Natjecanje radioamatera početnika
"Moj radioamaterski dizajn"

Visokokvalitetno pojačalo za slušalice bazirano na TDA2003 čipu

Dijagram jednostavnog visokokvalitetnog pojačala za slušalice na čipu vlastitim rukama

Natjecateljski dizajn radioamatera početnika
"Pojačalo za slušalice visoke kvalitete na TDA2003 čipu"

Pozdrav dragi prijatelji i gosti stranice!
Predstavljam Vašoj pozornosti peti natjecateljski rad radioamatera početnika.
Autor dizajna: Morozas Igor Anatolijevič:

Pozdrav radioamateri!

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

Krug pojačala preuzet je s interneta. Pod ovom shemom postoji cijeli forum. Većina radioamatera pozitivno je odgovorila na to. Radio-amater iz Europe je čak napravio mjerenja koja potvrđuju da pojačalo radi u klasi A. Pojačanje = 18. Ova moć mi se čini previše za svakog ljubitelja glazbe. Stoga sam odlučio testirati na sebi.

Ovdje je osnovni dijagram jednog kanala s napajanjem:

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

“Ovo je vrlo jednostavan sklop baziran na TDA 2003 čipu i daje izvrsne performanse jednake najboljim komercijalnim dizajnom vrijednim stotinama funti.
Tehnički list proizvođača za TDA2003 daje brojku 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 se smanjuje za približno 10 mW. Kao posljedica toga, harmonijsko izobličenje je smanjeno na 0,006%, što je doista vrlo niska brojka. Dobitak je postavljen na ovu razinu kako bi odgovarao mojim Sennheiser HD25SP slušalicama, s pojačalom napajanim iz izvora nominalnog 200mV. 10k pot magazin može se koristiti kao kontrola glasnoće ako je potrebno. Napajanje se može skalirati do 18 V, što omogućuje veću izlaznu snagu uz istu razinu izobličenja. Ovo može biti prikladno ako se koriste manje osjetljive slušalice.
Imajte na umu da se mora koristiti stroga shema uzemljenja u jednoj točki kako bi se izbjegli problemi s nestabilnošću. Zajednička točka uzemljenja trebala bi biti što bliže kontaktu 3.

Spektar pokazuje šum i izobličenje u odnosu na 1Vpk izlaz na 1 kHz, što je vrlo glasan signal u Sennheiserima. Drugi harmonik je na -90dB, a treći harmonik ispod -88dB. To odgovara ukupnom harmonijskom izobličenju od 0,006%. Buka je prikazana ispod razine -100dB, ali s bukom na -84dB.
Prijelazni odziv na kvadratnom valu od 1 kHz također je prikazan na slici. Nema znakova zvonjenja, prekoračenja ili bilo kakvog prolaznog izobličenja koje je posljedica ograničene širine pojasa pojačala.
Propusni pojas ima 3dB točke na 10 Hz i 50 kHz. Sve specifikacije izvedbe mjerene su s uključenim slušalicama:

Objektivno, korištenje ovog pojačala je besprijekorno, a zvuči i slatko kako bi se moglo očekivati. Pokreće se tiho i neće vas omamiti ili raznijeti vaše skupe telefone velikim prijelaznim punjenjem. Ukratko, toplo se preporučuje, pogotovo ako, poput mene, smatrate da je cilj izvedbe dobra polazna točka za audiofilske ocjene proizvoda.
Softver za analizator spektra Wolfgang Buescher Laboratory (DL4YHF)."

Kao i uvijek, najteže je kod sastavljanja radio kruga sve sastaviti u kućište. Stoga sam kućište prvo kupio u radio dućanu, a nakon internih mjerenja ovog kućišta napravio sam raspored tiskane ploče za njega u programu Sprint-Layout 6.0. U svojoj verziji napravio sam nekoliko promjena. Prvo: na ulaz sam dodao dvostruki varijabilni otpornik, umjesto kondenzatora C1 ugradio sam filmski kondenzator Wima od 2,2 mikrofarada i povećao kapacitivnost u napajanju. kondenzatori do 6800 mikrofarada.

Ploča je proizvedena pomoću LUT tehnologije. Na internetu postoji mnogo informacija o ovoj tehnologiji. Staze ispisujem na 130g tankom sjajnom foto papiru. Stavljam snagu glačala na treću dionicu i zagrijavam ploču s fotografskim papirom ne više od 30-40 sekundi.

Nakon jetkanja ploče u željeznom kloridu i čišćenja bakrenih tragova acetonom od boje za uložak, ja sam uglužio tragove u leguri ROSE. Bacim nekoliko kapi legure u prikladnu posudu s vodom. Čim se otope, polažem ploču na dno i počinjem je voziti po dnu posude. Zatim ga okrenem i spužvicom izbrišem sve suvišne kvržice na tragovima. Obratite posebnu pozornost na ventilaciju u ovom konzerviranju. Isparenja legure ROSE su otrovna!

Volim kad sve izgleda kao tvornički, pa je LUT to napravio i sa strane detalja:

Ugradnja ploče pojačala u kućište:

Napravio sam prednju ploču na ovaj način. U programu Photoshop nacrtao sam izgled prednjeg panela gdje bi trebali biti instalirani varijabilni otpornik, ulazni i izlazni konektori i LED. Gotov crtež otisnut je inkjet pisačem na tankom sjajnom foto papiru. Na odmašćenu pripremljenu ploču s rupama zalijepim ljepilom za drvo foto-papir i podlogu panela ispod tzv. Za dan. Kao prešu imam palačinku s utegom od 15 kg.

Otisnuti 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. To radim običnim glačalom kroz papir:

I evo konačnog rezultata izrade:

Sada o zvuku. Ako ne uzmete u obzir da mi je ovo prvo pojačalo i prije toga nisam morao slušati “cool” pojačala za slušalice, zvuk me jako razveselio. Zvuk je čist, čak i ako ga slušate u kvalitetnoj snimci, zvuk je čak kristalno čist. Svi instrumenti su na audiciji. Bas je tu, ali je gust bez odbijanja. Činilo mi se malo previsokim frekvencijama. Glasnoća je toliko glasna da se stvarno možete oglušiti. Kako bih jasnije cijenio zvuk ovog pojačala, odlučio sam sastaviti još jedno pojačalo za slušalice na mikro krugu OPA2134

Prilozi uz članak:

(32,6 KiB, 3350 pogodaka)

(113,6 KiB, 3870 pogodaka)

(39,6 KiB, 2709 pogodaka)

Dragi prijatelji i gosti stranice!

Ne zaboravite izraziti svoje mišljenje o natječajnim radovima i sudjelovati u glasovanju za dizajn koji vam se sviđa na forumu stranice. Hvala vam.

Pojačalo za slušalice je vrlo opravdana odluka, o čemu svjedoče mnoge publikacije na ovoj stranici. Osim toga, njihova jednostavnost dobar je 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 uspješna.
Pojačalo za uši niske impedancije.

Ideja iza ovog pojačala nije nova. Vjerojatno se mnogi sjećaju knjige V.A. Vasiljeva "Strani radioamaterski dizajn" (objavljen je dva puta, negdje krajem 70-ih i početkom 80-ih). Svojevremeno je tamo objavljena vrlo jednostavna, ne baš moćna blagajna UMZCH "A". Mnogi koji su to ponovili bili su vrlo zadovoljni rezultatima. Jednom sam ga, smanjivši sve struje i napone, primijenio na izlaz za slušalice u jednom od svojih dizajna, objavljenih u časopisu "Radio" ("UMZCH s nepolarnim izvorom napajanja" ("Radio", br. 6, 1999. , str. 16) Zvučalo je prilično dobro, i dok sam dizajnirao "ušna pojačala" koja se napajaju putem USB priključka prijenosnog računala (zvuči puno bolje nego izravno priključeno), odlučio sam ponovno isprobati ideju, ali smanjivši broj stupnjeva pojačala za jedan .
Ispalo je ovako:

Kako su već postojale dvije opcije za laptop (čekaju objavu u radio stanici), testirao sam samo sklop od devet voltne baterije slične Kroneu, koji je bio spojen na radio mikrofon (na poslu su) . Sve je sastavljeno na matični ploči (sirova folija gitenax se ne nalazi u Izraelu).

Ne ispričavajte se za smeće, sa sobom sam donio iz Sojuza puno tranzistora KT315B (jednom sam rastavio jedan instrument s imenom "FAEMI-M"). Bilo je važno isprobati ideju. I znate - radio je, i to jako dobro, i s visokim ušima i s onima niske impedancije, na primjer, sa dobrim starim TDS-3, mačkom, vjerojatno mnogo više godina od mnogih građana ove stranice (netko je dao meni ih kao nepotrebnim).

U principu, prilagodba nije potrebna. Struja mirovanja je postavljena u području od 20 - 20 mA po kanalu. Napon između izlaznih tranzistora se automatski postavlja na 2,4 V (prvobitno 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-ima slušam zvuk s DVD-a navečer kad gledam film na krovu, da ne preplašim susjede. Vjerujte mi, puno bolje zvuči iz istrošenih baterija nego iz mrežnog napajanja. I imam barem desetak takvih baterija nakon svakog nastupa.

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

p.s. San mi je barem nakratko pronaći i poslušati 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 stvarno funkcionalna punopravna stvar. Za to je savršena domaća jednostavna, koja se vještim olovkama može sastaviti u samo nekoliko minuta.

Gdje se može primijeniti? Prvo, za njegovu namjenu, naime 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 dođe kao dodatni alat. Prijenosno pojačalo za slušalice je vrlo korisno za testiranje sklopova. Uostalom, često postaje potrebno pronaći mjesto za prekid signala u novom krugu koji ste sastavili, ali on ni na koji način ne želi raditi. Na primjer, recimo da ste sami napravili isto pojačalo za slušalice. On će pomoći u pronalaženju uzroka kvara. Pomoću njega možete vrlo brzo pronaći točku 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 krug sastoji od samo pet dijelova. Temelji se na TDA7050 čipu, koji košta 30-80 rubalja. Ali, mislim da će u vašim zalihama radio komponenti, koje uvijek ima svatko tko se bavi ovim poslom, biti takav mikro krug. 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

Sam mikro krug je u paketu normalne veličine (DIP8). Radni napon napajanja od 1,6 do 6 volti. Ne troši puno energije. Jačina izlaznog signala ovisi o naponu napajanja. U stereo verziji, uz opterećenje od 32 ohma i tri volta, dobit ćete oko 130 miliwata izlazne snage na svakom kanalu. Kada se spoji u mono, snaga se udvostručuje. Izlaz mikrosklopa je zaštićen od

Shematski dijagram prikazan je na slici 1. Ulazni signal se primjenjuje na pinove 1 i 3, a slušalice od 32 Ohma su spojene na pinove 7 i 8. Prema tehničkim uvjetima, opterećenje u načinu rada mosta ne smije biti manje od 32 Ohma. Za izravnavanje napona, kondenzatori C1 i C2, 100 i 0,1 μF, respektivno, spojeni su na sabirnicu napajanja. Otpor otpornika R1 je 22 kOhm. Pa, evo, možda, cijeli opis našeg prvog modela.

Drugi krug sa slike 3 često se koristi u malim tvorničkim uređajima. Otežavajući to malo. Dijagram prikazuje sve potrebne detalje. Slika 2 prikazuje isti krug za spajanje zvučnika. Kao što vidite, razlika je mala. U krugu se koriste polarni kondenzatori za zvučnike u svakom izlaznom kanalu, a za slušalice je zajednički kondenzator na mjestu gdje je tijelo sklopa spojeno na njih.

Nezadovoljstvo kvalitetom reprodukcije glazbenih skladbi zvučnom karticom računala prisililo je da se bavi proizvodnjom stolnog 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 računalo daje izlaz dovoljne snage). Također, svaki šum koji se stvara u napajanju će ići ravno kroz pojačalo. Iz tog razloga treba koristiti samo regulirano napajanje. Raspon izlaznog napona je 10-20V, a struja 750mA. Koristi N-kanalni MOSFET s povratnom diodom za rad u ključu IRF610 i linearnom načinu rada. U procesu proizvodnje pojačala testirana je upotreba drugih tranzistora: IRF510, IRF611, IRF612 i IRF710, svi su bez iznimke dobro radili. Preporučam da ne koristite IRF530 i IRF540 (obično se nalaze u izvorima napajanja). Korišteni LM317 je stabilizator s podesivim izlaznim naponom koji omogućuje vrlo precizno podešavanje izlaznih parametara napajanja.

Budući da će se ovo pojačalo nalaziti na radnoj površini u proizvodnom uredu, svakako se mora uklopiti u radno okruženje. Imao sam sreću da sam imao neispravan vanjski CD-ROM, dizajn je savršeno pristajao. 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 elektroničke 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 nitko se ne trudi koristiti kvalitetnije dijelove.

Rashladni radijatori imaju relativno mali volumen rashladne površine, ali skrećem vam pažnju na to da su pričvršćeni direktno na metalno kućište koje također sudjeluje u odvođenju topline. Manji hladnjak ima volumen od približno 1,75 četvornih inča. Obavezno izolirajte MOSFET i regulator od hladnjaka.

Rad pojačala testiran je 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 visokokvalitetna reprodukcija zvuka započela pri naponu napajanja većem od 13 volti.

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

Kvadratni val 100 Hz

Pravokutni 4800 Hz

Zelena je ulaz, a žuta izlaz. Jačina signala mog generatora nije velika i to se odražava na kvalitetu izvornih valova. Ako usporedite ulazni i izlazni napon, vidjet ćete da je pojačanje kruga oko 0,8. Vidi se da postoji blagi nagib na 100 Hz. Nagib se postupno smanjuje, a frekvencija raste i preko nje oko 300 Hz, kvadrat valnog odziva je izvrstan do 20 kHz - granica signala generatora. Budući da se glazba sastoji uglavnom od sinusoida, to nije problem. Budući da će se za podešavanje glasnoće koristiti MP-3 player ili računalo, nema potrebe za potenciometrom. Još jedan ULF, ali uz korištenje svjetiljki, to je moguće.

Vjerojatno su se mnogi od vas suočili s takvim problemom kada je, nakon povezivanja slušalica s MP3 playerom ili telefonom, glasnoća bila nedostatna, drugim riječima, snaga playera ili telefona nije bila dovoljna da pruži glasan, jasan zvuk. I što bi trebalo učiniti u ovom slučaju?

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

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

Razvoj sklopa je proveden u programu Orao... Ovo je klasično dvostruko op-amp pojačalo OPA2107.

Ispod je dijagram DIY pojačala za slušalice:

Popis potrebnih dijelova za napajanje pojačala:

• Priključak za napajanje;
• 5mm LED (bilo koja boja);
• 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);

Popis dijelova pojačala:

• IC1 - OPA2107 dvostruko operacijsko pojačalo;
  (napomena - na shematskom dijagramu, operacijsko pojačalo je označeno kao OPA2132, činjenica je da sam ga isprva 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 - 100 K (0,5 W);
• R3L, R3R - 1K (0,5 W);
• R4L, R4R - 10K (0,5 W);
• R5L, R5R - kratkospojnik (opcionalno);
• Stereo priključak - 2 kom;

Budući da sam odlučio sve napraviti visećom instalacijom, krenuo sam u izradu okvira. Ovdje morate biti oprezni i pažljivi, jer kućište će biti prozirno i sve nesavršenosti će biti odmah vidljive.

Za tračnicu za napajanje koristio sam čvrstu bakrenu žicu debljine 1 mm, uzetu iz kabelskih rezova koji se koriste za ožičenje u kućanstvu.

Bilo koje napajanje transformatora s 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).

Kako bih formirao iste vodove otpornika i žica, koristio sam obični odvijač. Za veće ili manje radijuse možete koristiti različite promjere.

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). Poanta je da op-amp zahtijeva bipolarno napajanje. Žica u sredini je takozvana "virtualna masa" i nikada se ne smije spojiti na stvarno uzemljenje (na konektoru za napajanje).

Potrebna su dva velika kondenzatora od 470 μF 50 volti uparena s kondenzatorima od 0,1 μF 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 kutova, koje pokazuju kako sam izveo montažu.

Nakon što ste završili s lemljenjem, možete početi provjeravati pojačalo. Mali savjet, ne morate koristiti svoje najzgodnije 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.

Budući da će pojačalo ubuduće biti punjeno epoksidom, odlučio sam ga malo podići kako bi prilikom ulijevanja bio točno u središtu kućišta. Da bih to učinio, zalemio sam male igle s dna.

Mislio sam da bi bilo lijepo još malo doraditi dizajn pojačala, pa sam odlučio isprintati naljepnice za audio konektore. Pripremila sam ih unutra Adobe photoshop, zatim ispisan na tankom foto papiru i zalijepljen na konektore dvostranom trakom.

Već neko vrijeme razmišljam o dizajnu karoserije i materijalu od kojeg će se izraditi kalup za punjenje. Odlučila sam se za plastiku od 1,5 mm, savršeno se reže običnim nožem za papir, a ostavlja vrlo glatki rub.

Zatim sam razvio oblik ispune koristeći isti Orao... Nakon što sam izrezao sve dijelove, nastavio sam sa montažom. Kako bih olakšao ovaj postupak, prvo sam sve kutove uhvatio super ljepilom, a zatim zalijepio svaki šav 2 puta, što je osiguralo potpunu nepropusnost.

Najlakši način da saznate volumen epoksida za izlijevanje je da napunite kalup vodom, a zatim sadržaj ulijete u šalicu i saznate dobiveni volumen 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.

Pomiješana smola se mora polako ulijevati niz stranu kalupa kako bi se izbjegli mjehurići. Na donjoj slici možete vidjeti da sam pri lijevanju smole ulio malo više od potrebnog, smola se ne izlijeva zbog površinske napetosti. To je zato što se epoksidna smola malo stvrdne.

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

Epoksid sam ostavio da se stvrdne jedan dan. Nakon tog vremena, osušio se i nastavio sam uklanjati formu. Za to sam koristio tračnu brusilicu.

Zatim sam pomoću glodala izbrusio skošene dijelove i sve oštre kutove.

Za poliranje kućišta prvo sam koristio brusni papir granulacije 600, a završno poliranje je obavljeno "na mokro" finim brusnim papirom granulacije 1200.

I za kraj, evo još nekoliko fotografija gotovog "uradi sam" pojačala za slušalice:

Sada znate kako napraviti pojačalo za slušalice vlastitim rukama.