Усилитель для наушников на ne5534: DIY headphone amplifier with NE5534AN, 639, 640.

alexxlabУсилител

Усилитель для наушников на TPA6120A

Собранная плата усилителя для наушников на микросхеме TPA6120A

Усилитель шел в одной посылке вместе радиатором mySKU.me/blog/china-stores/56687.html на бесплатный обзор от магазина. Посылку или кто-то забрал на почте вместо меня, или я ее где-то потерял, дома до сих пор не нашел. Заказал заново тоже самое за свои деньги в этом магазине. Дошли руки до обзора. Хотел написать обзор типа «смотрите какой крутой усилок я сам собрал из китайских плат», но тут похоже много дозаказывать надо еще будет. Затянется обзор. Только про плату тут напишу.

Обещают следующие характеристики для УНЧ:
Оригинальные микросхемы TPA6120A and NE5534
metal film резисторы на плате с 5 кольцами!
Защиту наушников
Напряжение питания: AC 15V-0-15V (двойное переменное 15 В)
Сопротивление наушников: 32 Ohm -600 Ohm
АЧХ: 20HZ-20KHZ
Размер: 104mm * 88mm

TI TPA6120A — микросхема усилителя для наушников класса АВ с отличными характеристиками — www.

ti.com/lit/ds/slos431b/slos431b.pdf. Народ повсеместно хвалит ее. Решил заказать на пробу УНЧ на этой микросхеме. Обзоры подобных УНЧ на этой микросхеме были тут уже. Поиск «TPA6120». Например, обзор edsik-а https://mysku.me/blog/aliexpress/48706.html

Пришло обтянутое полиэтиленом.

Плата. Нет коннектора питания, два переключателя — изменение коэф. усиления УНЧ, два подстроечника — для выравнивания напряжения на шинах питания после стабилизатора, только два отверстия для крепления платы к корпусу:

Получше сфотографировал:

Обратная сторона — флюс на 4-ку отмыт:

Высота:

Плата двухсторонняя с использованием SMD компонентов.

Подобные конструкторы продают в виде кита. Стоит чуть дешевле. Но те, кто собирал — говорят паять основную ИМС — еще то мучение. Проще готовую плату купить и потом ее мучить.

Разные детали на плате — подробности, кому интересно

Основная ИМС TPA6120A. Конденсаторы синие (не красные), конденсаторы фильтров питания фирмы Nichichon:

Буферный ОУ (обычный, не сдвоенный):

Реле защиты внезапно на 5В:

Напряжение на этом реле при работе УНЧ:

На обратной стороне — нет SMD диода выпрямительного 4007-го (питание защиты наушников). Пришлось купить этот диод 4 р. и допаять по фоткам обратной стороны платы в инете.

Тратим дополнительно 500 Р и покупаем такой трансформатор

(дорого же блиннн!!!)

— хобби же бесценно! Народ юзал и трансы на 10 VA. У меня в доступности был такой тор.

Все влезает в корпус от CDROM:

Довести до ума — работы примерно на два выходных. Точно менять регулятор громкости (РГ). По-началу думал, что с ним все хорошо. Но оказалось — не так. Косячит на маленькой громкости. Менять на ALPs. Отверстия на плате под RK27 есть. EMI фильтр поставить. Переднюю панель сделать. Кнопку питания и проч. Как доделаю, возможно в коменты фото добавлю потом. Сейчас цель — нужно ли доводить до ума этот усилитель. Результат тестов и прослушивания — буду доводить.

Послушал эту плату на наушниках Beyerdynamic DT 990 Pro. Играет чисто, нейтрально, звук не красит, фона не слышно. Сцена хорошо прослушивается. Впрочем, это свойства данного чипа указывали и авторы других обзоров на этом сайте и на других сайтах.

Тут нет ничего интересного. Все ок. Замеры

Нагрузка — два резистора 240 Ом — примерно сопротивление наушников Beyerdynamic DT 990 Pro (250 Ом).



Как видно УНЧ в 7 раз усиливает звук (переключатели уровня усиления ВКЛ, РГ- макс).


УНЧ в 4.5 раз усиливает звук (переключатели уровня усиления ВЫКЛ, РГ- макс).


На остальных частотах тоже все ок.

Температура на транзисторах стабилизатора питания:

На чипе TPA6120A температура около 45-50 градусов.

Замеры в RMAA
Я немного неаккуратно соединил землю УНЧ и звуковой платы. Поэтому уровень шумов 50 ГЦ выше. -50 дб.
Замеры большой громкости:





Замеры на громкости, на которой обычно слушаю. Немного каналы не сбалансировал на звуковой карте:





Схемотехника УНЧ и улучшения
Схема УНЧ. Рисовал по плате. Возможны косяки. Микросхема защиты — UPC1237:

Для сравнения — схема УНЧ из обзора edsik-а https://mysku. me/blog/aliexpress/48706.html У него в обзоре схемы нету.

Тема на международном форуме про эти усилители — http://www.diyaudio.com/forums/headphone-systems/272286-schematic-request-tpa6120-ne5534-ebay-amp.html.

В одном из коментов форума рекомендуется сделать следующие модернизации. Разговор идет про схему из обзора edsik-а — но многое и для этой актуально.

Оригинал

www.diyaudio.com/forums/headphone-systems/272286-schematic-request-tpa6120-ne5534-ebay-amp-post4927227.html

1) Problem: relay in the kit is of wrong voltage rating (5V) and would cause both the relay and resistor R1 to heat up. Unlike indicated in the schematic, the relay draws current from the non-regulated supply (that could be as high as 24V) in the PCB layout.

Mod: Changed the relay to a 12V rating one and R1 to 910R. This reduces the coil current to 1/3 that otherwise case. Heating up no more.

2) Problem: NE5534 is spec-ed for stable operation at gain of minimum 3x, yet the gain as in the schematic was set to 2x, and they put a 1000pF cap right at the NE5534 output to GND to try to seemingly «stabelize» it.

Mod: Changed the gaing setting resistors (10K SMD on the bottom side) to 22K to set the gain to slightly higher than 3x, removed the 1000pF caps, cut the PCB traces and insert a 50R resistor between NE5534 output and TPA6120 inout.

3) Problem: Volume pot was part of NE5534 DC bias circuit, and therefore, it can have ill effects, A — it can introduce wiper noise and B — it can affect the DC offset at the amplifier output.

Mod: cut the PCB traces and re-wired the DC-blocking capacitors (missing from the supplied schematic) to have them AC-couple the volume pot to NE5534 input, and the volume pot re-wired directly to the signal input terminals. Replaced the two regular polar type electrolytic caps with non-polar type for signal coupling. The 10K resistors at the non-inverting input of NE5534 are changed to 6K8 to cancel out the DC offset from the input bias current of NE5534.

4) Problem: Copper foil for the TPA6120 thermal pad was floating
Mod: short it out to GND

5) Problem: the supplied volume pot is 50Kohm, a bit too high for the NE5534 gain stage that has an input impedance under 10Kohm.
Mod: replace with 10K volume pot.

1. Реле в наборе на 5В. Рекомендуют заменить на 12-ти вольтовое (с заменой обвязки).
У меня при работе на этом реле 3.2 В. Вроде все ок. Думаю зашунтировать это реле диодом, как обычно делают на платах защиты от постоянки. В этом УНЧ нет этого шунтирующего диода.

2. Для стабильной работы ОУ NE5534 рекомендуется выставить коэф. усиления минимум в 3 раза. Коэф. усиления опредиляется резисторами R18/R19 (R24/R25) по схеме усилка из этого обзора. Тут вроде не все так плохо. Особенно, если включить режим усиления (переключатели на плате в положение ON). Тогда будет отношение 3К/1.1К

3. Предлагается заменить электролиты на входе усилителя (для блокировки возможного постоянного напряжения на входе усилителя) на неполярные конденсаторы. Автор того коммента установил конденсаторы по 1 мкФ. В этой схеме подобного конденсатора вообще нет на входе. Нет защиты от постоянки на входе. Но установлена защита от постоянки на выходе на микросхеме UPC1237. Более того на плате просто нет места под эти конденсаторы. Могут быть весьма габаритными. Как вариант — установить эти конденсаторы на входные гнезда, а потом подавать сигнал на плату УНЧ (на РГ)? Так у аудиоманьяка в его УНЧ на LM3886 сделано.

5. Заменить РГ с 50 кОм на 10 кОм (для лучшей работы ОУ NE5534). Так как РГ все равно менять, по почте идут как раз два ALPs 10кОм RK27. Возможно им РГ заменю.

Замечания по моим испытаниям и прослушиваниям:

1. Заменить ОУ NE5534. Эти китайские ОУ — непредсказуемого качества. Я их заменил на OPA134 в DIP8. Звук лучше стал. Хорошо, что ОУ стоят на панельках. А так советуют менять на OPA132, OPA604,OPA627(на плате такие обозначены),LME49710,LME49990,AD843,AD8610,AD797. Вопрос только цены (такой апгрейт может стоить в разы дороже этой платы УНЧ) и доступности. В том же ЧиД предлагают кучу вариантов OPA627 ценой от 500 р. — до 3000 р. (https://www.chipdip.ru/search?searchtext=OPA627). Вопрос — какие брать и где оригинал?

2. Усилитель имеет высокий коэф. усиления. Т.е. РГ работает только в очень маленьких границах. Иначе можно оглохнуть в наушниках. Чтобы уменьшить усиление (и тем самым регулировать громкость в больших пределах), возможно поставлю перед РГ по пути сигнала резистор в 10-20 кОм (после замены РГ на 10 кОм Alps RK27).

Простой усилитель для наушников

Новости

Проекты

Разное

Куплю-продам

Ссылки

О себе

Гостевая книга

 

Написать автору

В середине апреля, как обычно, в Москве проходила выставка потребительской электроники, фото-техники и т.д. На выставке довелось послушать усилитель для наушников Beyerdynamic A1 c их же топовыми наушниками. Звучание этих комплектов произвело довольно сильное впечатление, захотелось сделать что-то подобное для себя. Изначально планировалось сделать констукцию на основе операционного усилителя, дополненного мощным эмиттерным повторителем, работающим в классе А (без отсечки выходного тока).

Набросал схему, потом решил посмотреть, что же из себя представляет этот самый A1. Здесь схема A1, найденная в интернете. Оказалось, что это тоже умощненный операционный усилитель, причем и структура и некоторые номиналы совпадали с моим наброском. Отличия в том, что вместо источников тока я хотел ставить резисторы 3.3к, зеленый светодиод вместо красного, и коэффициенты усиления по каскадам предполагалось распределить равномерно, чтобы несколько снизить искажения. Не думаю, что это сильно повлияло бы на качество. Судя по фотографиям внутренностей устройства, оно содержит защиту от постоянного напряжения на выходе, кроме того, имеется селектор входов с микропроцессорным управлением. Питание устройства выполнено на интегральных стабилизаторах, но что используется — LM317/337 или LM7812/7912, разобрать по фотографиям невозможно. Что-то мне подсказывает, что используются стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением.

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

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

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

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

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

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

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

Операционный усилитель

— расчет входной мощности NE5534 в качестве усилителя для наушников

спросил

Изменено 7 лет, 6 месяцев назад

Просмотрено 1к раз

\$\начало группы\$

У меня есть простая конструкция усилителя звука на ОУ NE5534. Максимальный выходной ток (короткого замыкания), указанный в техническом описании, составляет 38 мА. Если мои входные шины питания имеют + и — 12 В, могу ли я с уверенностью предположить, что могу использовать повышающий преобразователь, такой как LM5001, как показано ниже?

Особенности Макс. 5,5 В 40 мА 40 мА Характеристики эталонного проекта выглядит следующим образом:

Вход 5 В Выходы +/- 12 В Выходной ток более 40 мА Низкие пульсации Шум для аналоговых цепей с раздельными шинами (< 2 мВ размах) Небольшой размер ~1" x 1" Производительность эталонного проекта выглядит следующим образом:

Вход 5 В Выходы +/- 12 В Выходной ток более 40 мА Низкий шум пульсаций для аналоговых цепей с раздельными шинами (< 2 мВ размах) Малый размер ~1 x 1 дюйм

Критические значения, которые я вижу, составляют 40 мА на обеих шинах -/+, что превышает максимальный ток короткого замыкания, требуемый операционным усилителем.

Я хочу получить подтверждение. Спасибо!

  • операционный усилитель

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Ваш вопрос действительно должен звучать как «Расчет входной мощности для…», так как вас действительно интересует, сколько тока вам нужно подавать от блока питания.

Значение 38 мА, которое вы указываете, является типичным значением, поэтому оно может быть значительно больше.

Однако в вашем приложении в качестве усилителя для наушников с аудиосигналом переменного тока вы не будете постоянно получать ток короткого замыкания, поскольку он будет чередоваться между питанием +12 В и -12 В.

В дополнение к возможностям устройства ток питания будет определяться приводимой в действие нагрузкой.

Какое сопротивление наушников вы собираетесь использовать?

Один или два канала?

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

NE5534 (при условии, что TI) имеет типичный выход s. c. ток 38мА. Максимум не указан в техническом описании и вполне может быть выше. (Это также не означает, что текущая микросхема будет втягиваться, когда вы закорачиваете ее выход.)

Мой собственный практический опыт с NE553 2 показывает, что некоторые образцы могут выдавать максимальный ток 60 мА, как указано в их техническом описании; типичное значение для TI NE5532 также составляет 38 мА для s.c. текущий. (Также имейте в виду, что минимальное гарантированное значение для NE5532 составляет всего 10 мА; для NE5534 никаких обещаний не дается. Так что не ставьте на кон свой дом, что вы получите 38 мА от NE5534.) Из вашего вопроса не ясно, ожидаете ли вы максимальное значение. выходной ток операционного усилителя (или нет) в вашем дизайне. Но если вы это сделаете, вы должны использовать регулятор с более высоким номиналом.

Также вам нужно добавить ток покоя к выходному току, чтобы оценить, что чип будет потреблять. Для NE5534 это типичный 4 мА и максимальный 8 мА. (Кроме того, значения тока покоя для NE5532 ровно в два раза больше, чем вы ожидаете от двойного корпуса.) Таким образом, даже при типичных значениях вы бы подтолкнули выбранный вами блок питания к его максимальному пределу. (38+4=42 мА).

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. Усилитель для наушников на базе операционного усилителя

.

#7