8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Усилитель для наушников класса а своими руками: Усилитель наушников в классе А с однотактным выходом

Содержание

Усилитель наушников в классе А с однотактным выходом

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: 283 - Today Page Visits: 5

Усилитель для наушников класса A

Недавно прослушанный у друга усилитель побудил тоже сделать себе А-класс УНЧ на наушники. Конструкция этого усилителя настолько проста, что даже начинающим радиолюбителям это удастся. В процессе сборки немного поэкспериментировал со значениями некоторых элементов, напряжением питания и токами покоя, чтобы получить собственное впечатление от лучшего звука. Разница в звучании эпичная, особенно когда сравнивать наушники подключенные через эту схему напрямую к выходу звуковой карты или к ужасающе шумному выходу наушников китайского усилителя от настольной аудиосистемы.

Схема УНЧ А-класса к наушникам

Усилитель был сделан всего за один день, кроме транзисторов и гнезд уже было большинство радиоэлементов. Остальное куплено на радиобазаре за копейки.

Сразу предупреждаю: усилитель А-класса, поэтому неплохо греется. Стоит сделать вентиляцию (на фото вентиляционных отверстий нет, что плохо). Вряд ли долго они выдержат конденсаторы, которые нагреваются в закрытом корпусе. Тем более недавно получил для ремонта оборудование, в котором была та же проблема: высушенные электролиты.

Первоначально предполагалось, что усилитель для наушников будет питаться от старого блока питания ноутбука, но во время прослушивания музыки было слышно как инвертор работает — шум в наушниках — непонятно связано ли это с ошибкой монтажа или низким качеством самого блока питания. В итоге применил трансформаторный источник питания, используя маленькие трансформаторы.

Блок питания работает по классической схеме трансформатор — диодный мост — 2000 мкФ конденсатор зашунтированный 100 нФ. Напряжение 23 В после нагрузки падает до 18 В и остается независимым от громкости с которой слушается музыка.

Всего сделал два усилителя — первый, сделанный по приведенной выше схеме, показался практически идеальным, но так было до тех пор пока не вышел из строя недостаточно охлажденный стабилизатор 7815 и не появилось +30 В на его выходе. Через мгновение перегорели резисторы R10 и транзисторы, не охлаждаемые радиаторами. Так что начал создавать второй, улучшенный усилитель, в котором:

  1. Использовал более слабые транзисторы QFET FQP1N60, которые желательны при характеристиках линейной работы звука при значительно более низком токе, чем BUZ10.
  2. Сделал сетевой фильтр на транзисторе IRFP450 (отдельно для каждого канала), который имеет дополнительную очень приятную функцию: он устраняет все щелчки наушников при включении и выключении устройства.
  3. Увеличил напряжение питания до 30 В (после фильтра), что делает усилитель более мощным и практически нечувствительным к нагрузке различных типов наушников (хорошо работает даже при нагрузке на 16-омные).
  4. Увеличил ток покоя до 1 А, но высокая мощность потерь (65 Вт) потребовала использования радиатора.
  5. Резисторы R10 15 Ом / 0,5 Вт заменены на сборку 5 х 75 Ом / 2 Вт из-за большого количества выделяемого ими тепла.
  6. Все работает от тороидального трансформатора 2 х 24 В, двухполюсного выпрямителя на высокоскоростных диодах SFAF50G, фильтрация 10000 мкФ / 50 В.

В итоге ни шумов, ни гудений — чистая тишина. Тем более там нет потенциометра — вход УНЧ напрямую подключен к выходу USB звуковой карты.

Схема фильтра питания

Вот схема фильтра. Диод — любой кремний, вместо полевика IRFP240 можете использовать IRFP450 или аналогичный, также подойдут те, которые использовались в усилителе. Это классический транзисторный фильтр, схема которого является частью усилителя ZEN V9 Nelson Pass.

В принципе достаточно 1 х 4700 мкФ до и 2 х 2200 мкФ после фильтров, в идеале вместо 1 х 2200 мкФ дать 2 х 1000 мкФ с низким ЭПС. Усилители класса А потребляют почти постоянный ток, в музыке нет колебаний мощности, как в случае с другими классами усилителей, следовательно, гораздо меньше потребность в больших конденсаторах в источнике питания. Представленная схема является правильной и спаянная без ошибок должна сразу заработать.

Радиоконструктор "Клон усилителя для наушников Lehmann BCL"

Клон Hi-End усилителя для наушников Lehmann Black Cube Linear

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

0. Можно купить оригинал



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

Информация от продавца

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

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

main materials:

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

Конструктор прислали двумя посылками:

Вложили записку:

Фото печатной платы с двух сторон. Качественная печатная плата:

Трансформатор питания с экранирующей обмоткой:

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

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

Транзисторы выходного каскада подобрал по коэф. усиления.

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


Для заземления на корпус на плате УНЧ есть спецотверстие:

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

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

Отгородил трансформатор железным экраном… Улучшать конструкцию можно до бесконечности…

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

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

На плате установлены переключатели для настройки комфортного уровня усиления.

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

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

Получилось вот так:

Измерения
Нагрузка: резисторы 250 Ом
Vpp=7.2V:





Vpp=1.12V:




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

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

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

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

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.

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА "А" ДЛЯ НАУШНИКОВ - структурная схема

   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.

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА "А" ДЛЯ НАУШНИКОВ - схема

   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.

вышедший из строя внешний CD-ROM

   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.

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА "А" ДЛЯ НАУШНИКОВ - плата

   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.

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА "А" САМОДЕЛЬНЫЙ 2

   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.

Усилитель для наушников А-класса своими руками

   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.

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА "А" - АЧХ

Меандр 100 Гц

Усилитель для наушников - тестирование

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.

   Схемы усилителей

Транзисторный усилитель класса А своими руками / Хабр

На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать. Спору нет, звук у них чудесный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах. Транзисторы удобнее, поскольку не требуют прогрева перед работой и долговечнее. Да и не каждый рискнёт начинать ламповую сагу с анодными потенциалами под 400 В, а трансформаторы под транзисторные пару десятков вольт намного безопаснее и просто доступнее.

