8-900-374-94-44
Усилители для наушников менее популярны чем полноценные УНЧ к АС, но многие аудиофилы всё-же интересуются такими конструкциями на основе полевых транзисторов и радиоламп. Среди многих классов аудиоусилителей, большинство работают в классе AB, который характеризуется относительно высокой энерго эффективностью и низким уровнем искажений.
Класс A характеризуется более низким КПД, потому что через элементы силового каскада (лампа, транзистор), независимо от того подается сигнал или нет, постоянно течет высокий ток покоя, что приводит к большим потерям мощности. Как следствие высвобождается большое количество тепла, которое необходимо отводить за пределы корпуса.
Но усилители класса А, несмотря на свои недостатки, пользуются интересом среди меломанов благодаря своим многочисленным преимуществам: более мягкий звук, хорошая динамика и малые искажения. Усилители для наушников имеют гораздо меньшую мощность, чем обычные усилители звука для колонок, поэтому отличаются более простой конструкцией.
Усиление тут не должно быть большим – 2-5 достаточно для питания наушников от магнитофона или другого источника с высоким уровнем сигнала. Например DVD-проигрыватели имеют высокий уровень выходного сигнала (2 В), поэтому возможно питание наушников с коэффициентом усиления 1 (то есть без усиления). Будем использовать это свойство для построения простейшего усилителя, состоящего из одного активного элемента (транзистор или лампа).
В простейших усилителях для обеспечения адекватной эффективности тока и низкого выходного сопротивления, в качестве выходных элементов используется транзистор или лампа, работающая в конфигурации повторителя. Схема следовательно работает без усиления.
УНЧ с одним транзистором. Это самый простой усилитель, построенный на одном транзисторе типа MOSFET.
Можете использовать любой транзистор, например дешевые и легкодоступные IRF 530-540, IRF 630-640 или BUZ10, BUZ11.
Делитель напряжения, состоящий из резисторов R1 и R2, обеспечивает правильную полярность затвора G транзистора. Напряжение смещения должно быть около 10 В. Ток смещения, протекающий через транзистор, настраивается с помощью резистора R4. Ток, достаточный для питания популярных наушников мощностью до 100 мВт, должен составлять около 100 мА. Значение тока можно увеличить, например, до 150-300 мА, помня, однако, что с увеличением тока потери мощности возрастают как на транзисторе T1, так и на резисторе R4.
Поскольку на резисторе R4 будет выделяться много тепла, его мощность должна быть не менее 5 Вт. Значение сопротивления следует подбирать экспериментально. Это будет зависеть от напряжения питания и значения выходного тока, которого хотите достичь, как правило оно будет меньше 30 Ом.
Питание усилителя от 12-15 В постоянного тока вполне достаточно.
Напряжение должно быть стабилизировано, например с помощью стабилизатора 7812, 7815 или LM317 (плюс 2 резистора для установки напряжения). Оба канала могут питаться от одного источника питания.
На транзисторах и на стабилизаторе следует размещать небольшие радиаторы, например, из алюминиевой пластины. Более высокий ток требует большего по размерам радиатора.
Чтобы улучшить параметры усилителя, стоит добавить источник тока в цепь питания транзистора T1, то есть просто стабилизатор (как в этом УНЧ). Источник тока обеспечивает неизменный базовый ток протекающий через транзистор, что делает его независимым от рабочей температуры транзистора, а нелинейные искажения также уменьшаются. Источником тока может быть включенный стабилизатор напряжения LM317. Регулирование осуществляется с помощью резистора R4 со значением несколько Ом. Его следует выбирать так, чтобы получить желаемое значение тока схемы.
Более удобным способом стабилизировать ток является использование второго полевого транзистора, идентичного T1.
Регулировка тока осуществляется путем изменения напряжения смещения затвора G транзистора T2, то есть с помощью регулировки потенциометра P2. Из-за различных потенциалов на транзисторах T1 и T2 их нельзя размещать на общем радиаторе, используйте шайбы и винты с изоляцией.
Конечно, усилитель также должен питаться от стабилизированного напряжения 12-15 В. Как видите, для построения такого усилителя для наушников не нужно много радиоэлементов. Данный усилитель может быть построен на универсальной печатной плате или даже навесным монтажом.
