Remontnouta.ru

ПК Ремонт техники
48 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать усилитель для наушников своими руками

Как сделать усилитель для наушников своими руками

В общем случае усилитель для наушников (иначе – головных телефонов) — это малогабаритный электронный прибор, способный обеспечить такое звучание динамиков, которое будет сравнимо с воспроизведением высококачественных стационарных стереосистем, в том числе и собранных на лампах. Если по какой-то причине нет возможности приобрести это устройство, его можно изготовить собственноручно, но только обладая соответствующими радиотехническими знаниями и навыками тонких работ. Практические советы по изготовлению усилителя для наушников своими руками – в материале далее.

Усилители для наушников

Усилитель для наушников AH-P5 Pro / дискретный фильтр для ЦАП

Схема усилителя напряжения представляется собой типичного «Линна». На входе — дифференциальный каскад, нагруженный на токовое зеркало. Далее, применен каскад ОЭ, нагруженный на динамический каскод. В качестве выходного каскада был применен хорошо зарекомендовавший себя повторитель Тейлора-Уайта.

Плата изделия позволяет на ней легко реализовать дискретный аналоговый фильтр для ЦАП-а. Подходит он для всех ЦАП с выходами по напряжению.

Высококачественный усилитель для наушников AH-P1

Транзисторный усилитель для наушников AH-P1

В виду постоянного интереса у посетителей сайта к дискретному усилителю для наушников с ТОС и частых запросов на заводские платы к нему, мною было принято решение предложить почтенной публике новую конструкцию качественного транзисторного усилителя для наушников. При разработке схемы ставилась задача избавиться от дефицитных комплектующих и при этом не потерять в качестве.

По результатам прослушивания новая конструкция превзошла все ожидания, по звуку получилась значительно лучше усилителя «с ТОС».

Усилитель для наушников AH-P2 v3.х с балансным входом

Новая плата допускает нижнее расположение транзисторов, что очень удобно при креплении к радиатору. Но из-за этих изменений пришлось убрать с платы диодный мост.

Простой усилитель для наушников AH-P2 с повторителем Тейлора-Уайта v2

Решено было обновить ревизию платы и заодно внести некоторые улучшение в ранее мной предложенную конструкцию усилителя для наушников с повторителем Тейлора-Уайта.

Усилитель для наушников AH-P2v2

Сама конструкция усилителя не претерпела принципиальных изменений. Тем не менее достаточное количество улучшений набралось, чтобы вынести описание новой конструкции в отдельную статью.

  1. Решено было изменить основной рекомендуемый ОУ, применяемый в качестве УН, на OPA189.
  2. Была произведена значительная оптимизация трассировки платы. Добавлены скругления дорожек.
  3. На выходе усилителя решено было добавить цепь Цобеля-Буше для лучшей устойчивости усилителя с разными ОУ.
  4. Увеличены габаритные размеры и номиналы емкостей по питанию усилителя.
  5. Кроме этого решено было для УН и ВК применить свои отдельные емкости, отделив их от выхода стабилизатора низкоомными резисторами, что значительно снизило их взаимное влияние по цепям питания друг на друга.
  6. И главное, на плату добавлены метки которые приведены в соответствие со схемой, что должно облегчить сборку усилителя для начинающих радиолюбителей.

Простой усилитель для наушников AH-P2 v1.х

При построении нового усилителя для наушников у меня была цель построить компактную и простую в настройке схему с отличным звуком на распространенных комплектующих.

Качественный усилитель для наушников AH-P2 своими руками

В качестве УН решено было использовать операционный усилитель, который и обеспечивает усиление по напряжению в 2-3 раза. В качестве выходного буфера к ОУ я применил модификацию повторителя Тейлора-Уайта. Выбранное решение позволяет снизить ток покоя в 2-3 раза по сравнению с «честным классом А», что положительным образом сказывается на тепловыделении усилителя.