В качестве схемы для воспроизведения я выбрал схему от John Linsley Hood 1969 года, взяв авторские параметры в расчёте на импеданс своих колонок 8 Ом.

Классическая схема от британского инженера, опубликованная почти 50 лет назад, до сих пор является одной из самых воспроизводимых и собирает о себе исключительно положительные отзывы. Этому есть множество объяснений:
— минимальное количество элементов упрощает монтаж. Также считается, что чем проще конструкция, тем лучше звук;
— несмотря на то, что выходных транзисторов два, их не надо перебирать в комплементарные пары;
— выходных 10 Ватт с запасом хватает для обычных человеческих жилищ, а входная чувствительность 0.5-1 Вольт очень хорошо согласуется с выходом большинства звуковых карт или проигрывателей;
— класс А — он и в Африке класс А, если мы говорим о хорошем звучании. О сравнении с другими классами будет чуть ниже.


Внутренний дизайн

Усилитель начинается с питания. Разделение двух каналов для стерео правильнее всего вести уже с двух разных трансформаторов, но я ограничился одним трансформатором с двумя вторичными обмотками. После этих обмоток каждый канал существует сам по себе, поэтому надо не забывать умножать на два всё упомянутое снизу. На макетке делаем мосты на диодах Шоттки для выпрямителя.

Можно и на обычных диодах или даже готовых мостах, но тогда их необходимо шунтировать конденсаторами, да и падение напряжения на них больше. После мостов идут CRC-фильтры из двух конденсаторов по 33000 мкф и между ними резистор 0.75 Ом. Если взять меньше и ёмкость, и резистор, то CRC-фильтр станет дешевле и меньше греться, но увеличатся пульсации, что не комильфо. Данные параметры, имхо, являются разумными с точки зрения цена-эффект. Резистор в фильтр нужен мощный цементный, при токе покоя до 2А он будет рассеивать 3 Вт тепла, поэтому лучше взять с запасом на 5-10 Вт. Остальным резисторам в схеме мощности 2 Вт будет вполне достаточно.

Далее переходим к самой плате усилителя. В интернет-магазинах продаётся куча готовых китов, однако не меньше и жалоб на качество китайских компонентов или безграмотных разводок на платах. Поэтому лучше самому, под свою же «рассыпуху». Я сделал оба канала на единой макетке, чтобы потом прикрепить её ко дну корпуса. Запуск с тестовыми элементами:

Всё, кроме выходных транзисторов Tr1/Tr2, находится на самой плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторах, об этом чуть ниже. К авторской схеме из оригинальной статьи нужно сделать такие ремарки:

— не всё нужно сразу впаивать намертво. Резисторы R1, R2 и R6 лучше сначала поставить подстроечными, после всех регулировок выпаять, измерить их сопротивление и припаять окончательные постоянные резисторы с аналогичным сопротивлением. Настройка сводится к следующим операциям. Сначала с помощью R6 выставляется, чтобы напряжение между X и нулём было ровно половиной от напряжения +V и нулём. В одном из каналов мне не хватило 100 кОм, так что лучше брать эти подстроечники с запасом. Затем с помощью R1 и R2 (сохраняя их примерное соотношение!) выставляется ток покоя – ставим тестер на измерение постоянного тока и измеряем этот самый ток в точке входа плюса питания. Мне пришлось ощутимо снизить сопротивление обоих резисторов для получения нужного тока покоя. Ток покоя усилителя в классе А максимальный и по сути, в отсутствие входного сигнала, весь уходит в тепловую энергию. Для 8-омных колонок этот ток, по рекомендации автора, должен быть 1.2 А при напряжении 27 Вольт, что означает 32.4 Ватта тепла на каждый канал. Поскольку выставление тока может занять несколько минут, то выходные транзисторы должны быть уже на охлаждающих радиаторах, иначе они быстро перегреются и умрут. Ибо греются в основном они.

— не исключено, что в порядке эксперимента захочется сравнить звучание разных транзисторов, поэтому для них тоже можно оставить возможность удобной замены. Я попробовал на входе 2N3906, КТ361 и BC557C, была небольшая разница в пользу последнего. В предвыходных пробовались КТ630, BD139 и КТ801, остановился на импортных. Хотя все вышеперечисленные транзисторы очень хороши, и разница может быть скорее субъективной. На выходе я поставил сразу 2N3055 (ST Microelectronics), поскольку они нравятся многим.

— при регулировке и занижении сопротивления усилителя может вырасти частота среза НЧ, поэтому для конденсатора на входе лучше использовать не 0.5 мкф, а 1 или даже 2 мкф в полимерной плёнке. По Сети ещё гуляет русская картинка-схема «Ультралинейный усилитель класса А», где этот конденсатор вообще предложен как 0.1 мкф, что чревато срезом всех басов под 90 Гц:

— пишут, что эта схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай между точкой Х и землёй ставится цепь Цобеля: R 10 Ом + С 0.1 мкф.
— предохранители, их можно и нужно ставить как на трансформатор, так и на силовой вход схемы.
— очень уместным будет использование термопасты для максимального контакта между транзистором и радиатором.

Слесарно-столярное

Теперь о традиционно самой сложной части в DIY — корпусе. Габариты корпуса задаются радиаторами, а они в классе А должны быть большими, помним про 30 Ватт тепла с каждой стороны. Сначала я недоучёл эту мощность и сделал корпус со средненькими радиаторами 800см² на канал. Однако при выставленном токе покоя 1.2А они нагрелись до 100°С уже за 5 минут, и стало ясно, что нужно нечто помощнее. То есть нужно либо ставить радиаторы побольше, либо использовать кулеры. Делать квадрокоптер мне не хотелось, поэтому были куплены гигантские красавцы HS 135-250 площадью 2500 см² на каждый транзистор. Как показала практика, такая мера оказалась немного избыточной, зато теперь усилитель спокойно можно трогать руками – температура равна лишь 40°С даже в режиме покоя. Некоторой проблемой стало сверление отверстий в радиаторах под крепления и транзисторы – изначально купленные китайские свёрла по металлу сверлили крайне медленно, на каждую дырку уходило бы не менее получаса. На помощь пришли кобальтовые свёрла с углом заточки 135° от известного немецкого производителя — каждое отверстие проходится за несколько секунд!

Сам корпус я сделал из оргстекла. Заказываем у стекольщиков сразу нарезанные прямоугольники, выполняем в них необходимые отверстия для креплений и красим с обратной стороны чёрной краской.

Покрашенное с обратной стороны оргстекло смотрится очень красиво. Теперь остаётся только всё собрать и наслаждаться музы… ах да, при окончательной сборке ещё важно для минимизации фона правильно развести землю. Как было выяснено за десятилетия до нас, C3 нужно присоединять к сигнальной земле, т.е. к минусу входа-входа, а все остальные минуса можно отправить на «звезду» возле конденсаторов фильтра. Если всё сделано правильно, то никакого фона не расслышать, даже если на максимальной громкости поднести ухо к колонке. Ещё одна «земляная» особенность, которая характерна для звуковых карт, не развязанных с компьютером гальванически – это помехи с материнки, которые могут пролезть через USB и RCA. Судя по интернету, проблема встречается часто: в колонках можно услышать звуки работы HDD, принтера, мышки и фон БП системника. В таком случае проще всего разорвать земляную петлю, заклеив изолентой заземление на вилке усилителя. Опасаться тут нечего, т.к. останется второй контур заземления через компьютер.

Регулятор громкости на усилителе я не стал делать, поскольку достать какой-нибудь качественный ALPS не удалось, а шуршание китайских потенциометров мне не понравилось. Вместо него был установлен обычный резистор 47 кОм между «землёй» и «сигналом» входа. Тем более регулятор у внешней звуковой карты всегда под рукой, да и в каждой программе тоже есть ползунок. Регулятора громкости нет только у винилового проигрывателя, поэтому для его прослушивания я приделал внешний потенциометр к соединительному кабелю.

Я угадаю этот контейнер за 5 секунд...

Наконец, можно приступать к прослушиванию. В качестве источника звука используется Foobar2000 → ASIO → внешняя Asus Xonar U7. Колонки Microlab Pro3. Главное достоинство этих колонок — это отдельный блок собственного усилителя на микросхеме LM4766, который можно сразу убрать куда-то подальше. Намного интереснее с этой акустикой звучали усилок от мини-системы Panasonic с гордой надписью Hi-Fi или усилитель советского проигрывателя Вега-109. Оба вышеупомянутых аппарата работают в классе АВ. Представленный в статье JLH переиграл всех вышеперечисленных товарищей в одну калитку, по результатам слепого теста для 3 человек. Хотя разницу было слышно невооружённым ухом и без всяких тестов – звук явно детальнее и прозрачнее. Весьма легко, например, услышать различие между MP3 256kbps и FLAC. Раньше я думал, что эффект lossless больше как плацебо, но теперь мнение изменилось. Аналогичным образом гораздо приятнее стало слушать нескомпрессованые от loudness war файлы — dynamic range меньше 5 Дб вообще не айс. Линсли-Худ стоит затрат времени и денег, ибо аналогичный брендовый усилок будет стоить намного дороже.
Материальные затраты

Трансформатор 2200 р.
Выходные транзисторы (6 шт. с запасом) 900 р.
Конденсаторы фильтра (4 шт) 2700 р.
«Рассыпуха» (резисторы, мелкие конденсаторы и транзисторы, диоды) ~ 2000 р.
Радиаторы 1800 р.
Оргстекло 650 р.
Краска 250 р.
Разъёмы 600 р.
Платы, провода, серебряный припой и пр. ~1000 р.
ИТОГО ~12100 р.

Простой транзисторный усилитель класса А

Здравствуйте, аудиофилы-самоделкины! (аудиофилы в хорошем смысле, конечно)

Речь сегодня пойдёт о самом что ни на есть аудиофильском усилителе - класс А, всё-таки. Не хухры-мухры. Спроектирован он был ещё в прошлом веке, но и по сей день его собирают множество радиолюбитей, вот что значит по-настоящему удачная схема. Называется он "JLH 1969" - аббревиатура инициалов автора схемы и год создания. Конечно, база компонентов в те времена была совсем другой, но это не помешает нам собрать этот легендарный усилитель из того, что найдётся сейчас под рукой. Особенностью схемы является её работа в классе А с высоким током покоя выходного каскада. Это обеспечивает минимум нелинейных искажений в выходном сигнале, некую музыкальность, но зато схема потребляет значительный ток и требует для выходных транзисторов приличного размера радиаторов. Некоторые люди считают, что такая схемотехника является наиболее правильной и позволяет слушать музыку с максимальным качеством воспроизведения. Ниже представлена сама схема.

Простой транзисторный усилитель класса А

Схема содержит всего 4 транзистора, из них VT3 и VT4 - выходные, должны обладать максимально близкими параметрами, для этого достаточно просто взять два транзистора из одной партии, отлично подойдут КТ805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198. При этом их коэффициент усиления должен быть как минимум 120. VT1 - маломощный входной PNP структуры, подойдут 2N3906, BC212, BC546, КТ361, а так же можно поэкспериментировать с различными германиевыми вариантами, благо их PNP структуры много. VT2 образует драйверный каскад, сюда нужно что-то чуть помощнее, например, КТ801, КТ630, КТ602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165.Простой транзисторный усилитель класса А

Некоторые номиналы схемы, для пущей академичности, следует варьировать исходя из сопротивления нагрузки и напряжения питания. Напряжение может варьироваться от 12 до 40В, соответственно чем оно больше, тем больше будет выходная мощность, и тем сильнее будет греться оконечный каскад. Ниже представлена таблица для подбора номиналов.Простой транзисторный усилитель класса А

