Усилитель для наушников на транзисторах класс а: Усилители класса А для наушников

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

Усилитель наушников в классе А с однотактным выходом

Усилитель для сборки своими руками, на промышленной плате с интегрированным блоком питания.

Усилитель наушников — незаменимая вещь, если вы хотите слушать музыку на наушники в высоком качестве. Многие усилители, работающие на колонки, также имеют выход и на наушники. Но в них для работы с наушниками используется тот же самый усилитель, который используется и для колонок. Он специализирован именно для колонок, поэтому на наушники работает хуже. Кроме того, обычно в таких усилителях наушники подключаются к выходу через резистор сопротивлением порядка 100 ом. То есть выходное сопротивление такого «неправильного усилителя наушников» получается слишком высоким.

А вот если использовать специализированный усилитель для наушников, то получаем несколько преимуществ:

1. Специализированный усилитель работает лучше и позволяет получить наилучшее качество звучания.
2. Усилитель наушников можно сделать именно под свои наушники.
3. Его можно использовать как отдельный блок, чтобы не гонять для наушников большой усилитель.
4. Его можно встроить в основной усилитель для колонок как дополнительный блок, и получить максимально хорошее звучание и на колонки, и на наушники.

Для этого усилителя наушников можно купить печатную плату.

Вроде бы совсем недавно я опубликовал схему простого, но довольно приличного усилителя для наушников и пообещал сделать что-нибудь получше. Но жизнь идет слишком быстро, и времени прошло намного больше, чем я планировал. Тем не менее, я разработал и сделал очень хороший усилитель для наушников. Этот усилитель работает у меня больше года, рис. 1.

Рис. 1. Усилитель для наушников в сборе.

Это стационарный усилитель с питанием от сети. Самое главное в нем: этот усилитель никак не приукрашивает сигнал. На выходе имеем точь-в-точь то, что и на входе. При этом усилитель отлично работает с любыми наушниками, кроме электростатических.

По определению разница между тем, что подается на вход и тем, что получается на выходе, называется искажениями. Поэтому если искажения намного меньше порога чувствительности слуха, то мы их наверняка не слышим. И именно очень маленькие искажения усилителя позволяют мне говорить о том, что звук на выходе точно такой же, как и на входе. Это мое заявление не выдумка, или просто рекламная фраза. Это реальность, подтвержденная измерениями. То есть, этот усилитель ничего не меняет в звуке: и не ухудшает, и не приукрашивает.

Сейчас в моде аппаратура, приукрашивающая (а иногда даже искажающая) звук – стараниями аудиоизданий рекламируется дорогая аппаратура, которая иногда делается не инженерно, а «по понятиям»: без обратной связи (потому что обратная связь – это же ЗЛО!), на лампах по схемам усилителей от дешевых телевизоров 60-х годов ХХ века (потому что лампа одним только своим присутствием делает звук невероятно красивым, поэтому лампы совсем даже не обязательно включать по хорошим схемам), и т.п. Мой усилитель наушников не такой. Что в записи, то и в ушах. Если хотите приукрашенный звук – вам не сюда.

Еще одно интересное свойство усилителя: звук возникает не в центре головы, как иногда бывает при прослушивании наушников, а где-то непонятно где. Как будто по ободу наушников. Мне трудно объяснить словами свои ощущения, но они приятные, музыка не долбит мозг, а окружает тебя. Почему так получается – не знаю. Я даже не представляю причин такого эффекта, поэтому не знаю где их искать.

Концепция усилителя наушников

В усилителе используется высококачественный операционный усилитель (ОУ). Современные ОУ обладают очень хорошими свойствами: большим усилением, высокой рабочей частотой, хорошей линейностью, малыми шумами. Из-за таких качеств их и применяют. Единственным недостатком ОУ является сравнительно небольшой выходной ток: обычные ОУ не рассчитаны для работы на низкоомную нагрузку. Хотя в той старой схеме усилителя наушники подключались прямо на выход ОУ, и все работало, но такая работа хоть и не страшна для ОУ и он с ней справляется, но все же микросхема используется не совсем так, как нужно. То, что она тянет, не значит, что она работает наилучшим образом. А мы-то хотим получить самое лучшее, не так ли? И тут есть ряд вариантов:

I . Применить специальный дорогой ОУ с большим выходным током.

Достоинства:

1. Схема будет такая же, как и у моего усилителя на одном ОУ. Так что можно в принципе делать ту же схему на другой микросхеме.

Недостатки:

1. Микросхема мощного ОУ дорогая и дефицитная. Стоимость такой микросхемы может оказаться больше, чем стоимость всего этого усилителя.
2. Такие микросхемы склонны к возбуждению. Чтобы мощный высокочастотный ОУ хорошо работал, нужно тщательно разводить печатную плату, развязывать питание, компенсировать емкость монтажа. В общем, есть шанс, что микросхема будет работать плохо, а что плохо работает – хорошо звучать не может.

II . Применить специализированную микросхему усилителя наушников, которые выпускает ряд фирм.

Достоинства:

1. Миниатюрность усилителя.
2. Возможность питания от одного источника напряжением 3…5 вольт.

Недостатки:

1. Эти микросхемы разрабатываются специально для носимых устройств. Они могут недостаточно хорошо работать на высокоомные или низкоомные наушники. Либо на наушники с низкой чувствительностью.
2. Качество может быть не всегда высокое, поскольку некоторые микросхемы предназначены для mp3 плееров.
3. Даже если качество микросхемы высокое – а современные технологии позволяют получить очень хорошие микросхемы – то все равно, сравните стратегии изготовления усилителей:
   • сделать усилитель с максимально качественным звучанием.
   • сделать микросхему, которая бы максимально хорошо работала от источника питания 3 вольта.
4. Хорошие микросхемы могут быть дефицитными и недешевыми.

III . Умощнить выход обычного ОУ.

Недостатки:

1. Схема усложняется, но не очень сильно, поэтому усложнение схемы нам не страшно. Кроме того, детали потребуются доступные и недорогие.

Достоинства:

1. Можно получить очень высокое качество звучания, так как схема выходного каскада специально разрабатывается под низкоомную нагрузку. То есть вместо универсального устройства, мы можем использовать специализированное, которое в своей области обязательно лучше универсального.
2. Можно сделать усилитель в точности под свои наушники.

Так что вариант с умощнением выхода ОУ самый привлекательный

Схема усилителя для наушников приведена на рисунке 2. Идея схемы такова: операционный усилитель осуществляет усиление напряжения и создает глубокую отрицательную обратную связь. А ему на выход включается эмиттерный повторитель, усиливающий ток. Существуют схемы, состоящие из одного только эмиттерного повторителя, но мне они не подходят:

• У них слишком высокая вторая гармоника. Она хоть и обеспечивает «сладкий звук», но при этом заметно приукрашивает звучание.
• У эмиттерного повторителя слишком много высших гармоник, которые на слух плохо воспринимаются. Отчасти их забивает «красивая» вторая гармоника, но только отчасти. Поэтому качество звучания для меня получается неудовлетворительное.

В этой схеме глубокая ООС компенсирует высшие гармоники. Благодаря однотактному выходу, в спектре преобладает вторая гармоника, но все гармоники, включая и вторую намного меньше чувствительности слуха. В результате имеем:

• отличный «правильный» спектр искажений;
• который на самом деле не имеет значения: искажения намного меньше порога чувствительности слуха.

Можно взять исходный усилитель с плохими параметрами и пытаться линеаризовать его при помощи ООС. Тут уж как получится. Может получиться неплохо, а вот если исходный усилитель достаточно плохой, то ООС его может и не исправить, а даже ухудшить. Вот из-за таких конструкций и говорят, что ООС вредна. Другое дело, если исходный усилитель изначально имеет максимально хорошие параметры. Тогда ООС его улучшит, и результат получится замечательный. Именно такая стратегия и заложена в этот усилитель. В результате мы получаем много преимуществ:

1. Достаточно высокое напряжение питания, что позволяет использовать самые высокоомные наушники. И при этом совершенно не бояться клиппинга.
2. Сравнительно большой ток покоя, что позволяет использовать очень низкоомные наушники (ток покоя можно установить какой требуется).
3. Хороший запас по выходной мощности, и большой «запас прочности» по всем параметрам.
4. Изначально высокая линейность. А это очень важно: если исходный усилитель без отрицательной обратной связи имеет хорошую линейность, то введение ООС значительно улучшит его свойства. Если линейность исходного усилителя плохая, то бывает, что никакая ООС помочь не может — все равно звук получается невысокого качества.

На самом деле совсем не обязательно было делать выходной каскад однотактным. Есть и другие хорошие варианты, они пока ждут изготовления и проверки в реальности (в модели работают отлично). Но однотактный выходной каскад в классе А (а однотактный каскад только в нем и может работать) – это выглядит «очень по Hi-End’ному», а поскольку качество звука при этом великолепное, то вам будет чем хвастаться!

На самом деле однотактный выходной каскад применим только для маломощной нагрузки, так как реальный КПД такого каскада не более 40%. Но у нас именно такая ситуация — требуемая максимальная выходная мощность составляет десятки милливатт, так что все отлично работает. А работа выходного транзистора в классе А — необходимое условие. Потому что в таком режиме транзистор не входит в отсечку — ток через транзистор не прерывается, а протекает всегда. Часть этого тока поступает в нагрузку. Ток через транзистор нельзя прерывать (транзистор не должен закрываться) потому что нельзя прерывать ток нагрузки. Зато, работая в таком режиме, транзистор создает минимум искажений.

Принципиальная схема усилителя наушников

Рис. 2. Усилитель наушников схема.

Итак, что и как в схеме устроено. Сам усилитель наушников стереофонический. На схеме показан только один канал — левый. Правый — точно такой же. Сдвоенный операционный усилитель работает на оба канала. Поэтому те детали, которые образуют левый канал, на печатной плате имеют в наименовании индекс L. Это означает, что для правого канала понадобится точно такой же компонент, который будет иметь индекс R. Например, R4L и R4R. Компоненты DA1, С4, С5, С6, R5, DA2, С7, С8, С9 общие для обоих каналов и используются по одной штуке на усилитель.

1. Операционный усилитель используется в инвертирующем включении. В старых ОУ такое включение повышало линейность входного дифференциального каскада. В современных ОУ происходит то же самое, но в них входные каскады очень хорошие, поэтому улучшение очень-очень маленькое и совершенно незаметное на слух. Но все же выигрыш в таком включении есть, про него позже. Резисторы R3 и R4 создают отрицательную обратную связь (ООС) и задают коэффициент усиления усилителя, равный примерно трем. Такого усиления хватает практически для любых наушников. Если все же громкости недостаточно, можно увеличить R4 до 330 кОм. Операционный усилитель типа OPA2134. Это очень хороший ОУ, предназначенный в том числе и для высококачественного аудио, и заменять его другим не рекомендуется.

2. Транзистор VT1 – выходной эмиттерный повторитель. Его нагрузка – источник тока на транзисторе VT2, в таком включении эмиттерный повторитель работает наилучшим образом. Микросхема стабилизатора DA2 задает напряжение на базе VT2, а значит его ток. Этот ток является током покоя выходного каскада, поскольку он протекает и через транзистор VT1. Более того, ток покоя транзистора VT1 жестко стабилизируется неизменным током транзистора VT2. В принципе, вместо микросхемы стабилизатора можно применить стабилитрон, но с микросхемой чуть-чуть лучше. Микросхема дешевая и доступная, так что будем делать как лучше, хоть и на самую капельку. Резистор R 5 задает ток через микросхему стабилизатора, а конденсатор С6 снижает шум и возможные пульсации напряжения. Вместо микросхемы DA2 вполне можно было бы использовать стабилитрон, но микросхема лучше за те же деньги.

3. Резистор R6 задает ток источника тока и, следовательно, ток покоя выходного каскада.

4. Конденсаторы С4, С5, С7, С8, С9 – развязывающие. Их цель не столько сгладить пульсации напряжения питания (этих пульсаций не должно быть изначально), сколько обеспечить стабильность усилителя и пропустить через себя ток нагрузки. Надо помнить, что ток нагрузки замыкается через источник питания. Поэтому, чтобы не «гонять» ток через блок питания, позволим ему замыкаться через конденсаторы, установленные на плате. Керамические конденсаторы С4, С5, С9 пропускают высокочастотные сигналы, электролитические С7 и С8 – среднечастотные. Не надо бояться того, что керамические конденсаторы нелинейные – в этом включении напряжение на них постоянно, и искажений они не создают.

5. Резистор R2 – регулятор громкости. Если он не нужен, то вместо него устанавливается перемычка, показанная пунктиром.

6. Цепь R1С1 защищает усилитель от проникновения ультразвуковых и радиочастотных помех, обрезая все частоты выше 48 кГц.