Читайте так же:
Виды серверов и их назначение

Усилитель для наушников с ТОС

При проектирование усилителя для наушников я стремился достичь максимального качества при минимальном количестве усилительных элементов. В основу схемы положена схемотехника усилителей с так назваемомой токовой ООС.

схема качественного усилителя для наушников с ТОС

Как видно, усилитель состоит из двух симметрично-комплементарных плеч. Усилитель не имеет разделительных конденсаторов на входе, выходе и в цепи ООС и фактически является усилителем постоянного тока. В области ВЧ полоса пропускания ограничивается только частотными свойствами примененных транзисторов.

Усилитель для наушников на AD744 с буферным каскадом

Предлагаю Вам высококачественный усилитель для наушников на микросхеме AD744 в нестандартном включении с повторителем в классе А.

Варианты

Допустим, вы решили, что усилитель для наушников вам необходим. Каков следующий шаг? В Интернете можно найти массу проектов с использованием вездесущего LM386. Микросхема стала популярной благодаря высокой надёжности, низкой стоимости, возможности работать с однополярным питанием и малому количеством внешних элементов. Такие усилители обычно хорошо справляются с недорогими наушниками, но все эти достоинства меркнут, если сравнить уровень шумов и искажений LM386 и хорошо спроектированного усилителя на дискретных элементах или на специализированных микросхемах.

Если у вас найдётся около 30$ и не пугает работа с элементами для поверхностного монтажа (SMD-элементы), то представленный здесь проект именно то, что нужно.

Простенький усилитель для наушников своими руками

Если у вас есть крутые мониторные уши и старая мобилка с мп3 плеером, которая не способна «раскачать» наушники, то эта статья для вас!

Собственно что необходимо для сбора усилителя :

Минимальный набор :

  1. Сама микра TDA 2822 (также можно модификации 2822 М/S или ее аналог КА 2209)
  2. 4 электролитицеских конденсатора 16в100 мф (ну вобше кондеры как масло в каше – больше лучше но для наушников 100 мф отличное соотношение размер/качество)
  3. проводки легче разноцветными 20-25 см достаточно с головой.
  4. Паяльник и все для пайки
  5. прямые руки и трезвая голова приветствуется 🙂

Расширенный набор (необязательно) :

  • гнездо для наушников (можно выдрать с китайского радио)
  • маленький выключатель (с того же радио)
  • ферритовые кольца (выдрать можно с усилителей от антенн «сеток»)
  • Текстолит и все для его травления
  • Старый утюг
  • Дрель с тонким сверлом

лазерный принтер , текстолит и все для его травления (если есть желание для сборки на плате)

Перейдем к сборке: Для тех кто не хочет заморачиваться печатными платами можно собрать усилитель навесным монтажом т.е на весу без платы, но конструкция будет хрупкая и ее либо придется прятать в коробок либо все таки собирать на плате.

Навесным монтажом собираем по схеме

Для сбора на плате потребуется текстолит его предварительно зачищаем спиртом или любой другой обезжиривающий жидкостью и ставим сушиться.

Далее переходим к рисованию платы (вам этого не надо для вас все готово). Рисовал я программу в Sprint – layout 4.0 (уже есть и версия 5.0).

нарисовав просто копируем нашу схему несколько раз .

Делаю я для того чтоб после перевода на текстолит выбрать самую удачную версию и травить , чтобы не печатать заново.

Далее печатаем все это дело на глянцевой бумаге (можно фото бумаге) лазерным принтером. Я печатал на обложке игрового диска )))(под рукой больше ничего не было)

Читайте так же:
Веб сервер nginx что это

Обрезаем края чтоб они нам не мешали.

Сторону где есть печать желательно не трогать.

Далее берем высохший текстолит ВНИМАНИЕ зачищенную область Текстолита руками не трогать. иначе тонер не переведётся на плату и все придется проделывать сначала.

далее прикладываем напечатанную сторону бумаги к очищенной стороне текстолита и придавливаем это все нагретым утюгом (утюг ставить на макс) 20 – 25 сек . Не думайте что от долгого держания тонер лучше переведется , напротив он станет хрупким и будет крошиться.

