Давно хотел сделать отдельный усилитель для наушников - все не было времени, хотя наушники уже купил как два года. Ничего особенного, Sennheiser HD 558, но звук выдают на приемлемом для меня уровне.
Пересмотрел множество схем и перечитал кучу информации и форумов. Хотелось, чтобы схема была простой и качественной по звуку. Размышляя, чего хочу, пришел к выводу, что для наушников нужна относительно небольшая мощность и должен подойти какой-нибудь умощнённый транзисторами ОУ или же просто мощный ОУ с низким THD+N, так сказать «драйвер». И вот подвернулась микруха от TI, специально предназначенная для этих целей, TPA6120.
По своей сути представляющая собой весьма мощный и очень быстродействующий ОУ с чудовищно низким THD+N (ну по крайней мере для меня). Немного полазив в гугле по поводу различных включений микросхемы и конструкций нашёл для себя неплохой вариант на одном сайте чешского радиолюбителя Павла Ружички (Pavel Ruzicka). Микруха включена по неинвертирующей схеме, на входе 50 кОм потенциометр известной японской фирмы ALPS . Решил реализовать именно такой вариант.
Схема наушникового усилителя на TPA6120 и БП
Мой вариант схемы
Блок питания
Проштудировав даташит на TPA6120, всё-таки кое-какие изменения в схему внёс. Так называемые блокирующие конденсаторы в оригинале стоят плёночные, даташит же настоятельно рекомендует использовать SMD керамические конденсаторы, да ещё и как можно ближе к выводам питания - для исключения возможного возбуждения усилителя.
Собственно говоря, больше всего возбуждения и боялся, очень уж микросхема быстродействующая.
Этот страшный PowerPAD побеждён
Из-за отсутствия опыта изготовления двусторонних ПП, плату было решено делать односторонней. И тут вскрылась ещё одна проблемка. Из-за того, что микруха очень мощная для своих размеров, у неё на «пузе» сделана площадка для теплоотвода - PowerPAD, которая припаивается к площадке под микросхемой и ещё вдобавок является общим проводом.Я как-то отмёл неприятные мысли, решил, что как-нибудь припаяю. Но обо всем по порядку.
Начал искать необходимые комплектующие, сразу стало понятно, что TPA6120 у местных нет, не говоря уже об ALPSе. Великий китайский Брат выручает в очередной раз, заказал микросхему TPA6120 и потенциометр ALPS на Алиэкспресс .
У местных купил корпус, трансформатор и остальную мелочь. После того как всё было на руках прошло ещё 4 месяца прежде чем взял в руки… утюг.
При проектирование платы усилителя уделил особое внимание расположению резисторов в соответствии с даташитом, чтобы были наименьшие расстояния от ног входов и выходов до резисторов, чтобы не было возбуждения. И вот платы протравлены, просверлены и залужены. И здесь я уже серьёзно начал задумываться, а как же паять этот хитрый PowerPAD и вообще чего с ним делать.
Снова в Интернет. На одном из форумов нашёл интересное решение. Без паяльного фена и двусторонней ПП с метализированными отверстиями выход один: сверлить под микросхемой отверстие и через него пытаться припаять к PowerPAD-у микросхемы самодельный радиатор.
Попробовал такой предложенный вариант:
сверлится отверстие 1,5 мм, берётся медная проволока, лудиться и накручивается спиралькой вокруг сверла 0,8 мм (я вокруг иголки намотал) длиной 2-3 см. Позиционируется и прихватывается микросхема, спиралька опускается в отверстие и жарится это всё 40-ватным паяльником, естественно с добавлением припоя и флюса. Цель - не просто припаять спиральку, но и чтобы края площадки PowerPAD-а также припаялись к печатной плате.
Вот она, моя система охлаждения для TPA6120. Видите странную «пружинку» в центре?
Держал паяльник несколько секунд и всё получилось! Всё оказалось проще, чем думал. Спасибо доброму человеку за идею!
Звучание
Платы готовы, соединяю всё проводами, быстрая проверка. Постоянки на выходе нет, подключаю свой ЦАП, Сенхайзеры, врубаю «The Dark Side Of The Moon» и наслаждаюсь… Наверное, описывать звук и тем более его качество неблагодарное занятие, надо просто услышать самому.В общем скажу, что звук мне очень понравился во всем диапазоне частот. На слух - минимум искажений, для меня их просто нет. Раньше я слушал свои наушники Sennheiser HD 558 со встроенной звуковой картой. Теперь я их просто не узнал! Появились басы и звук очень детальный.
Итого
Усь поёт. Возбуждения не наблюдается, и слава Богу, благо, были приняты все меры для этого. Сомневался, что спиралька будет хорошо тепло отводить, поставил на час с музыкой на приличной громкости, потрогал микруху - по ощущениям градусов 30-35. Спиралька тёплая, с обратной стороны площадка тоже слегка теплая, значит микруха припаялась нормально, тепло отводится хорошо и на этом я успокоился.
И началось самое сложное и мучительное для меня - собрать всё в корпус. Пару вечеров с дрелью, пассатижами, отвертками, напильниками и кучей нецензурных выражений! Ура, запихал платы в корпус. Корпус оказался великоват для усилителя, за то монтировать удобно и смотрится солиднее в большой коробке. Осталась одна задачка: сделать надписи на лицевой панели. Но это уже совсем другая история.
Из доступных материалов. Каждому знакома ситуация, когда необходимо немного увеличить громкость. Например, от телефона или компьютера, чтобы можно было слушать комфортно музыку или же беседовать. Проблема в том, что в продаже не всегда можно встретить маломощный усилитель, который смог бы удовлетворить ваши потребности. Поэтому нужно изготовить его самостоятельно. Благо, это делается очень просто.
Конструкция на транзисторах
Она окажется простой, но привередливой - многое зависит от параметров резисторов и конденсаторов, используемых в конструкции. Кроме того, транзисторная схема получится довольно громоздкой. Но это не так уж и страшно. Как правило, используется простейшая двухкаскадная схема усилителя, в которой всего два транзистора. Зачастую это КТ 315 или подобные. Эти транзисторы завоевали популярность у радиолюбителей. Из них можно сделать абсолютно всё, в том числе и усилитель для наушников своими руками.
Вот только есть недостатки у таких конструкций. Нужно точно подбирать напряжения питания эмиттера, базы и коллектора. Обратите внимание на то, что к базе, например, подходит два типа напряжений:
- Положительное (через сопротивление от плюса питания).
- Отрицательное (через сопротивление от минуса питания).
Главное - точно подобрать резисторы, чтобы обеспечить минимально необходимое значение напряжения на базе.
Усилитель на микросхемах
Вышеописанная конструкция довольно требовательна и в плане питания. Необходимо свыше 5 Вольт, чтобы она работала стабильно. А вот если применить небольшую микросхему, например, TDA 2822, вы получите следующие характеристики устройства:
- Напряжение питания может колебаться в интервале: от 1,8 до 15 В.
- Выходная мощность - не более 1,5 Вт.
А вся конструкция поместится на маленькой печатной плате. Корпус устройства будет очень маленьких размеров - примерно чуть больше, чем две пальчиковые батарейки, которые будут использоваться для питания всей схемы. Кроме того, к этому усилителю можно подключить небольшие динамики. Он без труда будет работать с ними.
Детали для усилителя
Чтобы изготовить качественный и простой усилитель для наушников, вам необходимы следующие материалы:
- Микросхема - TDA 2822.
- Переменный резистор - 10 кОм.
- Постоянные номиналами 4,7 кОм - 2 штуки; 10 кОм - 1.
- Электролитические конденсаторы 10 мкФ - 2 единицы.
- Плёночные конденсаторы (неполярные) ёмкостью 100 нФ - 3 штуки.
- Два гнезда - 3,5 мм.
- Батарейки.
- Небольшой кусок фольгированного материала.
- Подходящий корпус.
Намечаете расположение деталей на плате и рисуете дорожки. Покрываете их лаком или же пользуетесь распечаткой рисунка на лазерном принтере. Об этом стоит поговорить отдельно.
Печатная плата
Главное - это сделать печатную плату. Только в этом случае будет стабильно и качественно работать портативный усилитель для наушников. Своими руками сделать качественную плату можно без особого труда. Для этого вам потребуется программа для рисования подобных устройств. Можно даже за неимением таковой воспользоваться стандартным приложением Paint. Только важно соблюдать все размеры. Рисуете расположение дорожек и выводов всех элементов, затем необходимо распечатать полученное изображение на глянцевой бумаге.
Вот тут-то и пригодятся различные проспекты, которые бесплатно выдают на улице и в магазинах. Печатаете с максимальной степенью жирности. Бумага должна пропитаться тонером. Чтобы сделать усилитель для наушников своими руками, вам нужна качественная плата. Поэтому закрепляете со стороны фольги глянцевую бумагу, чтобы она плотно прилегала. Хорошо прогретым утюгом нужно водить несколько минут по плате. Благодаря этому тонер с бумагой прилипнет к фольге. Конечно, плату нужно обезжирить перед началом работ. Вот и всё. Теперь остаётся лишь избавиться от бумаги. Тёплой водой смываете её, а тонер остаётся на поверхности фольги.
Готовите раствор хлорного железа. Это оптимальный вариант для травления печатных плат. Погружаете в раствор свою заготовку - через несколько минут вся лишняя медь уничтожится (если концентрация раствора хорошая). Если нет - придётся подождать. После сверлите отверстия под элементы, покрываете дорожки оловом и приступаете к монтажу. Последний шаг - подключение проводов питания. Делаете это только после того, как убедитесь окончательно в правильности монтажа.
Вступление
Сразу откровенно скажу, что это был мой первый аудиоусилитель, а это первая моя подобная статья, и если кто-то из более опытных и знающих датагорцев увидит слабые места данного проекта, прошу сообщить мне об оных, буду премного благодарен!Началось все с того что под новый год решил я сам себе сделать небольшой подарок, а именно наушники одной небезызвестной немецкой фирмы. Так как всю жизнь музыку я слушал либо через недорогую китайскую мультимедийную акустику либо в корейской машине, новое приобретение показалось мне просто сказкой! Музыку в новых наушниках я слушал вечера напролет. Дальше - больше, если «уши» за 50 баксов выдают такое качество звука, что если купить что-то посерьёзней, загорелся я!?
Посидев в интернете выяснил, что «серьёзные» наушники имеют сопротивление больше 32 Ом (которое я считал стандартом для всех наушников), попутно выяснил что для подобных экземпляров лучше обзавестись специальным телефонным УМЗЧ, чтобы раскрыть их потенциал. Но покупать ещё и усилитель в мои планы никак не входило. Сделаю сам, подумал я, благо моя профессия напрямую связана с электроникой.
Рис. 4 Откорректированная под себя схема усилителя
Свою же печатку я тоже подправил, вот финальная версия - рис.5. Все транзисторы поставил под один радиатор (все равно не греются сильно), освободил место под свои доработки.
Рис.5 Финальная версия печатной платы усилителя
Две черные дорожки находятся с обратной стороны платы (я их вырезал ножом после травления и сверления). Плата получилась двухслойной по другому нормально не разводилось, размер 90х110 мм.
Рис.6 Схема блока питания
Сразу возникло несколько вопросов:
- почему нет пленочных или керамических конденсаторов в выпрямителе?
- есть ли реальная польза от конденсаторов в параллель диодам моста?
- с какой целью выбраны именно такие номиналы резисторов в обвесе стабилизаторов?
Соберу - увижу, подумал я. Ну в общем – не фонтан. Как я и думал без пленочных конденсаторов в выпрямителе никуда, конденсаторы в параллель диодам в теории снижают уровень ВЧ помех, но и без них не плохо, разницы я не заметил ни на слух, ни по приборам. А вот работа схемы включения стабилизаторов мне понравилась, надо взять на заметку. При подключении усилителя прослушивался фон 100 Гц. Не буду размусоливать свои эксперименты, конечная схема блока питания, с моими корректировками (рис.7)
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только
Рис.7 Схема блока питания с моими корректировками
Теперь блок питания меня устраивает, фон из наушников ушел. При максимальной нагрузке (1А по обоим плечам) напряжения на выходе стабилизаторов просаживаются на 10 мВ.
Моя печатка на рис. 8
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только
Рис. 8 Печатка блока питания
Готовый к работе блок питания установленный на шасси представлен на рис.9.
Рис. 9 Блок питания усилителя
Немного о конструкции. Слепыш БП изготовлен из двухстороннего 3-х мм стеклотекстолита, т.к после травления дорожек на обратной стороне осталась медная фольга, решил её не отдирать (противное занятие), будет дополнительная экранировка. Радиатор на два стабилизатора один, опять же от старой материнской платы. В правой части платы присутствует разъем для подключения голубого светодиода (для светодиодов другого цвета нужно уменьшить номинал резистора R1 см. рис. 7). Выходные напряжения выводятся через провода, впаянные непосредственно в плату (синий жгут рис. 9). Трансформатор прикручен к плате шпилькой М6. Размер платы 90х200 мм.
Корпус
Как всегда самая трудоемкая часть проекта - корпус. Корпус полностью разборный (мое специфическое требование, кто работает на режимном предприятии - поймет:blush:) изготовлен из алюминия 2.5 мм и стеклотекстолита 3 мм. К прямоугольной пластине из стеклотекстолита, служащей шасси для прибора, припаяны латунные гайки М5. К шасси 4-мя шестигранными стойками и 2-мя винтами прикручена плата блока питания (см. рис. 9). К стойкам прикручивается плата усилителя, подключается разъем от блока питания рис. 10.
Рис.10 Сборка усилителя.
Лицевая и задняя панели изготовлены из листового алюминия, согнутого на станке. Верхняя крышка выполнена из стеклотекстолита. Боковые панели из алюминия прикручиваются в конце сборки к уголкам на шасси и на верхней крышке, они образуют своеобразные ножки.
Собранный усилитель (рис. 11) получился полностью экранированным, винтовые соединения обеспечивают надежный электрический контакт между деталями корпуса. Задняя панель содержит стандартную 3-х контактную вилку от компьютерного БП, и выключатель от туда же.
Рис.11 Собранный прибор
Кратко опишу важные аспекты сборки.
- Все провода скручены, а те, что идут от блока питания к усилителю экранированы (на всякий случай).
- ВАЖНО! Корпус блока питания связан с шасси в одной точке, там, где прикручивается трансформатор (поэтому шпилька крепящая трансформатор латунная)
- ВАЖНО! Гайки разъёмов под наушники на передней панели (на них висит сигнальный корпус) изолированы от передней панели диэлектрическими шайбами.
- Вал потенциометра электрически связан с корпусом прибора, если этого не сделать при прикосновении к валу потенциометра будут наводки в наушниках.
Заключение
Усилителем я доволен на 200%. Огромный запас мощности, полное отсутствие фона, кстати хлопка при включении тоже нет, четкое нейтральное звучание, не вносящее ни приукрашиваний, ни артефактов в звуковой тракт. Даже и не знаю, чего еще можно ждать от подобного прибора.P.S.: Недавно поставил в свой усилок вместо NE5532, операционный усилитель LM4562, и понял что может быть и лучше. Как говорится нет предела совершенству!
Любители иногда погромче послушать музыку в наушниках знают, что стандартная аудиокарта в ПК с большим трудом это позволяет — отсюда и необходимость делать отдельный усилитель.
Принципиальная схема
Схема основана на ОУ NE5532 и две пары транзисторов BD139+BD140:
Схема электрическая АНЧ к наушникам А-класс
После первой сборки усилитель заработал сразу, однако, после установки его в корпус (трансформатор был еще тогда внутри корпуса) было слышно легкое гудение.
При громкой музыке оно было практически не слышно — но это не дело. Поэтому вытащили трансформатор из корпуса и сразу помогло: не слышно никакого постороннего гудения в музыке. Ощущения от прослушки в целом хорошие — наушники выдали гораздо лучший бас по сравнению с прослушиванием непосредственно от ПК и стало возможно повышение уровня звука до мощных значений, даже не доводя РГ до середины потенциометра.
Согласно сделанных измерений, получилось напряжение 2.2 В для наушников 32 Ом.
Играет отлично, но можно применить вместо NE5532 рекомендуемые аудиофилами микросхемы OP2604, LM833, OPA2134.
Работает усилитель мощности в классе А. Для типичных 32 Ом наушников с сопротивлением падающим до 16 Ом ток будет порядка только 80 мА для работы в классе A. Усиление схемы является слишком высоким для работы с сигналами звуковой карты, что в результате вызывает ненужные усиление шума и снижение эффективности обратной связи. Поэтому верхний резистор в делителе обратной связи предлагаем заменить резистором 2k2 и параллельно конденсатор NP0 или C0D, например 100p.
Все мы любим послушать музыку в наушниках, так как не всегда есть возможность включить ее в колонках, особенно в позднее время суток или в общественном транспорте. Но не всегда само качество звучания бывает достаточно хорошим, одним из признаков этого является встроенный усилитель в устройстве воспроизведения, будь то телефон или же компьютер, ноутбук. В данной статье я расскажу, как сделать усилитель для наушников своими руками , в сборке которого поможет кит-набор, заказать его можно будет по ссылке в конце статьи.
Для того, чтобы сделать усилитель для наушников своими руками, понадобится:
* Паяльник, флюс, припой
* Приспособление для пайки "третья рука"
* Бокорезы
* Растворитель 646 или бензин "калоша"
* Блок питания с выходным напряжением 12 В
* Наушники, телефон или иное устройство воспроизведения
Шаг первый.
Данный кит-набор поставляется с двухсторонней печатной платой, ее качество весьма хорошее и имеет металлизированные отверстия. Также для удобства сборки предусмотрена инструкция, где показана схема усилителя и номиналы компонентов для правильной установки на плате.
Первым делом устанавливаем на плату резисторы, их номиналы определять не нужно, так как они подписаны на бумажке, приклеенной на них. После чего вставляем неполярные керамические конденсаторы, а затем полярные электролитические конденсаторы, соблюдая номинал и полярность, плюсом является длинный вывод, а минусом контакт напротив белой полоски на корпусе, на плате минусовой контакт обозначен заштрихованным полукругом. Для индикации работы усилителя на плате предусмотрено место под светодиод красного цвета, длинную ножку устанавливаем в место, обозначенное треугольником, а минус-короткую ножку в отверстие с полоской рядом.
Шаг второй.
Для того, чтобы радиодетали не выпали при пайке загинаем их выводы с обратной стороны платы. Далее закрепляем плату в приспособлении для пайки "третья рука" и наносим флюс на контакты, после чего припаиваем выводы при помощи паяльника и припоя. Удаляем излишки выводов при помощи бокорезов. При удалении выводов бокорезами будьте аккуратны, так как можно нечаянно удалить дорожку с платы.
Затем устанавливаем остальные компоненты, а именно переменный резистор, гнездо подключения питания, две панельки под микросхемы, ориентируясь по ключу на корпусе и плате в виде выемки, а также гнезда для подключения входа и выхода звука.
Припаиваем компоненты, для лучшей пайки наносим флюс. Также удаляем лишнюю часть выводов бокорезами.
После пайки получается такая плата.
Удаляем остатки флюса с платы при помощи щетки и растворителя 646 или бензина "калоша". Вот так выглядит чистая плата.
Шаг третий.
Теперь устанавливаем в специальные панельки микросхемы согласно ключу на корпусе и плате.
Далее переходим к сборке корпуса, сначала примеряем его на плате и удаляем защитные пленки с частей корпуса. К нижней части прикручиваем стойки с резьбой в четыре отверстия при помощи крестовой отвертки.
Далее устанавливаем на стойки плату с боковой панелью с отверстиями под гнезда подключения.
После этого собираем остальные части и прикручиваем верхнюю крышку при помощи винтов.
На этом усилитель для наушников можно считать готовым, осталось его протестировать.
Шаг четвертый.
Для полноценной работы усилителя требуется питание 12 В. В гнездо подключаем блок питания через штекер и вставляем штекер 3.5 мм Jack с двух сторон, один идет в телефон, другой в усилитель, в гнездо с надписью OUT вставляем штекер от наушников и наслаждаемся качественным звучанием. Регулирование громкости осуществляется поворотом ручки переменного резистора.