Конкурс начинающих радиолюбителей
“Моя радиолюбительская конструкция”

Высококачественный усилитель для наушников на микросхеме TDA2003

Схема простого высококачественного усилителя для наушников на микросхеме своими руками

Конкурсная конструкция начинающего радиолюбителя
“Высококачественный усилитель для наушников на микросхеме TDA2003″

Здравствуйте уважаемые друзья и гости сайта!
Представляю вашему вниманию пятую конкурсную работу начинающего радиолюбителя.
Автор конструкции: Морозас Игорь Анатольевич :

Здравствуйте радиолюбители!

Предлагаю Вам посмотреть мою вторую конструкцию –это высококачественный усилитель для наушников на микросхеме TDA2003 .

Схема усилителя взята из интернета. По этой схеме есть целый форум. Большинство радиолюбителей отозвались по ней положительно. Радиолюбитель из Европы даже произвел замеры, которые подтверждают, что усилитель работает в классе А. Коэффициент усиление =18. Этой мощности мне кажется сверх достаточно любому меломану. Вот и я решил проверить это на себе.

Вот основная схема одного канала с блоком питания:

Вот дословно перевожу текст об этом усилителе от Европейского радиолюбителя:

«Это очень простая схема основана на чипе TDA 2003, и дает отличную производительность, равную самых лучших коммерческих проектах стоимостью сотни фунтов.
Паспорт производителя для TDA2003 дает искажений фигуру 0,15% на выходе 4,5 Вт, и коэффициент усиления по напряжению 100, но в этом приложении коэффициент усиления по напряжению был сокращен до 18 за счет увеличения общей питание назад соотношение, и выходная мощность снижается приблизительно 10 мВт. Как следствие, коэффициент гармонических искажений сводится к 0,006%, очень низкий показатель действительно. Прибыль была установлена ​​на этом уровне, чтобы удовлетворить мои наушники Sennheiser HD25SP, с усилителем изгнаны из номинальной источника 200 мВ. 10k горшок журнал может быть использован в качестве регулятора громкости в случае необходимости. Блок питания может быть увеличена до 18v, позволяя более высокую выходную мощность на том же уровне искажений. Это может быть уместным, если используются менее чувствительные наушники.
Обратите внимание, что, чтобы избежать проблемы неустойчивости строгий одной точке схема заземления должны быть использованы. Общая точка заземления должна быть как можно ближе к контакту 3, как это возможно.

Спектр показывает шумов и искажений относительно выхода 1Vpk на частоте 1 кГц, что является очень громко сигнал в Sennheisers. Вторая гармоника на-90дБ и 3-го ниже-88 дБ. Это соответствуют так Суммарный коэффициент гармонических искажений фигура 0,006%. Шум показан как ниже -100 дБ уровня, но с гул шип на-84дБ.
Переходный ответ на частоте 1 кГц прямоугольной волны также показано на рисунке. Там нет никаких признаков звона, превышения или любой переходных искажений за что следует из конечной полосы усилителя.
Полоса пропускания имеет 3dB точки на 10 Гц и 50 кГц. Все рабочие характеристики были измерены с наушниками прилагается:

Объективно использование этого усилителя является безупречным, и это также звучит сладко, как можно было ожидать. Это запускает спокойно, и не будет оглушить вас или взорвать ваши дорогие телефоны с большим зарядки переходного процесса. Короче говоря, настоятельно рекомендуется, особенно если, как я, вы чувствуете, что цель производительности является хорошей отправной точкой для оценки аудиофилов продукта.
Программное обеспечение анализатора спектра Спектр Лаборатория Вольфганг Buescher (DL4YHF).»

Как всегда самое «сложное» при сборке радиосхемы – это укомплектовать все в корпус. Поэтому, я сначала приобрел корпус в радиомагазине, и после внутренних замеров этого корпуса, сделал разводку печатной платы под нее в программе Sprint-Layout 6.0. В своем варианте я сделал несколько изменений. Во-первых: на вход добавил сдвоенный переменный резистор, вместо эл.конденсатора С1 поставил пленочный конденсатор марки Wima 2,2 мкф и в блоке питания увеличил емкость эл. конденсаторов до 6800 мкф.

Плату изготавливал по ЛУТ технологии. Об этой технологии много информации в интернете. Я печатаю дорожки на тонкую глянцевую фотобумагу 130гр. Мощность утюга ставлю на третье деления и грею плату с фотобумагой не более 30-40 сек.

После травления платы в хлорном железе и очистки медных дорожек ацетоном от краски картриджа я лужу дорожки в сплаве РОЗе. В подходящую емкость с водой кидаю несколько капель сплава. Как только они расплавятся ложу плату дорожками в низ и начинаю водить ее по дну емкости. После переворачиваю и губкой стираю все лишние наплывы на дорожках. При таком лужении особо уделяйте вопросу вентиляции. Пары сплава РОЗе ядовиты!

Мне нравиться, когда выглядит все по заводскому, поэтому ЛУТ сделал и со стороны деталей тоже:

Установка платы усилителя в корпус:

Лицевую панель я сделал таким образом. В программе Фотошоп нарисовал внешний вид лицевой панели где должны быть установлены переменный резистор, гнезда для входа и выхода и светодиод. Готовый рисунок распечатал струйным принтером на тонкой глянцевой фотобумаге. На обезжиренную приготовленную панель с отверстиями наклеиваю столярным клеем фотобумагу и ложу панели под так называемый пресс. На сутки. В качестве пресса у меня блин от штанги на 15 кг.

Распечатанный рисунок на фотобумаге наклеены на лицевую панель:

Через сутки после высыхание клея лицевые панели для того чтобы рисунок на них не стирался со временем я поверхность ламинирую термопленкой. Это делаю обычным утюгом через бумагу:

И вот конечный результат сборки:

Ну а теперь о звуке. Если не принимать во внимание, что это мой первый усилитель и до этого мне не приходилось слушать «крутые» усилители для наушников, то звук меня очень порадовал. Звук чистый, если слушать в хорошем качестве запись звук даже кристальный. Прослушиваются все инструменты. Басы есть, но они плотные без дребезга. Мне показалось многовато высоких частот. Громкости столько, что можно реально оглохнуть. Для того чтобы более явно оценить звучание этого усилителя я решил собрать еще один усилитель для наушников на микросхеме ОРА2134

Приложения к статье:

(32.6 KiB, 3,350 hits)

(113.6 KiB, 3,870 hits)

(39.6 KiB, 2,709 hits)

Уважаемые друзья и гости сайта!

Не забывайте высказывать свое мнение по конкурсным работам и принимайте участие в голосовании за понравившуюся конструкцию на форуме сайта. Спасибо.

Усилитель для наушников - весьма оправданное решение, тому подтверждение - множество публикаций этого сайта. Ко всему их простота - неплохое пособие для начинающих. В этой конструкции применено решение, известное уже больше 30-ти лет. И, если о нем часто вспоминают, то это говорит о том, насколько оно удачно.
Усилок для низкоомных ушей.

Идея, примененная в этом усилке не нова. Наверное, многие помнят книжку В.А. Васильева «Зарубежные радиолюбительские конструкции» (она издавалась дважды в где-то в конце 70-х и начале 80-х). Там в свое время был опубликован очень простой, не очень мощный УМЗЧ касса «А». Многие повторив его были очень довольны результатами. Как-то раз, уменьшив все токи и напряжения, я применил его для выхода на наушники в одной своей конструкции, опубликованной в ж.«Радио» («УМЗЧ с неполярным источником питания» («Радио», №6, 1999г., стр.16). Он звучал весьма неплохо. И, разрабатывая варианты «ушных усилков» с питанием от USB-гнезда ноутбука (звучит намного лучше, чем прямо от гнезда), я решил снова попробовать эту идею, но уменьшив количество каскадов усиления на один.
Получилось вот, что:

Так как для ноутбука два варианта уже были (ждут публикации в ж.«Радио»), я лишь испытал схему от подсевшей в радиомикрофоне (они у меня на работе) девяти вольтовой батарейки, аналогичной «Кроне». Все было собрано на макетке (сырьевой фольгированный гитенакс в Израиле не встречается).

Не взыщите за мусорность, я привез с собой из «Союза» много транзисторов КТ315Б (когда-то разобрал на детали один инструмент с названием «ФАЭМИ-М»). Важно было проверить идею. И вы знаете – оно заработало, и весьма неплохо, как с высокомными ушами, так и с низкоомными, например со старыми добрыми ТДС-3, кот., наверное, много больше лет, чем многим гражданам этого сайта (кто-то отдал мне их за ненадобностью).

Наладка в принципе не нужна. Ток покоя устанавливается в районе 20 – 20 мА на канал. Напряжение между выходными транзисторами автоматически устанавливается 2.4 в (изначально был расчет на питание от гнезда «USB»), но его можно изменить, подобрав (уменьшив) резисторы R5 и R6. Транзисторы вроде как не греются, поэтому об охлаждении думать не надо.

В сборе все выглядит вот так:

Я, конечно, ничего не мерил, но именно на те самые ТДС-3 я по вечерам слушаю звук от ДВД, когда смотрю кино на крыше, чтобы не пугать соседей. Поверьте, от подсевших батареек звучит намного лучше, чем от сетевого БП. А таких батареек после каждого спектакля у меня остается не менее десятка.

--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

P.S. Мечтаю хотя бы на время найти и послушать старые добрые советские ТДС-7 "Амфитон".

Каждый начинающий радиолюбитель после первых удачных экспериментов, ощутив сладость своих побед, хочет попробовать сделать что-то настоящее. Не игрушку, а реально работающую полноценную вещь. Для этого прекрасно подойдёт самодельный простой который умелыми ручками можно собрать всего за несколько минут.

Где его можно применить? Во-первых, по прямому назначению, а именно для усиления сигнала от темброблока или предусилителя, то есть там, где слишком слаб, и подключить наушники невозможно. В этом случае можно сделать усилитель для наушников своими руками.

Во-вторых, он пригодится как дополнительный инструмент. Портативный усилитель для наушников вполне применим для тестирования схем. Ведь часто появляется необходимость найти место обрыва сигнала в новой схеме, которую вы собрали, но она никак не хочет работать. Например, вы сделали тот же усилитель для наушников своими руками. Он и поможет в поиске причины неисправности. С ним можно очень быстро найти точку, в которой пропадает сигнал. Ведь часто это случается из-за пустяка: плохо пропаялась деталь, неисправный конденсатор и т.д. Визуально или с помощью тестера причину бывает трудно найти.

Сделать усилитель для наушников своими руками просто, ведь схема моно состоит всего из пяти деталей. Основана она на микросхеме TDA7050, которая стоит 30-80 рублей. Но, думаю, что в ваших запасах радиодеталей, которые всегда имеются у любого увлечённого этим делом, такая микросхема найдётся. Она часто использовалась в кассетных плеерах и других простых устройствах воспроизводящих звук.

На этой же микросхеме можно сделать и стереофонический усилитель для наушников своими руками. Для этого придётся добавить два полярных конденсатора на выход (можно один общий), а входной можно сделать из сдвоенного

Сама микросхема представляет собой в корпусе нормального размера (DIP8). Рабочее напряжение питания от 1,6 до 6 вольт. Потребляет не много энергии. Мощность выходного сигнала зависит от напряжения питания. В варианте стерео при нагрузке в 32 Ом и напряжении в три вольта вы получите на выходе около 130 милливатт на каждом канале. При подключении по мостовой схеме в варианте моно мощность увеличивается в два раза. Выход микросхемы имеет защиту от

Принципиальная схема дана на рисунке 1. Входной сигнал подаётся на выводы 1 и 3, а наушники в 32 Ом подключены к выводам 7 и 8. По техническим условиям в мостовом режиме нагрузка не должна быть менее 32 Ом. Для сглаживания напряжения к шине питания подключены конденсаторы С1 и С2, 100 и 0,1 мкФ соответственно. Сопротивление резистора R1 - 22 кОм. Ну вот, пожалуй, и всё описание нашей первой модели.

Вторая схема с рисунка 3 часто применяется в малогабаритных устройствах заводского изготовления. Сделать её ненамного труднее. В схеме отображены все необходимые детали. На рисунке 2 - та же схема для подключения динамиков. Как видите, разница небольшая. В схеме для динамиков применяются полярные конденсаторы в каждом выходном канале, а для наушников - стоит общий конденсатор в месте подключения к ним корпуса схемы.

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Меандр 100 Гц

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 .

Наверно многие из вас сталкивались с такой проблемой, когда подключив свои наушники к MP3 плееру или телефону, громкость была недостаточной, иными словами мощности плеера или телефона не хватало для того чтобы обеспечить громкий, чистый звук. И как же быть в этом случае?

Для этого можно собрать усилитель для наушников своими руками. Его схема довольна проста и любой радиолюбитель, неважно, начинающий или опытный сможет сделать его, проявив аккуратность и внимательность.

При создании этого усилителя мне хотелось сделать его необычным, хотелось уйти в сторону от классического пластикового корпуса. Вспомнив что любители моддинга компьютеров часто делают прозрачные корпуса для своих ПК я тоже решил сделать корпус своего усилителя прозрачным. А в качестве изюминки - отказаться от печатной платы и сделать все навесным монтажом.

Разработка схемы велась в программе Eagle . Это классический усилитель на сдвоенном операционнике OPA2107 .

Ниже приведена схема усилителя для наушников своими руками:

Список необходимых деталей для блока питания усилителя:

• Разъем питания;
• Светодиод 5 мм (любого цвета);
• R1LED - резистор номиналом от 1К до 10К (1 Вт);
• CP1, CP2 - электролиты 470 мкФ (на напряжение 35 или 50 Вольт);
• RP1, RP2 - 4,7К (1 Вт);

Список деталей для усилителя:

• IC1 - сдвоенный операционный усилитель OPA2107;
  (примечание - на принципиальной схеме операционный усилитель обозначен как OPA2132, дело в том что вначале я планировал использовать его);
• C1L, C1R - 0.68 мкФ 63 В (для входного аудио сигнала);
• C2, C3 - 0,1 мкФ (пленочные, для стабилизации операционного усилителя);
• R2L, R2R - 100К (0,5 Вт);
• R3L, R3R - 1К (0,5 Вт);
• R4L, R4R - 10К (0,5 Вт);
• R5L, R5R - перемычка (не обязательно);
• Стерео джек - 2 шт;

Так как я решил сделать все навесным монтажом, то я приступил к изготовлению каркаса. Здесь вам понадобятся аккуратность и внимательность, т.к. корпус будет прозрачным и любые недочеты сразу же будут видны.

Для шины питания я использовал одножильный медный провод, 1 мм толщиной, взятый из обрезков кабеля которые использовались для домашней электропроводки.

В качестве блока питания отлично подойдет любой трансформаторный блок питания с напряжением 12 Вольт и выходным током от 300 мА. Желательно использовать трансформаторный БП, так как использование импульсных может привести к наводкам (будет слышен постоянный гул в наушниках).

Для разъема питания я использовал вот такой разъем: (центральный контакт это плюс питания).

Для того чтобы формировать одинаковые выводы резисторов и проводов я использовал обычную отвертку. Вы можете использовать разные диаметры для больших или меньших радиусов.

Немного ниже вы можете увидеть разводку блока питания. На входе у блока питания 12 Вольт, которые затем с помощью делителя напряжения (резисторов RP1 и RP2, по 4.7 кОм) превращаются в +6 Вольт и −6 Вольт. Дело в том, что для операционного усилителя необходимо двухполярное питание. Провод в центре - это так называемая «виртуальная земля», которая ни в коем случае не должна соединятся с настоящей землей (на разъеме питания).

Два больших конденсатора на 470 мкФ 50 Вольт в паре с конденсаторами по 0,1 мкФ необходимы для того, чтобы уменьшить наводки на ОУ и повысить стабильность его работы. Для этого нужно постараться расположить их как можно ближе к выводам ОУ.

Вот еще несколько фотографий с разных ракурсов, на которых видно как я выполнил монтаж.

После того, как вы закончили пайку можно приступить к проверке усилителя. Небольшой совет, для проверки не нужно использовать свои самые классные наушники, достаточно каких-то простых. Дело в том, что если Вы где-то запутались и припаяли детали не по схеме, то вполне возможен такой вариант при котором вы испортите свои наушники. Но надеюсь что при проверке у вас все будет хорошо.

Так как усилитель в дальнейшем будет заливаться эпоксидной смолой, то я решил немного приподнять его, чтобы при заливке он оказался точно по центру корпуса. Для этого я припаял небольшие выводы снизу.

Я подумал что было бы неплохо еще чуть-чуть облагородить дизайн усилителя и поэтому решил распечатать наклейки на аудио разъемы. Я подготовил их в Adobe Photoshop , затем распечатал на тонкой фотобумаге и приклеил к разъемам на двусторонний скотч.

В течении некоторого времени я размышлял над дизайном корпуса и материалом из которого будет сделана форма для заливки. Я остановил свой выбор на 1,5 мм пластике, он отлично режется обычным канцелярским ножом, оставляя при этом очень ровный край.

Затем я разработал форму для заливки, используя все тот-же Eagle . Вырезав все части я приступил к сборке. Для того чтобы облегчить эту процедуру я сначала прихватил все углы с помощью суперклея, затем 2 раза проклеил каждый шов, что обеспечило полную герметичность.

Самый простой способ узнать объем эпоксидной смолы для заливки это залить форму водой, а затем вылить содержимое в чашку и узнать получившийся объем и вес. Конечно, можно измерить объем с помощью линейки - но способ с водой показался мне проще.

Для заливки я использовал прозрачную эпоксидную смолу. Конкретно для этой смолы соотношение отвердителя и смолы должно быть 1: 50. Было довольно сложно отмерить такое малое количество отвердителя, для этого пригодились ювелирные весы. А вообще же, для разных марок эпоксидных смол соотношение отвердителя и смолы различается, смотрите инструкцию.

Смешанную смолу необходимо медленно вливать по стенке формы, для того чтобы избежать появления пузырьков. На картинке ниже видно что при заливке смолы я налил немного больше чем требуется, смола при этом не выливается благодаря поверхностному натяжению. Это нужно потому что эпоксидная смола при затвердевании немного уменьшается в размерах.

При затвердевании эпоксидной смолы происходит обильное выделение тепла (в моем случае температура была 62 градуса). Затем форма накрывается, для того чтобы предотвратить попадание пыли и мусора на поверхность.

Я оставил затвердевать эпоксидную смолу на сутки. По прошествии этого времени она высохла и я приступил к снятию формы. Для этого я использовал ленточную шлифмашину.

Затем с помощью фрезера я сточил фаски и все острые углы.

Для полировки корпуса я сначала использовал наждачную бумагу с зернистостью 600, а окончательную полировку проводил «на мокрую» 1200-й мелкозернистой наждачкой.

Ну и напоследок вот еще несколько фотографий готового усилителя для наушников своими руками:

Теперь вы знаете, как сделать усилитель для наушников своими руками.