Далее пока текстолит не остыл ставим его в “пресс” Берем нормальную толстую книгу , втыкаем текстолит в середину и встаем на книгу .

Через пару минут все остынет , далее берем текстолит и мочим холодной водой (в теплой тонер размывается). По мере намокания бумаги легенькими круговыми движениями своеобразными шариками удаляем бумагу.

По мере намокания бумаги легенькими круговыми движениями своеобразными шариками удаляем бумагу.

Далее вырезаем ( нажовкой по металлу) тот участок текстолита который не имеет обрывов/ дефектов .

Еще раз хорошенько промываем плату (чтоб отодрать ворсинки).

Далее разводим раствор хлорного железа (продается на радио рынках) . Сори но в этот момент на моем теле умерла зарядка ….. и мне было лень ждать его заряда когда раствор ХЖ уже остывал …
Бросаем нашу плату в раствор.

Время травления зависит от температуры жидкости и ее насыщенности ХЖ.

Тем не менее плата после травления выглядит так :

Смываем тонер с дорожек и лудим (для тех кто в танке покрываем слоем олова) его .

Перед лужением я покрываю плату
спирто -канифолиевым раствором после этого плата прекрасно лудиться . На фото отчетливо видна как ужасно выглядит моя плата все из за того что когда смывал после травления тонер протёр пару раз наждачкой что аж дорожки некоторые порвало местами и чтоб не было разрыва в цепи оставил толстый слой олова (но когда тоньше все же выглядит красивее ). Далее пробиваем дырочки и собираем.

Думаю дальше не возникнет проблем. На фото видно что микросхема установлена со стороны дорожек , это не совсем правильно , я делал это по тому что у нас на рынке много не рабочих микрух попадалось и выпаивать их с другой стороны было не очень удобно (то дорожку порвеш то еше что) пришлось извращаться. Этот усилитель я использую для компьютерных ушей , его невидно по этому не оч старался делать его красивым.

Второй вариант схемы УНЧ

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

Вторая схема транзисторного усилителя класса A к наушникам

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

Читайте так же:
За сколько рублей можно собрать игровой компьютер

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

Усилитель для наушников, чуть сложнее

Проапгрейдил недавно компьютер на LGA2011, на коробке от относительно недешевой платы красовалась надпись «супер пупер звук, 110Дб вся фигня». Отлично подумал я, хороший звук никогда не помешает. Следующие 2 дня я неистово гнал железо, и все было хорошо. А потом вернулся к обычной работе, и естественно, к рабочей музыке. Тихо. Нет. ТИХО! 100% громкости едва хватало для комфортной громкости с моими обычными 32-х омными наушниками (Sennheiser HD 448, отличающихся не самой высокой чувствительностью), а если запись была сделана с низким уровнем сигнала — то хоть волосы вырывай.

От безысходности начал было даже слушать через bluetooth A2DP адаптор, но само собой и качество и аккумуляторы (

6 часов) вгоняли в печаль…

Стало ясно что жить так больше нельзя.

Но отступим на 3 месяца назад: Покупал я детали для моего MP3-плеера в terraelectronica, который должен был наконец заменить мой iPod, и проходясь по списку микросхем для аудиотехники (сортировка по наличию и цене) увидел в начале списка MAX9724 по феноменальной цене в 7.78 рублей. Хоть это и был специализированный усилитель для наушников, мне он по тому проекту был не нужен — купленный аудиокодек уже выдавал сигнал нужного для наушников уровня. Ну, решил я, куплю про запас штучек 5, мало ли где пригодится, тем более с такой ценой…

Итак, наши Design goals для усилителя

1. Все должно собираться из того что есть, чтобы решить проблему «сегодня» (супердорогие операционные усилители отпадают)
2. Питание строго от USB, никаких нестандартных блоков питания и тем более батареек
3. Качество должно быть лучше того, что может услышать человек
4. Как следствие из пункта 3 — конденсаторы на пути аудио-сигнала — это проблема (хоть и решаемая). Пленочные конденсаторы дорогие и редкие, а с электролитами тут всегда непросто.
5. Отсутствие потенциометра регулятора громкости — они шумят (при вращении / просто от старости) и вообще ненадежны.

Существующие конструкции:

1. Вот например недавняя статья Усилитель для наушников просто и быстро — в статье тактично опущен вопрос с питанием 🙂 Также, после чтения соответствующих статей понятно, что на операционных усилителях строить нормальные усилители не просто — много нюансов (впроде самовозбуждения, смещения 0, входящего тока и ограничений на входное сопротивление). Ну и в целом — операционные усилители требуют двухполярного питания, из USB его делать — нужна еще одна микросхема и отладка.

2. USB-ЦАП также отпадают из-за доступности и в целом «железная» звуковая карта мне больше нравится.

3. Готовые портативные усилители — помимо ожидания, нужно верить, что там внутри ни на чем не сэкономили. Кстати чип внутри этого FiiO E3 — функциональный аналог того что у меня, разница в том, что MAX9724 может от 5В работать, а LM4917 — 3.3В максимум (что также ограничивает применимость для 300-омных наушников).

Читайте так же:
Видеокарта amd radeon hd 6250

Решение

Очевидно, я достал свою MAX9724 — содержит внутри генератор двухполярного напряжения (делает -5В из 5В) и 2 операционных усилителя, заточенные под усиление звука. По качеству — искажения THD+N по типовой схеме включения в моих условиях порядка 0.04% (не каждый услышит искажения даже в 0.5%). Схема не требует наличия конденсаторов на выходе, т.к. сигнал усиливается сразу «относительно земли» — что резко снижает количество возможных мест потери качества.

Этот уровень искажений (0.04%) можно еще снизить — в типовой схеме 2 конденсатора генератора отрицательного напряжения с номиналом 1мкф, и по графику при повышении емкости до 2.2мкф существенное снижение искажений. Я поставил около 20мкф керамических конденсаторов во все 3 места (генератор напряжения + питание), и думаю могу рассчитывать на параметры лучше, чем в типовой схеме


Схема простая как валенок. Стоит обратить внимание только на резисторы, они задают коэффициент усиления, в данном случае 2 (20кОм/10кОм). Если у вас наушники на 150-300 ом, можно поставить 40ком вместо 20, тогда максимальный размах сигнала на выходе усилителя будет 8В, чего должно хватить с запасом. Также на схеме в даташите указаны конденсаторы на входе — их я убрал, т.к. из моей звуковой карты уже идет сигнал относительно нуля, и срезать лишние низы/вносить искажения конденсаторами мне ни к чему. Как результат — усилитель усиливает сигналы от 0Гц (но конечно звуковая карта имеет свои ограничения).


Односторонняя разводка тривиальна, стоит обратить внимание только на 2 перемычки, а также то, что разъемы USB и аудио на «обратной» стороне платы.

Собираем


Микросхема хоть и выглядит хардкорной, легко паяется с помощью магии поверхностного натяжения (все мажем жидким флюсом ЛТИ-120, и припой сам залезает только на ножки). Конденсаторы тут со сломанного компьютерного железа — в аудиотракт их конечно ставить нельзя, но для питания все ок. В каждое из трех мест — кучка больших (по 4.7-10мкФ), и 1 маленький (0.1мкФ) — чтобы их резонансные частоты не совпадали.


Схема получилась весьма компактная. Конденсатор в центре — подключен на питание 5В от USB. При подключении к порту компьютера 1000мкФ конечно перебор, стандарт разрешает только 10мкФ, но обычно все работает.


Высокотехнологичный корпус из изоленты. Изначально плату делал под термоусадочную трубку — но буквально миллиметра не хватило, не влезло. Ну, тем не менее, мне нравится.

Цена вопроса

30 рублей макс.)
Разъемы — 0 (если покупать,

20-30 рублей )
Изолента для хайтек корпуса — 1 рубль

Итого — это ровно 11.06 рубля для меня, и порядка 61.06 рублей если все покупать 🙂

Результаты

Конечно, я сразу наткнулся на известную проблему: при работе с аудио к одной земле нельзя подключаться в двух местах (земля USB и земля звукового разъема). В этом случае по земле пролазят помехи, которые отфильтровать невозможно, и никакой стабилизатор питания тут не поможет. (проблема в том, что у USB — свой уровень земли, у звука — свой, и у нашей платы свой. В зависимости от потребляемого тока земля приподнимается везде по разному и это дает неустранимую помеху).

Читайте так же:
Вай фай роутер zte mf920 настройки

Решить эту проблему можно или избавившись от звукового подключения (USB DAC) или от питания (аккумулятор или другой блок питания). Использование блока питания с USB выходом меня полностью устроило в связи с тем что они везде есть и стандартны.

Конечный результат — выше любых ожиданий. Никаких нареканий на качество, абсолютный 0 шума, комфортный уровень громкости — от 22 до 40%, и запас для «вытягивания» тихих записей. Звук смачнее (главное помнить, что басы тут от 0Гц) и все такое, да и вообще — аудиодевайсы сделанные своими руками всегда особенно хорошо звучат 🙂

От готовых китайских девайсов (вроде того-же FiiO E3) отличает более низкая цена (sic!), сборка с комплектующими «с запасом», отсутствие конденсаторов в аудио тракте, большая мощность при работе с высокоомными наушниками (300 Ом) за счет более высокого напряжения питания ну и качество звука в теории обещает быть выше (на практике я бы вероятно не услышал разницы).

PS. Как я выше упоминал — усилитель нужен не для того чтобы портить себе слух сверхвысокой громкостью (не говоря уже о порванных наушниках ), а для раскачки «тяжелых» наушников с низкой чувствительностью, если выход звуковой карты слишком дохлый. Ну и тихие записи / фильмы вытягивать без софта…

DC-DC преобразователь

Уже были рассмотрены две интересных микросхемы dc-dc преобразователей, это MAX660 и TPS16533 . Чтобы не мучиться сборкой лишних схем, мы воспользуемся готовым дешевым и очень вкусным модулем DC-DC преобразователя.

Изначально планировалось использовать этот модуль с очень интересными заявленными характеристиками. Но были некоторые сомнения, с питанием от аккумулятора, да и цена в 9 долларов немного напрягала. На днях был получен другой модуль, который превзошел все ожидания.

высококачественный портативный усилитель для наушников, схема усилителя для наушников на ОУ

Стоит такое чудо всего 3 доллара. На АлиЭкспресс очень много продавцов торгующих этим модулем. При заказе просто ориентировался на самую низкую сторону. Уже после получения понял, что это был официальный магазин производителей модуля. Поэтому заказывать рекомендую именно в магазине eletechsup Outlet Store .

высококачественный портативный усилитель для наушников, схема усилителя для наушников на ОУ

Модули продаются под готовые напряжения ± 5, ± 6, ± 9, ± 12, ± 15 или ± 24 вольта. В случае необходимости оно может быть изменено перепайкой резистора R1.

Параметры зависят от выбранного выходного напряжения. Для интересующего нас модуля на ±5 вольт входное напряжение должно составлять 3-4.5 В. При этом выходной ток может достигать 1А для положительного напряжения и 200мА для отрицательной полярности. Что для нас в самый раз.

высококачественный портативный усилитель для наушников, схема усилителя для наушников на ОУ

Реальные характеристики и подробное описание возможностей модуля в скором времени будут рассмотрены в отдельной статье. Пока же могу сказать, что этот модуль потянул 6 сдвоенных ОУ, два из которых составляли описываемый в статье усилитель. Фона нет, да и просадка по напряжению минимальна. Так что модуль своих денег точно стоит.

Следующим шагом станет выбор корпуса.

На данный момент разработка схемы завершена, модуль питания ожидает испытаний, а я нахожусь в ожидании корпуса и других составных частей.

Следите за новостями проекта в Твиттере Follow @AudioGeek_ru

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector