Pojačalo za slušalice bazirano na specijalizovanom TPA6120 čipu. Domaće pojačalo za slušalice

31.08.2019 Windows 7, XP

Takmičenje za početnike radio amatera
"Moj radio-amaterski dizajn"

Visokokvalitetno pojačalo za slušalice bazirano na TDA2003 čipu

Dijagram jednostavnog visokokvalitetnog pojačala za slušalice na čipu vlastitim rukama

Konkurentni dizajn radio-amatera početnika
"Pojačalo za slušalice visokog kvaliteta na TDA2003 čipu"

Pozdrav dragi prijatelji i gosti stranice!
Predstavljam Vašoj pažnji peti takmičarski rad radio-amatera početnika.
Autor dizajna: Morozas Igor Anatolijevič:

Zdravo radio amateri!

Pozivam vas da vidite moj drugi dizajn - ovo je visokokvalitetno pojačalo za slušalice bazirano na TDA2003 čipu.

Krug pojačala je preuzet sa interneta. Pod ovom šemom postoji čitav forum. Većina radio-amatera je pozitivno odgovorila na to. Radio amater iz Evrope je čak napravio mjerenja koja potvrđuju da pojačalo radi u klasi A. Pojačanje = 18. Ova moć mi se čini previše za svakog ljubitelja muzike. Zato sam odlučio da ga testiram na sebi.

Evo osnovnog dijagrama jednog kanala sa napajanjem:

Evo doslovnog prijevoda teksta o ovom pojačalu od evropskih radio-amatera:

“Ovo je vrlo jednostavno kolo bazirano na TDA 2003 čipu i daje odlične performanse jednake najboljim komercijalnim dizajnom vrijednim stotinama funti.
Tehnički list proizvođača za TDA2003 daje cifru izobličenja od 0,15% pri izlaznoj snazi od 4,5 W i pojačanje napona od 100, ali u ovoj aplikaciji pojačanje napona je smanjeno na 18 povećanjem ukupnog omjera povratne snage, i izlazna snaga je smanjena za približno 10 mW. Kao posljedica toga, harmonijska distorzija je smanjena na 0,006%, što je zaista niska cifra. Pojačanje je postavljeno na ovaj nivo da odgovara mojim Sennheiser HD25SP slušalicama, sa pojačalom napajanim iz izvora nominalnog 200mV. 10k pot magazin može se koristiti kao kontrola jačine zvuka ako je potrebno. Napajanje se može skalirati do 18V, omogućavajući veću izlaznu snagu na istom nivou izobličenja. Ovo može biti prikladno ako se koriste manje osjetljive slušalice.
Imajte na umu da se mora koristiti stroga shema uzemljenja u jednoj tački kako bi se izbjegli problemi s nestabilnošću. Zajednička tačka uzemljenja treba da bude što bliže pinu 3.

Spektar pokazuje šum i izobličenje u odnosu na 1Vpk izlaz na 1 kHz, što je vrlo glasan signal u Sennheisersima. Drugi harmonik je na -90dB, a treći harmonik ispod -88dB. Ovo odgovara ukupnom harmonijskom izobličenju od 0,006%. Buka je prikazana ispod -100dB nivoa, ali sa šumom na -84dB.
Prolazni odziv na kvadratnom talasu od 1 kHz je takođe prikazan na slici. Nema znakova zvonjenja, prekoračenja ili bilo kakvog prolaznog izobličenja koje je rezultat ograničenog propusnog opsega pojačala.
Propusni pojas ima 3dB tačke na 10 Hz i 50 kHz. Sve specifikacije performansi su izmjerene s uključenim slušalicama:

Objektivno, upotreba ovog pojačala je besprijekorna, a zvuči i slatko kao što bi se moglo očekivati. Pokreće se tiho i neće vas omamiti ili raznijeti vaše skupe telefone velikim prelaznim tokom punjenja. Ukratko, toplo se preporučuje, posebno ako, poput mene, smatrate da je cilj izvedbe dobra polazna tačka za audiofilske ocjene proizvoda.
Softver za analizator spektra Wolfgang Buescher Laboratory (DL4YHF). "

Kao i uvijek, najteža stvar pri sklapanju radio kola je sastaviti sve u kućište. Stoga sam prvo kućište kupio u radio prodavnici, a nakon internih mjerenja ovog kućišta napravio sam raspored štampane ploče za njega u programu Sprint-Layout 6.0. U svojoj verziji napravio sam nekoliko izmjena. Prvo: na ulaz sam dodao dupli varijabilni otpornik, umjesto električnog kondenzatora C1 ugradio sam filmski kondenzator Wima od 2,2 mikrofarada i povećao kapacitet električne energije u napajanju. kondenzatori do 6800 mikrofarada.

Ploča je proizvedena pomoću LUT tehnologije. Na internetu postoji mnogo informacija o ovoj tehnologiji. Štampam numere na 130g tankom sjajnom foto papiru. Stavljam snagu pegle na treću podelu i grijem ploču fotografskim papirom ne više od 30-40 sekundi.

Nakon nagrizanja ploče u željeznom hloridu i čišćenja bakrenih tragova acetonom od boje za kertridž, ja sam uglužio tragove u ROSE leguri. Bacim nekoliko kapi legure u odgovarajuću posudu sa vodom. Čim se otope, polažem dasku u gusjenicama do dna i počinjem je voziti po dnu kontejnera. Zatim ga okrenem i sunđerom obrišem sve suvišne kvržice na tragovima. Obratite posebnu pažnju na ventilaciju u ovom konzerviranju. Isparenja legure ROSE su otrovna!

Volim kada sve izgleda kao fabrički, pa je LUT to uradio i sa strane detalja:

Ugradnja ploče pojačala u kućište:

Napravio sam prednju ploču na ovaj način. U Photoshop programu sam nacrtao izgled prednjeg panela na kojem bi trebalo da se ugrade varijabilni otpornik, ulazni i izlazni konektori i LED. Gotov crtež je štampan inkjet štampačem na tankom sjajnom foto papiru. Na odmašćenu pripremljenu ploču sa rupama zalijepim ljepilom za drvo foto papir i podlogu panela ispod tzv. Za jedan dan. Kao presu, imam palačinku sa utegom od 15 kg.

Odštampani uzorak na foto papiru zalijepljenom na prednjoj ploči:

Dan nakon što se ljepilo osuši, prednje ploče, tako da se crtež na njima ne istroši s vremenom, laminiram površinu termo filmom. Ovo radim običnom peglom kroz papir:

A evo konačnog rezultata izgradnje:

Sada o zvuku. Ako ne uzmete u obzir da mi je ovo prvo pojačalo i da prije toga nisam morao da slušam "cool" pojačala za slušalice, zvuk me jako obradovao. Zvuk je čist, čak i ako ga slušate u dobrom kvalitetu snimka, zvuk je čak kristalno čist. Svi instrumenti su na audiciji. Basa ima, ali su gusti bez odbijanja. Činilo mi se malo previsokim frekvencijama. Jačina zvuka je toliko glasna da zaista možete oglušiti. Kako bih jasnije cijenio zvuk ovog pojačala, odlučio sam sastaviti još jedno pojačalo za slušalice na mikrokolo OPA2134

Prilozi uz članak:

(32,6 KiB, 3,350 pogodaka)

(113,6 KiB, 3,870 pogodaka)

(39,6 KiB, 2,709 pogodaka)

Dragi prijatelji i gosti stranice!

Ne zaboravite da izrazite svoje mišljenje o konkursnim radovima i učestvujete u glasanju za dizajn koji vam se sviđa na forumu sajta. Hvala ti.

Pojačalo za slušalice je vrlo opravdana odluka, o čemu svjedoče mnoge publikacije na ovoj stranici. Osim toga, njihova jednostavnost je dobar vodič za početnike. Ovaj dizajn koristi rješenje koje je poznato više od 30 godina. A, ako se toga često prisjeća, onda to govori koliko je uspješan.
Pojačalo za uši niske impedancije.

Ideja iza ovog pojačala nije nova. Vjerovatno se mnogi sjećaju knjige V.A. Vasiljeva "Strani radioamaterski dizajn" (objavljen je dva puta, negde krajem 70-ih i početkom 80-ih). Tamo je svojevremeno objavljena vrlo jednostavna, ne baš moćna blagajna UMZCH "A". Mnogi koji su to ponovili bili su veoma zadovoljni rezultatima. Jednom sam ga, smanjivši sve struje i napone, primenio na izlaz za slušalice u jednom od svojih dizajna, objavljenom u časopisu "Radio" ("UMZCH sa nepolarnim izvorom napajanja" ("Radio", br. 6, 1999. , str. 16) Zvučalo je prilično dobro, i dok sam dizajnirao "pojačala za uši" koja se napajaju preko USB priključka na laptopu (što zvuči mnogo bolje nego direktno iz utičnice), odlučio sam da ponovo isprobam ideju, ali smanjivši broj stupnjeva pojačanja po jedan.
Ispalo je ovako:

Pošto su već postojale dvije opcije za laptop (čekaju objavu na radio stanici), testirao sam samo sklop od devet voltnih baterija, sličan "Kroneu", koji je bio zakačen na radio mikrofon (nalaze se na moj rad). Sve je sastavljeno na matičnoj ploči (sirova folija gitenax se ne nalazi u Izraelu).

Ne izvinjavajte se na gluposti, ponio sam sa sobom iz Sojuza puno tranzistora KT315B (jednom sam rastavio jedan instrument sa imenom “FAEMI-M”). Bilo je važno isprobati ideju. I znate - radio je, i to jako dobro, i sa visokim ušima i sa niskom impedancijom, na primjer, sa starim dobrim TDS-3, kat., vjerovatno mnogo više godina od mnogih građana ovog sajta (neko im je dao meni kao nepotrebno).

U principu, prilagođavanje nije potrebno. Struja mirovanja je podešena u području od 20 - 20 mA po kanalu. Napon između izlaznih tranzistora se automatski postavlja na 2,4 V (u početku je proračunato da se napaja iz "USB" utičnice), ali se može promijeniti odabirom (smanjivanjem) otpornika R5 i R6. Čini se da se tranzistori ne zagrijavaju, tako da ne treba razmišljati o hlađenju.

Sastavljeno sve izgleda ovako:

Nisam, naravno, ništa mjerio, ali baš na tim TDS-3 slušam zvuk sa DVD-a uveče kad gledam film na krovu, da ne uplašim komšije. Vjerujte mi, mnogo bolje zvuči iz istrošenih baterija nego iz mrežnog napajanja. I imam barem desetak takvih baterija nakon svakog nastupa.

--
Hvala vam na pažnji!
Igor Kotov, glavni i odgovorni urednik časopisa "Datagor".

P.S. Moj san je da bar na kratko nađem i poslušam stari dobri sovjetski TDS-7 "Amfiton".

Svaki početnik radio-amater, nakon prvih uspješnih eksperimenata, osjetivši slast svojih pobjeda, želi pokušati napraviti nešto stvarno. Nije igračka, već punopravna stvar koja stvarno radi. Za to je savršena domaća jednostavna, koja se vještim olovkama može sastaviti za samo nekoliko minuta.

Gdje se može primijeniti? Prvo, za njegovu namjenu, odnosno za pojačanje signala iz tonskog bloka ili pretpojačala, odnosno tamo gdje je preslab i nemoguće je spojiti slušalice. U ovom slučaju možete napraviti pojačalo za slušalice vlastitim rukama.

Drugo, dobro dolazi kao dodatni alat. Prijenosno pojačalo za slušalice je prilično korisno za testiranje kola. Uostalom, često postaje potrebno pronaći mjesto za prekid signala u novom krugu koji ste sastavili, ali ne želi raditi ni na koji način. Na primjer, recimo da ste sami napravili isto pojačalo za slušalice. On će pomoći u pronalaženju uzroka kvara. Pomoću njega možete vrlo brzo pronaći tačku u kojoj signal nestaje. Uostalom, to se često događa zbog sitnice: dio je loše zalemljen, neispravan kondenzator itd. Uzrok može biti teško pronaći vizualno ili testerom.

Izrada pojačala za slušalice vlastitim rukama je jednostavna, jer se mono kolo sastoji od samo pet dijelova. Zasnovan je na TDA7050 čipu, koji košta 30-80 rubalja. Ali, mislim da će u vašim zalihama radio komponenti, koje uvijek ima svako ko se bavi ovim poslom, biti i takvog mikrokola. Često se koristio u kasetofonima i drugim jednostavnim uređajima za reprodukciju zvuka.

Na istom mikrokrugu možete napraviti stereo pojačalo za slušalice vlastitim rukama. Da biste to učinili, morate dodati dva polarna kondenzatora na izlaz (možete imati jedan zajednički), a ulaz se može napraviti od dvostrukog

Sama mikrokola je u pakovanju normalne veličine (DIP8). Radni napon napajanja od 1,6 do 6 volti. Ne troši puno energije. Jačina izlaznog signala zavisi od napona napajanja. U stereo verziji, uz opterećenje od 32 oma i tri volta, dobit ćete oko 130 milivata izlazne snage na svakom kanalu. Kada se premosti u mono, snaga se udvostručuje. Izlaz mikrokola je zaštićen od

Šematski dijagram je prikazan na slici 1. Ulazni signal se primjenjuje na pinove 1 i 3, a slušalice od 32 oma su povezane na pinove 7 i 8. Prema tehničkim uvjetima, opterećenje u bridge modu ne smije biti manje od 32 oma. Da bi se izgladio napon, kondenzatori C1 i C2, 100 i 0,1 μF, respektivno, povezani su na sabirnicu napajanja. Otpor otpornika R1 je 22 kOhm. Pa, evo, možda, cijelog opisa našeg prvog modela.

Drugi krug sa slike 3 često se koristi u malim fabrički napravljenim uređajima. Malo teže. Dijagram prikazuje sve potrebne detalje. Slika 2 prikazuje isto kolo za povezivanje zvučnika. Kao što vidite, razlika je mala. U kolu se koriste polarni kondenzatori za zvučnike u svakom izlaznom kanalu, a za slušalice postoji zajednički kondenzator na mjestu gdje je tijelo kola spojeno na njih.

Nezadovoljstvo kvalitetom reprodukcije muzičkih kompozicija zvučnom karticom računara primoralo je da se bavi proizvodnjom desktop pojačala. Odlučio sam da će to biti jednostavno domaće pojačalo za slušalice, sastavljeno prema klasičnoj shemi na jednom.

Međutim, postoji upozorenje. Ovo pojačalo će biti prikladno samo ako ulazni signal ne zahtijeva pojačanje napona (na primjer, MP3 player ili kompjuter daje izlaz dovoljne snage). Takođe, svaki šum koji se stvara u napajanju će ići direktno kroz pojačalo. Iz tog razloga treba koristiti samo regulirano napajanje. Opseg izlaznog napona je 10-20V, a struja 750mA. Koristi N-kanalni MOSFET sa povratnom diodom za rad u IRF610 ključu i linearnom načinu rada. U procesu proizvodnje pojačala testirana je upotreba drugih tranzistora: IRF510, IRF611, IRF612 i IRF710, svi su bez izuzetka dobro radili. Preporučujem da ne koristite IRF530 i IRF540 (obično se nalaze u izvorima napajanja). Korišteni LM317 je stabilizator sa podesivim izlaznim naponom koji omogućava vrlo precizno podešavanje izlaznih parametara napajanja.

S obzirom da će se ovo pojačalo nalaziti na desktopu u proizvodnom uredu, svakako se mora uklopiti u radno okruženje. Imao sam sreće što sam imao neispravan eksterni CD-ROM, dizajn se savršeno uklapao. Uz to, kućište je već imalo prekidač, adapter za napajanje, RCA utičnicu i ulaze na stražnjoj ploči, kao i priključak za slušalice na prednjoj ploči.

U proizvodnji pojačala korištene su samo one elektronske komponente i pribor koji su bili dostupni. Konvencionalni otpornici i filmski kondenzatori. Kondenzatori kapaciteta 1 μF, 0,47 μF i 0,1 μF su polipropilenski. Ali niko se ne trudi koristiti kvalitetnije dijelove.

Radijatori za hlađenje imaju relativno malu zapreminu rashladne površine, ali skrećem vam pažnju na činjenicu da su zašrafljeni direktno na metalno kućište, koje takođe učestvuje u odvođenju toplote. Manji hladnjak ima zapreminu od približno 1,75 kvadratnih inča. Obavezno izolujte MOSFET i regulator od hladnjaka.

Rad pojačala je testiran pomoću reguliranog napajanja, uključen je na niskom naponu. Pomak se postavlja pomoću varijabilnog otpornika od 100 kΩ. Pojačalo je pokazalo dobre performanse u cijelom rasponu napona od 10 do 20 V, ali je ipak bila kvalitetna reprodukcija zvuka koja je započela pri naponu napajanja većem od 13 volti.

Nadalje, rad pojačala je provjeren pomoću USB osciloskopa. To je DSO-2150 sa propusnim opsegom od 60 MHz i maksimalnom brzinom uzorkovanja od 150 µ/s. Vidjeni sinusni talas pokazao je svoju najbolju stranu od 20 Hz do 20 kHz.

Kvadratni talas 100 Hz

Pravokutni 4800 Hz

Zelena je ulaz, a žuta je izlaz. Jačina signala mog generatora nije velika i to se odražava na kvalitetu originalnih valova. Ako uporedite ulazni i izlazni napon, vidjet ćete da je pojačanje kola oko 0,8. Vidi se da postoji blagi nagib na 100 Hz. Nagib se postepeno smanjuje, a frekvencija raste i preko nje oko 300 Hz, kvadrat odziva talasa je odličan do 20 kHz - granice signala generatora. Pošto se muzika sastoji uglavnom od sinusoida, to nije problem. Pošto će se za podešavanje jačine zvuka koristiti MP-3 plejer ili kompjuter, nema potrebe za potenciometrom. Još jedan ULF, ali uz upotrebu lampi, to je moguće.

Vjerovatno su se mnogi od vas suočili sa takvim problemom kada je, nakon povezivanja slušalica sa MP3 playerom ili telefonom, jačina zvuka bila nedovoljna, drugim riječima, snaga plejera ili telefona nije bila dovoljna da pruži glasan, čist zvuk. I šta bi trebalo učiniti u ovom slučaju?

Da biste to učinili, vlastitim rukama možete sastaviti pojačalo za slušalice. Njegova shema je prilično jednostavna i svaki radio-amater, bez obzira da li je početnik ili iskusan, može je napraviti, pokazujući tačnost i pažnju.

Prilikom stvaranja ovog pojačala, htio sam ga učiniti neobičnim, htio sam se odmaknuti od klasičnog plastičnog kućišta. Sjećajući se da ljubitelji modding kompjutera često prave prozirna kućišta za svoje računare, odlučio sam i kućište svog pojačala učiniti providnim. I kao vrhunac - napustiti štampanu ploču i učiniti sve s površinskom montažom.

Razvoj kola je izveden u programu orao... Ovo je klasično dvostruko op-amp pojačalo OPA2107.

Ispod je dijagram DIY pojačala za slušalice:

Spisak potrebnih delova za napajanje pojačala:

Konektor za napajanje;
5mm LED (bilo koje boje);
R1LED - otpornik od 1K do 10K (1 W);
CP1, CP2 - elektroliti 470 μF (za napon od 35 ili 50 volti);
RP1, RP2 - 4,7K (1W);

Lista dijelova za pojačalo:

IC1 - OPA2107 dvostruko operativno pojačalo;
(napomena - na shematskom dijagramu, operaciono pojačalo je označeno kao OPA2132, činjenica je da sam ga u početku planirao koristiti);
C1L, C1R - 0,68 uF 63 V (za ulazni audio signal);
C2, C3 - 0,1 μF (film, za stabilizaciju operativnog pojačala);
R2L, R2R - 100K (0,5 W);
R3L, R3R - 1K (0,5 W);
R4L, R4R - 10K (0,5 W);
R5L, R5R - kratkospojnik (opciono);
Stereo priključak - 2 kom;

Pošto sam odlučio da sve uradim visećom instalacijom, počeo sam da pravim okvir. Ovdje morate biti pažljivi i pažljivi, jer kućište će biti providno i sve nesavršenosti će biti odmah vidljive.

Za napojnu šinu koristio sam čvrstu bakrenu žicu debljine 1 mm, uzetu iz kabelskih rezova koji se koriste za ožičenje u domaćinstvu.

Bilo koje transformatorsko napajanje sa naponom od 12 volti i izlaznom strujom od 300 mA ili više savršeno je kao napajanje. Preporučljivo je koristiti transformatorsku PSU, jer korištenje impulsnih izvora napajanja može dovesti do smetnji (čut će se stalno zujanje u slušalicama).

Za konektor za napajanje koristio sam sljedeći konektor: (srednji pin je power plus).

Da bih formirao iste vodove otpornika i žica, koristio sam običan odvijač. Možete koristiti različite prečnike za veće ili manje radijuse.

U nastavku možete vidjeti raspored napajanja. Na ulazu napajanja 12 volti, koji se zatim pretvaraju u +6 volti i -6 volti pomoću djelitelja napona (otpornici RP1 i RP2, po 4,7 kΩ). Poenta je da op-amp zahtijeva bipolarno napajanje. Žica u sredini je takozvana "virtuelna masa" i nikada ne bi trebalo da bude povezana sa stvarnom zemljom (na konektoru za napajanje).

Dva velika kondenzatora od 470 μF 50 volti uparena sa kondenzatorima od 0,1 μF su neophodna kako bi se smanjio hvatanje na op-pojačalu i povećala stabilnost njegovog rada. Da biste to učinili, morate ih pokušati rasporediti što bliže izlazima op-pojačala.

Evo još nekoliko fotografija iz različitih uglova, koje pokazuju kako sam izvršio montažu.

Nakon što završite sa lemljenjem, možete početi provjeravati pojačalo. Mali savjet, ne morate koristiti svoje najbolje slušalice za testiranje, dovoljne su neke jednostavne. Činjenica je da ako se negdje zbunite i zalemite dijelove ne prema shemi, onda je takva opcija sasvim moguća u kojoj ćete uništiti slušalice. Ali nadam se da će sve biti u redu kada to provjerite.

Pošto će pojačalo ubuduće biti punjeno epoksidom, odlučio sam da ga malo podignem kako bi prilikom sipanja bio tačno u sredini kućišta. Da bih to učinio, zalemio sam male igle odozdo.

Mislio sam da bi bilo dobro da još malo doradim dizajn pojačala, pa sam odlučio da odštampam nalepnice za audio konektore. Pripremio sam ih Adobe photoshop, zatim odštampano na tankom foto papiru i zalijepljeno na konektore dvostranom trakom.

Već neko vrijeme razmišljam o dizajnu karoserije i materijalu od kojeg će se napraviti kalup za punjenje. Odlučio sam se za plastiku od 1,5 mm, savršeno se reže običnim nožem, a ostavlja vrlo glatku ivicu.

Zatim sam razvio oblik ispune koristeći isti orao... Nakon što sam izrezao sve dijelove, prešao sam na montažu. Kako bih olakšao ovu proceduru, prvo sam sve uglove uhvatio super ljepilom, a zatim zalijepio svaki šav 2 puta, što je osiguralo potpunu nepropusnost.

Najlakši način da saznate zapreminu epoksida za sipanje je da napunite kalup vodom, a zatim sadržaj sipate u šolju i saznate rezultujuću zapreminu i težinu. Naravno, volumen možete mjeriti ravnalom - ali metoda s vodom mi se učinila lakšom.

Za ispunu sam koristio prozirni epoksid. Konkretno za ovu smolu, omjer učvršćivača i smole trebao bi biti 1:50. Bilo je prilično teško izmjeriti tako malu količinu učvršćivača, za to su nam dobro došle vaga za nakit. Općenito, za različite marke epoksidnih smola, omjer učvršćivača i smole je različit, pogledajte upute.

Izmiješana smola se mora polako sipati niz stranu kalupa kako bi se izbjegli mjehurići. Na donjoj slici možete vidjeti da sam prilikom sipanja smole sipao malo više nego što je potrebno, smola se ne izlijeva zbog površinske napetosti. To je zato što se epoksidna smola malo stvrdne u veličini.

Kada se epoksid stvrdne, dolazi do obilnog oslobađanja topline (u mom slučaju temperatura je bila 62 stepena). Kalup se zatim prekriva kako bi se spriječilo da prašina i krhotine uđu na površinu.