Несколько слов о настройке. Первым делом включать усилитель нужно без нагрузки и без подключенного источника сигнала. Включаем сперва на небольшом напряжении, контролируем ток покоя, он должен составлять 0,8 - 1,5А. Параллельно с этим замеряем напряжение в точке соединения VT3 и VT4 - оно должно быть равно половине напряжения питания. Если это не так, то подгоняем его максимально близко с помощью подстроечного резистора R2. Также на схеме можно увидеть нарисованную пунктиром цепь Цобеля - последовательно включенный резистор и конденсатор, они служат для подавления самовозбуждения. Резистор сопротивлением 10 Ом, конденсатор 100 нФ.Простой транзисторный усилитель класса А

Монтаж выполняется на печатной плате, обратите внимание, что она полностью залита землей вокруг дорожек, это способствует лучшей помехозащищённости и в какой-то степени защищает от самовозбуждения. Однако при пайке нужно быть максимально аккуратным, запросто можно случайно посадить "соплю" между земляным полигоном и дорожкой. Если усилитель не заработает с первого раза, рекомендую тщательно прозвонить всё на замыкание, ведь глазом волосинку-перемычку очень сложно увидеть. Удачной сборки!Простой транзисторный усилитель класса А
Простой транзисторный усилитель класса А plata.zip [17 Kb] (скачиваний: 112)
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Усилитель для наушников AKG K550. Класс А, MOSFET на выходе


Пару лет назад мой сын подарил мне головные телефоны AKG K520. У них был хороший звук, но абсолютно дебильное оголовье, которое сломалось через несколько сеансов пользования наушниками. Многочисленные попытки как-то укрепить конструкцию к положительному результату не привели.

Я имел неосторожность сообщить об этом сыну, на что он заявил, мол, папа, не проблема, и подарил мне наушники AKG K550 Mk III.
Мне такое направление его внимания зацепило душевные струны, и я решил сделать ответный ход: собрать и подарить ему усилитель для головных телефонов.

Проштудировал конструкции усилителей для наушников от разных гуру, и на лампах, и на микросхемах, и на транзисторах. Хотелось потратить минимум усилий и получить максимум результата, поэтому решил «замутить» на транзисторах. Прочитал на Датагорском сайте статью Андрея Зеленина «Усилитель для наушников "Green JLH". Класс А на трёх транзисторах», подумал и решил, что и двух транзисторов будет достаточно!
В итоге предлагаю вашему вниманию мою конструкцию.

Содержание / Contents

— номинальное входное напряжение: 1 В;
— коэффициент усиления: 2;
— сопротивление нагрузки: 32 Ом, не менее;
— входное сопротивление: 100 кОм;
— потребляемый ток: 350 мА, два канала;
— напряжение питания: 24 В, однополярное;
— работа в классе А.

Почему выбраны такие характеристики? В основном, исходя из информации, почерпнутой на просторах сайта reference-audio-analyzer.pro. Я многое узнал там про характеристики своих наушников, об источниках сигнала (ЦАПы) и о всяких других полезных штуках. Вот и подумалось, что так будет необходимо и достаточно!

Прежде чем начать работать руками, я все-таки провел некоторое время за моделированием, поигрался транзисторами, режимами работы для получения максимальной неискаженной амплитуды выходного сигнала и т. п. с целью минимизации нелинейных искажений и получением «красивого» спектра гармонических искажений с преобладанием 2-й гармоники.По-моему, проектирование электроники это как дипломатия — «искусство возможного» — сплошные компромиссы, и некоторые решения объяснить нелегко.
И всегда можно изобрести другое решение.

Сергей Дорохов (dsarotor)

Понимая, что бумага все стерпит, сильно не обольщался результатами, но, тем не менее, определил, что схема тонко реагирует на всякие отклонения от оптимальных значений номиналов в основном резисторов. Поэтому, для исключения неприятных последствий я использовал в схеме резисторы с 1% допуском.

Макетирование одного канала на «слепыше» показало, что в цепях питания желательно использовать электролитические конденсаторы большой емкости с низким значениям ESR, т. к. ток, потребляемый от источника питания, имеет значительную переменную составляющую, которая на проводниках, а значит и на дорожках будущей печатной платы будет создавать паразитную амплитудную модуляцию, отрицательно влияющую на сигнал.


Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.Я решил применить готовый импульсный блок питания. По идее электронный дроссель (VT1, VT2) вообще не нужен в такой схеме. Но я электронный дроссель оставил: это довольно эффективный фильтр пульсаций, плюс есть возможность в некоторых пределах менять напряжение питания схемы усилителя.
Применение полевого транзистора в фильтре питания обусловлено только тем, что «пусть все силовые транзисторы (VT1, VT2, VT5, VT6) будут одинаковыми»! По-моему, хорошее объяснение. lolПоскольку я использовал покупной корпус, это определило размеры печатной платы 135×100 мм. Разводку левого и правого каналов постарался сделать насколько возможно симметричной. Для домашнего производства развёл на одном слое.
lol
Смотри чертёж в разделе файлов.

Пробовал все доступные мне способы изготовления: лазерно-утюжный способ с использованием фотобумаги «Lomond», способ с использованием термотрансферной бумаги и способ с использованием пленочного фоторезиста.
Сразу сообщаю, что ламинатора у меня нет.

Эксперименты начались с того, что кончилась фотобумага «Lomond», а на покупку новой пачки чего-то воли не хватило, тем более, что попались статейки про термотрансферную бумагу и пленочный фоторезист. Решил попробовать новое.

Тонер никак не хотел держаться на меди, часть (большая или меньшая) обязательно оставалась на бумаге при любых режимах переноса. Отличная технология для массового производства. Фотошаблон не меняется. Однако, если надо поправить ошибки, допущенные при проектировании, необходимо изготавливать новый фотошаблон. И опять камнем преткновения явилось отсутствие ламинатора: ну отслаивался местами фоторезист при травлении! Пришлось вернуться к классической ЛУТ, только на бумаге от женского журнала «Мери Кей», любезно предоставленного женой. Когда-то читал, что можно использовать бумагу от журнала «Лиза» и подумал, что американский журнал тоже подойдёт.

Итого, считаю фотобумагу «Lomond» лучшим вариантом, меловку от модных журналов согласен применять за неимением Ломонда.

Каков допустимый диапазон питающего напряжения? 12В, 15В, 18В потянет? Если да, то нужно ли менять номиналы каких-либо резисторов?
Вопрос вроде простой, а ответ на него не очень. Конечно, можно использовать источник питания с другим значением напряжения: 12В, 15В, 18В, и даже, например, 30В! Схема всё равно найдёт свою рабочую точку и будет там стоять.
Номиналы элементов при этом менять не надо.

Чем же руководствовался я при выборе напряжения питания? Это усилитель для головных телефонов. В моём случае наушники с номинальным сопротивлением 33 Ом, чувствительность средняя к напряжению: 117.85 дБ/В SPL, т. е. при подведении к ним действующего напряжения 1 Вольт создается звуковое давление 117.85 дБ.

Для большинства телефонов допустимая максимальная мощность составляет 200 мВт. Так как закон Ома никто не отменял, и исходя из этого ограничения, зная так же сопротивление телефонов можно определить подводимое к ним напряжение.
Для телефонов с R=33 Ом максимально допустимое напряжение (амплитудное значение) составит U=SQRT (P*R)=3.8 В.
При таком подводимом напряжении создаваемое звуковое давление будет принимать значение около 120 дБ.

Информация об уровнях звукового давления создаваемых различными источниками легко находится на просторах интернета.

0 дБ SPL — ничего не слышно — порог слышимости для синусоидальной волны с частотой 1 кГц;
25 дБ SPL — тихо — сельская местность вдали от дорог, мурлыканье кота на расстоянии 0,5 м;
40 дБ SPL — хорошо слышно — тихий разговор, учреждение (офис) без источников шума, уровень звукового фона днём в городском помещении с закрытыми окнами выходящими во двор;
50 дБ SPL — отчётливо слышно — разговор средней громкости, тихая улица, стиральная машина;
60 дБ SPL — шумно — обычный разговор, норма для контор;
65 дБ SPL — шумно — громкий разговор на расстоянии 1 м;
70 дБ SPL — шумно — громкие разговоры на расстоянии 1 м, шум пишущей машинки, шумная улица, пылесос на расстоянии 3 м;
75 дБ SPL — шумно — крик, смех с расстояния 1 м; шум в железнодорожном вагоне;
80 дБ SPL — очень шумно — громкий будильник на расстоянии 1 м; крик; мотоцикл с глушителем; шум работающего двигателя грузового автомобиля;
85 дБ SPL — очень шумно — громкий крик, мотоцикл с глушителем;
90 дБ SPL — очень шумно — громкие крики, пневматический отбойный молоток, тяжёлый дизельный грузовик на расстоянии 7 м, грузовой вагон на расстоянии 7 м;
95 дБ SPL — очень шумно — вагон метро на расстоянии 7 м;
100 дБ SPL — крайне шумно — громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5—7 м, кузнечный цех, очень шумный завод;
110 дБ SPL — крайне шумно — шум работающего трактора на расстоянии 1 м, громкая музыка, вертолёт;
115 дБ SPL — крайне шумно — пескоструйный аппарат на расстоянии 1 м;
🎧120 дБ SPL — почти невыносимо — болевой порог, гром, отбойный молоток, вувузела футбольного фаната на расстоянии 1 м;
130 дБ SPL — боль — сирена, шум клёпки котлов;
140 дБ SPL — травма внутреннего уха — взлёт реактивного самолёта на расстоянии 25 м, максимальная громкость на рок-концерте;
160 дБ SPL — шок, травмы, возможен разрыв барабанной перепонки — выстрел из ружья близко от уха, ударная волна от сверхзвукового самолёта;
180 дБ SPL — светошумовая граната;

Так что получается, что выбранные характеристики усилителя обеспечивают в пределе звуковое давление на уровне 120 дБ «почти невыносимо — болевой порог», обеспечивая при этом безопасную работу моих наушников.
При выбранном напряжении питания 24 Вольт и уровне искажений выходного сигнала не более 0,1% усилитель обеспечивает выходное напряжение (амплитудное) 3,5 Вольт.

При использовании наушников с номинальным сопротивлением 100 Ом будет гарантирована подводимая мощность к наушникам 75 мВт, что тоже немало.

Для наушников с сопротивлением 600 Ом этот усилитель, наверное, не подойдет, хотя, если бы у меня были такие наушники, я бы и в этой схеме заставил их работать по максимуму.

Опережая возможные вопросы о напряжениях, токах и мощностях в схеме привожу картинки из модели с соответствующими данными. Надо сказать, что они достаточно точно соответствуют реальным значениям — напряжения во всяком случае.

lol lol lolТрудился по двум направлениям: разработка схемы и разработка конструкции. Если по первому направлению я ещё что-то соображаю, то по второму мои способности более чем скромные. Поэтому я не стал ломать голову над конструкцией, а сразу заказал у китайских товарищей корпус, заточенный под усилитель для головных телефонов подходящего размера, регулятор громкости, гнездо подключения телефонов и пр.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеАлюминиевый корпус для усилителя
головных телефонов
Очень симпатичный корпус! Внутренний размер 135×230×48 мм.
Передняя панель толщиной 8 мм.
В комплекте резиновые ножки, алюминиевая ручка,
выключатель питания, разъём питания, винты.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеИмпульсный блок питания 24 Вольт, 1 А
Вход: AC 100-265 V 50/60Hz
Выход: DC 24 В 1A
Защита от короткого замыкания, защита от перегрузки,
защита от перегрева.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеПотенциометр Rh3702, клон ALPS RK27
Металлический вал 6 мм,
8 pin (отводы для тонкомпенсации),
зубчатая накатка под ручку.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеРазъёмы RCA на панель
Есть попроще, есть подороже.
Все вполне применимы.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеРозетка для наушников 1/4" (6,35 мм)
Монтаж в плату и/или на панель
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеСвёрла для плат из карбида вольфрама
Наборы от 0.3 мм до 1.2 мм и более. Отлично берут
стеклотекстолит, долго не тупятся.
Диаметр хвостовика: 3,175 мм (1/8'').
Общая длина: 38 мм.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеЭкструдированные радиаторы
Размер: 25×35×12 мм.
Для корпусов TO-220.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеТранзисторы BC807-40 (5C) SOT-23 PNP 45V 500mA
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеФольгированный текстолит
Односторонний, разные размеры кусков.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходеТермотрансферная бумага для ЛУТ
Берите целыми листами А4, не свёрнутыми в рулон.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходе Трубчатый припой Mechanic с флюсом внутри
Хороший припой. Для тонких работ берите 0,5 мм.
Доступен в диаметрах от 0,3 мм до 1,5 мм.
Точка плавления 185°С. Хорошо смачивает.
Блестит.

Отдал определенную сумму денег, и понял, что поступил правильно! Самому такую красоту на родине за такие деньги не сделать. Осталась на мне печатная плата, но это мы более-менее делать умеем!

Мощности на полевых транзисторах модель не считает, но они просто считаются через падения напряжения на них и токи, и примерно составляют Р=0,9 Вт. Отсюда вывод, что для них необходимо использовать теплоотводы.
Я применил упомянутые выше. Каждый из этих радиаторов может рассеять тепловой мощности Р = 1.2 — 1.4 Вт, проверено моим тестером теплоотводов. Поскольку корпус закрытый, я принял коэффициент нагрузки К = 0.3 — 0.5. Это касается и мощностей силовых резисторов, поскольку при коэффициенте нагрузки 0.7, к резисторам притронуться нельзя — горячие сильно! И на плате я их расставил подальше друг от друга.
Даешь на каждый силовой компонент поменьше тепла!В качестве источника питания решил использовать покупной китайский импульсный источник питания 24В, 1А.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходе
Ждал долго, посылка один раз уходила обратно в Китай, т. к. китайские товарищи в целях экономии выбрали способ пересылки отправлений без уведомления, а наша почта молчала, как рыба об лёд. Уведомление почта в итоге высылала, и примерно такого содержания: «срок хранения отправления истек, отправление отправлено обратно в Китай».

Конструктивно я поместил источник питания на планку из стеклотекстолита размерами 135×40 мм и толщиной 1,5 мм. Т.к. ответных частей разъемов китайцы в посылку не кладут, то я выпаял установленные в модуль питания разъемы и припаялся проводами прямо к дорожкам.

Всё-таки получить вожделенный заказ удалось, при этом хотелось убедиться, что модуль соответствует заявленным характеристикам и обеспечивает выходное напряжение 24 В при токе 1 А. Хотелось увидеть также уровень пульсации выходного напряжения.

Здесь меня выручил разработанный и изготовленный ранее приборчик под названием «Тестер теплоотводов». Я включил его в качестве нагрузки к купленному источнику питания, установив ток нагрузки 0,5 А. Частота преобразования оказалась около 40 кГц, что выходит за диапазон слышимых частот, а пульсации выходного напряжения на этой частоте и этом токе были в размахе около 10 мВ. В первом приближении это меня полностью устраивало.

Больше всего хлопот доставили работы, связанные с изготовлением печатной платы.
Собрал. Вот что в конце концов у меня получилось.
Усилитель для наушников AKG K550.  Класс А, MOSFET на выходе
Не обошлось без накладок: неправильно разметил положение потенциометра ALPS.
Чертежа лицевой панели корпуса не было, размеры пришлось снимать самому. И я ошибся с потенциометром, сдвинул разметку для него на плате на 5 мм вправо, считая от осевой линии. Обнаружил сей факт уже после того, как протравил плату.

Переделывать не стал, с новой технологией намучился.
Спасло то, что заготовка платы была размером 150×100, а итоговая плата должна была иметь размеры 135×100, и по счастливой случайности я перенес рисунок на плату по центру заготовки. Решил установить потенциометр на плату как есть, а контур платы сдвинуть в нужную сторону (т.е. вправо) и плату обрезать по месту корпуса. Разъем телефонов пришлось припаять на проводах.
Вот так и получилось, что неправильно разведен ALPS, а «пострадал» JACK.
Трассировку платы, каюсь, не правил — двигайте под себя.

Включил, выставил подстроечным резистором R1 на фильтрах питания напряжение питания усилительной части U=18 В.

Имею жуткий 50-герцовый фон. Стал разбираться, оказалось, забыл соединить землю ALPSа с землей схемы, пришлось бросать перемычку. Фон снизился, но ненамного.
Кардинально помогло соединение корпуса ALPS и, соответственно, корпуса всего усилителя с общим проводом схемы.

Очень важным оказалось использовать хорошо экранированный провод от потенциометра до входных гнезд RCA «тюльпан». И межблочный кабель тоже должен быть хорошо экранирован.

Включил, слушаю, не утомляет, нравится. music Позже, может быть, сниму характеристики. Послушаю с другими наушниками, дам другим послушать.

На усилителе понравится лежать коту: внутри около 8 Ватт тепла, снаружи корпуса градусов 35С. lol

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

lol

Сергей (dsarotor)

г. Челябинск

1958 г.р. Всю сознательную жизнь по долгу службы проектирую какую-нибудь электронику.
Нравится! Особенно когда начинает работать не в принципе, а в корпусе.

 

DIY IRF610 MOSFET усилитель для наушников класса A, проект

Джованни Милитано

DIY Усилитель для наушников класса A

Не в восторге от того, как звуковая карта компьютера управляет моими наушниками Grado SR80 с сопротивлением 32 Ом, я решил построить себе настольный усилитель для наушников для офиса.В этом случае у меня было много прироста напряжения, но на звуковой карте просто кончился бензин с хорошими наушниками. Этот усилитель подходит только для установок, в которых входной сигнал не требует усиления напряжения (например, на выходе предусилителя, mp3-плеера или компьютера). Этот усилитель будет обеспечивать достаточный ток для подключения наушников более привлекательного типа.

Это простой проект усилителя для наушников, созданный своими руками (сделай сам), в первую очередь на основе проекта драйвера для наушников MOSFET класса A Грега Секереса и, в некоторой степени, проекта усилителя DIY класса A 2SK1058 MOSFET Марка.Концепция усилителя проста и следует типичной несимметричной схеме класса A, в которой вместо пассивного резистора используется активный источник постоянного тока (CCS). CCS удваивает эффективность схемы по сравнению с использованием пассивного нагрузочного резистора, доводя его до максимума 25%.

Рисунок 1: Базовая схема усилителя класса A

Следует отметить несколько моментов. Цепь повторителя на полевом транзисторе сможет подавать большой ток, но коэффициент усиления по напряжению будет меньше единицы.Этот усилитель подходит только в тех случаях, когда входной сигнал не требует усиления напряжения (например, на выходе mp3-плеера или компьютера). Кроме того, такая простая несимметричная схема не будет подавлять пульсации источника питания, и, таким образом, любой шум в источнике питания будет проходить через усилитель. По этой причине вам необходимо использовать регулируемый источник питания. Подходящие недорогие регулируемые (настенные) источники питания можно приобрести в Radio Shack. 10-20 В постоянного тока и 750 мА должны подойти.

Схема этого проекта усилителя для наушников показана ниже на рис. 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 приложение обычного регулятора напряжения LM317, он настроен как очень точный набор CCS для потребления 250 мА.

Рисунок 2: Схема усилителя для наушников IRF610 класса A

Конструкция

- DIY усилитель для наушников Mosfet класса A

Этот усилитель для наушников будет в основном находиться на моем столе на работе, поэтому он должен вписаться в офисную среду. К счастью, у меня был мертвый внешний CD-ROM Plextor, который стал идеальным корпусом и хорошо вписался в мой стол. Что еще лучше, у него уже были выключатель питания, розетка для адаптера питания и входы RCA на задней панели, а также разъем для наушников на передней панели.Отлично! Открытое отверстие, которое вы видите на задней панели, - это место, где находился заголовок USB, но я ранее использовал его для другого проекта.

Фотография 1: Внешний корпус для компакт-дисков Plextor

Усилитель построен на квадратной прото-плате ~ 1,75 дюйма от Radio Shack (276-148), но подойдет любая плата. Я использовал только те детали, которые были у меня под рукой, и вы можете видеть, что я не использовал какие-либо специальные детали. Простые (но согласованы) металлопленочные резисторы, входная майларовая крышка 1 мкФ и 0.Перепускная крышка из полипропилена 47 мкФ на выходе. Конденсатор развязки 0,1 мкФ также выполнен из полипропилена. Некоторые могут предпочесть более качественный вход и байпасные заглушки, 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.

Фотография 2: Сделай сам усилитель для наушников на Protoboard

Радиаторы были спасены от различных мертвых компонентов.Меньшие радиаторы имеют квадрат около 1,75 дюйма и нагреваются только умеренно, но имейте в виду, что радиаторы прикреплены к металлическому шасси, что также помогает рассеивать тепло. Обязательно изолируйте полевой МОП-транзистор и регулятор от радиаторов.

Фотография 3: Конструкция усилителя для наушников

Усилитель наушников был сначала испытан (дымовой тест) с использованием стабилизированного источника питания при очень низком напряжении. Смещение устанавливается путем изменения переменного резистора 100 кОм до тех пор, пока на выходной стороне полевого МОП-транзистора (Источник) не будет половина напряжения питания (Сток).Вам нужно будет проверить и сбросить смещение несколько раз в первые несколько часов, поскольку оно будет дрейфовать, пока все стабилизируется. Усилитель хорошо работал в диапазоне от 10 до 20 В постоянного тока, но, похоже, лучше всего работал при 13 В и выше. При регулируемом питании слышимого гула не было. В случае нерегулируемого предложения этого не произошло.

Фотография 4: Конструкция усилителя для наушников

Затем у меня появилась возможность опробовать свой новый USB-осциллограф. Это DSO-2150, который представляет собой двойной осциллограф с полосой пропускания 60 МГц и максимальной частотой дискретизации 150 мс / с.Для тех, кто интересуется такими осциллографами, вот еще немного информации о моем опыте работы с осциллографом на базе ПК DSO-2150 USB. Я проверил синусоидальный отклик, 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 прямоугольной волновой характеристикой при 100 Гц и 4800 Гц.

Фотография 5: Отклик прямоугольной волны 100 Гц

Фотография 6: Частота прямоугольной волны 4800 Гц

Верхний график (зеленый) - это входной сигнал, а нижний (желтый) - выходной.Мой генератор сигналов не очень хорош, и это отражается на качестве входных волн. Если вы сравните входное напряжение с выходным, вы увидите, что коэффициент усиления схемы составляет около 0,8. Как вы можете видеть на графике 100 Гц, прямоугольная волновая характеристика слегка наклонена, но стабильна. Наклон постепенно уменьшается по мере увеличения частоты, и за пределами примерно 300 Гц прямоугольная характеристика превосходна до 20 кГц, что является пределом моего генератора сигналов. Так как музыка состоит в основном из синусоид, это не проблема, так как синусоидальный отклик был хорошим во всем слышимом диапазоне.

Последними штрихами были нанесение эпоксидной смолы на лицевую панель CD-ROM на алюминиевую пластину и сборку корпуса. 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.

Фотография 7: Лицевая панель CD-ROM

Фотография 8: Готовый усилитель для наушников на полевых МОП-транзисторах класса A


Вторая сборка - усилитель для наушников Mosfet класса А

ОБНОВЛЕНИЕ - декабрь 2013 г.На фотографиях ниже показан второй из этих усилителей, которые я построил. Эта версия усилителя для наушников Mosfet класса A оснащена высококачественной печатной платой, которая была сделана участником форума и отправлена ​​мне в подарок.

Фотография 9: Печатная плата усилителя для наушников на полевых МОП-транзисторах класса A

В качестве источника питания я использую блок питания на 20 В постоянного тока от старого ноутбука. 20 В постоянного тока регулируется до 16 В постоянного тока с помощью базовой цепи переменного источника питания LM317.Это обеспечивает очень тихий источник питания, необходимый для этой схемы усилителя.

Фотография 10: усилитель для наушников Mosfet класса A с регулируемым блоком питания LM317

Усилитель для наушников был встроен в корпус из какого-то старого процессора Dolby (1990-х годов), который мне пришлось немного модифицировать. В качестве источника входного сигнала используются простые разъемы RCA. Для выхода на наушники я использую 1/4-дюймовое телефонное гнездо Neutrik Locking. Это 1/4-дюймовое блокирующее гнездо очень хорошего качества, и я постоянно использую его в своих сборках.

Фотография 11: Второй законченный усилитель для наушников на МОП-транзисторах класса A


Звук - усилитель для наушников Mosfet класса A

Для простого несимметричного усилителя звук для моих ушей довольно хороший. Усилитель легко управляет моими наушниками Grado SR80, а мой портативный mp3 - нет. Я даже предпочитаю звук по сравнению со встроенным усилителем для наушников на моем предусилителе NAD C162. Посетите форум для получения дополнительных фотографий и обсуждения проекта DIY-усилителя для наушников MOSFET класса A.

,

LD Q + Класс A DSD HiFi-разрешающая лампа ламповый / транзисторный микс Гибридный усилитель для наушников 110 В / 220 В | усилитель для наушников класса A | усилитель для наушников усилитель для наушников класс A

FAIRsz --- ---- Дистрибьютор LittleDot из Южного Китая, дает вам 100% уверенность в покупках.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Промышленный дизайн заключается в том, что сложная лампа / транзистор / IC

HD ASIO USB декодирования была встроена в печатную плату диаметром всего 68 мм.

Хоть объем у аппарата небольшой, но наушники 32-300 Ом он вполне может прогнать.

Параметр

1. Секция декодирования:

Использование SA9227 с высокой частотой дискретизации USB + программа CS4398 ASIO, независимый источник питания (не берите питание от ПК).

PCM: Поддержка длины слова 16-32 бит; 32–384 кГц HD частота дискретизации

DSD: поддержка формата DSD64,128,256, аппаратное декодирование DOP / Native

2, секции усилителя: полностью дискретные, комплементарная пара транзисторов PNP / NPN, полностью симметричная выходная цепь усилителя Pure Class A.

Мощный мягкий, сладко-холодный звук. Усилитель может быть заменен для модернизации в будущем

3, входные клеммы: линейный вход 3,5 мм (LO): цифровой вход Micor USB

4, выходные клеммы: разъем для наушников 3,5 мм (PO), 3,5 мм декодирование линейного выхода (LO)

5, искажение: 0,01% (выход: 1 В среднеквадр. 1000 Гц)

6, отношение сигнал / шум: 92 дБ

7, частотная характеристика: 5 Гц - 50 кГц (-3 дБ)

8 , выходная мощность: 300 мВт (32 Ом), 100 мВт (300 Ом)

9, увеличение: GAIN: 6

10, адаптация диапазона импеданса наушников: от 8 Ом до 300 Ом

11, потребляемая мощность: 10 ВА

12, объем:

Хост: Диаметр: 76x70 (h) мм

Мощность: 145x55x50 (h) мм

13, Вес:

Хост: 188 г

Мощность: 880 г

0002000

000

000

000

000

000

000

000

DIY Kit NEW JLH HOOD1969 Усилитель мощности для наушников Предусилитель класса A | |

Описание продукта :
В 1969 году британский инженер Джон Линсли Худ опубликовал знаменитый в мире радио несимметричный усилитель мощности JLH. С его простой схемой он может получить отличное ощущение прослушивания, которое немедленно отразится по всей стране и многочисленным имитаторам звука. На приведенной ниже диаграмме показана принципиальная схема класса усилитель для наушников на основе одноконтактного усилителя мощности JLH с небольшим модификация и удовлетворительные результаты.

Параметры продукта:

Тип работы: одноконтактный тип А

Рабочее напряжение: AC 12 В-0 В-12 В

Частотная характеристика: 12 Гц ~ 50 кГц (+ 0 дБ, -1 дБ)

12 Гц ~ 120 кГц (+ 0 дБ, -3 дБ)

Коэффициент усиления по напряжению: 21 дБ

Отношение сигнал / шум:> 101 дБ

Скорость преобразования:> 35 В / с

Статический ток: 240 мА

Размер печатной платы: 121 мм * 108 мм * 35 мм

Изделие: в сыпучей упаковке (необходима собственная сварка) плата с параметрами комплектующих, удобная сборка и сварка.

O1CN01OdiQqr1HzitQhN67x_!!3028810829 O1CN013uYpwP1HzitNd4jx1_!!3028810829 O1CN015zCFKw1HzitQF8QdC_!!3028810829 QQ图片20200104103433

h41d46472492843baacba75db31dbc41cs H6be4689fdd69461da319ca30a2249e76p

,

6J5 Ламповый усилитель для наушников класса A Декодирование аудио HIFI DIY AMP с источником питания | |

6J5 ламповый усилитель для наушников класса A декодирование аудио HIFI DIY AMP с источником питания

Особенности :

  • Схема : ламповый буфер + наушники Classic 47
  • Использование обратной связи по переменному току
  • два Dual-opamp NE5532
  • трубки 6J5 * 2
  • Размеры: 100 * 70 * 24 мм
  • Частотная характеристика: 20 Гц-25 кГц
  • Сопротивление наушников: 32-300 Ом
  • SNR:> 100 дБ
  • Разделение каналов <-100 дБ
  • Искажение: <0.003
  • Вход и выход: стандартный интерфейс 3,5 мм

Оснащен отдельным блоком питания :

  • Вход : 100-240 В ~ 50/60 Гц
  • Выход : ± 15V-200MA 5V-2A

Пакет:

  • 1 шт. Усилитель для наушников
  • Блок питания 1ПК
  • 1 шт. Аудиокабель

s-l1600 s-l1600 (3) s-l500 (2) s-l1600 (2) s-l500

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *