио и т. д.), усилитель для наушников не должен обеспечивать большое усиление: от 2 до 4 раз входного напряжения достаточно. Кроме того, наушники представляют довольно безвредная нагрузка, которая работает от 16 до 600 Ом и довольно невосприимчива к выходное сопротивление усилителя; таким образом, усилитель должен будет обеспечивать не более 100 мА пикового тока.

Вкл. с другой стороны, наушники легко выявляют небольшое количество гула и шума это прошло бы незамеченным, если бы воспроизводилось из громкоговорителя. Более того, смещение постоянного тока усилителя в 1 вольт, что не повредит громкоговорителю, легко разрушит тонкую звуковую катушку наушников. Итак, резюмируя: наша цель — тихий, без смещения постоянного тока, 2 В и пиковый выход 100 мА, с низким коэффициентом усиления усилитель звука.

 

Простой операционный усилитель Усилители для наушников

Операционные усилители очевидное решение, но какие именно.В то время как многие операционные усилители могут быть нажаты на вооружение, некоторые выделяются как хорошие кандидаты, например AD822 для низковольтных источников питания — хороший выбор, хотя и не соответствуют нашей спецификации пикового выходного тока 100 мА. AD842 мощнее усилитель, который работает с усилением выше 2, но требует более мощного источник питания. Если мы хотим каскадировать операционный усилитель с малым выходным током в сильноточный буфер с единичным усилением, то количество подходящих операционных усилителей растет.Преимущество этого подхода заключается в потенциальной оптимизации операционных усилителей для двух разных задач: низкий уровень шума и высокий выходной ток. Многие входные операционные усилители на полевых транзисторах удивительно тихие: AD711, LF351, TL072, и другие. Доступны несколько буферов единичного усиления: AD811, BUF601, HA5002, LH002, LH0033 (сняты с производства, но отличные), LM310, LM6121H, LT1010, и MAX4178. Поисковые слова Google могут быть такими: «Монолитный, широкополосный, высокочастотный». Скорость нарастания, буфер высокого выходного тока.(Потому что мы требуем так много от операционного усилителя мы должны вернуть должок и применить небольшой радиатор к своему телу.) Конечно, как только мы найдем подходящего кандидата, у нас будет чтобы найти модель SPICE для устройства. Выход буфера может быть заключены в контур обратной связи малошумящего операционного усилителя или оставлены независимыми от Это. Включение вывода буфера в цикл снизит значение буфера. шум и искажения, но за счет повышенной вероятности нестабильности на чрезвычайно высоких частотах.(Скачать схему версии 4.2 Буфер HP амп.скт; версия 4.0 Буфер Усилитель HP.ckt

Это всего лишь немного больше работы, чтобы спроектировать и протестировать дискретную схему, используя только дискретные активные устройства, хотя мы откажемся от легкости и автоматического короткого замыкания защита, обеспечиваемая операционным усилителем. Таким образом, лучший подход может заключаться в том, чтобы придерживаться для ИС, но у ИС есть несколько собственных проблем.Большинство аудио операционных усилителей были разработаны, чтобы иметь незначительное потребление тока холостого хода, что для по большей части это хорошо, так как такой подход продлевает срок службы батареи и снижает высокая температура. Недостатком струйки потребления тока покоя является то, что Операции класса А практически не существуют, а бережливое производство класса АВ является правилом. Потому что операционный усилитель имеет такой большой коэффициент усиления без обратной связи, что искажение кроссовера все, кроме ликвидации. Но поскольку мы не планируем запитывать наши громкоговорители или обогрев нашей гостиной усилителем для наушников, класс работы А напрасно было отброшено.Даже самые экстравагантные наушники усилитель — несимметричный, класс A, наушники с нагрузкой от источника постоянного тока усилитель — не такая уж большая проблема, так как даже усилитель на батарейках дало бы справедливое ожидаемое время автономной работы. На следующей странице наушники усилитель, который был разработан в B 2 A/D Spice и показывает много обещать.

Все полевые транзисторы, SE, класс A Усилитель для наушников

Цепь выше настолько прямо вперед, как можно себе представить.Первый полевой транзистор работает в конфигурации с заземленным источником, и его выход напрямую каскадируется в сетку второго полевого транзистора, который настроен как истоковый повторитель. Резистор 10 кОм, соединяющий выход с сеткой первого полевого транзистора, устанавливает обратную связь. дорожка. Эта схема ограничена несколькими способами, так как размах выходного напряжения скомпрометирован резистивной нагрузкой истокового повторителя и кулаком коэффициент усиления каскада относительно невелик из-за низкого значения резистора стока.Лучшая схема требует немного большей сложности. Ниже показан улучшенный версия схемы выше. (Скачать схему: версия 4.2 ЮВ 9V 2N4393 Усилитель л.с. ; версия 4.0 SE 9В 2N4393 Усилитель л.с.)

В этом переделанном версии резистор стока и нагрузочный резистор истокового повторителя были изменены. заменены источниками постоянного тока. Теперь может развиться первая стадия гораздо больше усиления, а вторая ступень может качнуть гораздо большие колебания тока на нагрузку 32 Ом.(Может показаться, что источник постоянного тока первой ступени слишком подробно, но это не так. Если бы можно было найти действительно идентичные полевые транзисторы и склеены вместе, чтобы обеспечить постоянное отслеживание температуры, затем внутренний конденсатор связи и сопутствующие ему два мощных резистора могут быть устранены. Но такую ​​плотную спичку найти сложно, поэтому нужно для дополнительных компонентов остается, так как они сохраняют мощность первой ступени сосредоточено на половине напряжения батареи.) Ну и насколько хороша эта схема? Частотная характеристика простирается от 7 Гц до 7 МГц, что должно быть достаточно, за исключением самых требовательных аудиофилов.

Но как чисто это усилитель на полевых транзисторах и какое напряжение и ток он может качнуть и какой выигрыш имеет? Чтобы получить эти ответы, нам нужно на выходе запустить Transient Развертка с анализом Фурье. Вместо того, чтобы начинать в нулевое время, тест разрешено работать в течение 1 мс до начала подсчета результатов и после 3 мс, тест окончен.(В реальном мире щупов для припоя и осциллографов многие тысячи миллисекунд пройдут, прежде чем производительность схемы оценивается, что дает схеме время для стабилизации.) Настройка Фурье проста достаточно: тест настроен на 1 кГц и источник сигнала, который питает усилитель вход установлен на 0,1 вольт и 1 кГц.

Кому получить график для отображения анализа Фурье с фундаментальной зазубриной out (чтобы он отображал только амплитуду гармоник относительно амплитуды основного тона) требует определения нового сюжетная линия:

нормализованная величина масштабирует основную гармонику и относительную ее гармонику к основному; таким образом, основная амплитуда становится равной 1, и все гармоники масштабируются соответственно.Теперь, если мы преобразуем нормализованное значений в дБ, основная частота становится равной 0, поскольку 20Log(1) = 0; и гармоники представлены как столько-то отрицательных дБ ниже основной гармоники.

Что такое результаты, достижения? Не слишком хорошо. Коэффициент усиления мизерный 0,73, а дисторсия гармоники слишком высоки, по чьему-либо мнению, вторая гармоника всего на –21 дБ ниже основной частоты.Что пошло не так? Что мы имеем вот прекрасный пример того, как легко сделать вывод мало доказательств. Временное окно, которое мы указали, от 1 мс до 3 мс, было слишком короткий, чтобы позволить движку SPICE разрешать внутренние цепи работы, т. е. установление точек смещения и зарядка конденсаторов.

Если мы снова запустим тест с гораздо более широким временным окном, мы получим лучшее картину того, что происходит в цепи.Итак, установим временную апертуру для диапазона от 0 до 200 мс, что в конце концов составляет всего 0,2 секунды.

Это потребовалось более 1 минуты для завершения этого нового теста на быстрой машине (AMD 1800), что вполне логично, поскольку в 200 мс умещается множество срезов по 1 мкс. Теперь мы можем посмотрите, что происходило в нашей схеме: внутренние конденсаторы заряжаться до их значений покоя, прежде чем выход схемы может успокоиться до 0 вольт в среднем, т.е.е. (Vмакс + Vмин) / 2 = 0В. В самом конце цикла 200 мс мы видим симметричный размах выходного сигнала и значительно уменьшенный содержание гармоник искажения (улучшение почти в сто раз), как показано ниже.

Есть есть ли способ ускорить тест? На самом деле есть. Если мы нажмем «Показать Устойчивое состояние» из набора меню «Вид», мы получаем следующие результаты.

(Часть метки и значения деталей были отключены в диалоговом окне меню «Правка» » «Параметры».) Обратите внимание, что на внутреннем конденсаторе связи отсутствует напряжение. на его пластинах, а выходной конденсатор связи имеет 4,5 В на его ведет. Стационарный анализ в SPICE полностью игнорирует конденсаторы. и показывает только аспект постоянного тока схемы.

Следующий шаг — дважды щелкнуть по этому конденсатору, чтобы вызвать «Конденсатор». диалоговое окно «Свойства», чтобы мы могли заполнить недостающие начальные напряжения.

Теперь мы добавьте 4,25 В вместо 0 В в поле редактирования начальных условий и отрегулируйте настройку теста, чтобы отразить гораздо более узкое временное окно.

После запуска новый тест, с отмеченным флажком «Использовать начальные условия», мы делаем следующее результаты:

Результаты близко совпадают с результатами в конце прогона 200 мс.(Вторая гармоника составляет –57 дБ на графике выше.) Теперь, когда наша уверенность в результатах были увеличены и время тестирования существенно сокращено, мы можем изменить и настроить схему по своему вкусу. Например, первоисточник FET можно заменить транзистором NPN, например 2N2222 от Zetex. (Zetex производит превосходные транзисторы, что делает их идеальным выбором для златоухих), что может улучшить производительность за счет снижения выходное сопротивление; или значение конденсатора C2 можно настроить на вызвать небольшой пик низких частот.

Потому что усилитель использует глобальную петлю обратной связи, он чувствителен к внутреннему времени константы. Если усилитель сдвигает фазу выходного сигнала слишком далеко от знак, усилитель становится генератором, но при тщательном выборе внутренние постоянные времени, мы можем «настроить» низкочастотную характеристику во многом точно так же, как настраивается пик фильтра нижних частот. Например, уменьшение номинал выходного конденсатора в десять раз (47 мкФ) вызывает пик +4 дБ на частоте 30 Гц, как показано ниже.

Что такое Преимущество создания пикового фильтра нижних частот из нашего усилителя для наушников? Результат двух преимуществ: во-первых, конденсатор связи на выходе стоимость, а, следовательно, и ее размер (и стоимость) могут быть уменьшены; во-вторых, усиление басов часто требуется для компенсации тонкого звука, воспроизводимого большинством наушников. Остаются вопросы, сколько пиков и на какой частоте. Потому что ухо менее чувствительно к низким частотам, требуется усиление на несколько дБ чтобы мы услышали эффект, скажем, от +3 до +9 дБ; а потому мало записано музыка (кроме классики и рэпа) содержит много информации ниже 50 Гц, Хорошей целевой частотой будет от 50 Гц до 70 Гц.B 2 Тест A/D Spice «Parameterized AC Sweep» пригодится здесь, поскольку мы можем указать начальное и конечное значение для конденсатора C2. и есть B 2 A/D Spice запускает серию симуляций с увеличением C2 после каждого запуска.

Выглядит как второй график показывает правильное значение (10 мкФ), так как он отображает с пиком +6,7 дБ на частоте 58 Гц. Кстати, для того, чтобы эта техника работы, импеданс нагрузки должен оставаться фиксированным.Другими словами, если вы используете Наушники на 300 Ом, пик будет такой же, но будет на частоте 5,8Гц, не 58Гц. Можем ли мы отрегулировать количество пиков, не изменяя при этом частота, при которой происходит пик? Нет, так как переменный конденсатор С1 значение также сдвигает частоту. Тем не менее, гораздо проще настроить значения в Б 2 A/D Spice, чем на самом деле выпаивать и перепаивать схему 20 раз, чтобы найти правильные значения.

Теперь, когда у нас есть желаемая настройка частоты, как мы узнаем, какой размах напряжения этот усилитель может выдать на нагрузку 32 Ом. очевидным способом является многократное увеличение величины переменного тока источника напряжения V1. пока мы не увидим отсечение. В качестве альтернативы, мы можем проявить фантазию и запустить только один переходный тест.

К сожалению, невозможно просто указать движку SPICE увеличить ввод амплитуда сигнала при каждой последующей развертке; но есть обходной путь.Вот как: мы заменяем V1 на «Нелинейный зависимый источник напряжения». из подменю «Другие устройства». Это устройство B1 принимает определяемый пользователем формула, которая будет контролировать величину напряжения на его «выходе». Уравнение мы вставим это v =  v(N1,3) * v(3), что говорит B1 изменить свое напряжение в зависимости от перепад напряжения между узлами N1 и 3 (который равен 0 В постоянного тока и 0,1 В переменного тока) по отношению к напряжению постоянного тока, присутствующему в узле 3 (которое является параметром мы увеличим значение на 0.с шагом 25 В). Таким образом, первая развертка будет подайте на усилитель входной сигнал 0 В переменного тока, так как 0,1 x 0 = 0; следующий взмах, 0,025 В переменного тока; следующий, 0,05 В переменного тока; следующее, 0,075 В переменного тока …

Бег тест дает следующие результаты.

Шестой развертка, кажется, имеет самую большую, но все же чистую форму волны. Входной сигнал на шестой развертке равно 6 x 0,25 В постоянного тока x 0,1 В переменного тока или 0.15 В перем.

Ламповый усилитель для наушников

В то время как многие хотел бы иметь ламповый OTL (без выходного трансформатора) усилитель за 10 000 долларов, мало кто готов тратить такие деньги или терпеть вырабатываемое тепло таким бегемотом. И все же… если бы мы могли попробовать такой усилитель в более дешевой, меньшей упаковке. Это рассуждение, которое быстро приводит к ламповому усилителю для наушников. В то время как наушники представляют собой более приятную нагрузку чем большинство громкоговорителей, они по-прежнему являются тяжелой нагрузкой для большинства ламп. напрямую (32 Ом не намного больше, чем 8 Ом).Тем не менее, с некоторыми тщательное проектирование, мы можем придумать ламповый усилитель для наушников которые соответствуют большинству наших критериев дизайна. Ниже представлена ​​схема белого катодный повторитель.


Чтобы получить Наилучшая производительность этой схемы в качестве усилителя мощности, резистор R a должен быть равен, например, обратной крутизне триода. 10kµS станет 100 Ом, так как 100 = 1/0.01. Установка R a на это значение обеспечивает самую широкую и симметричную подачу мощности в импеданс нагрузки и выходной импеданс схемы становятся примерно равными: Зо = р р /2му. Ограничение этой буферной схемы состоит в том, что он может работать только в классе A, так как он использует верхний триод для проведения по всей форме волны, чтобы нижний триод мог получить свой привод сигнал с верхнего триода; нет проводимости, нет сигнала.

Следующий шаг заключается в разработке подходящего входного каскада. Если глобальная обратная связь входной каскад с высоким коэффициентом усиления, включенный в конструкцию усилителя, цель; но если петля исключена из конструкции, то входной каскад с низким коэффициентом усиления становится целью. Поскольку в предыдущем усилителе для наушников использовалась обратная связь петля, давайте оставим петлю вне этой конструкции. Загрузка триода с помощью тот же триод и тот же нешунтированный катодный резистор дают усилитель с коэффициентом усиления, равным половине мю используемого триода.Таким образом, если мы используем триода с мю 20, мы можем ожидать усиления 10. Поскольку 12AU7 имеет mu из 17, и он легко доступен, давайте использовать его на этапе ввода. Ниже приведена полная схема. (Скачать схему: версия 4.2 Белый усилитель для наушников CF 1.ckt ; версия 4.0 Белый Усилитель для наушников CF 1.шт)

Как хорошо этот усилитель работает? Если верить первоначальным результатам, эффектно хорошо.При нагрузке 32 Ом усиление составляет около 4, а вторая гармоника составляет всего 3,16% от амплитуды основной гармоники (при входной сигнал 2 В), а выходное напряжение 15,6 вольт от пика до пика, что соответствует 0,95 Вт на 32 Ом! Что ж, результаты не поверишь . На этот раз у нас есть пример того, как основывать вывод слишком мало доказательств может дать слишком оптимистичные результаты (учитывая выбор, всегда предпочтительнее пессимистические результаты, так как лучше быть приятным удивлен лучшей производительностью, чем разочарован худшей производительностью).Если мы расширим временное окно, мы увидим следующие результаты.

Применение та же процедура, что и раньше, исправит результаты. Первый мы находим установившиеся условия, а затем вставляем все напряжения конденсаторов в поле редактирования их начальных условий.

Так конденсатор Интуитивное напряжение C1 становится 199 В; С2, 2В; и C3, 102В. Сейчас если мы повторим тесты, мы получим более точные результаты.Разгруженный, усиление составляет около 8, а вторая гармоника составляет всего 0,22% от основной гармоники. величина (при входном сигнале 0,2В). Нагруженный с нагрузкой 32 Ом, коэффициент усиления падает до 0,76, а вторая гармоника поднимается до 5,4%. С менее мучительной нагрузкой, 300 Ом усиление становится равным 4,1, а вторая гармоника падает до 1,7%. Если подается достаточно большой входной сигнал, усилитель которые раскрывают границы класса А.

Самый большой размах отрицательного напряжения на нагрузке 32 Ом составляет около 0,7 вольт, что делает, поскольку он равен удвоенному току холостого хода по отношению к импедансу нагрузки. (Если добавить фазовращатель и обычный выходной каскад с тотемным полюсом реализации пиковый выходной сигнал легко удваивался бы, так как усилитель может работать в классе B.) выход из значения PSRR усилителя требует заземления входа и размещения дополнительный источник напряжения последовательно с источником напряжения питания.

Напряжение постоянного тока устанавливается на 0 В, а пиковая амплитуда сигнала переменного тока устанавливается на 1 В. Мы может изменить частоту на 100 Гц или 120 Гц, чтобы имитировать реальный источник питания. частота шума, но поскольку анализ Фурье уже настроен на 1 кГц, мы оставит это значение на месте. Теперь мы запускаем тест «Переходный процесс и Фурье». на нашей схеме (с нагрузкой 300 Ом).

Преобразовать графа Фурье в граф PSSR, нам нужно определить новую сюжетную линию: БД (mag_v11).Глядя на этот новый график, видно, что показатель PSRR для этого усилителя составляет –20 дБ (если напряжение источника переменного напряжения не равно 1 вольт, результаты будут неверными, так как 1 вольт является опорным напряжением). Сейчас, в то время как –20 дБ не то чтобы не очень хорошо, но и не так уж плохо подразумевают необходимость в хорошо фильтрованном блоке питания или даже регулируемом питании поставка. Что касается АЧХ, то она достаточно широкая (в пределах 1 дБ от 10 Гц до более 100 кГц), как показано ниже.

На самом деле, емкость конденсатора C3 излишне высока для нагрузки 300 Ом; 47 мкФ будет быть лучшим значением. Однако, если вы планируете играть в различных наушниках на этом усилителе, то сохраните исходное значение, так как оно необходимо для Наушники 32 Ом. Действительно, мораль этой истории в том, что при езде на 32-омном нагрузка требует параллельного использования нескольких выходных триодов, скажем, трех 6922, для увеличения усиления и снижения искажений и выходного импеданса.Но с 300-омной нагрузкой этот ламповый усилитель для наушников придется по вкусу многим придирчивым слушатели.

Лампово-транзисторный гибрид Усилитель для наушников

Последний схема для размышлений, электровакуумная лампа, приводящая в движение каскадные эмиттерные повторители. Контур обратной связи используется для снижения коэффициента усиления и искажений усилителя. Напряжение питания составляет всего 12,6 вольта. Еще одна хитрость здесь использование нагревателя лампы в качестве нагрузки для оконечного транзистора.Этот нагрузка дает нам возможность легко управлять нагрузкой 32 Ом, и это делает использование тока, который в любом случае должен был бы течь в нагреватель, поэтому мы экономим немного энергии (время работы от батареи). (Скачать схему: версия 4.2 Ламповый гибридный усилитель для наушников 1.ckt ; версия 4.0 Трубка Гибридный усилитель для наушников 1.ckt)

Что происходит когда трубка еще холодная и не проводит ток? Как будет выходной каскад обрабатывает свободно плавающее опорное напряжение? Или что произойдет если трубка не в гнезде? Чтобы преодолеть эти потенциальные проблемы и другие возможные проблемы, лучше всего дать первый транзистор базу фиксированного опорного напряжения.Добавление двух резисторов 100k делает работу приятно.

Эти резисторы достаточно велики по величине, чтобы не нагружать ламповый входной каскад, и низкими достаточное значение, чтобы обеспечить правильное смещение выходного каскада при включи. Частотная характеристика этого усилителя показана ниже.

Заключение

Еще раз мы видим, насколько хорошо B 2 A/D Spice решает наши дизайнерские задачи.С его помощью мы можем легко оценить результат использования различных частей и разные значения. С помощью нескольких тестов мы смогли определить пик размах выходного напряжения, искажения, PSRR и частотная характеристика. Для Больше схем и идей можно найти на сайте http://www.headwize.com , который посвящен наушникам и усилителям для наушников.

 

Hi-Fi усилитель для наушников

Hi-Fi усилитель для наушников
 Эллиот Саунд Продактс Проект 24 

© 1999, Предоставлено Ричардом Кроули
(Дополнительные примечания Рода Эллиотта)


Пожалуйста, смотрите Проект 113 для версии ESP усилителя для наушников, и для него доступна печатная плата.Хотя он похож на описанную здесь версию, он имеет более высокую производительность, отличное качество звука и даже может управлять небольшим громкоговорителем (не то, чтобы это было особенно полезно). Есть сотни очень довольных клиентов, которые построили P113. Показанная здесь коммутация входов также может использоваться с P113, но обратите внимание, что печатная плата , а не включает в себя реле или схемы переключения.


Введение

Данная конструкция усилителя для наушников возникла после покупки коммерческого оборудования с отдельными предусилителями и усилителями мощности без выхода на наушники.

Он основан на конструкции усилителя для наушников Джона Линсли-Худа и активного регулятора громкости с использованием линейного потенциометра Дуга Селфа (схема «потенциометра» была первоначально разработана П. Дж. Баксандаллом), оба опубликованы в Electronics and Wireless. Мир в последние годы.

Его преимущества …

  • низкое выходное сопротивление для управления несколькими парами телефонов
  • активный каскад усиления почти идеально логарифмический и…
    • не зависит от абсолютного значения горшка
    • имеет отличное отслеживание каналов
    • шум O/P уменьшается с уменьшением усиления.

Описание

Цель состоит в том, чтобы постоянно вставлять усилитель для наушников между предусилителями и усилителями мощности, хотя его можно использовать как отдельный элемент. Входное реле управляется вспомогательными контактами на разъемах для наушников через транзисторный драйвер (с небольшой задержкой), чтобы отключить вход усилителя мощности при прослушивании в наушниках.

Расположение контактов реле, позволяющее оставить его (усилитель для наушников) выключенным, когда он обычно не используется.Реле представляет собой высококачественный, герметичный, позолоченный контакт, тип переключения сигнала TQ, по общему мнению, с очень длительным сроком службы.

Регулятор усиления используется для предварительной установки усиления, так что регулятор усиления предварительного усилителя обычно используется для установки уровня прослушивания.


Рис. 1. Цепь усилителя для наушников

Показан только один канал, поэтому для стерео требуется два устройства. Потенциометр регулировки усиления должен быть двухклавишным линейного типа, поскольку конфигурация схемы обеспечивает требуемый логарифмический закон.Это похоже на схему, показанную в Проекте 01 (за исключением того, что эта версия обеспечивает полезное снижение шума). Значение 47k или 100k должно подойти для этой схемы. Диоды должны быть 1N4148.

Первый каскад представляет собой обычную последовательную цепь обратной связи, использующую повсеместно распространенный NE5534, коэффициент усиления устанавливается резистором обратной связи AOT (регулировка при проверке) в соответствии с индивидуальными потребностями. Этот каскад обеспечивает необходимый выходной сигнал с низким импедансом для каскада с переменным коэффициентом усиления. Сети резисторов/конденсаторов вокруг входного каскада могут показаться немного экстравагантными, но они необходимы для уменьшения любых возможных радиочастотных наводок, особенно 470 пФ между двумя входами IC + и -.

Полный второй каскад состоит из повторителя с нулевым коэффициентом усиления, инвертирующего каскада усиления и выходных эмиттерных повторителей, причем усиление «регулировки громкости» устанавливается вокруг этих трех каскадов. Коэффициент усиления инвертирующего каскада x10 наиболее близко подходит к логарифмическому закону, стабильность обеспечивается конденсатором 27 пф в обратной связи этого каскада. Выходная дополнительная пара работает в классе A при токе около 80 мА и должна быть установлена ​​на небольшом радиаторе.

Рассеяние составляет около 1,8 Вт на каждое устройство, и они должны быть изолированы от радиатора слюдяными шайбами ​​и монтажными втулками для предотвращения короткого замыкания блока питания (коллекторы соединены с корпусом).Убедитесь, что используется теплопроводящая паста, или используйте для монтажа прокладки Sil-Pad — они не требуют термопасты и очень удобны при работе с низким энергопотреблением.


Рис. 2. Альтернативный драйвер реле и выводы компонентов

OPA2604 был выбран потому, что его высокий входной импеданс, основанный на полевых транзисторах, обеспечивает лучшие условия по постоянному току для установки O/P при 0 В постоянного тока, чем альтернатива NE5532, его низкий выходной импеданс не создает проблем при работе со сложными нагрузками, но он все еще относительно дешев. .

Источник питания представляет собой довольно обычный сплит-вариант, регулируемые O/P питают микросхемы (обратите внимание на развязку) и предварительно стабилизированный источник питания 22 В питает O/P транзисторы, питание реле выпрямляется и регулируется отдельно для необходимого напряжения. изоляция, необходимо отдельное заземление сигнала и питания по схеме «звезда».


Рис. 3. Блок питания

Выходные гнезда с независимыми переключающими контактами поставляются компанией Maplin Electronics и доказали свою исключительную надежность в течение многих лет регулярного использования.Если их невозможно получить, включается схема для использования с обычными разъемами с размыкающими контактами.

Резисторы серии LED должны обеспечивать ток около 7,5 мА, поэтому следует использовать 2,2 кОм. Диоды для питания должны быть 1N4004 или аналог.

При желании можно обойтись без регулятора 12 В, а последовательно с каждой катушкой реле установить резисторы подходящего номинала для поддержания правильного рабочего напряжения. Ответственность за их определение лежит на конструкторе, поскольку ток реле невозможно предсказать, поскольку доступно очень много различных типов.Также возможно использование реле на 15 В, если таковые имеются.

При таком расположении может возникать небольшой шум при работе реле из-за внезапного приложения (или снятия) дополнительной нагрузки. Не ожидается, что это будет проблемой при использовании.


Благодарю Ричарда за предоставление этой схемы — она, несомненно, обеспечивает очень высокое качество звука и не слишком сложна. Активная регулировка усиления (первоначально разработанная Питером Баксандаллом) очень эффективна.

Как всегда, резисторы должны быть 1% металлопленочными для всех путей прохождения сигнала. Их использование в цепях питания и реле не обязательно, но и вреда не принесет.



Основной индекс Указатель проектов
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Ричарда Кроули и Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 1999. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, запрещены. строго запрещено в соответствии с международными законами об авторском праве.Автор (Ричард Кроули) и редактор (Род Эллиотт) предоставляют читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешают сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта и Ричарда Кроули.

Простой качественный усилитель для наушников 12 В NE5534AN — Electronics Projects Circuits

Схемы стереоусилителя для наушников специально разработаны для построения схемы усилителя для наушников, но ни одна из них не впечатлила меня своими параметрами выходного сигнала, поэтому я занялся проектированием усилителя с дискретным выходным каскадом и… Electronics Projects, Простой качественный усилитель для наушников 12 В NE5534AN «Схемы усилителя звука», Дата 03.08.2019

Схемы стереоусилителя для наушников

специально разработаны для построения схемы усилителя для наушников , но ни одна из них не впечатлила меня своими параметрами выходного сигнала, поэтому я занялся проектированием усилителя с дискретным выходным каскадом и интегрированным выходным каскадом возбудителя.

Ничто, однако, не является бесплатным, поэтому не всегда можно увеличить выходную мощность усилителя, т.к. усилитель работает в классе В и Отсюда следует, что КПД усилителя очень неэффективен, однако для усилителя наушников, предназначенного для выходная мощность около 1 Вт вполне достаточна и проблемы.Это классическая разводка усилителя мощности на дискретных транзисторах, хотя это верно лишь наполовину, поскольку входная и драйверная цепи оснащены высококачественным сверхмалошумящим усилителем типа NE5534AN. Выходная мощность усилителя составляет примерно 1 Вт, особенно с учетом торцевых транзисторов в ТО92, с усилителем Однако производительности наушников достаточно.

Схема усилителя для наушников

Для входных цепей и выходного каскада драйвера я выбрал высококачественный и быстродействующий малошумящий операционный усилитель NE5534AN, который имеет крайне низкое искажение сигнала 0.005%, а отношение сигнал/шум лучше 84 дБ. Поскольку комплементарная пара транзисторов терминала Т1 (BC639) и Т2 (BC640) работает в чистом классе В (отсутствие перенапряжения), операционный усилитель IC1 удается устранить неизбежно возникающие кроссоверные искажения, поэтому использование схемы NE5534AN вполне оправдано и рекомендуется.

Драйвер и выходной каскад питаются несимметричным напряжением от 9В до 12В, поэтому должен быть резистивный делитель R3/R4 (56кОм/R0207) для создания виртуального центра питающего напряжения, которое подается на неинвертирующий вход (вывод 3) операционный усилитель IC1 (NE5534AN).Это напряжение впоследствии фильтруется конденсатором C3 (10 мкФ/25 В). Коэффициент усиления выходного каскада определяется потенциометром обратной связи P1 (250 кОм/PT10LV), выход из положения усиления составляет примерно 15-ю цепь, вывод эмиттерной клеммы Транзисторы Т1 (ВС639) и Т2 (ВС640) выводятся через разделительный конденсатор С5. (470 мкФ/16 В) к клемме CONN4 (JACK 3.5).

Напряжение питания постоянного тока +12 В подается на клемму CONN3, которое затем фильтруется электролитическими конденсаторами С8 (470 мкФ/16 В) и С7 (100 нФ/тк кер.) А затем направляется непосредственно на оконечный каскад комплементарных транзисторов Т1, Т2 и через изолирующий резистор R7 (22 Ом) на клемму возбудителя степени IO1 (NE5534AN). Усилитель размещен на одной боковой плате размерами 66х47мм. После установки всех компонентов проверьте соединения платы усилителя наушников на наличие ошибок при пайке, если мы не создавали локальные неисправности и оловянные перемычки. Усилитель кроме одного резистивного подстроечного резистора P1 не требует дополнительной настройки усиления. При анимации только установите подстроечный резистор P1 в среднее положение, которое должно быть равно коэффициенту усиления контура примерно до 15-го на вход А низкочастотного сигнала и на выход стереофонических наушников, повернув подстроечный резистор P1 на желаемое усиление выходного каскада, так чтобы на сигнал не влияли искажения из-за перегрузки выходного каскада.

NE5534AN Печатная плата усилителя для наушников с операционным усилителем Загрузка файлов схемы:

СПИСОК ССЫЛОК ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ФАЙЛОВ (в формате TXT): LINKS-25344.zip

An Amplifier Primer: Технические термины для начинающих

Хотите лучше понять технический язык, который вы найдете в маркетинговых материалах и обзорах оборудования? Вот ваш краткий курс по терминологии усилителей и тому, как это должно повлиять на ваши решения о покупке.

Вы когда-нибудь читали обзор усилителя и были поражены техническим жаргоном? Как насчет рекламного текста, наполненного эзотерической терминологией, как зазывалы на интермедии? Строка слов вроде , дискретная, с прямой связью, несимметричная, класса А без обратной связи, , может показаться рассчитанной на то, чтобы ослепить обычных потребителей и привести их в состояние согласия с покупками, но за этим стоит настоящая инженерия.Кроме того, это Headphonesty, и мы здесь выше среднего, не так ли?

McIntosh MHA150

Этот учебник по архитектуре усилителя написан для того, чтобы дать вам базовое концептуальное понимание, необходимое для изучения технических вопросов, которые часто появляются в обзорах и маркетинговых материалах по усилителям. В каждом разделе выделен общий технический термин или семейство терминов, а также краткое практическое объяснение, некоторые общие способы, которыми он может повлиять на звуковую характеристику или другие аспекты дизайна, а также конкретный пример продукта, иллюстрирующий концепцию.

Обратите внимание, что любое обсуждение звука или производительности здесь помечено большой звездочкой. Усилители следует понимать как стратегический набор компромиссов, а не просто сумму устройств или спецификаций. Это делает обобщения немного рискованными, но мы постараемся придерживаться объективных воздействий и оставим догадки и психоакустику рецензентам.

Усилители следует понимать как стратегический набор компромиссов, а не просто сумму устройств или спецификаций.

Структурные схемы

Усилители делятся на самом базовом уровне на две группы:

  1. Несимметричные усилители
  2. Двухтактные (дифференциальные) усилители

Эти термины описывают, как сигнал проходит и усиливается цепью. В однотактном усилителе сигнал усиливается как единое целое от входа до выхода. Двухтактный усилитель, с другой стороны, усиливает сигнал как два зеркальных изображения и объединяет их на выходе.

Вероятно, вы когда-то уже встречались с этими терминами, но, возможно, вы не задумывались о влиянии этой базовой структуры на звук или работу усилителя.

Односторонний

Несимметричные усилители могут быть чрезвычайно простыми, потенциально используя только одну лампу или транзистор в качестве усилительного устройства. По этой причине однотактное усиление, кажется, привлекает дизайнеров, которые следуют философии «меньше значит больше». В то время как несимметричный усилитель имеет тенденцию производить больше гармонических искажений, чем двухтактный усилитель, он часто имеет монотонно затухающий гармонический аромат .Это причудливый способ сказать, что это безобидно или даже приятно для слуха.

Woo Audio WA8 — редкий пример портативного однотактного лампового усилителя. Woo Audio WA8 — «портативный» однотактный усилитель, который имеет 4 часа автономной работы и имеет размер примерно с хлебницу.

В однотактном усилителе каждое устройство должно быть способно обрабатывать весь сигнал как единое целое. Это приводит к большему напряжению и большему току на устройство при той же выходной мощности. Другими словами, несимметричные усилители менее эффективны, чем двухтактные усилители.Теоретический предел составляет 25% эффективности. Из-за этого вы не часто найдете настоящее несимметричное усиление в портативном формате с батарейным питанием.

Популярный ламповый усилитель для наушников Bottlehead Crack

Хорошо известный Bottlehead Crack , любимец DIY , является прекрасным примером несимметричного усиления в настольном формате. Продаваемый в комплекте, который может собрать любой, у кого есть паяльник, Crack олицетворяет простоту усилителя в этом стиле. Многие пользователи описывают сладкий и органичный звук, возможно, из-за монотонно затухающих гармоник, характерных для однотактной конструкции усилителя.

Двухтактный

Там, где требуется большая мощность или эффективность, двухтактные усилители используют пары устройств для усиления зеркальных изображений сигнала и рекомбинации их на выходе. По сравнению с целостным несимметричным усилением разделение сигнала и его обратное сшивание звучит как деструктивный процесс с потенциальными потерями. Реальность, однако, ближе к разнице между одним лесорубом и пилой и двумя дровосеками на каждом конце пилы, работающими вместе.

Дублирование устройств в двухтактном усилителе увеличивает мощность и эффективность по сравнению с несимметричной операцией за счет дополнительной сложности.Каждое добавленное устройство (устройства) также будет вносить определенный вклад в шум и выходное сопротивление — когда вы удваиваете количество лесорубов, вы удваиваете вероятность человеческой ошибки, — но управление другими аспектами конструкции снижает эти нежелательные факторы.

С точки зрения гармонических искажений, двухтактная структура усилителя по своей природе подавляет четные гармонические искажения, оставляя только нечетные гармоники (которые некоторые субъективно называют «холодными» или «клиническими» по тону). Общее гармоническое искажение (THD) обычно ниже для двухтактного, чем для несимметричного, хотя состав гармоник искажения отличается.

Внутреннее устройство Audio-gd NFB-1AMP

В Audio-gd NFB-1AMP (а также в некоторых других усилителях Audio-gd) используется разновидность популярного двухтактного выходного каскада, известного как алмазный буфер. Эта схема является общей для многих транзисторных усилителей для наушников из-за низкого уровня шума и искажений, а также низкого выходного сопротивления. Вы также найдете выходные каскады алмазного буфера в усилителях, таких как Lehmann Cube, и внутренности интегральных схем (ИС) , таких как LME49600, используемый в Neurochrome HP-1 .

Классы усилителей

Класс усилителя не говорит нам, подается ли он в качестве закуски или закуски на собраниях.

Уроки усилителей

— это не вечерняя школа для амбициозных маленьких транзисторов и ламп (каким бы очаровательным ни казался этот мысленный образ). Класс, к которому относится усилитель, многое говорит нам о том, сколько энергии потребляет усилитель при работе.

Чтобы усилитель подавал питание на наушники, он должен подавать как напряжение, так и ток.Мы обычно думаем о напряжениях с точки зрения потенциалов и токах с точки зрения потоков. Ток, протекающий в усилителе, оказывает большое влияние на эффективность и искажения, а также на некоторые другие ключевые параметры звука.

Группы классов усилителей были созданы в качестве краткой ссылки на то, как в них протекает ток при усилении сигналов.

Класс А

Лампы или транзисторы усилителя класса А всегда проводят ток. Это означает, что они должны проводить ток, достаточный для обеспечения максимальной выходной мощности при всех уровнях сигнала, даже в режиме ожидания.В результате постоянного протекания тока усилитель класса А сильно нагревается, что приводит к увеличению корпуса или радиаторов. Низкая энергоэффективность и большой размер делают класс А трудным предложением для портативных приложений.

Усилители Nelson Pass класса A сразу же узнаются по их массивным радиаторам

. Так что, если класс A настолько уступает по эффективности и размеру, почему кто-то должен с этим мириться? Что ж, усиление ламп и транзисторов зависит от силы тока, протекающего через них.Изменение усиления с сигналом создает искажение. Таким образом, более высокий и более стабильный ток в классе A обычно приводит к более линейным (более низким искажениям) характеристикам усилительных устройств.

Поскольку имеется только одно усилительное устройство, все несимметричные усилители должны быть усилителями класса А, но не путайте это со всеми усилителями класса А, являющимися несимметричными усилителями.

Многие настольные усилители Schitt Audio работают в классе A

. Schitt Asgard — это настольный усилитель класса A на основе транзисторов.Schitt заявляет, что коэффициент нелинейных искажений составляет 0,008% при выходном напряжении 1 В (среднеквадратичное значение) без использования отрицательной обратной связи (эта тема будет рассмотрена далее в этой статье). Это впечатляющие характеристики для пуристического однотактного усилителя класса А. Schitt посвящает не менее трех упоминаний в своем FAQ теплу, выделяемому классом A.

Если вам нужен усилитель, который работает в холодном состоянии, лучше поискать в другом месте. -Шитт Аудио

Класс В

В то время как устройства в цепи класса A всегда проводят максимальный ток, необходимый для полной выходной мощности, устройства в цепи класса B отключаются, где это возможно, для повышения эффективности.По своей природе схемы класса B будут использовать пары транзисторов или ламп в двухтактной схеме. Пока один в паре проводит, другой отключается. Это намного эффективнее, чем в классе A, но вы, вероятно, никогда не найдете аудиоусилитель класса B.

Мы редко когда-либо видим высококачественное усиление класса B из-за чего-то, что называется кроссоверным искажением . Помните, мы говорили, что усиление устройств меняется в зависимости от протекающего тока и это создает искажения? Кроссоверные искажения создаются включением и выключением усилительных устройств по мере «перехода» выходного сигнала с одного устройства в паре на другое.Это значительный источник искажений; К счастью, инженеры нашли хорошее компромиссное решение.

Класс АВ

В усилителе класса AB всегда протекает некоторый ток, но этот ток намного меньше, чем требуется для максимальной выходной мощности. Это делает усиление класса AB гораздо более энергоэффективным, чем усиление класса A, а также позволяет сделать его более компактным, поскольку оно выделяет меньше тепла. Компактные и портативные усилители обычно используют усиление класса AB, чтобы максимально увеличить срок службы батареи и минимизировать занимаемую площадь.

Объектив 2 класса AB с питанием от батареи от JDS Labs

Объектив 2, выпускаемый под разными брендами, является примером усилителя класса AB с питанием от батареи. Стандартный дизайн рекламирует 7-9 часов автономной работы от пары стандартных 9-вольтовых элементов. Это улучшается до 20-30 часов в версии с низким энергопотреблением. Большинство версий усилителя включают источник питания постоянного тока (настенный) для зарядки и работы на рабочем столе.

В отличие от включения и выключения в классе B, конструкция класса AB постоянно поддерживает минимальный ток в усилителях.Это значительно уменьшает перекрестные искажения, создаваемые включением и выключением устройств. До определенного уровня мощности усилители класса AB полностью работают в классе A, при этом оба выходных устройства проводят одинаковый ток. Помимо этого обычно скромного уровня, усилитель будет обеспечивать более высокую мощность, работая в классе AB.

Серия усилителей THX AAA от таких производителей, как Massdrop или Monoprice, представляет собой настольные усилители класса AB. Несмотря на то, что для уменьшения искажений используются некоторые дополнительные волшебные средства, эти усилители работают в классе AB как компромисс между эффективностью и максимальной выходной мощностью.

Класс C-Z

Существует много других классов усиления, но по большому счету наушники — это довольно маломощные устройства. Экзотические стратегии усиления, такие как импульсные шины питания класса G или широтно-импульсная модуляция класса D, обычно не используются и не требуются для питания наушников.

Выходная муфта

То, как наша схема подключается к нашим наушникам, также играет роль в производительности и общем звуковом характере усилителя. Нет, мы не говорим о том, из какого драгоценного металла сделан ваш кабель или сколько кристаллов родия украшает разъем для наушников.Мы имеем в виду соединение или то, как сигнал передается между усилителем и наушниками.

Это дизайнерское решение часто определяется другими факторами и компромиссами, поэтому, как и в отношении большей части того, что включено в этот учебник, не существует универсального наилучшего подхода.

Прямой

Прямое соединение — это именно то, на что это похоже. Между усилителем и наушниками нет ничего, кроме провода. Хотя это, несомненно, пуристская связь, она не обходится без некоторых предостережений.Любое чистое постоянное напряжение на выходе усилителя появляется на наушниках; это известно как DC offset .

Несмотря на то, что для перегрева и повреждения пары наушников потребовалось бы довольно катастрофическое смещение постоянного тока, нежелательное напряжение постоянного тока смещает драйвер наушников из его естественного центрального положения. Это означает, что он не может перемещаться так же далеко в одном направлении, как и в другом, уменьшая максимальный динамический диапазон и потенциально внося нежелательные искажения.

Потребовалось бы совсем немного DC, чтобы вызвать серьезные проблемы, но здесь это аудио-хобби, не так ли? Мы более чем одержимы подобными вещами.

Ничто из вышеперечисленного не мешает разработчикам напрямую связывать выход усилителя, когда это возможно. Многие используют дополнительные системы защиты, которые отключают выход при включении и выключении питания (когда проблемы со смещением наиболее распространены) или если усилитель обнаруживает проблему. Однако эти схемы защиты добавляют сложности, а сложность является источником как потенциальных отказов, так и затрат. По этой причине до сих пор популярны другие «менее чистые» методы сопряжения.

Легенда студийного оборудования Первый автономный усилитель для наушников Rupert Neve Designs

Rupert Neve Designs RNHP был разработан легендой студийной и производственной индустрии.По сей день консоли Neve пользуются большим спросом среди студийного оборудования (см. великолепный документальный фильм Дэйва Грола «Sound City»). Основанный на схемах гораздо более дорогого оборудования, усилитель для наушников RNHP имеет выходы с прямой связью и почти нулевым выходным импедансом.

Конденсаторы

Модернизированные выходные конденсаторы в сборке Bottlehead Crack, созданной другим автором Headphonesty Трэвом Уилсоном

. Выходной конденсатор обеспечивает простое решение потенциальных проблем со смещением постоянного тока. Конденсаторы, один из основных компонентов схемы, пропускают аудиосигналы (переменного тока или переменного тока), но не пропускают напряжения постоянного тока (DC).Поскольку они являются обычным компонентом, конденсаторы также имеют тенденцию быть довольно недорогими (несмотря на эксклюзивные аудиофильские типы). Эти факторы делают конденсаторную связь обычной практикой в ​​усилителях для наушников.

Разумеется, ни один тип муфты не поставляется без каких-либо оговорок. Хотя идеальный конденсатор совершенно прозрачен на бумаге, реальные конденсаторы, материалы и технологии изготовления могут внести некоторую окраску в звук. Наиболее частые возражения связаны с поведением на низких частотах, когда неправильно подобранный или выбранный конденсатор может внести искажения и/или спад на низких частотах.Компетентные дизайнеры обходят это, но, тем не менее, это хорошо задокументированное явление.

CTH, разработанный Алексом Кавалли, использует емкостную связь на выходе.

Гибрид трубки Drop x Cavalli (CTH), созданный в сотрудничестве с известным аудиодизайнером Алексом Кавалли, использует емкостную связь на своем выходе. Хотя первоначальная конструкция Cavalli была с прямой связью, переход на конденсаторную связь для усилителя Massdrop, вероятно, был мотивирован как простотой (т. е. меньше шансов пойти не так), так и стоимостью. Кстати, в оригинальном CTH использовалась разновидность ромбовидного буфера, упомянутая ранее в статье.

«Разумно дорогие конструкции с капсюлем, как правило, имеют нечеткие или совершенно мутные низкие частоты, но я не слышу ничего подобного с CTH. – Джон Грандберг, InnerFidelity»

Трансформаторы

Трансформаторы

представляют собой альтернативную форму выходной связи, которая, как и конденсаторы, блокирует постоянное напряжение и пропускает сигналы переменного тока. Однако у трансформаторов есть важная дополнительная функция: они преобразуют импеданса Ом. Вы, вероятно, знакомы с импедансом как рейтингом или спецификацией для ваших наушников.В случае лампового усилителя (где обычно можно увидеть выходные трансформаторы) относительно низкий импеданс наушников трансформируется в гораздо более высокий импеданс лампы.

Высокое сопротивление делает лампы счастливыми.

Трансформаторы по своей природе выдают симметричный сигнал. Это упрощает для проектировщика настройку лампового усилителя с трансформаторной связью для работы с балансными наушниками. Dragon Inspire IHA-1 — это ламповый усилитель с трансформаторной связью, имеющий как небалансные, так и балансные выходы.

Как и многие ламповые усилители, Dragon Inspire IHA-1 имеет трансформаторную связь

. Трансформаторы большие, тяжелые и дорогие. У них также есть свой собственный набор проблем с пропускной способностью на обоих крайних частотах. На самом деле, фраза «ламповый звук», когда она используется для обозначения более мягкого верха и среднецентричной подачи, вероятно, больше связана с трансформаторами, чем с лампами. Трансформаторы хорошего качества и правильная конструкция устраняют спад высоких или низких частот, но они недешевы.

Бестрансформаторный выход (OTL) Усиление позволяет избежать некоторых проблем, связанных с частотным трансформатором.OTL просто означает, что в усилителе не используются трансформаторы. Усилители, рекламируемые как OTL, обычно имеют конденсаторную связь и должны по-прежнему справляться с последствиями нагрузки с низким импедансом на лампах, поэтому OTL — это компромисс, а не серебряная пуля. Упомянутая ранее трещина в бутылке является примером усиления OTL.

Amps and Sound Kenzie имеет несколько отводов на выходных трансформаторах для различных импедансных нагрузок наушников.

Amps and Sound Kenzie — это однотактный ламповый усилитель с трансформаторной связью.Его выходные трансформаторы имеют несколько отводов для работы с различными импедансными нагрузками наушников. Это обеспечивает лампам постоянный импеданс, несмотря на совершенно разные номиналы наушников. Сохранение нагрузки импеданса на лампах более постоянной снижает некоторые требования к трансформатору и в целом делает звук усилителя более предсказуемым в более широком диапазоне наушников.

Усилительные устройства

Вот где автор приводит в бешенство каждого читателя, независимо от его верности.В области усиления звука нет больших споров, чем лампы, транзисторы и операционные усилители. Однако, если вы читали, то заметили, что усилители не определяются каким-то одним конструктивным решением. Они являются стратегической кульминацией многих переменных.

Утверждение, что лампы лучше транзисторов (или наоборот), игнорирует множество других аспектов и компромиссов, связанных с аудиодизайном.

Трубки

Вакуумные лампы являются усилителем OG. Они использовались во всем, от слуховых аппаратов до танков.Несмотря на свой возраст и кажущееся устаревание, ламповое аудио сохраняется как на рынке музыкальных инструментов (гитарные усилители, студийное оборудование), так и на рынке высококачественного звука.

Женщины-математики и программисты владеют ранними электронными компьютерными модулями, основанными на электронных лампах

. В отношении устройств к устройствам лампы имеют меньшие искажения, чем транзисторы (обратите внимание, что это не означает, что лампы ампер имеют меньшие искажения, чем транзистор ампер ). То, что производят дисторшн-лампы, имеет тенденцию концентрироваться в монотонно затухающих гармониках низкого порядка (опять эта фраза).То есть многие слушатели считают ламповое искажение не вызывающим возражений. Конструкции ламп имеют тенденцию к минималистской реализации из-за этих врожденных характеристик.

Лампы

подходят для работы в условиях высокого напряжения. Детали под высоким напряжением стоят дороже, а сами напряжения потенциально опасны, если вы будете ковыряться во внутренностях живого усилителя. Нагрузки с высоким импедансом (наушники 600 Ом, электростатические наушники) требуют более высокого напряжения для получения значительной мощности.Для производства высокого напряжения обычно требуется встроенный источник питания, а не стенная бородавка, что делает ламповые усилители больше и дороже.

Трубки выглядят круто. С одной стороны, это никак не связано с производимым звуком. С другой стороны, это может иметь какое-то отношение к получению слушателем удовольствия от музыкального опыта.

За футуристическим дизайном Woo Audio WA7 скрывается очень традиционная схема лампового усилителя

. Woo Audio WA7 — это однотактный ламповый усилитель класса А с трансформаторной связью (надеюсь, этот ряд терминов уже начал что-то означать).Он идет вразрез с минималистской тенденцией, включая USB-цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), но схема лампового усиления очень проста по своей сути. В качестве опции доступно отдельное шасси блока питания примерно такого же размера, как и сам усилитель.

Транзисторы

В то время как наушники с высоким импедансом выигрывают от высокого напряжения, наушники с низким импедансом выигрывают от нормального тока. Это ключевая область, в которой транзисторы имеют большое преимущество перед лампами (которые в противном случае требуют трансформатора для управления низким импедансом).Чем выше ток, тем больше тепла становится потенциальной проблемой, но радиаторы или работа класса AB решают эту проблему.

Реплика первых транзисторных ламп

поставляется с одним электрическим ароматом, который мы назовем арахисовым маслом (N-канал). Связи между арахисовым маслом и арахисовым маслом работают, но становятся неудобными. Транзисторы бывают двух видов: арахисовое масло и желе (N-канальные и P-канальные). Дополнительный аромат значительно упрощает прямые соединения между транзисторами. Это, в свою очередь, делает возможным более высокое усиление, что важно для отрицательной обратной связи (следующий раздел).

Наконец, транзисторы доминируют в современной электронике, потому что они компактны и (по сравнению с лампами) недороги. Это играет огромную роль в предоставлении нам высококачественного портативного звука и в том, чтобы сделать высококачественный звук более доступным для большего числа людей. Больше музыки в большем количестве мест для большего количества людей. Это чертовски хорошее наследие.

HeadAmp Gilmore Lite Mk2 представляет собой транзисторный усилитель класса A

. HeadAmp Gilmore Lite Mk2 представляет собой транзисторный усилитель класса A, основанный на разработках Кевина Гилмора, известного разработчика усилителей для наушников.Он использует полевые транзисторы (JFET) на входе и биполярные транзисторы (BJT) на выходе в двухтактной конфигурации. Основанный на других общедоступных разработках Гилмора, HeadAmp Gilmore Lite Mk2 имеет прямую связь от входа до выхода.

Операционные усилители и интегральные схемы

Можно сказать, что операционные усилители (обычно называемые операционными усилителями) — это естественная эволюция транзисторов для рынка аудиопродукции. Операционные усилители — это интегральные схемы (ИС), то есть они представляют собой не отдельное устройство, такое как молоток или отвертка, а набор устройств специального назначения, таких как ударный инструмент.

По сути, операционные усилители представляют собой целую кучу транзисторов в одном корпусе.

Миниатюрный Audioquest DragonFly Red имеет микросхему усилителя класса AB на выходе

. Вы можете подумать, что этот инженерный подвиг делает операционные усилители дорогими, но вы (в основном) ошибаетесь. Массовое производство, миниатюризация и бесчисленное количество часов исследований и разработок, направленных на оптимизацию характеристик операционных усилителей, делают их дешевыми, компактными и очень энергоэффективными. Есть некоторые дорогие исключения (посмотрю на вас BUF634), но по большей части высокопроизводительные операционные усилители становятся довольно доступными после того, как они были приняты производителями.

Однако, когда речь идет об операционных усилителях, массовое производство и универсальное применение

являются двусторонними. Хотя операционные усилители хорошо оптимизированы для своего применения (усиление без искажений), они имеют ограниченные конфигурации и несколько стандартизированные условия эксплуатации. Производители усилителей, ищущие уникальные конструкции или специализированные приложения (например, электростатические усилители для наушников), могут сосредоточиться на дискретных схемах , или отдельных транзисторах, а не на интегральных схемах.

Том Кристиансен прекратил выпуск HP-1, но работает над столь же прозрачной заменой

. Neurochrome HP-1 во многом является окончательным выражением того, что операционные усилители могут сделать для усиления наушников.Он компактный, с чрезвычайно низким уровнем искажений и полностью неоднозначен во многих аудиокругах. Бесцветное, без запаха, без вкуса усиление — путь к окончательному просветлению или беспощадному забвению? Вам придется дождаться выхода следующего усилителя для наушников Тома Кристиансена, потому что HP-1 больше не производится (вы можете следить за его информационным бюллетенем здесь).

Усиление без цвета, запаха и вкуса — путь к высшему просветлению или беспощадному забвению?

Гибриды

Помимо строго транзисторов, ламп или операционных усилителей, разработчики усилителей могут использовать любую комбинацию этих устройств.Хотя любой микс, вероятно, можно назвать гибридным усилителем , мы обычно резервируем этот термин для всего, что построено как на лампах, так и на транзисторах или операционных усилителях.

Как упоминалось ранее в этой статье, лампы являются более линейными устройствами усиления напряжения, в то время как транзисторы имеют значительное преимущество при работе с током, требуемым наушниками с низким импедансом. Гибриды обычно стремятся использовать сильные стороны обоих типов устройств, сводя к минимуму недостатки. Существует множество потенциальных стратегий, но гибридные усилители обычно используют лампу для усиления входного сигнала и транзисторы или операционные усилители для управления наушниками.

В Little Dot Mk III SE используется транзисторный выходной каскад

. Little Dot Mk III SE — это хорошо известный гибридный усилитель, использующий обе лампы и дискретный транзисторный выходной каскад класса А. Хотя его цена выше, чем у типичных усилителей на основе операционных усилителей, он также намного доступнее, чем большинство исключительно ламповых усилителей. Кроме того, у него есть кусочки светящегося стекла сверху, так что это хорошо.

Отрицательный отзыв

Вы, наверное, заметили, насколько тщательно были подобраны формулировки о лампах, транзисторах и линейности в последнем разделе.Экстраполяция производительности усилителя на основе характеристик любого устройства, входящего в его состав, является бесполезным занятием; важен усилитель в целом. Отрицательная обратная связь — важная деталь схемы, которую следует учитывать в общей картине.

Отрицательная обратная связь — это метод, при котором «ошибки» усилителя (т. е. искажения) передаются обратно по цепи, что приводит к их устранению. Все, что требуется, — это некоторое дополнительное усиление (вот почему прямая связь с транзисторами пригодится).Отрицательная обратная связь не только уменьшает искажения, но и снижает выходной импеданс, делая усилитель менее чувствительным к изменениям импеданса в зависимости от частоты, которые проявляют большинство наушников.

Если все это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, то это потому, что так оно и есть. В то время как отрицательная обратная связь действительно снижает искажения, на низких уровнях (около 20 дБ) она увеличивает верхние гармонические искажения, которые лучше слышны людям-слушателям. Таким образом, усилители, использующие отрицательную обратную связь, должны начинать с низкого уровня искажений (что делает отрицательную обратную связь несколько лишней) и/или применять очень большую обратную связь (требующую большого коэффициента усиления), чтобы увидеть преимущества искажения.

Отрицательный отзыв: настоящих бесплатных обедов не бывает.

В Benchmark HPA4 используются уникальные схемы обратной связи и прямой связи для устранения искажений и нестабильности.

В дополнение к отрицательной обратной связи, конструкции ахроматических аудиоусилителей THX (AAA™), такие как Benchmark HPA4, используют то, что называется упреждающей коррекцией ошибок. Вместо того, чтобы просто передавать ошибки выхода усилителя обратно для устранения, HPA4 также передает ошибки, возникшие в начале процесса усиления, непосредственно на выход для исправления.Комбинация стратегий исправления ошибок делает его усилителем с очень низким уровнем искажений, который очень стабилен при любой нагрузке на наушники.

Заключение

Мы участвуем в нишевом и высокотехнологичном хобби, которое имеет тенденцию зацикливаться на деталях и обсуждать абстракции. Естественно, это может привести к слухам инженеров и непониманию некоторых тонкостей. Когда большая часть исследований перед покупкой проводится в Интернете и в социальных сетях, а не в выставочном зале (где вы можете использовать свои собственные уши), это может быть невероятно неприятно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.