Все схемы усилителей, представленные выше, имели коэффициент усиления менее 1, поэтому необходимо запитать их звуковым сигналом высокой амплитуды. Чтоб сделать усилитель более универсальным, в котором музыкальный сигнал усиливается в несколько раз, предварительный усилитель добавляется к усилителю мощности – на основе одного или нескольких транзисторов или на лампе. Усиления напряжения в 2-5 раз достаточно, потому что обычно наушники характеризуются высокой эффективностью (обычно более 90 дБ) и небольшим уровнем сигнала, необходимого для управления ими.
Вот схема для создания полноценного усилителя для наушников на основе полевых транзисторов, работающих также в классе A. Питание однополярное, сам УНЧ требует +15 В (с учётом падения напряжения на стабилизаторе берем 17-20 вольт.
Форум по УНЧ
Схема усилителя для наушников класса А является наиболее популярной у меломанов за счет простоты своей конструкции. Это выражается несколькими характеристиками искажения звукового сигнала на входе, которые обеспечивают высокое качество звучания относительно других категорий устройств усиления мощности звука.
Содержание
Модели, находящиеся в технологической категории класса А, обладают характеристиками гарантирующими высокую линейность в отличии от других аппаратов такого типа.
В этой статье хочу представить усилитель для наушников, который, был собран собственными руками, и по моим расчетам должен работать в классе А.
Блок питания входящий в схему усилителя для наушников построен на микросхеме LM723 (Motorola) и быстродействующем операционном усилителе LF357. Оба чипа управляют парой силовых транзисторов с большой теплоотдачей. Конденсаторы расположенные в цепи фильтра: 4х4700 мкФ. Питание всего усилителя обеспечивает стабильный блок питания с напряжением 2х2v.
Оба плеча по напряжению симметричны, то-есть, нет разницы между величиной положительного и отрицательного напряжения — возможная разница всего в 10 мВ. Трансформатор, рассчитанный на ток 2х0.44A, запаян непосредственно в печатную плату. Все цепи защищены предохранителями, блок питания с ограничением тока 0,3А.
Для фильтрации БП за стабилизатором были использованы танталовые конденсаторы из серии MUSE. Я не хотел делать блок питания на LM317 и его ненадежном аналоге. Источник питания на LM723 и операционный усилитель, который следит за тем, чтобы отрицательное напряжение соответствовало положительному напряжению,на мой взгляд лучше.
Схема усилителя для наушников обладает надежной защитой, которая собрана на микросхеме NEC uPC1237HA. Принципиальную схему я взял от компании Advanced Electronic. Система защиты создает задержку включения наушников, а также отключает их сразу после выключения питания, защищает от постоянного тока на выходе и от перегрузки (клиппирования).
Наушники включаются с помощью реле. Транзисторы, которые использует схема усилителя для наушников, обладают мало шумными свойствами. Об отказе/отключении наушников сигнализирует светодиодный индикатор. Параметры/время защиты можно изменять с помощью дискретных элементов с микросхемой uPC1237. На мой взгляд, очень хорошая схема.
Силовой каскад построен на двойном операционном усилителе и транзисторах средней мощности. Сам усилитель представляет собой схему, представленную в Elektora 10/93 (видимо, изначально она была описана в голландском ELektuur или немецком Elektor).
В своем усилителе я использовал двойные операционные усилители (два каскада — предварительное усиление и оконечный каскад в одной цепи) LME49860 (по умолчанию это были NE5532). В источниках тока были заменены транзисторы BF256 на более новую группу 2Sk170 BL (с увеличенным током стока Idss для нулевого смещения по сравнению с к серии GR).
Автор диаграммы уровней мощности упомянул о токе покоя 50 мА. Добиться такого тока мне не удалось — ток в моем усилителе примерно 38мА на транзистор при питании от 21v (кстати, величина питающего напряжения не сильно влияет на изменение тока Idss). Транзисторы группы 2SK BL имеют больший ток, чем оригинальный BF256A. В моем случае я уменьшил сопротивление резисторов на затворах до 47 Ом.
Заменил старые диоды BAY на быстрые 1N-4151. Усилитель в состоянии покоя сильно нагревается, суммарный ток покоя обоих каналов составляет 80 мА. Схема усилителя для наушников имеет обратную отрицательную связь. На выходе установлен мощный резистор, который ограничивает коэффициент усиления и дополнительно защищает (вторая защита) от короткого замыкания в выходном каскаде. В схеме усилителя нет ни одного конденсатора, который ограничивал бы частотную характеристику.
За появлением постоянной составляющей следит uPC1237. Спаренные полевые транзисторы JFET — разница Idss 0,5 мА, силовые транзисторы также спарены — максимальная разница усиления hFE 5%. Нет выходного смещения. За появлением постоянной составляющей следит uPC1237. Спаренные полевые транзисторы JFET — разница Idss 0,5 мА, силовые транзисторы также спарены — максимальная разница усиления hFE 5%.
На передней панели установлен потенциометр ALPS (предполагалось, что это будет цифровой потенциометр DALLAS DS1802, но оказалось, что у него проблема с передачей большей амплитуды), два гнезда JACK Neutrik 6.
3мм, два индикатора — один указывает на работу защиты, в то время как другой сигнализирует об источнике питания и переключателе.
Все это дополняется металлизированными резисторами — куда я мог бы установить танталовые конденсаторы и фирменные ELNA, MUSE и т.д. Фильтр на входе питания 230v, гнезда для предохранителей на печатной плате (всего три) универсальный металлический корпус. Печатную плату я делал в программе ExpressPCB — к сожалению, несмотря на многочисленные органолептические проверки, было допущено несколько перемычек на плате при пайке — пришлось исправлять.
У меня не было готового рисунка печатной платы ни для одной схемы — все было разработано мной. Плата сделана термотрансферным методом на печатной плате толщиной — 1 мм. Нижняя часть платы защищена раствором канифоли растворенной в денатурированном спирте (отсюда небольшое количество грязи на верхней стороне пластины). В усилителе довольно много элементов и тонких дорожек — все подключения нужно было делать аккуратно.
Я был приятно удивлен качеством звучания собранного мной усилителя для наушников. Усилитель действительно красиво звучит. Коэффициент усиления очень высокий — его можно ограничить, немного понизив чувствительность (заменив один резистор). Все это заняло у меня немного работы, но я очень доволен усилителем. Все комплектующие для схемы использовались в основном фирменные и хорошего качества. Стабилизатор от MOTOROLA, операционный усилитель в блоке питания — лучшего класса.
| Джованни Милитано | Делиться |
Не в восторге от того, как звуковая карта компьютера раскрутила мои наушники Grado SR80 с сопротивлением 32 Ом, я решил собрать себе настольный усилитель для наушников для офиса.
В этом случае у меня было много усиления по напряжению, но у звуковой карты просто закончился газ с хорошими наушниками. Этот усилитель подходит только для установок, в которых входной сигнал не требует усиления по напряжению (например, выход предварительного усилителя, mp3-плеера или компьютера). Этот усилитель будет выдавать достаточно тока для работы с более требовательными типами наушников.
Это простой проект усилителя для наушников «сделай сам» (DIY), созданный в первую очередь после проекта драйвера для наушников MOSFET Class-A Грега Секереса и в некоторой степени проекта усилителя 2SK1058 MOSFET MOSFET класса A Марка. Концепция усилителя проста и соответствует типичной однотактной схеме класса А, использующей активный источник постоянного тока (CCS) вместо пассивного резистора. CCS удваивает эффективность схемы по сравнению с той, где используется пассивный нагрузочный резистор, доводя ее до 25%.
Есть несколько моментов, на которые следует обратить внимание.
Схема повторителя FET сможет подавать большой ток, но коэффициент усиления по напряжению будет меньше единицы. Этот усилитель подходит только для приложений, где входной сигнал не требует усиления по напряжению (например, выход mp3-плеера или компьютера). Кроме того, простая несимметричная схема, подобная этой, не будет подавлять пульсации источника питания, и поэтому любой шум в источнике питания будет проходить прямо через усилитель. По этой причине вам нужно будет использовать регулируемый источник питания. Подходящие недорогие регулируемые (настенные) блоки питания можно приобрести в магазине Radio Shack. 10-20 В постоянного тока и 750 мА должны быть в порядке.
Схема этого проекта усилителя для наушников показана ниже на рисунке 2. В этом примере используется полевой МОП-транзистор IRF610, но вместо него можно использовать самые разные полевые транзисторы. Я добился успеха с IRF510, IRF610, IRF611, IRF612 и IRF710, и все они работали хорошо. Вам следует держаться подальше от типов IRF530 или IRF540 (обычно встречающихся в источниках питания), так как будет ужасный спад высоких частот.
Используя простое применение обычного регулятора напряжения LM317, он настроен как очень точный CCS, настроенный на потребление 250 мА.
Этот усилитель для наушников будет находиться в основном на моем рабочем столе, поэтому он должен вписаться в офисную обстановку. К счастью, у меня был мертвый внешний CD-ROM Plextor, который идеально подходил для корпуса и хорошо вписывался в мой рабочий стол. Что еще лучше, он уже имел выключатель питания, розетку адаптера питания и входы RCA на задней панели, а также разъем для наушников на передней панели. Идеальный! Открытое отверстие, которое вы видите на задней панели, — это место, где находился разъем USB, но я ранее использовал его для другого проекта.
Усилитель построен на прототипных платах площадью ~1,75 дюйма от Radio Shack (276-148), но подойдет любая плата.
согласованные) металлопленочные резисторы, майларовый входной конденсатор 1 мкФ и полипропиленовый обходной конденсатор 0,47 мкФ на выходе.Развязывающий конденсатор 0,1 мкФ также полипропиленовый.Некоторые могут предпочесть использовать более качественные входные и обходные конденсаторы, и это должно улучшить звук.Вы можете использовать углеродные резисторы, но я предлагаю вам использовать металлическую пленку, особенно для CCS, из-за их превосходной температурной стабильности по сравнению с углеродом.
Радиаторы были спасены от различных мертвых компонентов. Меньшие радиаторы имеют площадь около 1,75 дюйма и нагреваются умеренно, но имейте в виду, что радиаторы прикреплены к металлическому корпусу, что также помогает рассеивать некоторое количество тепла. Обязательно изолируйте полевой МОП-транзистор и регулятор от радиаторов.
Сначала усилитель для наушников был протестирован (дымовой тест) с использованием регулируемого источника питания при очень низком напряжении.
Смещение устанавливается путем изменения переменного резистора 100 кОм до тех пор, пока на выходе MOSFET (источник) не будет половина напряжения питания (сток). Вы захотите проверить и сбросить смещение несколько раз в первые несколько часов, так как оно будет дрейфовать, пока все не установится. Усилитель хорошо работал в диапазоне от 10 до 20 В постоянного тока, но, похоже, лучше всего работал при 13 В и выше. При регулируемой подаче гула не было слышно. При нерегулируемой подаче такого не было.
Затем у меня появилась возможность опробовать мой новый USB-осциллограф. Это осциллограф DSO-2150 с двойной трассировкой, полосой пропускания 60 МГц и максимальной частотой дискретизации 150 МС/с. Для тех, кто интересуется такими осциллографами, вот немного больше информации о моем опыте работы с USB-осциллографом DSO-2150 на базе ПК. Я проверил синусоидальную характеристику и, как и ожидалось, результаты были хорошими в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц (пределы моего функционального генератора).
Ниже приведены два снимка экрана с откликом прямоугольной волны на частотах 100 Гц и 4800 Гц.
Верхняя кривая (зеленая) — это входной сигнал, а нижняя кривая (желтая) — выходной сигнал. Мой генератор сигналов не очень хорош, и это отражается на качестве входных волн. Если вы сравните входное напряжение с выходным напряжением, вы увидите, что усиление схемы составляет около 0,8. Как вы можете видеть на кривой 100 Гц, прямоугольная характеристика слегка наклонена, но стабильна. Наклон постепенно уменьшается по мере увеличения частоты, и за пределами 300 Гц отклик прямоугольной волны превосходен до 20 кГц, что является пределом моего генератора сигналов. Поскольку музыка состоит в основном из синусоидальных волн, это не проблема, поскольку синусоидальная характеристика была хорошей во всем слышимом диапазоне.
Последние штрихи заключались в том, чтобы приклеить лицевую панель CD-ROM к алюминиевой пластине и снова собрать корпус. Поскольку для регулировки громкости будет использоваться mp3-плеер или компьютер, на усилителе нет потенциометра. Оригинальная ручка регулировки громкости с компакт-диска была вырезана и приклеена на место.
ОБНОВЛЕНИЕ — декабрь 2013 г. На фотографиях ниже показан второй из этих усилителей, который я построил. Эта версия усилителя для наушников Mosfet класса A имеет очень качественную печатную плату, которую сделал участник форума и прислал мне в подарок.
В качестве источника питания я использую блок питания 20 В постоянного тока от старого ноутбука.
20 В постоянного тока регулируются до 16 В постоянного тока с помощью базовой схемы переменного источника питания LM317. Это обеспечивает сверхтихий источник питания, который необходим для этой схемы усилителя.
Усилитель для наушников был встроен в корпус от какого-то старого процессора Dolby (1990-х годов), который мне пришлось немного доработать. В качестве источника входного сигнала используются обычные разъемы RCA. Для выхода на наушники я использую штекер Neutrik Locking 1/4″. Это очень качественный штекер 1/4″ с замком, и я постоянно использую его в своих сборках.
Для простого однотактного усилителя звук на мой слух довольно хорош.
Усилитель с легкостью управляет моими наушниками Grado SR80, а мой портативный mp3 — нет. Я даже предпочитаю звук по сравнению со встроенным встроенным усилителем для наушников моего предусилителя NAD C162. См. форум для получения дополнительных фотографий и обсуждения проекта усилителя для наушников класса A MOSFET DIY.
Уэйн Колберн, гений в Pass Labs, который за последние 25 лет разработал практически все, что не является усилителями для динамиков, хотел сделать забавный, высокопроизводительный, фантастически звучащий усилитель для наушников класса А, сделанный своими руками. для этого сообщества. Мы называем это:
W Ayne’s H наушники A MP M ust M ake Y сами Да, глупое имя.
Но это мило. И это многое объясняет в этом. Так оно и застряло.
Учитывая взрыв популярности наушников, а также невероятный выбор и разнообразие на рынке, казалось, что простой и великолепно звучащий усилитель для наушников станет отличным дополнением к сообществу DIY.
Поскольку существует так много вариантов наушников, от Planars до IEM, с высоким или низким импедансом, этот усилитель будет работать с любыми наушниками, которые вы хотите на него надеть (Ну, не электростатические наушники напрямую, ни один усилитель, подобный этому, не будет, но он будет счастливо управлять повышающим трансформатором, таким как Stax).
Уэйн хотел универсальный усилитель для наушников на свой стол. Это плод этой идеи. Это сделано для того, чтобы его можно было сделать днем или вечером, и оно не имеет настроек строителя, поэтому у него будет высокая вероятность успеха и завершения как для начинающих, так и для опытных мастеров. .
Это все в одной печатной плате, просто подключите разъемы переменного тока и предохранителя, входные и выходные разъемы.
Добавьте селекторный переключатель, если хотите.
Выходной каскад класса А с достаточным током, чтобы управлять чем угодно. Он также делает прекрасную линейную сцену с усилением около 14 дБ.
Вы можете приобрести полный комплект на этой странице или порционно в соответствии с вашим бюджетом или желанием:
Обратите внимание: Мы еще не выпустили руководство по сборке с использованием новых деталей комплекта комплектации и нового шасси. Однако вы можете следовать оригинальному руководству по сборке WHAMMY и с помощью форума, чтобы ответить на любые вопросы, которые могут у вас возникнуть, вы сможете завершить сборку без особых проблем.
Большую часть информации, необходимой для завершения этого проекта, можно найти в первых 6 сообщениях этой темы, хорошо иллюстрированном руководстве, показывающем, как все работает.