7. Конденсатор С2 защищает вход от постоянного тока и заодно обрезает частоты ниже 7 Гц, что защищает от инфразвука. Если вы хотите, чтобы завал АЧХ на частоте 20 Гц был еще меньше, используйте конденсатор емкостью 0,68 мкФ (частота среза 5 Гц), если слушаете виниловые грампластинки, то емкость С2 желательно уменьшить до 0,33 мкФ (частота среза 10 Гц).

8. Конденсатор С3 увеличивает глубину ООС на частотах выше 70 кГц. Он выполняет сразу несколько функций:

• снижает усиление на этих частотах, следовательно уменьшает количество ультразвука — это важно, ведь усилитель наушников подает сигнал практически вам в уши. Если там будет присутствовать ультразвук — это вредно отразится на вашем здоровье;
• повышает устойчивость усилителя;
• улучшает переходную характеристику;
• полностью устраняет возможность появления динамических искажений (совместно с R1С1).

9. Резистор R7 разделяет входную и выходную земли. На самом деле он не обязателен, но опять же, с ним чуть-чуть лучше.

10. Диод VD1 выполняет очень интересную функцию: позволяет увеличить максимально возможный ток в нагрузке в 1,5 раза.

Как работает диод VD1?

Транзистор VT1 включен эмиттерным повторителем, поэтому способен выдать на выход ток любой величины (в разумных пределах), даже в несколько ампер, если будет на то необходимость. Например, в случае низкоомной нагрузки. Это происходит при положительном полупериоде выходного напряжения. На отрицательном полупериоде работает транзистор  VT2. А он включен источником тока, и ток больший, чем он задает, в нагрузке получить невозможно. Меньше – пожалуйста, излишек тока уйдет в транзистор VT1. Таким образом, при попытке получить в нагрузке ток большой величины, положительный полупериод мы получим довольно большой (ампер ни ампер, но четверть ампера – запросто), а вот отрицательный ток будет максимум 40 миллиампер – столько, сколько составляет ток покоя VT2. Можно конечно увеличить его ток покоя, но это увеличит его нагрев.

И тут нам помогает диод VD1. При отрицательном полупериоде выходного напряжения и в случае, если тока транзистора VT2 не хватает, диод открывается, и пропускает в нагрузку выходной ток ОУ. А это десяток-другой миллиампер. На самом деле, это ситуация критическая, ее быть не должно, так как при этом нагружается ОУ и искажения несколько растут. Пусть они и остаются небольшими и незаметными, но сам факт роста искажений неприятен. Но ведь любая критическая ситуация один раз в жизни может наступить. Например, вы изготовили усилитель для работы с нагрузкой от 64 ом и выше, а пришлось в него включить нагрузку 16 ом и установить большую громкость. Без диода усилитель бы перегружался и искажал звук. А с диодом – работает. С диодом усилитель достаточно громко работает даже на колонки сопротивлением 6 ом.

Влияние диода VD1 и рекомендации по выбору компонентов и монтажу описано в статье Усилитель наушников в классе А с однотактным выходом на промышленной плате.

В схеме усилителя ряд элементов служит для очень небольшого улучшения его свойств. Без них вполне можно было бы и обойтись. Почему я их использовал? Чтобы получить максимум качества. В рекламе Hi-End техники нам заявляют, что качество этой аппаратуры максимальное. И цены тоже максимальные. В этом усилителе я получил максимальное качество при небольшой цене. Так что это настоящий Hi-End , но за разумные деньги (на самом деле цены на Hi-End такие высокие не потому, что аппаратура на самом деле всегда имеет высокое качество, а по экономическим причинам, но это уже совсем другая история).

В схеме усилителя используется целых два элемента для борьбы с ультразвуком. Это важно! Дело в том, что в современном мире мы окружены высокочастотными излучениями. Это излучение телефонов, Wi-Fi , bluetooth, излучение через эфир и через сеть от импульсных блоков питания. Да и фильтрация частоты дискретизации ЦАПов не всегда идеальна. При проигрывании виниловых грампластинок тоже могут возникать ультразвуковые колебания, вызванные движением иглы по канавке. Ультразвук вреден для здоровья, а если он излучается наушниками непосредственно в уши… Радиочастоты наушниками не излучаются, но они могут преобразовываться в более низкие частоты, проходя через нелинейные элементы усилителя, которые на работу с такими частотами не рассчитаны. И результат такого преобразования может оказаться самым разным, он может лежать как в звуковом диапазоне (лишние неприятные призвуки), так и ультразвуковом. Также ультразвук может вызывать перегрузку усилителя по скорости нарастания выходного напряжения, а это приведет к возникновению динамических искажений. В общем, существует довольно много веских причин избавляться от сверхвысокочастотных составляющих.

Вот тут и помогает инвертирующая схема включения операционного усилителя. В этой схеме подавление ультразвука при помощи отрицательной обратной связи не ограничено, поэтому усилитель в целом образует для ультразвука полноценный и эффективный фильтр второго порядка.

Аналогично действует и входной фильтр инфранизких частот (ИНЧ). Они также вредны для организма, и могут излучаться качественными наушниками довольно сильно. Особенно много ИНЧ составляющих может возникнуть при проигрывании виниловых грампластинок, но как ни странно, они могут поступать и с ЦАПа. Так что причины оберегаться от инфразвука также существуют.

Оба этих фильтра: ультразвука и инфразвука работают довольно далеко от звукового диапазона, поэтому не влияют на звук (их влияние заведомо меньше порога чувствительности слуха). И при этом достаточно близко к звуковому диапазону, чтобы быть эффективными. Но все в ваших руках: если вы верите аудиофильской пропаганде, и считаете, что даже небольшие изменения АЧХ и ФЧХ усилителя на краях диапазона (которые меньше предела чувствительности слуха) для вас неприемлемы, то можно расширить диапазон частот как вниз по частоте, так и вверх, изменив емкости конденсаторов фильтров.

Параметры усилителя

Теперь о качестве звучания. В начале статьи я заявил, что усилитель передает на выход точь-в-точь то, что было на входе. Пришла пора доказывать это. По определению, разница между тем, что подаем на вход, и тем, что получаем на выходе, называется искажениями. Искажения делятся на два типа: линейные и нелинейные. Линейные искажения – это искажения АЧХ и ФЧХ. Я эти характеристики даже не привожу: в современных транзисторных устройствах плохие частотные и фазовые характеристики можно получить разве что преднамеренно. Нелинейные искажения связанны с нелинейностью электронных компонентов (ламп, транзисторов, микросхем), и вот их имеет смысл измерить. Итак, спектр нелинейных искажений на частоте 1 кГц показан на рисунке 3. Для измерений использована высококачественная звуковая карта ESI Juli @, работающая в режиме 24 бит, 192 кГц. Полученный спектр – это спектр системы звуковая карта + усилитель. То есть чисто усилитель чуть лучше.

Рис. 3. Спектр искажений усилителя на частоте 1 кГц. Полоса учитываемых частот до 96 кГц.

Как их понимать?

1. Коэффициент нелинейных искажений Кг (THD) равен 0,0012%. Это примерно в 10 раз меньше разрешающей способности слуха (даже по самым оптимистичным психоакустическим измерениям). То есть – мы эти нелинейные искажения наверняка не слышим.
2. Спектр гармоник очень узкий – в нем присутствуют только вторая гармоника, которая «красиво звучит» и немного третья. Чем больше номер (порядок) гармоники, тем неприятнее она для слуха (правильнее сказать: тем более неприятные искажения создает усилитель, обладающий такими свойствами). Маленькая составляющая частотой порядка 12 кГц не является гармоникой, так как присутствует и на втором графике. Скорее всего, это какая-то помеха.

Обычно на этом и останавливаются. Но мне хотелось изучить усилитель более подробно. Поэтому вот спектр гармоник (и значение Кг) при возбуждении усилителя частотой 10 кГц (рис. 4). Это более жесткий тест – на высоких частотах усилители работают хуже, поэтому такой тест никто делать не любит. Я сделал.

Рис. 4. Спектр искажений усилителя на частоте 10 кГц. Полоса учитываемых частот до 96 кГц.

В тесте учитывались частоты вплоть до 90 кГц, то есть до 9-й гармоники включительно. Но этих гармоник нет, усилитель очень линейный, видимые искажения имеют максимум 4-й порядок. А общая их величина Кг (THD) = 0,011%. Это снова намного меньше разрешающей способности слуха на этой частоте. И снова красивый (правильный) спектр искажений — чем номер гармоники выше, тем ее амплитуда меньше.

Следующий тест – интермодуляционные искажения IMD . Тест проводился в наиболее жесткой форме: на вход подавалась сумма частот 18 и 19 кГц (рис. 5). На высоких частотах искажения максимальны, так что то, что показано на рисунке – это максимум возможных искажений усилителя. IMD = 0,005%, что опять же меньше разрешающей способности слуха.

Рис. 5. Интермодуляционные искажения усилителя (IMD).

И снова обратите внимание на небольшое количество возникающих дополнительных частот около возбуждающих сигналов 18 и 19 кГц. Это свидетельствует о том, что порядок нелинейности усилителя небольшой, а значит, производимые им искажения не являются неприятными для слуха.

Итак, измерения подтверждают, что усилитель отличный и не вносит сколько-нибудь заметных искажений в сигнал. Частоты, кратные частоте 50 Гц – помехи от сети на самом деле также не слышные.

Все тесты проводились в «боевых» условиях. Был использован штатный блок питания, работали оба канала усилителя и оба канала были нагружены на сопротивление 64 ома. Выходное напряжение равно 2 вольта амплитуды. Это соответствует выходной мощности 30 мВт. В наушниках нормальной чувствительности (90…100 дБ/мВт) при такой мощности звуковое давление составит 120…130 дБ – это уже болевой порог слуха. На меньшей громкости искажения меньше.

Плата усилителя наушников

Монтажная схема специально сделана простой, чтобы этот усилитель наушников мог сделать даже начинающий, рис. 6. В ней не используются компоненты для поверхностного монтажа. Размеры платы из-за этого получились не очень маленькими, но в корпус усилителя плата великолепно становится (корпус приобретен на Али-экспресе).

Рис. 6. Усилитель наушников. Самодельная плата.

Детали не дефицитные и не дорогие но для сохранения максимального качества лучше не отступать от рекомендованных комплектующих. Конденсаторы С1 и С3 керамические с ТКЕ равным НП0 (NP 0) – такие конденсаторы весьма линейны. С2 – пленочный лавсановый. Можно использовать и полипропиленовый, но разницы реально (в грамотном слепом тестировании) не заметно. Транзисторы можно на радиаторы не устанавливать, но с небольшими радиаторами их тепловой режим, особенно в корпусе, все же лучше. С6 можно использовать либо алюминиевый указанной емкости, либо танталовый 47 мкФ на 16 вольт. Конденсаторы С4, С5, С9 – керамические из диэлектрика X7R . С7 и С8 хорошо бы использовать Low ESR , но можно и обычные. Сопротивление резисторов R7 увеличивать не следует, если таких резисторов нет, то вместо них устанавливаются перемычки. При отсутствии однопроцентных резисторов, можно использовать «обычные» точностью 5%, которые крайне желательно подобрать по равенству сопротивлений в обоих каналах усилителя. Диод VD1 – любой современный кремниевый высокочастотный (или импульсный) диод. Чем больше его допустимый прямой ток (значения которого обычно лежат в пределах 30…100 мА), тем лучше. Выпрямительный диод в принципе работать будет, но очень плохо – он не рассчитан на работу с частотами выше 1 кГц.

Я изготовил плату этого усилителя промышленным способом: Усилитель наушников в классе А с однотактным выходом на промышленной плате. На этой же странице даны дополнительные советы по сборке, замене деталей и настройке, которые помогут и для сборки самодельной платы.

Блок питания

Для получения максимального качества звучания, усилитель должен иметь хороший источник питания, рис. 7. Несмотря на то, что все схемы проектируются так, чтобы питание на них влияло минимально (ну может кроме некоторых Hi — End изделий, которые как будто специально разрабатываются, чтобы плохо работать от «обычного» источника питания), тем не менее, питание должно быть хорошим. В усилителе используется стабилизированное питание. Сглаживающие конденсаторы С11, С12 (нумерация деталей блока питания продолжает нумерацию деталей усилителя, так уж вышло) имеют довольно большую емкость. Меньше 1000 мкФ использовать не желательно (но можно в крайнем случае), больше чем 3300 мкФ устанавливать нет смысла (но работать будет). Резисторы R11, R12 разряжают конденсаторы фильтра при выключении питания. Они не обязательны, но я привык их использовать – иначе лезешь в схему отверткой после того, как выключил из сети, а оттуда искры! Микросхемы стабилизатора заменять не следует: более дешевые 7812 и 7912 немного хуже стабилизируют напряжение, хуже работают с импульсными токами и «не любят» емкостную нагрузку. Конденсаторы С13, С14 улучшают сглаживание пульсаций. Диодный мост – любой на ток не менее 1 ампера. Микросхемы стабилизаторов очень желательно установить на небольшие радиаторы.

Рис. 7. Схема блока питания усилителя наушников.

«Скользким» моментом в этой схеме является применение резисторов R8 и R9 в цепи первичной обмотки силового трансформатора. Их назначение – слегка обрезать верхушки синусоиды напряжения питания, а это в свою очередь снизит значение максимальной индукции в трансформаторе. В результате небольшое насыщение сердечника, которое всегда происходит при максимуме напряжения, будет предотвращено, и помехи, излучаемые трансформатором через его магнитное поле, снизятся. Это чисто партизанский метод – он ведет к некоторому снижению КПД блока питания, но он действует! Заодно эти резисторы работают чем-то вроде софтстарта. Снижение напряжения на верхушках синусоиды показано на рисунке 8. Мне было неудобно подключать осциллограф в сеть для иллюстрации результатов работы резисторов R8 и R9, поэтому на рис. 8 показан результат моделирования, но нечто очень похожее происходит и в реальности. И помехи, излучаемые трансформатором, которые могут воздействовать на схему, действительно снижаются. Заодно повышается эффективность конденсатора С10 по подавлению высокочастотных помех. На основную функцию блока питания резисторы R8 и R9 не влияют. С10 — специальный полипропиленовый конденсатор, поредназначенный для работы в качестве фильтра сетевых помех. Сейчас такие конденсаторы вполне доступны. Заменять его на «обычный», например К73-17 крайне не рекомендуется, но если все же используется К73-17, то на напряжение 630 вольт, на напряжение 400 вольт такой конденсатор использовать нельзя.

Рис. 8. Снижение максимальной индукции в трансформаторе.

Резистор R10 соединяет землю схемы с корпусом усилителя. Наличие резистора создает защитную функцию: при случайном замыкании на корпус ток КЗ будет ограничен. А сам резистор при этом может сгореть, сыграв роль предохранителя. Его перегорание будет заметно, так что о возникшей проблеме сразу станет известно. Соединение с корпусом происходит автоматически через металлизированное монтажное отверстие блока питания и крепежный винт.

Важно! Корпус усилителя должен соединяться с землей схемы только в одной этой точке через резистор R10. Других соединений схемы с корпусом быть не должно.

Рис. 9. Плата блока питания.

Силовой трансформатор мощностью не менее 8 Вт (в общем-то допустима мощность от 6 Вт, но это сильно зависит от конкретного трансформатора – некоторые из них могут сильно греться). Он должен содержать две одинаковые вторичные обмотки (или одну обмотку со средней точкой) на напряжения 18…22 вольта каждая. Допустимый ток обмотки должен быть не менее 0,2 ампера. Например, подойдут ТПП-232, ТПП-234.

Все резисторы, кроме явно указанных на схеме, мощностью 0,125 Вт и точностью 5%.

После сборки блока питания высоковольтную часть платы блока питания (а лучше всю плату) со стороны монтажа следует покрыть цапон-лаком. Это предотвратит утечки по плате из сети в низковольтную часть.

Чертежи усилителя и печатной платы. Печатная плата слегка изменена относительно прототипа, показанного здесь на фотографиях.

Усилитель, собранный на промышленной плате с интегрированным блоком питания.

30.04.2019

Total Page Visits: 3872 — Today Page Visits: 8

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА «А» ДЛЯ НАУШНИКОВ

   Неудовлетворённость качеством воспроизведения музыкальных композиций звуковой картой компьютера заставило взяться за изготовление настольного усилителя. Решил, что это будет простой самодельный усилитель для наушников, собранный по классической схеме на одном транзисторном каскаде.

   Однако есть замечание. Этот усилитель подходящим будет только в том случае, когда входной сигнал не требует усиления по напряжению (например, выход достаточной силы дают МП3 плеер или компьютер). Также, любой шум, возникающий в блоке питания, будет идти прямо через усилитель. По этой причине, необходимо использовать только стабилизированный источник питания. Диапазон выходного напряжения 10-20 В и ток 750 мА. Здесь используется N-канальный МОП — транзистор с обратным диодом для работы в ключевом и линейном режиме IRF610. В процессе изготовления усилителя было опробовано применение и других транзисторов: IRF510, IRF611, IRF612 и IRF710, все без исключения работали хорошо. Рекомендую не использовать IRF530 и IRF540 (обычно встречаются в источниках питания). Используемый LM317 — стабилизатор с регулируемым выходным напряжением позволяет очень точно настроить выходные параметры блока питания.

   Так как этот усилитель будет находиться на рабочем столе в производственном офисе, он должен обязательно вписываться в рабочую обстановку. Повезло, что имелся вышедший из строя внешний CD-ROM, его дизайн подходил идеально. К тому же в его корпусе уже имелся выключатель, адаптер питания, розетка RCA и входы на задней панели, а также разъем для наушников на передней панели.

   При изготовлении усилителя были использованы только те электронные компоненты и комплектующие, которые имелись в наличии. Обычные  резисторы и плёночные конденсаторы. Конденсаторы ёмкостью 1 мкФ, 0.47 мкФ и 0,1 мкФ полипропиленовые. Но никто не мешает использовать и более качественные детали.

   Радиаторы охлаждения имеют сравнительно небольшой объём охлаждающей площади, но обращаю внимание на то, что они прикручены напрямую к металлическому корпусу, который также принимает участие в рассевании тепла. Объём меньшего по размеру радиатора примерно 1,75 квадратного дюйма. Обязательно изолировать MOSFET и регулятор от радиаторов.

   Работа усилителя была опробована при помощи регулируемого блока питания, он включался на низком напряжении. Смещение задается при помощи переменного резистора сопротивлением 100 кОм. Усилитель показал хорошую работу во всём интервале напряжения от 10 до 20 В, но всё же именно качественное воспроизведение звука начиналось при напряжении питания более 13 вольт.

   Далее работа усилителя была проверены при помощи USB осциллографа. Это DSO-2150 с 60 МГц пропускной способностью и максимальной частотой дискретизации 150 мк/с. Увиденная синусоида показала себе с лучшей стороны от 20 Гц до 20 кГц.

Меандр 100 Гц

Прямоугольный 4800 Гц

   Зелёного цвета входной сигнал, а желтый выходной. Мощность сигнала моего генератора не велика и это отражается на качестве исходных волн. Если сравнивать входное напряжение и выходное напряжение вы увидите, что коэффициент усиления цепи составляет около 0,8. Видно, что при 100 Гц присутствует легкий наклон. Наклон постепенно уменьшается, а частота увеличивается и за его пределами около 300 Гц квадрат волнового отклика отличный до 20 кГц — предела сигнала генератора. Поскольку музыка состоит в основном из синусоид это не проблема. Так как для регулировки громкости будут использоваться МП-3 плеер или компьютер, нет необходимости в потенциометре. Ещё один УНЧ, но уже с применением ламп, можно посмотреть тут.

Усилитель для наушников класса A

Представляем очередной успешный проект усилителя, работающий в чистом классе A на основе схемы из зарубежной радиолюбительской литературы. Предполагалось иметь компактную конструкцию, то есть блок питания и усилитель как одно целое, чтобы все элементы могли находиться в небольшом алюминиевом корпусе.

Электросхема УНЧ класса A

Электрическая схема транзисторного УНЧ класса A к наушникам

Элементы, которые использовались, выбраны наиболее подходящие для типичных аудиоустройств. Это прецизионные резисторы с низким уровнем шума, конденсаторы Panasonic и Rubycon, потенциометры, задающие ток покоя транзисторов, также высококачественные многооборотные Murata.

Схема блока питания усилителя

Электрическая схема БП УНЧ наушников

Что касается прослушивания, УНЧ на наушниках звучит просто сенсационно и послушав в нём музыку каждый сможет узнать, в чем прелесть аудиофильных устройств высокого класса (разница с простыми схемами очевидна). Все дополнено позолоченными штекерами и качественным разъемом для наушников.

Сразу заметна существенная разница в построении сцены, она определенно глубже, кроме того что пространственность и разрешение находятся на высоком уровне, отдельные инструменты стали хорошо представлены, особенно электрогитара, саксофон, а низкие регистры не сочетаются с вокалом, что делает каждый звук услышанным очень точно. В общем усилитель звучит так, как и хотелось по задумке.

Токи покоя установлены 125 мА в каждом плече, один канал потребляет около 250 мА.

Этот усилитель имеет высокое входное сопротивление, поэтому трудно устранять полностью гул. Лучше убрать потенциометр 2×47 кОм и поставить 2×1 кОм. Это уменьшит входное сопротивление и согласует вход с линейным выходом компьютера, который имеет сопротивление нагрузки как раз около 1 кОм. Это симметричный усилитель, поэтому на выходе при подключенных наушниках измеренное напряжение постоянного тока на землю должно быть 0 В. Если оно положительное или отрицательное, постоянный ток протекает через наушники и вызывает отклонение мембран, увеличивая их нелинейную работу и снижая динамику. Нужно отрегулировать схему так, чтобы выходной сигнал был строго 0 В, чем ближе к нулю — тем лучше. Установка выходов производится на подключенных наушниках и заземленных входах.

P1 регулирует ток покоя T11 и T12. Выходная симметрия 0 В может быть отрегулирована путем выбора R21 и R22. Вместо одного из этих резисторов можно подключить регулируемый резистор 33 кОм и, измерив выходное напряжение, точно установить напряжение на нагрузке равным 0 В. Диапазон регулировки должен быть в пределах ± 1,5 В, поэтому можно легко установить 0 В на выходе.

В усилителях звука проблема шума может заключаться и в чем-то другом, например в очень широкой полосе пропускания УНЧ, которая достигает десятков МГц. Транзисторы BC550 и BC560 имеют частоту среза 150 МГц, частота среза выходных транзисторов около 70 МГц. Поэтому ничто не мешает усилителю передавать частоты, рассчитанные в 9 МГц. Здесь начинается ступенька, потому что между соединительными кабелями и дорожками есть паразитные емкости, которые могут вызвать радиочастотную обратную связь и усилитель возбуждается. Типичными симптомами в этом случае являются повышенный уровень шума и тока.

Второй вариант схемы УНЧ

К сожалению, автор оригинальной схемы усилителя не защитил её от возбуждения, и эту ошибку следует исправить. Ниже приведена схема модернизированного усилителя, на которой добавлены несколько элементов, препятствующих возбуждению.

Вторая схема транзисторного усилителя класса A к наушникам

Эти элементы — на входе C9 100 пФ, этот конденсатор замыкает высокие частоты на землю. На выходе C10 470 пФ, который увеличивает обратную связь и, таким образом, уменьшает усиление для частот выше 100 кГц, и R24 — C11, которые нагружают усилитель на высоких частотах. Это важно, потому что наушники имеют определенную индуктивность и, следовательно, определенное реактивное сопротивление, а реактивное сопротивление увеличивается с увеличением частоты. Это приводит к тому что сопротивление нагрузки не будет равномерным во всем диапазоне частот усилителя. Элементы R24 и C11 компенсируют реактивное сопротивление наушников и, таким образом, нагрузка более — менее одинакова для более высоких частот.

Предложенная модификация не вызывает ухудшения усиления в полосе низких частот и частота среза усилителя составляет 80 кГц, где напряжение падает на 3 дБ относительно частоты 1 кГц.

Усилитель класса А для наушников

Приветствую, радиолюбители-самоделкины!

Схемы усилителей звука пользуются большой популярностью — если под рукой есть пара готовых пассивных колонок, многие предпочитают собрать усилитель собственными руками, под собственные «хотелки» и использовать его вместо готовых фирменных. Особенно актуально это в последние годы, когда многая электронная продукция на прилавках магазинов является буквально «одноразовой» и работает разве что до истечения гарантийного срока. Мощный усилитель в сочетании с объёмными и чувствительными колонками обеспечит действительно большую громкость — можно устраивать хоть дискотеку. Иногда это бывает очень кстати, но чаще наоборот — громкая музыка мешает окружающим, портит отношения с соседями, к тому же ещё и пагубно сказывается на слухе, а слушать тихо на колонках — не интересно. Вот здесь на помощь придут наушники — действительно полезная вещь для тех, кто хочет послушать громко, но не мешать при этом людям. Наушники также могут отличаться по мощности, размеру, форм-фактору, да и просто внешнему виду — самые дешёвые наушники-вкладыши можно купить даже за 100 р, но подойдут они разве что для прослушивания какого-нибудь текста, никак не музыки. Более дорогие модели обеспечивают хорошее качество звучания — звук с наушников чаще бывает гораздо более детальным, чем с колонок в помещении, т.к. отсутствуют многочисленные отражения от стен, которые на большой громкости превращают звук в кашу, особенно на большой громкости. Большая часть наушников, если речь не идёт о студийных, имеет для подключения стандартный разъём jack 3.5, их подключение предполагается к выходу смартфона, плеера, ноутбука либо компьютера. И если, например, звуковые карты компьютеров чаще всего хорошо приспособлены для работы с наушниками, то вот многие смартфоны или ноутбука имеют довольно примитивный аудио-выход, который ещё нормально работает, если подключать к нему усилитель, но заметно портит звук при работе на наушники. Вызвано это тем, что у наушники имеет довольно низкое сопротивление, как правило, 16-32 Ом, в то время, как вход типичного усилителя обычно имеет входное сопротивление около 20-100 кОм, что больше на несколько порядков. Для того, чтобы комфортно слушать музыку в наушниках, подключая их к любом источнику — необходим специальный усилитель, который бы был рассчитан на подключение не обычных динамиков, а наушников — выходная мощность при этом может быть значительно ниже, громкость наушников обуславливается их непосредственным расположением возле мембраны уха. Схемы усилителей для наушников также довольно распространены, существует множество различных вариантов как он дискретных компонентах, так и на микросхемах. Представленный ниже усилитель имеет достаточно простую схему, не требует для сборки каких-либо дорогих или дефицитных компонентов, к тому же, как пишет автор, обладает весьма приятным звучанием. Его особенность — работа в классе А, это обеспечивает достаточно большой ток покоя усилительного каскада, а следовательно и минимум искажений в сигнале на выходе. Если обычные усилители класса А «знамениты» тем, что сильно греются и требуют больших радиаторов, то усилитель этого же класса для наушников обладает существенно меньшим тепловыделением, ведь и мощность на выходе от него требуется более маленькая.

Схема представлена выше. Как можно увидеть, в ней в качестве усилителя используется всего один каскад на мощном полевом транзисторе IRF610. Такой транзистор запросто справится с рассеиванием тепла, вместо указанного также можно применить аналогичные более мощные, например, IRF630, IRF740, все они имеют корпус ТО-220, предусматривающий установку на радиатор. Второй активный элемент на схеме — микросхема LM317, очень популярная, только ленивый не строил на ней регулируемый блок питания. Здесь она включена несколько иначе, чем в регуляторе напряжения, используется она для обеспечения нужного тока покоя каскада, включена в качестве источника тока, а не напряжения. Применять здесь также следует микросхему к корпусе ТО-220, выпускаются они также в корпусе ТО-92, он не справится с током и рассеиванием тепла. Микросхему и транзистор нужно разместить на небольших радиаторах — тепло будет выделяться, но умеренно, громоздкие радиаторе и воздушный обдув не потребуются. Количество выделяемого тепла также будет зависеть от напряжения питания схемы — оно задаётся с помощью регулятора в блоке питания, но о нём позже. Чем больше будет напряжение питания, тем больше будете нагреваться радиаторы, допустимый нагрев — около 50-60°C, если температура больше и палец уже не удержать на радиаторе, то стоит взять радиаторы большей площади либо уменьшить напряжение питания. Как можно увидеть, напряжение питания может варьироваться в пределах 10-20 вольт, это самый оптимальный диапазон, питаться схема должна от стабилизированного источника напряжения, он будет рассмотрен чуть позже. В цепи затвора полевого транзистора можно увидеть переменный резистор — он нужен для установки на истоке транзистора половины напряжения питания. В данной схеме два активных компонента — транзистор и микросхема LM317 образуют делитель, если на вход не подаётся никакой сигнал, то в точке их соединения должна быть ровно половина напряжения питания (настроить можно с точностью до десятых вольт). Как только на вход подаётся какой-либо сигнал, потенциал этой точки смещается вверх или вниз, «в такт» входному сигналу, таким образом происходит усиление данного каскада. Использовать здесь можно практически любой подстроечный резистор, не обязательно многооборотный, номинал 100 кОм. Сигнал с источника подаётся на затвор через цепь из резисторов и конденсатора — резисторы подойдут самые обычные на 0,25Вт, конденсатор предпочтительнее использовать плёночный, ёмкость может быть в диапазоне 470 нФ — 1 мкФ, чем больше ёмкость, тем больше низких частот будет в звуке на выходе.

Также можно увидеть резистор между выводами микросхемы LM317 — его сопротивление, согласно схеме, 5 Ом, мощность можно взять в диапазоне 1-5Вт, на данном резисторе будет рассеиваться часть тепла, его количество также будет во многом зависеть от напряжения питания. Выход схемы подключается к точке соединения транзистора и микросхемы LM317 через пару конденсаторов — электролитический большой ёмкости, подойдёт на 680-1000 мкФ, напряжение как минимум 25В, и небольшой керамический либо плёночный на 100-470 нФ. При сборке обратите внимание на полярность конденсатора — к выходу он должен подключать минусом. Схема лучше всего работает на наушники сопротивлением 32 Ома, если используются более низкоомные резисторы, например, на 16 Ом, следует увеличить ток покоя схемы, подобрав номинал 5-ти омного резистора, нагрев частей схемы при этом также увеличится. Обратите внимание, что на схеме земли силовой части и сигнальной обозначены разными значками — в исходном варианте схемы предполагается, что они будут разделены для уменьшения шума в выходном сигнале, но практика показывает, что их можно без проблем соединять накоротко — никаких шумов от этого нет.



Выполняется схема на печатной плате сразу в двух экземплярах, ведь эта схема — моно-усилитель, а для воспроизведения стерео-сигнала усиливать нужно сразу два канала. Земля на плате разведена в виде звезды — такая разводка является наиболее правильной и исключает наличие земляных петель, которые приводят в постороннему фону в звуке. На каждом канале имеется свой вход и выход, также плата имеет два контакта для подачи питания — минусовой находится в самом центре «звезды».



Выше показана схема блока питания для усилителя — в идеальном случае нужно собрать две таких, отдельно для питания каждого канала. Схема представляет собой стандартный регулятор напряжения на той же микросхеме LM317, она потребует небольшого радиатора. Диоды — любые на ток хотя бы 1А и напряжение 100В, например, 1N4007, номинал переменного резистора можно брать в диапазоне 3-10 кОм, соотношением резисторов R1 и R2 будет задавиться диапазон регулировок выходного напряжения. Все конденсаторы на схеме — фильтрующие, на их ёмкости не стоит экономить, понадобится как минимум несколько тысяч микрофарад на входе регулятора. С3 — электролитический на 1 мкФ, С4 и С2 — плёночные либо керамические на 0,1 — 0,47 мкФ. На вход блока питания подаётся переменное напряжение с трансформатора 20-40 вольт, оно выпрямляется диодным мостом.

Собранный усилитель необходимо поместить в подходящий корпус, например, отлично будет смотреться деревянный, можно использовать и металлический — он защитит от внешних наводок, корпус нужно будет соединить с минусом схемы. Таким образом, получился прекрасный усилитель наушников, который собирается с доступных и недорогих деталей и несомненно порадует звуком, а также позволит использовать наушники без проблем с любыми источниками звука. Удачной сборки! В архиве ниже можно скачать печатную плату.

Источник (Source)

Facebook

ВКонтакте

Twitter

ОК

Усилитель класса А для наушников

   Я был совсем не в восторге от того как звучат мои 32-омные наушники от аудиокарты ПК, поэтому решил построить себе усилитель класса А для наушников. Цель была сохранить его простым, макимально недорогим и с высокой повторяемостью. Усилитель представляет из себя типичную однокаскадную схему с использованием активного источника постоянного тока вместо пассивного сопротивления. Это удваивает эффективность схемы. Чтоб не было никакого шума и помех от источника питания, которые будут проходить через усилитель, потребуется использовать стабилизированный источник питания. Например 10-20 В и 750 мА должно быть достаточно.

Усилитель класса А для наушников — схема электрическая

   Схема показана на рисунке выше (клик для увеличения размера). Тут используется MOSFET транзистор IRF610, но могут быть использованы и другие аналогичные. LM317 регулятор напряжения используется для стабилизатора тока и она настроена на 250 мА.

   Этот усилитель для наушников будут располагаться на столе у себя на работе, поэтому он должен вписываться в офисный интерьер. К счастью, у меня был нерабочий внешний CD-ROM, что позволило создать идеальный красивный и удобный корпус.

   Усилитель для наушников был впервые опробован на регулируемом блоке питания. Смещение устанавливается путем изменения сопротивления переменныого резистора 100k.

   УНЧ работал хорошо между 10 и 20 вольт, но он работает лучше всего в верхнем пределе. Ниже приведены снимки экрана программы-осциллографа на частотах 100Гц и 4800Hz.

   В конструкции нет потенциометра — регулятора громкости, да он и не нужен на усилителе к наушникам. В общем можно сделать вывод, что для простого однотактного усилителя, звук достаточно хороший.
Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Самодельный усилитель для наушников

   Схема такого несложного самодельного усилителя для наушников известна давно. Схема относительно проста, и содержит распространенные компоненты, в ней использованы всем доступные транзисторы серии кт315. Эта схема была опубликована во многих зарубежных радиожурналах, поэтому за границей так-же достаточно популярна. И вот представляем вашему вниманию этот усилитель на отечественных компонентах.

   Мощность УНЧ небольшая, но взамен качество звучания на высоком уровне, поскольку это полностью транзисторный усилитель класса А. Поскольку усилитель предназначен для низкоомных наушников, то нужно собрать стереофонический усилитель на два канала, соответственно для каждого канала по усилку. Усилитель может питать низкоомные наушники, это дает возможность использовать высококачественные наушники большого диаметра. 

    Главная особенность схемы то, что усилитель можно питать от ЮСБ порта пк, схема начинает работать от напряжения 3 вольт и продолжает работоспособность, когда напряжение питания 12 вольт, но более 9 вольт подавать не стоит. Ток покоя усилителя составляет 25 мА на каждый канал. От аккумуляторов значительным образом работает лучше, чем от блока питания, кпд усилителя не более 60%, но взамен можете насладится восхитительным звуком класса А. Выходная мощность каждого канала достигает до 1 ватт, согласитесь немало для такого малыша. 

   Выходная мощность усилителя позволяет собрать маломощные автономные колонки к плееру или к мобильному телефону. При желании можно заменить транзисторы на импортные, например С9014 или 9018, хотя и на КТ-шках работает неплохо. Для автономного пользования, в качестве источника напряжения очень удобно использовать батарейки типа КРОНА с напряжением 9 вольт, желательно алкалаиновые — они как правило обладают большой емкостью. 

Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Усилитель для наушников класса A

Конденсаторы в тракте аудиосигнала ПЛОХИЕ. Даже самые лучшие серебряно-слюдяные или полимерные колпачки демонстрируют нелинейность при низких уровнях напряжения. Конденсаторы относятся к блокам питания и никуда больше. Конденсаторы, используемые для компенсации усилителя, обычно означают, что усилитель в остальном нестабилен, с полюсами в правой полуплоскости, и, следовательно, это плохая конструкция.

Трансформаторы в тракте аудиосигнала еще хуже: нелинейность в структуре усиления, паразитная емкость между обмотками, проблемы с импедансом…. Трансформаторы относятся к линейным источникам питания и больше никуда.

Сверхвысокое усиление разомкнутого контура: НАСТОЯЩЕЕ, НАСТОЯЩЕЕ ПЛОХО !!! Это в основном означает все, что есть операционный усилитель. Схемы операционных усилителей с коэффициентом усиления разомкнутого контура 10 000 или более требуют большого количества обратной связи, чтобы их можно было использовать. Хотя это снижает THD, продукты интермодуляции и особенно переходные продукты интермодуляции намного выше, чем они должны быть.

Сервоконтур НЕ ДОЛЖЕН быть в контуре звуковой обратной связи.Это правило тоже очень важно. Два моих любимых производителя высококачественной аудиоэлектроники вставляют серво-петли на минусовые входы своих усилителей. Большинство других производителей, использующих сервоконтур, делают то же самое. Операционные усилители, используемые для контуров сервопривода, не имеют достаточно низкого выходного сопротивления, чтобы они подходили для этой цели. Кроме того, динамический выходной импеданс операционных усилителей добавляет нелинейности звуку, когда он включен последовательно с резистором усиления на отрицательном входе.

Это делает создание сверхвысококачественного аудио материала сложной задачей.Мои цели при разработке этого усилителя заключались в следующем: снизить коэффициент усиления на каскад, сохранить все каскады в классе A, предотвратить приближение дифференциального входного каскада даже близко к ограничению с помощью источника тока. Поскольку усилитель имеет низкий общий коэффициент усиления и небольшую обратную связь, сервопривод помогает предотвратить появление постоянного напряжения на выходе. В общем, если коэффициент усиления разомкнутого контура поддерживается на низком уровне, чтобы устранить все или большую часть переходных интермодуляционных искажений, тогда схема усилителя должна быть чрезвычайно линейной и с низким уровнем искажений.В противном случае вы получите что-то, что измеряет и работает как дерьмо.

Схема

Схема стандартной (без мостового выхода) версии усилителя для наушников показана на рисунке 1. Коэффициент усиления без обратной связи усилителя составляет около 35. Даже при удалении обратной связи THD составляет менее 0,01%. Это важно, потому что чем более линейен усилитель без обратной связи, тем больше искажения THD, IM и TIM уменьшаются до неизмеримых уровней с добавленной обратной связью.

Stage 1 — это полностью дифференциальный полностью сбалансированный входной каскад с двойным полевым транзистором. Общий ток холостого хода составляет 2 мА на сдвоенный полевой транзистор (1 мА на полевой транзистор) и 4 мА для всего входного каскада, который состоит из обоих сдвоенных полевых транзисторов. Двойные полевые транзисторы генерируют смещение, которое запускает второй каскад, и постоянно удерживает его и результирующую выходную секцию в классе A. Полевые транзисторы — это двойные блоки со сверхмалым шумом, специально разработанные для аудио. Суммарный коэффициент усиления по напряжению первой ступени составляет 50.

Этап 2 — этап драйвера.Это стандартный усилитель напряжения класса А, в данном случае используемый в качестве переключателя напряжения. Коэффициент усиления по напряжению составляет 0,5, а ток холостого хода 4,3 мА.

Двухтактный выходной каскад класса A представляет собой серию параллельно включенных эмиттерных повторителей и токовых буферов. Коэффициент усиления по напряжению составляет 0,9, а коэффициент усиления по току — 75. Ток холостого хода составляет 15 мА на транзистор (или 60 мА для 8 транзисторов на шине +16 В постоянного тока и 60 мА для 8 транзисторов на шине -16 В постоянного тока). Я спроектировал выходную секцию так, чтобы она работала на оптимальном уровне для этих транзисторов, который составляет 15 мА каждый.Да, становится жарко; он должен быть горячим (но недостаточно горячим, чтобы требовать радиаторов). Невозможно сделать усилитель с выходным импедансом менее 0,1 Ом без выброса изрядного количества тока.

Сервосхема новая: большинство конструкций сервоприводов (например, Марк Левинсон и Крелл) возвращают выход сервопривода постоянного тока в ножку усилителя. Мне это просто не нравится. Это помещает шум и нелинейности операционного усилителя внутрь звукового контура.

Мой сервопривод возвращается к источникам тока для двойных полевых транзисторов на этапе 1.Как и все сервоприводы, это интегратор. Из-за большого (относительно) интегрирующего конденсатора и резистора на 1 мегапиксель частота этого фильтра составляет 0,05 Гц. Даже с приличным операционным усилителем шум сервопривода составляет десятки микровольт и существенно не влияет на работу источников тока.

Сервоусилитель в этом усилителе измеряет постоянный ток на выходе, если он есть, интегрирует его и подает на среднюю точку двух светодиодов. У светодиодов есть небольшое изменение напряжения по отношению к току, примерно на 3 или 4%, и этого достаточно, чтобы сервопривод работал.Обратите внимание, что если транзисторы или резисторы очень плохо согласованы, сервопривод не будет работать, потому что его общий диапазон управления составляет не более 10%. Большинство стандартных сервоприводов (таких как сервоприводы Mark Levinson или Krell) имеют гораздо более широкий диапазон.

Для наушников с высоким сопротивлением небольшой постоянный ток не повредит телефонам. С низким импедансом Grados даже 0,1 В постоянного тока в течение длительного периода времени определенно повредит и / или изменит звук. Если все детали подобраны вручную, источники питания точно такие же, а все резисторы действительно хорошего качества, усилитель должен быть стабильным и не должен дрейфовать.В этом случае сервопривод можно не устанавливать или заменить на подстроечный резистор 20K, подключенный от + 16V к -16VDC, при этом дворник будет подключен к регулировочному штифту постоянного тока. В прототипе используются резисторы с допуском 0,05%, и я подобрал транзисторы вручную. Выходной постоянный ток составляет менее 6 мВ и оставался абсолютно стабильным в течение нескольких месяцев, которые у меня были.

Схема — выход для мостовой версии усилителя.
Рисунок 2

Усилитель дает около 0,5 Вт на 32 Ом. В классическом определении класса A верхние транзисторы будут потреблять 120 мА, а нижние транзисторы — 0 мА.Однако два резистора номиналом 3 кОм во второй ступени фактически предотвращают полное отключение любой группы транзисторов, поддерживая на противоположной ступени абсолютный минимум 5 мА. В любом случае 0,5 Вт в Grados невероятно громко.

Версия усилителя с балансным мостовым выходом (рисунок 2) предназначена для тех наушников, которые можно подключить как двойное моно (см. Приложение для инструкций по преобразованию пары стандартных наушников Grado SR-80 в двойные монофонические наушники). Он имеет вдвое больший размах напряжения, вдвое большую скорость нарастания и в 4 раза большую выходную мощность (конкурирует с балансным усилителем Max HeadRoom за 2600 долларов).

Схема блока питания.

Ультрарегулирование источника питания (рис. 3) настолько чрезмерное и ненужное, что большинство, если не все, люди, создающие этот усилитель, даже не заметят разницы. Однако у этой конструкции есть ряд преимуществ. Во-первых, это конструкция с двойным отслеживанием. Поскольку коэффициент усиления без обратной связи усилителя невелик, подавление синфазного сигнала из-за источника питания невелико. Однако, если обе шины + и — напряжения перемещаются вверх и вниз на одинаковую величину, дрейфа смещения нет.

Из-за предварительных регуляторов общие колебания линии / нагрузки составляют менее 0,0001%. Быстрые конденсаторы позволяют источнику питания быстро и контролируемым образом реагировать на высокореактивные нагрузки, такие как Grados. Выходы операционных усилителей активны в обоих направлениях; они могут толкать или тянуть, чтобы источник питания находился точно в нужной точке. Дизайн блока питания был попыткой создать самый лучший блок питания, который я мог. Он даже тише батареек.

Строительство

Прототип был построен с двухточечной проводкой, благодаря чему он был плотным и компактным.Компоновка в точности такая, как показано на схеме, поэтому плата состоит только из одного слоя. Хотя усилитель легко построить без печатной платы, я разработал ее для усилителя. Каждая плата (вам нужно 2 для стандартного усилителя или 4 для мостовой версии) имеет размер 3,3 «x 3,8». Через несколько месяцев я могу переделать плату в одной из систем, где я могу отправить файл через Интернет и получить платы обратно (например, expresspcb.com).

Полный диапазон управления сервоприводом составляет не более 10%, поэтому некоторые из связанных с сервоприводом частей должны быть точно согласованы для оптимальной работы сервопривода.Резисторы на 500 Ом, светодиоды 1,6 В, транзисторы смещения и транзисторы второго каскада должны быть согласованы с точностью до 0,5% или даже 0,25% для оптимальной работы сервопривода (сдвоенные полевые транзисторы уже согласованы). Чтобы совместить светодиоды, подключите один последовательно с резистором 10 кОм, подключите к нему 15 В постоянного тока и измерьте напряжение на нем. Сделайте это с несколькими из них и выберите наиболее подходящего.

Схемы согласования транзисторов NPN и PNP.

Я использовал измеритель кривой Tektronix для согласования транзисторов.На рисунке 4 показаны две схемы для согласования бета (усиления) транзисторов NPN и PNP с использованием только вольтметра. Просто измерьте (и сопоставьте) напряжение коллектора каждого транзистора относительно земли. Оно должно быть в диапазоне от 10 до 11 В для NPN или от 5 до 6 В для PNP.

Нет заменителей полевых транзисторов. Транзисторы PNP и NPN в прототипе были MPS8099 и MPS8599. Onsemi прекратил их выпуск, но их еще много. Я покупаю все свои транзисторы через Интернет в MCM Electronics.У меня было слишком много проблем со всеми остальными. PNP 2SA1015 стоит 0,46 доллара США каждый; NPN 2SC1815 стоит 0,41 доллара США каждый. Двухканальный полевой транзистор 2SJ109 с р-каналом стоит около 6,50 долларов; его n-канальный аналог стоит 5,90 долларов. К тому времени, как вы все это сложите, он все еще находится под минимальным заказом MCM, поэтому вам придется покупать что-то еще.

Печатная плата.

Быстродействующие конденсаторы 5 мкФ в блоке питания не критичны. Они удовлетворяют «сумасшедшую бахрому» в аудио. Эти конденсаторы рассчитаны на скорость нарастания (dv / dt) примерно в 4 раза больше, чем у стандартного конденсатора.Они стоят 7,50 долларов от компании Illinois Capacitor Company. Точно так же операционные усилители в блоке питания не критичны. В прототипе источника питания я использовал Apex PA09, который имеет скорость нарастания 400 В / мкс и стоит 167 долларов каждый (помните, я сумасшедший). Нормальные люди должны использовать Texas Instruments OPA549 (10 В / мкс), которые стоят 11 долларов каждый. Регуляторы LM3xx имеют теплоотвод (рассеивающий не менее 3 Вт каждый, 6 Вт для мостовой версии усилителя).

Корпус представляет собой линию Mod.U. от Precision Fabrication Technologies Inc.(номер по каталогу 03-1209-BW), доступный в Newark Electronics. В наши дни они стоят около 85 долларов за штуку. Алюминиевый корпус прост в использовании, его легко пробивать, и он хорошо справляется с покраской. Разъем для наушников — дешевый Radio Shack. Хотя работает нормально. С тех пор я получил несколько разъемов Neutrik, которые я вставлю в какой-то момент. Теоретически существует контур заземления между разъемами RCA на задней панели и разъемом для наушников на передней панели. Хотя гул 60 Гц ниже примерно на 110 дБ, разъемы Neutrik изолированы и устранят эту проблему.

Интерьер шасси усилителя.

Выход усилителя ограничен по напряжению (не по току), потому что второй каскад выходит за пределы размаха напряжения — обычно около 6 В (среднеквадратичное значение). Для нагрузки 32 Ом максимальная выходная мощность составляет 1,125 Вт (0,1875 А). Для нагрузки 300 Ом, такой как Sennheiser HD600, максимальная выходная мощность составляет 0,125 Вт (0,02 А). Чтобы увеличить максимальное выходное напряжение, скажем, до 10 В (среднеквадратичное значение), попробуйте увеличить источник питания до ± 20 В постоянного тока и измените резисторы 500 Ом в источниках / стоках тока на 600 Ом (или ± 24 В постоянного тока и 700 Ом — но будьте осторожны, чтобы не поджарить выходные транзисторы).

Мостовая версия будет выдавать 4,5 Вт на 32-омный Grados и 0,5 Вт на 300-омный Sennheiser HD600. На полной мощности усилитель выпадает из класса А, но на уровнях, которые все равно зажжут вам уши.

Результат

Регулировки: В источнике питания отрегулируйте верхний потенциометр триммера 20K на +24 В на отводе после LM317. Затем отрегулируйте нижний потенциометр 20K на -24В на кране после LM337. (Примечание: отводы ± 48 В показаны только для справки; в действительности они не используются усилителем.) Если сервопривод был заменен на подстроечный резистор 20K, отрегулируйте подстроечный резистор так, чтобы на выходе было 0 В постоянного тока. Все, что ниже 25 мВ, нормально.

Я слушал сбалансированный HeadRoom Max на выставке Home Electronics Show. Низкочастотный басовый шум в аппарате отсутствует. Когда я послушал BlockHead (3333 доллара США) и сравнил его с моим небалансным / балансным усилителем, произошло то же самое. Без бабы слушать не так весело.

Этот усилитель дает Grados и Etymotic Canalphones более полный и более четкий звук, чем встроенные разъемы для наушников на различных проигрывателях — бас имеет такую ​​особенность, которой никогда не было.И изображение перемещается от головы к центру носа. Etymotics, как правило, звучат тонко и отдаленно по сравнению с другими усилителями. В целом, я должен сказать, что этот усилитель воспроизводит басы гораздо более солидные — аналогично помещению микрофона перед басовой скрипкой, а не внутри нее.

Трехтранзисторный усилитель для наушников — класс AB

Детали Список: R1 — 100K R2 — 330 R3 — 100 R4 — 22 (2-4.5 В) R4 — 100 (5 — 12 В) C1 — 4,7 мкФ C2 — 4,7 мкФ C3 — 100 — 1000 мкФ C4 — 220 мкФ P1 — 100K D1, D2 — 1N4148 Q1, Q2 — BC549 Q3 — BC559 Технический Технические характеристики: Поставка Напряжение: 2 — 12 В Энергопотребление: 10 мА / 3 В — 30 мА / 12 В (измерения взято с использованием стерео версии) Выходная мощность: 300 мВт О эта схема Это это улучшенная версия усилителя для наушников Я построил много лет назад.Я так хотел поделитесь им с вами, потому что эта простая схема оказал мне большую услугу через все эти годы. Это очень просто и надежно, сложно перерыв, предлагает много мощности, отличный звук качество, он состоит всего из нескольких простых частей и что более важно у него очень маленькая мощность потребление.Всего с двумя батареями AA он может работать очень долго;). Новое Возможности С Я построил этот усилитель очень давно, решил сделать улучшенную версию сейчас.Схема должен быть добавлен к средствам защиты, которые направлены на аналогичные цель. Первая защита, состоящая из R4 и C3, просто снижает шум при повороте усилитель ВКЛ и ВЫКЛ. Вместо применения полное напряжение питания на усилителе, резистор R4 медленно заряжает конденсатор С3 и производит мягкий эффект включения и мягкого выключения.Второй защита — резистор R3, который уменьшает шум при подключении и отключении наушники образуют разъем для наушников. В резистор не снижает громкость усилителя но просто имитирует сопротивление наушников когда к усилителю не подключены наушники. Когда при проектировании печатной платы для этой схемы я переоценил размер доски немного и доски был просто слишком большим (4 см х 5 см).В результате я решил отрезать ненужную доску, таким образом сделав проект поменьше. Посмотрев на это для некоторое время и снова измеряя размер, я подумал насчет знакомого имени. Поскольку размер проект 4см на 4см было бы неплохо подарить это имя 4×4, так как усилитель довольно мощный что касается его небольшого размера. Что можно ли его использовать? Это удобный усилитель может найти бесконечное применение дом. Например, его можно использовать как универсальный стереоусилитель для устройств например, портативные устройства, радио, CD-плееры, компьютеры, DVD, видеомагнитофоны, телевизоры и т. Д.Или в электронной сфере как отличный усилитель звука для радио, микрофонов, или используется как аудио тестер. Как для себя решил построить три стерео версии, одна для моего компьютера для моего нового добавлен разъем для наушников на передней панели, еще один один во внешнем корпусе для моего TV / DVD / VCR что позволяет мне смотреть фильмы по ночам, пока никому не мешать в доме, и последний, который я использую как аудио тестер для моих электронных проектов. Accurate LC Meter Создайте свой собственный Accurate LC Meter (измеритель индуктивности емкости) и начните создавать свои собственные катушки и индукторы. Этот LC-метр позволяет измерять невероятно малые индуктивности, что делает его идеальным инструментом для изготовления всех типов ВЧ-катушек и индукторов.LC Meter может измерять индуктивность от 10 нГн до 1000 нГн, 1 мкГн — 1000 мкГн, 1 мГн — 100 мГн и емкости от 0,1 пФ до 900 нФ. Схема включает автоматический выбор диапазона, а также переключатель сброса и обеспечивает очень точные и стабильные показания. PIC Вольт-амперметр Вольт-амперметр измеряет напряжение 0-70 В или 0-500 В с разрешением 100 мВ и потребляемый ток 0-10 А или более с разрешением 10 мА. Счетчик является идеальным дополнением к любым источникам питания, зарядным устройствам и другим электронным устройствам, в которых необходимо контролировать напряжение и ток.В измерителе используется микроконтроллер PIC16F876A с ЖК-дисплеем с подсветкой 16×2. Частотомер / счетчик 60 МГц Частотомер / счетчик измеряет частоту от 10 Гц до 60 МГц с разрешением 10 Гц. Это очень полезное стендовое испытательное оборудование для тестирования и определения частоты различных устройств с неизвестной частотой, таких как генераторы, радиоприемники, передатчики, функциональные генераторы, кристаллы и т. Д. 1 Гц — 2 МГц XR2206 Функциональный генератор 1 Гц — 2 МГц Функциональный генератор XR2206 выдает высококачественные синусоидальные, квадратные и треугольные сигналы с высокой стабильностью и точностью. Формы выходных сигналов могут модулироваться как по амплитуде, так и по частоте. Выход 1 Гц — 2 МГц Функциональный генератор XR2206 может быть подключен непосредственно к счетчику 60 МГц для настройки точной выходной частоты. BA1404 HI-FI стерео FM-передатчик Будьте в прямом эфире со своей собственной радиостанцией! BA1404 HI-FI стерео FM-передатчик передает высококачественный стереосигнал в FM-диапазоне 88–108 МГц.Его можно подключить к любому типу стереофонического аудиоисточника, например, iPod, компьютеру, ноутбуку, проигрывателю компакт-дисков, Walkman, телевизору, спутниковому ресиверу, магнитофонной кассете или другой стереосистеме для передачи стереозвука с превосходной четкостью по всему дому, офису, двору или дому. палаточный лагерь. USB IO Board USB IO Board — это крошечная впечатляющая маленькая плата разработки / замена параллельного порта с микроконтроллером PIC18F2455 / PIC18F2550.Плата USB IO совместима с компьютерами Windows / Mac OSX / Linux. При подключении к плате ввода-вывода Windows будет отображаться как COM-порт RS232. Вы можете управлять 16 отдельными выводами ввода / вывода микроконтроллера, отправляя простые последовательные команды. Плата USB IO имеет автономное питание от порта USB и может обеспечить до 500 мА для электронных проектов. Плата USB IO совместима с макетной платой. Комплект для измерения ESR / емкости / индуктивности / транзисторов1 Ом — 20 МОм), тестирует множество различных типов транзисторов, таких как NPN, PNP, полевые транзисторы, полевые МОП-транзисторы, тиристоры, тиристоры, симисторы и многие типы диодов. Он также анализирует такие характеристики транзистора, как напряжение и коэффициент усиления. Это незаменимый инструмент для поиска и устранения неисправностей и ремонта электронного оборудования путем определения производительности и исправности электролитических конденсаторов. В отличие от других измерителей ESR, которые измеряют только значение ESR, этот измеритель одновременно измеряет значение ESR конденсатора, а также его емкость.

Комплект усилителя для наушников для аудиофилов Комплект усилителя для наушников для аудиофилов включает в себя высококачественные компоненты аудиосистемы, такие как операционный усилитель Burr Brown OPA2134, потенциометр регулировки громкости ALPS, разветвитель шины Ti TLE2426, фильтрующие конденсаторы FM Panasonic со сверхнизким ESR 220 мкФ / 25 В, Высококачественные входные и развязывающие конденсаторы WIMA и резисторы Vishay Dale. Разъем для микросхем 8-DIP позволяет заменять OPA2134 на многие другие микросхемы двойных операционных усилителей, такие как OPA2132, OPA2227, OPA2228, двойной OPA132, OPA627 и т. Д.Усилитель для наушников достаточно мал, чтобы поместиться в жестяной коробке Altoids, и благодаря низкому энергопотреблению может питаться от одной батареи на 9 В.

Комплект прототипа Arduino Прототип Arduino — это впечатляющая плата для разработки, полностью совместимая с Arduino Pro. Он совместим с макетной платой, поэтому его можно подключить к макетной плате для быстрого прототипирования, и на обеих сторонах печатной платы имеются выводы питания VCC и GND.Он небольшой, энергоэффективный, но настраиваемый с помощью встроенной перфорированной платы 2 x 7, которую можно использовать для подключения различных датчиков и разъемов. Arduino Prototype использует все стандартные компоненты со сквозными отверстиями для легкой конструкции, два из которых скрыты под разъемом IC. Плата оснащена 28-контактным разъемом DIP IC, заменяемым пользователем микроконтроллером ATmega328 с загрузчиком Arduino, кварцевым резонатором 16 МГц и переключателем сброса. Он имеет 14 цифровых входов / выходов (0-13), из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ и 6 аналоговых входов (A0-A5).Эскизы Arduino загружаются через любой USB-последовательный адаптер, подключенный к 6-контактному гнезду ICSP. Плата питается напряжением 2-5 В и может питаться от батареи, например, литий-ионной батареи, двух элементов AA, внешнего источника питания или адаптера питания USB.	4-канальный беспроводной радиочастотный пульт дистанционного управления с частотой 433 МГц, 200 м Возможность беспроводного управления различными приборами внутри или за пределами вашего дома является огромным удобством и может сделать вашу жизнь намного проще и веселее.Радиочастотный пульт дистанционного управления обеспечивает дальность действия до 200 м / 650 футов и может найти множество применений для управления различными устройствами, и он работает даже через стены. Вы можете управлять освещением, вентиляторами, системой переменного тока, компьютером, принтером, усилителем, роботами, гаражными воротами, системами безопасности, занавесками с электроприводом, моторизованными оконными жалюзи, дверными замками, разбрызгивателями, моторизованными проекционными экранами и всем остальным, о чем вы можете подумать.

Усилитель для наушников, класс A — Kit-Amp

Усилитель для наушников класса А.
Усилитель собран по схеме Lehmann Audio Black Cube, но в отличие от оригинала след дорожек уменьшен более чем в 2 раза, что не может не сказаться положительно на работе устройства. Доступно несколько вариантов:

Транзисторы
— Выходные транзисторы BD140 / BD139 Philips, винтажные в сером корпусе на медных ножках.
— Выходные транзисторы BD140 / BD139 (Fairchild Semiconductor) они в прошлом «ВКЛ», а еще раньше «МОТОРОЛЛА».
— Выходные транзисторы BD140 / BD139 (ST)
— Драйверные транзисторы BC546 / BC556 Philips, винтаж с серебром » лицо »
— Драйверные транзисторы BC546 / BC556 (Fairchild Semiconductor) они в прошлом« ВКЛ », а еще раньше« МОТОРОЛЛА »
— Драйверные транзисторы BC546 / BC556 (Китай)

Изолирующие конденсаторы
— Полипропиленовые пленочные конденсаторы WIMA, MKP серия
— Пленочные полипропиленовые конденсаторы серии CBB21, CBB22

Резисторы
Металлопленочные резисторы Vishay DALE
Металлопленочные резисторы Vishay Beyschlag mbb0207 Металлопленочные резисторы
Китай

Рекомендуется для использования с модулем защиты наушников

Модуль усилителя оснащен операционный усилитель
NE5532 или TL072 на выбор.
За дополнительную плату возможна комплектация:
LME49860
OPA2134
Возможны опции по индивидуальной договоренности.
Напряжение питания 2х13 … 16В.
Наличие тороидальных трансформаторов для питания данного усилителя.

Класс усилителя	А
Встроенная защита	Нет
Усиление	18
Максимальное напряжение питания (биполярное / постоянное) DC	20 В
Минимальное напряжение питания (биполярное / постоянное) DC	17 В
Количество каналов	стерео
Выходные транзисторы	BD139 / BD140
Мощность при 30 Ом	0,4 Вт
Напряжение питания, максимальное (переменное / 2 плеча включено) AC	16 В
Напряжение питания, минимальное (переменное / 2 плеча включено) AC	13 В
THD	0.001% при 0,4 Вт при 60 Ом

Усилитель для наушников

класса A с транзистором BC308

Схема была построена вокруг функциональности усилителя класса A для создания схемы наушников.

• BC308 — эпитаксиальный планарный PNP-транзистор, используемый в усилителях общего назначения и в малошумящих усилителях благодаря своим характеристикам, таким как высокое напряжение и низкий уровень шума
• BC237 — транзистор общего назначения NPN, используемый для коммутации и усиления общего назначения из-за его низкого тока с максимальным значением 100 мА, низкого напряжения с максимальным значением 45 В и заключенный в пластиковый корпус T0-92 и SOT54
• Класс A — относится к выходному каскаду, где ток смещения больше максимального выходного тока, поэтому все выходные транзисторы всегда проводят ток из-за его линейности и низкого искажения

Хотя схема имела простую конструкцию, все проблемы, связанные с частотной характеристикой и искажениями, были компенсированы.На входном каскаде сопротивление для тока имеет значение 250 кОм, а нагрузка, которая может приводиться в действие схемой, может находиться в диапазоне от 100 кОм до 2 кОм. Схема осуществляет отрицательную связь во время операции, когда энергия передается от одной среды к другой.

Выход усилителя работает в режиме класса A, в котором выходной сигнал является точной увеличенной копией входного сигнала без каких-либо ограничений. Обычно они используются для реализации усилителей слабого сигнала, поскольку они менее сложные, более линейные и очень эффективные.Он состоит из резистора 39R и активно заряженного транзистора BC308. Частотная характеристика может составлять от 37 Гц до 470 кГц или -1 дБ при нагрузке 200R.

Во время работы ток смещения составляет приблизительно от 14 мА до 15 мА, в то время как коэффициент усиления блока составляет 25. Питание схемы происходит от 6 В до 24 В постоянного тока. Выходное напряжение будет составлять 1,5 В или 11 мВт с искажением 0,5%. Усилитель наушников в основном предназначен для управления динамиками наушников, но не подходит для использования с динамиками, поскольку они имеют источники малой мощности.Большинство из них встроено в некоторые электронные устройства, такие как портативные музыкальные плееры и телевизоры. Их также можно использовать для громкоговорителей, используемых в настольных компьютерах или рабочих станциях, поскольку они работают в качестве каскада предусилителя.

Связанные товары: Discrete Misc

Усилитель для наушников на базе класса A

Конструкция схемы основана на работе усилителя класса A для управления парой наушников с помощью мини-усилителя.

Конструкция схемы основана на работе усилителя класса A для управления парой наушников с помощью мини-усилителя.

• Класс A — относится к выходному каскаду, где ток смещения превышает максимальный выходной ток, поэтому все выходные транзисторы всегда проводят ток из-за его линейности и низкого искажения

• BC184 / BC214 — дополнительный кремниевый планарный эпитаксиальный транзистор, используемый в драйверах и усилителях малых сигналов AF, а также в малошумящих предусилителях благодаря хорошей линейности коэффициента усиления постоянного тока

• BD135 — силовой транзистор NPN, используемый для каскадов драйверов в усилителях Hi-Fi и телевизионных схемах из-за его низкого напряжения при максимуме 80 В и большого тока на 1.5 А максимум

• BD136 — кремниевый силовой транзистор PNP, используемый для каскадов драйверов в телевизионных схемах и усилителях с высокой точностью воспроизведения, с такими характеристиками, как большой ток, и упакованный с TO-126

Усилитель для наушников имел простую конструкцию. Это связано с тем, что ни характеристики нагрузки, ни требования к мощности на выходе очень трудно достичь, потому что наушники обычно имеют сопротивление нагрузки 50 Ом и выше до 600 Ом.Для нормального выхода потребуется максимум от 1 В до 2 В RMS. Лучше использовать каскад усилителя класса А, потому что для этой схемы требуется только малая мощность. Часто усилители класса A состоят из транзистора постоянного тока, подключенного от выхода к отрицательному источнику питания, и управляемого транзистора, подключенного от выхода к положительному источнику питания. Постоянный ток смещения протекает непосредственно от положительного источника питания к отрицательному при отсутствии входного сигнала. Это приведет к отсутствию выходного тока, но с потреблением нескольких мощностей.

В этой схеме транзисторы Q5 и Q6 должны быть рассчитаны на ток 100 мА каждый, чтобы они могли эффективно работать как усилитель класса А. Выходная мощность 1,5 Вт обеспечивается источником питания 15 В. Однако для каждого транзистора требуется небольшой радиатор. Входной аудиосигнал регулируется логарифмическим потенциометром RV1 на 10 кОм, а выходное напряжение смещения постоянного тока для 0 В регулируется подстроечным резистором TR1. Однако потребуются две схемы, если она предназначена для стереозвука.

R1-4 = 1,2 кОм
R2-3 = 3,9 кОм
R5 = 100 кОм
R6-10 = 10 кОм
R7-9 = 2,2 кОм
R8 = 150 Ом
R11-13 = 6R8 Ом
R12 = 4,7 Ом R14 = 68 кОм
RV1 = 10 кОм Лог. горшок.
TR1 = подстроечный резистор 10 кОм
C1 = 4,7 мкФ 63 В MKT
C2-7 = 100 мкФ 25 В
C3-5 = 100 нФ 100 В MKT
C4-6 = 100 мкФ 16 В
C8-10 = 470 мкФ 25 В
C9-11 = 100 нФ 100 В керамический
Q1-3 = BC184
Q2-4 = BC214
Q5 = BD136 или BD538
Q6 = BD135 или BD537
Все резисторы 1/4 Вт 1%

Усилитель для наушников — это разновидность аудиоусилителя и миниатюрного усилителя мощности, разработанного специально для правильного управления небольшими динамиками внутри наушников, а не динамиками.Они коммерчески доступны и встроены в электронные устройства, такие как портативные музыкальные плееры, телевизоры и интегрированные усилители. Они также позволяют использовать наушники с высоким сопротивлением от источников звука с низким энергопотреблением. Расширение динамического диапазона и разрешение тембральных и тональных деталей существенно улучшены, а музыкальная четкость максимальна.

Для настольных ПК или рабочих станций усилители для наушников также можно использовать в качестве каскада предусилителя для настольных динамиков с автономным питанием и в качестве центрального контроллера переключения между различными аналоговыми и цифровыми источниками звука.USB-соединения также доступны в других специализированных усилителях для наушников, используемых вместе с другими цифровыми входами, такими как коаксиальный и оптический, которые поступают непосредственно от цифрового USB-канала компьютера.

Death of Zen Class-A — Используйте его как усилитель для наушников

Death of Zen Class-A — Используйте его как усилитель для наушников

Elliott Sound Products

пр.70

© Октябрь 2000 г., Род Эллиотт (ESP)
Обновлено в январе 2017 г.

---

Обратите внимание: для этого проекта доступно печатных плат.Нажмите на картинку для более подробной информации. Печатная плата — P36 — отдельной платы для наушниковой версии нет.

---

По состоянию на январь 2017 г. в эту статью внесены некоторые изменения. Наиболее значительным является снижение напряжения питания (с номинального значения 35 В) и дополнительная информация об ожидаемой мощности без использования последовательного резистора на 120 Ом, так как они потеряли популярность из-за распространения небольших плееров, у которых очень ограниченное напряжение питания и не может обеспечить полезный уровень при использовании резистора.

В ранних версиях DoZ ток покоя мог быть довольно нестабильным из-за колебаний напряжения питания. Нормальные изменения в сети переменного тока часто вызывают смещение Iq выше и ниже заданного значения. Теперь в печатную плату включена простая модификация, которая практически устраняет проблему. Оно сведено к тому моменту, когда оно становится несущественным.

---

Введение

Вам действительно нужно увидеть исходную статью — Project 36 — чтобы увидеть все детали дизайна этого проекта.Представленный здесь проект представляет собой просто модификацию оригинального дизайна с гораздо меньшим рассеиванием мощности и адаптирован специально как усилитель для наушников. Схема идентична оригинальному усилителю Death of Zen, за исключением выходных транзисторов.

Фотография собранной платы Early Rev-A

Class-A идеально подходит для этого приложения, так как наушники — это такой интимный способ прослушивания. Усилитель для телефонов должен быть как можно более чистым и свободным от кроссоверных искажений, а также должен быть тихим.Фон из шипения и гула никак не улучшает качество прослушивания.

Усилители для наушников

понимаются неправильно, но на самом деле есть несколько моментов, которые необходимо сделать. Некоторые телефоны рассчитаны на работу с сопротивлением источника 120 Ом, и коэффициент затухания (применительно к обычным громкоговорителям) в значительной степени не имеет значения. Фактическое сопротивление источника должно иметь очень небольшое (если вообще есть) влияние на частотную характеристику или динамическое поведение, поскольку нет пещеристого корпуса и тяжелых конусов, которыми можно было бы пытаться управлять.

Международный стандарт IEC 61938 рекомендует, чтобы наушники рассчитывали на источник питания 120 Ом (максимум 5 В RMS) — независимо от собственного импеданса наушников. Если производитель следовал этому стандарту, резистор на 120 Ом, используемый в этой схеме, не повлияет на звук. Однако сейчас многие считают, что большинство современных наушников, скорее всего, будут спроектированы с расчетом на сопротивление источника, близкое к нулю.

Одна из основных причин заключается в том, что многие портативные «медиаплееры» имеют очень ограниченное напряжение питания и не могут развить достаточное напряжение при последовательном сопротивлении.Например, если вы можете получить только 4 В от пика до пика (1,4 В RMS — и у некоторых будут проблемы с получением такого большого количества), резистор серии 120 Ом ограничит мощность в наушниках 32 Ом до 2,7 мВт. Даже с очень чувствительными телефонами это не дает много места. Такое же напряжение будет производить чуть более 62 мВт, если подать его непосредственно на наушники.

Требования к мощности обычно находятся в диапазоне от 10 до 100 мВт, и этого вполне достаточно, чтобы вызвать необратимое повреждение слуха. При установленном токе 330 мА, как предлагается, этот усилитель сможет одновременно управлять как минимум 2 (но, вероятно, 3) наборами наушников.С телефонами с сопротивлением 40 Ом он может выдавать максимальную мощность более 150 мВт, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить слух (и наушники). Даже с 8-омными телефонами мощность будет около 110 мВт — более чем достаточно, чтобы вы просили людей повторять все, что они говорят!

Внимание! На случай, если вы его пропустили, наушники легко могут вызвать необратимое и непоправимое повреждение слуха. Современные динамические наушники очень эффективны (обычно более 90 дБ SPL на милливатт) и достигают полной громкости всего за несколько милливатт на входе.Таким образом, всего 100 мВт обеспечит пиковое звуковое давление не менее 110 дБ SPL. Рекомендуемое максимальное воздействие этого уровня звука составляет менее 5 минут в любой 24-часовой период!

Исходя из максимального напряжения 4 В RMS и сопротивления питания 120 Ом, в следующей таблице показано, какую пиковую мощность следует ожидать от наушников с различным сопротивлением. Уменьшение сопротивления подачи увеличит подаваемую мощность, вероятно, в ущерб вашим ушам и самим наушникам.

Импеданс наушников	Питание — источник 120 Ом	Питание — источник 0 Ом
8	7,8 мВт	2000 мВт *
16	14 мВт	1000 мВт
32	22 мВт	500 мВт
40	25 мВт	400 мВт
65	30 мВт	246 мВт
100	33 мВт	160 мВт

Таблица 1 — Мощность по сравнению сИмпеданс, 120 Ом и источник нулевого сопротивления

Как очевидно из вышеизложенного, если вы не используете резистор серии 120 Ом, вы получите серьезных единиц мощности. Помните, что цифры приведены для среднеквадратичного значения 4 В, поэтому очевидно, что требуемый уровень, как правило, будет намного ниже. Возможно, вам придется отрегулировать значение резистора (-ов) питания, если у вас действительно низкочувствительные наушники или они звучат неправильно. Если в этом нет крайней необходимости — я предлагаю вам этого не делать!

Обратите внимание, что 4 В RMS на нагрузке 8 Ом невозможно при токе покоя 200 мА.Это не имеет значения, потому что 4 Вт вызовет необратимое непоправимое повреждение слуха и, скорее всего, также повредит наушники.

---

Описание

Последняя схема усилителя для наушников DoZ показана на рисунке 1. Она очень похожа на исходную, но больше нет необходимости в массивных радиаторах для выходных транзисторов. При желании вы можете включить выходы для 2 комплектов наушников (однако редко когда любые два человека будут довольны точно таким же уровнем).Излишне говорить, что показан только один канал — другой идентичен.

Для окончательного тестирования вам понадобится мультиметр. Как показано на схеме источника питания ниже, используйте резистор 10 Ом последовательно с положительным выводом источника питания для каждого усилителя. Когда вы измеряете 2 вольта на этом резисторе, это означает, что усилитель потребляет 200 мА, что идеально. Резистор остается в цепи, обеспечивая полезное снижение пульсаций питания. Вы потеряете около 2 В при нормальном рабочем токе, и резистора на 2 Вт будет достаточно — он немного нагреется.Выходные резисторы (120 Ом) должны быть рассчитаны минимум на 1 Вт.

Рисунок 1 — Усилитель для наушников DoZ

Хотя транзисторы MJL4281 / MJL21194 показаны на принципиальной схеме, вы можете использовать более дешевые устройства для усилителя для наушников. Если вам нужна наивысшая возможная надежность и лучшая производительность, показанные на рисунке — очень хороший выбор. Отличный (и экономичный) выбор — это TIP35 (A, B или C), или вы даже можете использовать TIP / MJE3055 (хотя на самом деле не рекомендуется). Устройства TO3 также можно использовать, но они должны быть установлены вне печатной платы.

C3 должен быть от 470 мкФ до 1000 мкФ. Если вы собираетесь использовать несколько комплектов наушников, рекомендуется использовать более высокое значение. Величина C3 определяется на основе использования в наушниках питающих резисторов 120 Ом. Вам нужно будет использовать более высокое значение, если вы используете более низкое сопротивление (не рекомендуется, но некоторые телефоны, похоже, предпочитают более низкое сопротивление источника). Если у вас есть наушники с сопротивлением 8 Ом, подключенные напрямую (без последовательного резистора на 120 Ом), то вам потребуется абсолютный минимум 1000 мкФ для частоты -3 дБ при частоте 20 Гц.Колпачки 470 мкФ идеально подходят для телефонов с сопротивлением 32 Ом без ограничительного резистора. Однако будьте осторожны, так как выходной уровень может быть очень высоким, и если слишком сильно увеличить громкость, можно легко повредить слух (или наушники).

D1 и R11 не являются дополнительными, а D2 заменяется проводной связью. Полная информация для определения напряжения стабилитрона и сопротивления для R11 дана на странице конструкции. При желании R13 можно не использовать. Это помогает стабилизировать ток смещения, но побочным эффектом является небольшое увеличение искажений.Хотя более высокое значение может показаться желательным, оно еще больше усилит искажение.

Q3 и Q5 (выходные транзисторы) должны быть на радиаторе (см. Ниже), и даже для использования в наушниках Q2 и Q4 могут потребовать небольшого радиатора. Это маловероятно при уменьшенном напряжение и относительно низкий ток покоя. «Палец-тест» быстро сообщит вам, нужен ли радиатор — вы должны оставить палец на металлической поверхности для сколько угодно.В противном случае используйте небольшой радиатор.

Краткое описание схемы в порядке. VR1 используется для установки напряжения постоянного тока на положительном полюсе C3 на 1/2 напряжения питания (10 В для источника питания 20 В) путем установки напряжения на базе Q1. Колпачок 100 мкФ гарантирует отсутствие пульсаций питания на входе. Использование большего значения предотвратит любой удар в наушники, поскольку C3 (выходной конденсатор) заряжается, но может быть период, когда потребляется чрезмерный выходной ток. Повышение напряжения происходит достаточно медленно, поэтому при включении усилителя слышен небольшой шум.Q1 является основным усилительным устройством, а также устанавливает коэффициент усиления по соотношению R9 и R4.

Как показано, усиление снижено по сравнению с нормальным за счет использования резистора 560 Ом, поэтому усиление составляет 5,8 (15 дБ). При необходимости уменьшите R4 до минимального значения 220 Ом, получив усиление 13 или 22 дБ и обеспечив входную чувствительность около 300 мВ для выходного сигнала 4 В RMS. Как показано, чувствительность составляет около 860 мВ для выхода 4 В. Редко когда когда-либо потребуется такой высокий уровень. При желании усиление можно легко уменьшить. Просто увеличьте значение R4 до максимального значения 2k7 (что дает усиление 2 или 6 дБ)

Q4 является буфером для выходного транзистора Q5 и модулирует ток в Q2 и Q3.VR2 используется для установки тока покоя, который, как я обнаружил, должен составлять около 200 мА для лучшей общей производительности (при желании его можно немного увеличить). C4 и R6 являются частью схемы начальной загрузки, которая гарантирует, что напряжение на R6 остается постоянным. Если напряжение постоянное, то постоянным является и ток, и эта часть схемы обеспечивает линейность, когда выход приближается к положительному источнику питания.

Естественно, я предлагаю использовать плату DoZ и отмечу, что выходные компоненты (C3, два резистора мощностью 2 Вт на 120 Ом (если используются) и резистор 1 кОм на землю) установлены «вне платы».Выходные резисторы лучше всего устанавливать непосредственно в разъем для наушников, а остальные части можно установить в любом удобном месте.

Перед подачей питания установите VR1 на середину его хода, а VR2 на максимальное сопротивление (минимальный ток). Будьте очень осторожны — если вы случайно установите VR2 на минимальное сопротивление, усилитель, вероятно, самоуничтожится — более или менее сразу.

Измерьте напряжение на резисторах блока питания 10 Ом, работая с одним ампером за раз. Подайте питание и осторожно отрегулируйте VR2 до тех пор, пока на резисторе 10 Ом не будет измерено 2 В, что означает 200 мА.Установите VR1, чтобы получить от 8 до 10 В на положительном конце C3, и перепроверьте ток. По мере нагревания усилителя ток может увеличиваться, и вам нужно следить за ним, пока радиаторы не достигнут стабильной температуры. При необходимости отрегулируйте VR2 и VR1 после стабилизации усилителя. Если вы используете радиатор меньше примерно 5 ° C / Вт, усилитель может перегреться и быть термически нестабильным — это нежелательно ( обратите внимание на крайнее занижение.

Я использовал источник питания 20 В (номинал) и смог получить 150 мВт в типичных наушниках с сопротивлением 40 Ом в начале отсечения.Как и в оригинале, клиппирование несколько более плавное, чем у большинства твердотельных усилителей, и у усилителя нет «вредных привычек» при клиппировании. Ограничение происходит плавно, без признаков «выступа», характерного для некоторых усилителей мощности IC.

Рисунок 2 — Подключение разъема и вилки наушников

На Рисунке 2 выше показано, как подключить стандартное (или мини) гнездо для стереонаушников и штекер. Наконечник — левый канал, кольцо — правый канал, а втулка — земля (земля). Используйте омметр или прибор для проверки целостности цепи, чтобы определить обозначения каналов паяных наконечников внутри корпуса штекера.В гнездо для наушников вставьте штекер наушников с известной схемой подключения и с помощью омметра или прибора для проверки целостности цепи сопоставьте разъемы разъема со штекером. Используйте эту схему при подключении разъемов, чтобы гарантировать, что левый и правый каналы не поменяны местами.

---

Результаты тестов

На основании тестов я бы оценил этот усилитель мощностью 500 мВт при 32-омных наушниках или 22 мВт при использовании последовательного резистора на 120 Ом. Вероятно, искажения возрастают с увеличением уровня, но я не могу знать, поскольку он настолько низкий — даже при выходе 10 В RMS (с более высоким напряжением питания) при нагрузке 50 Ом искажение было примерно таким же, как и остаточная величина для моего генератора. , что означает, что он должен быть ниже 0.04%, но я понятия не имею, насколько это низко.

Я просто использовал компоненты так, как я их нашел, и не делал никаких сопоставлений или выбора. Все результаты испытаний основаны на прототипе, в котором используются обычные резисторы, пара старых утилизированных компьютерных крышек для высоких значений и стандартный электролитик для остальных. Входной конденсатор изготовлен из полиэстера MKT, или вы можете использовать стандартный электролитический, если хотите (положительный вывод идет на соединение R1 и R2).

Параметр	Результат
Напряжение питания	20 В
Предлагаемый ток покоя	200 мА
Максимальная мощность	См. Таблицу 1
Выходной шум (невзвешенный , Источник 1 кОм)	<1 мВ
Искажения при 1 кГц, 4 В RMS на выходе	<0.4%
Выходное сопротивление	120 Ом
Частотная характеристика (-0,5 дБ при 100 мВт)	<20 Гц до> 50 кГц

Таблица 2 — Измеренные характеристики на Рисунке 1

Я вообще не слышал шума даже при очень простом блоке питания. Уровень выходного шума, который я измерил, составил около 0,5 мВ, но его нелегко точно измерить на таких низких уровнях. Оказалось, что на осциллографе не было остаточного шума, даже при включенном усреднении.

Усилитель также выдерживает неопределенное короткое замыкание в гнезде (ах) наушников без каких-либо негативных последствий и даже (покраснение) обратной полярности. Я случайно подключил источник питания задом наперед во время тестирования оригинала и подумал: «О, нет. Теперь мне придется восстановить благословенную вещь» (если по правде говоря, я подумал что-то намного короче!). Тем не менее, я правильно подключил питание, и оно исчезло, как ни в чем не бывало. Это , а не эксперимент, который я предлагаю другим.

На дизайн также не повлияли многие вариации компонентов. Когда я впервые начал тестировать оригинальный усилитель DoZ, в источнике тока не было резисторов эмиттер-база, и когда я добавил их, я просто перенастроил два потенциометра, чтобы вернуть все на место. Я повторно проверил искажение после внесения изменений и не смог измерить никакой разницы.

Я также разработал простую, высокопроизводительную схему предусилителя (все дискретные, Класс-A), которая действительно очень хороша (см. Проект 37).Искажения очень низкие, а частотная характеристика отличная.

---

Стабильность смещения

Поскольку напряжение питания изменяется при нормальных изменениях напряжения сети переменного тока, ток покоя также изменяется. Это нежелательно и легко решается добавлением резистора и стабилитрона (или последовательной цепочки для нечетных напряжений). Если вы используете регулируемое питание, этот мод не нужен. Эти детали предусмотрены на печатной плате Revision-A, а в примечаниях к конструкции содержится информация, необходимая для расчета напряжения стабилитрона и последовательного резистора.При указанном напряжении питания подойдут резисторы на 560 Ом и стабилитрон на 15 В.

---

Радиатор

Как я уже говорил, этому усилителю, как и всем усилителям класса А, нужен довольно хороший радиатор. Несмотря на то, что этот усилитель работает при очень низком токе, рекомендуется использовать хороший радиатор. В идеале тепловое сопротивление должно быть не более 2 ° C / Вт, поэтому при рассеивании около 10 Вт (для обоих усилителей) температура радиатора будет на 20 градусов выше температуры окружающей среды. Он все еще довольно горячий, и радиатор большего размера ни капли не повредит.

Если вы не можете удерживать пальцы на транзисторах, то они горячее, чем мне нравится с ними работать — я знаю, что они потребуют гораздо больше, но это сокращает их жизнь. Также рекомендуется установить небольшой радиатор для драйверов, так как без него они нагреваются на удивление. Убедитесь в этом сами — все, что нужно — это пройти пальчиковый тест.

---

Блок питания

Подходящий источник питания для пары усилителей для наушников DoZ показан ниже. Я должен сначала дать это …

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Электропроводка должна выполняться с использованием сетевого кабеля, который должен быть отделен от всех цепей постоянного и сигнального тока. проводка.Все подключения к сети должны быть защищены термоусадочными трубками для предотвращения случайного контакта. Электромонтаж должен выполняться квалифицированным персоналом. не пытайтесь использовать источник питания без соответствующей квалификации. Неисправная или неправильная проводка электросети может привести к смерти или серьезным травмам.

Простой источник питания с двойным вторичным трансформатором 15 В даст напряжение около 20-22 В. С учетом падения напряжения на резисторе 10 Ом это даст типичное напряжение питания 18-20 В для каждого усилителя при токе покоя 200 мА.Фактическое напряжение зависит от множества факторов, таких как регулировка трансформатора, его номинальная мощность в ВА, величина емкости и т. Д. Для пары ампер трансформатора 50 ВА будет достаточно при условии, что ток покоя поддерживается на уровне не более 300 мА. Не стесняйтесь увеличивать емкость, но все, что выше 10 000 мкФ, вызывает на вас закон убывающей отдачи. Прирост производительности просто не стоит дополнительных вложений.

Усилитель вполне терпим к колебаниям питания, и простое питание почти наверняка подойдет.Подходящий источник питания показан на рисунке 3, или для перфекционистов используйте схему умножителя емкости (проект 15). На самом деле нет необходимости в чем-либо, кроме схемы, показанной ниже — пульсации напряжения питания менее 12 мВ RMS при нагрузке, и никакого шума не было слышно.

Дополнительным преимуществом показанной схемы является то, что она будет самостоятельно корректировать (до некоторой степени) изменения тока покоя в зависимости от напряжения питания и / или температуры выходных транзисторов. Если усилитель попытается потреблять больше тока, на резисторах 10 Ом будет большее падение напряжения, что снизит напряжение питания и поможет сохранить все в стабильном состоянии.

Рисунок 3 — Предлагаемый источник питания

Для стандартного источника питания, как указано выше, я предлагаю трансформатор на 50 ВА. Для стран с напряжением 115 В предохранитель должен быть на 2 А, а для тороидов требуется плавкий предохранитель с задержкой срабатывания из-за пускового тока этих трансформаторов. При использовании обычного трансформатора с многослойным сердечником быстродействующие предохранители должны быть в порядке. Не стесняйтесь использовать более низкое напряжение (например, трансформатор 12 В), но вам нужно будет внести несколько незначительных изменений в схему (увеличьте R7 примерно до 10 кОм, уменьшите напряжение стабилитрона до 10 В и уменьшите ток покоя примерно до 140 мА).С трансформатором 12 В напряжение питания будет около 14 В

Обратите внимание, что вторичные обмотки параллельны, а точки указывают начало каждой обмотки. При параллельном соединении обмоток обязательно, чтобы фазировка исправен, иначе перегорит сетевой предохранитель. В некоторых случаях трансформатор может быть поврежден из-за перегрузки.

Можно ожидать, что напряжение питания будет выше указанного при холостом ходе и меньше при полной нагрузке.Это совершенно нормально и связано с регулировкой трансформатора. В некоторых случаях невозможно получить номинальную мощность, если трансформатор не имеет соответствующих номиналов.

Обратите внимание, что R1 и R2 показаны как 2 Вт, но резисторы на 5 Вт, вероятно, будет проще приобрести и они будут дешевле. Мостовой выпрямитель может быть типа 5A, если вы хотите (мосты на 35A достаточно дешевы, и последние предпочтительны), а конденсаторы фильтра должны быть рассчитаны как минимум на 35 В. Электропроводка должна быть достаточно толстой, а постоянный ток должен сниматься с конденсаторов, а не с мостового выпрямителя.

Как показано, для каждого канала используется отдельный канал. Я настоятельно рекомендую этот подход, чтобы гарантировать отсутствие низкочастотного взаимодействия между усилителями. Это маловероятно, но наушники очень показательны, и даже небольшие «помехи» могут быть слышны с отличными телефонами (и ушами).

---

Список литературы

HeadWize — Все, что вы когда-либо хотели знать о наушниках (за исключением того, что сайт исчез, но У Wayback Machine есть архив).
Проект 36 — Смерть усилителя мощности Zen Class-A

---

---

Основной индекс Указатель проектов

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 2000. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и защищена авторскими правами © 05 октября 2000 г.

PowerWise® «Класс G по сравнению с усилителями для наушников класса AB

% PDF-1.4 % 1 0 obj> поток application / pdfPowerWiseà «Класс G по сравнению с усилителями для наушников класса AB

Отчеты о приложениях

Texas Instruments, Incorporated [SNAA128,0]

iText 2.1.7 от 1T3XTSNAA1282011-12-08T03: 09: 43.000Z2011-12-08T03: 09: 43.000Z конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >> эндобдж 3 0 obj> поток

.