Делаем портативный усилитель звука для наушников

Усилитель для наушников, чуть сложнее

Делаем портативный усилитель звука для наушников

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…

Наши дни:

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).

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.

Качаем архив с проектом для Eagle и нужными библиотеками.

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

Кусочек одностороннего текстолита: 2 рубля MAX9724 — 7.78 рублей 4 резистора — 0.07*4 = 0.28 рубля Конденсаторы — 0 (даже если покупать, ~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). 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…

PS2. Отрыв плюсов от «добавлено в избранное» в 4 раза, рекорд 🙂

Источник: https://habr.com/post/139409/

Простенький усилитель для наушников своими руками

Делаем портативный усилитель звука для наушников

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

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

    Источник: http://mozgochiny.ru/electronics-2/prostenkiy-usilitel-dlya-naushnikov-svoimi-rukami/

    Как сделать усилитель для наушников

    Делаем портативный усилитель звука для наушников

       Купить или собрать самому? Такой вопрос никогда не встанет перед настоящим радиолюбителем, особенно если речь идёт о простом устройстве, например портативном усилителе к наушникам.

    Это статья о новой конструкции самодельного усилителя для наушников.

    особенность заключается в том, что предлагаемая схема включает в себя кроме самого УНЧ, усилитель басов и зарядное устройство для встроенной батареи 9V.

    Описание схемы

       Резистор Р1 – потенциометр с кнопкой включения/выключения. C2-конденсатор связи. R2 определяет входное сопротивление усилителя. R3 и R4 задают коэффициент усиления усилителя на ОУ (5x в данном случае). Rb и Cb – ОС бас-boost.

    Эти компоненты нужны для усиления низких частот. Для низких частот коэффициент усиления 14. За счет увеличения Rb вы можете увеличить усиление низких частот и наоборот. Вы можете уменьшить частоту среза за счет увеличения ёмкости конденсатора Cb.

    Bass boost может быть вообще отключен в результате замыкания Rb резисторов. В качестве операционного усилителя использован OPA2132, но и многие другие могут быть установлены, например OPA2134, OPA2227, NE5532, …

    C3+ C3- конденсаторы для блокирования питания для усилителя. Резистор R5 необязателен.

       C1 – высококачественный блокировочный конденсатор с низким ЭПС. Резистор R1 ограничивает ток через светодиод. Его сопротивление следует изменить в соответствии с выбранным типом светодиодов. D2 ограничивает максимальное напряжение входа 12В. U2 вместе с резистором R0 создаёт источник постоянного тока для зарядки батареи 9V. В данном случае R0 имеет значение 47 Ом, и тогда ток примерно 25 мА. D1 – диод Шоттки, чтоб не повредить схему при случайной противоположной полярности подключения БП.

    Печатная плата для усилителя наушников

       Нами разработана печатная плата с двумя закругленными углами потому, что тогда она идеально подходит к коробочке из-под олова. Как вариант – возьмите красивую коробку от духов или одеколона, некоторые тоже продаются в таких, металлических.
    Понравилась схема – лайкни!

    ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

    Смотреть ещё схемы усилителей

           УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

    УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

       Мы привыкли, что для УНЧ к наушникам достаточно простой микросхемы, но эта схема в этом плане очень необычная. Простой гибридный усилитель для наушников можно собрать своими руками, используя минимум компонентов.

    В этой схеме используется зарубежная лампа 12AU7 (ECC82) для усиления напряжения и полевой транзистор MOSFET IRF612 в качестве повторителя, для согласования сопротивлений. Нужна только одна лампа – на каждый канал идёт по половинке триода.

    Что особенно будет многим приятно в данной схеме – обе лампы и MOSFET работают от невысокого напряжения, всего 24V внешнего источника питания.

    Ламповый усилитель для наушников – схема электрическая

       Многие стремятся иметь для высококачественного звуковоспроизведения именно ламповый усилитель, но проблема заключается в получении для них высокого напряжения питания анода. Поэтому был построен усилитель, который имеет наименьшее количество радиодеталей и не требует специального лампового трансформатора. На выход планируется подключать 32 омные наушники.

    Ламповый усилитель для наушников самодельный

       Результаты прослушивания этой схемы оказались потрясающими. Почти 20 дБ усиления в диапазоне частот 20Гц-100кГц от питания 24 вольта постоянного тока.

    Для усилителя выбрана именно 12AU7 / ECC82, поскольку она может работать с низким напряжением питания, а нити накала требуют напряжения 12,6 вольт, поэтому нет необходимости сильно уменьшать основное напряжение – просто соединяем накал с блоком питания через резистор на несколько ватт.

    О миниатюрных размерах устройства говорит пластиковая карта, на которой лежит весь стереоусилитель.
    Понравилась схема – лайкни!

    ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

    Смотреть ещё схемы усилителей

           УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

    УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    Page 3

       Этот HI-FI ламповый усилитель, может быть рассмотрен как классический бренд от Hashimoto. Это не самодельная схема, разработанная на коленке, а рабочий чертёж промышленно выпускаемого УНЧ на лампах от известной фирмы.

    Но так как цена на него мало кому доступна, попробуем собрать его самостоятельно.

    В схеме реализован классический push-pull тип усилителя, который довольно часто применяется в HI-FI устройствах, но если нужно поднять планку чуть выше, для HI-END нужен однотактный выход.

    Ламповый усилитель на КТ88 – схема

       Когда речь заходит о том, какие радиолампы ставить на выходной каскад – 6L6, 6V6, KT66, KT88, 6550, EL34, или даже LS70, замечу, что попробовал все эти лампы и остановился на KT66 и KT88.

       Первый потенциометр в схеме (т.е., недалеко от трансформатора) позволяет вам выбирать в зависимости от типа лампы напряжение смещения, -35 В для EL34, на 6L6 -45/-55 В. Второй потенциометр нужен для балансировки выходных ламп, то есть равенства токов покоя, и, как следствие – симметрии полуволн сигнала на звуковом трансформаторе.

    Трансформаторы лампового усилителя

       Трансформатор питания можете взять любой – как самодельный перемотанный, так и готовый, с напряжениями и токами вторичных обмоток указанными на схеме. Небольшое отклонение +-20% вполне допустимо.

    Дроссель берите из лампового телевизора или в крайнем случае им будет первичка сетевого трансформатора на мощность от 60 ватт. По нему будет протекать ток около 0,3А.

    Специализированный трансформатор от Hashimoto HW-100-5 заменяется на подходящий для двухтактной схемы усилителя на лампах, с мощностью выхода от 50 ватт и выше.

       Корпус собран из куска листового железа, а боковухи – ДСП (не хватило материала). Конструкция ещё полностью не закончена, планируется улучшить вид за счёт замены боковых панелей на металл. Звучание лампового усилителя на КТ88 как и положено для ламп – мягкий приятный звук, который совсем не утомляет, а мощности в 100 ватт хватает на все случаи жизни!
    Понравилась схема – лайкни!

    ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

    Смотреть ещё схемы усилителей

           УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

    УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    Источник: http://amplif.ru/publ/usiliteli_na_mikroskhemakh/kak_sdelat_usilitel_dlja_naushnikov/3-1-0-206

    и – Как выбрать усилитель для наушников

    Делаем портативный усилитель звука для наушников

    Чтобы получить качественный звук от мобильных устройств (смартфонов, mp3-плееров, планшетов и т.п.). Одна из основных характеристик любого мобильного устройства – время работы от батарей.

    Производители идут на любые ухищрения, чтобы снизить энергопотребление и увеличить время автономной работы гаджета.

    Поэтому усилитель звука в мобильном устройстве, как правило, имеет низкое напряжение на выходе (0,15-0,3В) и малую мощность.

    Для канальных наушников с малым импедансом это не так уж важно – звучать они будут достаточно громко, но вот высокоомные (от 100 Ом) наушники ожидаемой громкости обеспечить не смогут, хотя чувствительность у них может быть даже больше.

    Почему так? Потому что чувствительность обычно указывается относительно мощности наушников – дБ/мВт. Т.е., при подаче 1 мВт на наушник чувствительностью 100 дБ, он даст на выходе именно такое звуковое давление – 100 дБ.

    Но что такое 1мВт для наушника с импедансом 8 Ом и 300 Ом? Согласно школьному курсу физики,
    Из этого следует, что при импедансе 8 Ом для обеспечения мощности 1 мВт усилитель должен выдать сигнал амплитудой,
    а чтобы обеспечить ту же мощность для наушников с импедансом 300 Ом, уже 0,5В.

    Если вспомнить, что выходной сигнал гаджета у нас ограничен 0,2-0,3 В, становится ясно, что от высокоомного наушника громкого звука ждать не приходится, хотя чувствительность у него вроде бы такая же, как у низкоомного.

    Импеданс 16 ОмИмпеданс 16 ОмИмпеданс 300 ОмИмпеданс 300 Ом

    Существует устойчивый миф, что хороший звук можно получить только на полноразмерных высокоомных наушниках. Это не так – сегодня существует множество низкоомных наушников (как вставных, так и полноразмерных) с отличными характеристиками.Так зачем же нужны высокоомные наушники? Не проще ли перейти на низкоомные и забыть о всяких дополнительных усилителях? Тоже не все так просто – при низком сопротивлении наушников через усилитель гаджета протекает больший ток. Для обычных усилителей это не так важно, но компактная электроника мобильных устройств повышенных токов не любит. Коэффициент нелинейных искажений на звуковом выходе гаджета может заметно вырасти с ростом тока за счет увеличения тепловыделения и нагрева полупроводниковых элементов, а также за счет возрастания тепловых шумов и дробных шумов, вносимых непроволочными резисторами. Кроме того, выходное сопротивление встроенных усилителей смартфонов часто бывает довольно высоким и оказывает заметное влияние на АЧХ низкоомных наушников.

    Проще говоря, низкоомные наушники будут звучать громко, но звук может оказаться плохим даже на дорогих качественных моделях, а высокоомные наушники скорее обеспечат хорошее качество, но громкость их будет неудовлетворительной.

    Поэтому для получения качественного звука с рядового смартфона наличие усилителя становится просто обязательным. Для многих mp3-плееров усилитель тоже потребуется – качество усилителя дешевых плееров зачастую не выше, чем у простых смартфонов.

    Кроме улучшения качества звука усилитель еще и снизит энергопотребление мобильного устройства и, соответственно, продлит время автономной работы – для быстро разряжающихся современных смартфонов это немаловажный критерий.

    Определившись с необходимостью усилителя, можно перейти к выбору конкретной модели по характеристикам. Покупать первый попавшийся усилитель не стоит, необходимо, чтобы он соответствовал мобильному устройству и, особенно, наушникам.

    Имеет смысл сначала определиться с выбором наушников, а уже затем (при необходимости) подобрать под них усилитель.

    Характеристики усилителей наушников

    От исполнения зависит, сможете ли вы слушать музыку в дороге и на прогулке. Портативные усилители обычно имеют небольшие размеры и собственный автономный источник питания.

    Стационарные же больше габаритами и зачастую могут быть запитаны только от сети 220В.

    Зато многие такие усилители могут быть использованы для подзарядки мобильного устройства одновременно с проигрыванием музыки.

    Вид схемотехники большинства современных усилителей – транзисторный. Транзисторы компактнее, экономичнее, прочнее и дешевле. Но ламповые усилители продолжают удерживать свои позиции благодаря большому количеству любителей «теплого лампового звука».

    Плюсы у ламп имеются: – лучшая, чем у транзисторов, линейность, дающая гладкую АЧХ на простых схемах;- лучшая устойчивость к перегрузкам, как при коротком замыкании выхода, так и при избыточной мощности входного сигнала.

    Перегруженный транзисторный усилитель портит звук сильнее лампового;- не стоит недооценивать эстетический эффект лампового усилителя с открытыми лампамиНо АЧХ современных полупроводниковых усилителей давно не уступает ламповым, а минусы электронных ламп при использовании в усилителях заметно перевешивают плюсы.

    Это:- высокий уровень тепловых шумов (каковой шум многие принимают за тот самый «ламповый звук») – недолговечность ламп из-за постепенного выгорания катода;- высокая стоимость ламп и усилителей на них;- низкая механическая прочность – лампы не выносят вибраций, при перевозке лампового усилителя лампы лучше вынуть и везти отдельно, соответствующим образом их упаковав;- высокий коэффициент нелинейных искажений за счет использования выходного трансформатора;

    Гибридные усилители с выходным каскадом на транзисторах имеют меньший коэффициент нелинейных искажений, но тепловой шум от ламп в них сохраняется, поэтому отношение сигнал/шум более 90 дБ ни в ламповых, ни в гибридных усилителях практически не встречается.

    Выходная мощность усилителя определяет максимальную громкость, которую смогут выдать подключенные к нему наушники. Только надо иметь в виду, что производитель обычно указывает мощность при минимальном импедансе наушников.

    С ростом импеданса подключенных наушников мощность падает: так, усилитель, обеспечивающий 16 мВт с наушниками 16 Ом, на 300-омной нагрузке даст всего 0,8 мВт. Поэтому перед покупкой желательно выяснить, какую мощность усилитель обеспечивает при подключении к нему конкретных наушников.

    Мощность должна быть такой, чтобы обеспечивать на наушниках звуковое давление в диапазоне 105 – 115 дБ, что считается достаточно громким для большинства людей.

    Чтобы выяснить, будут ли наушники создавать нужное звуковое давление, следует посчитать его по формуле:

    Так, при чувствительности наушников в 96 дБ/мВт и мощности усилителя 0,8 мВт для данных наушников, максимальное звуковое давление будет 95 дБ, что явно недостаточно.

    Максимальное и минимальное сопротивление определяют диапазон, внутри которого должен быть импеданс используемых с этим усилителем наушников. При использовании наушников с импедансом, меньшим минимального, выросшие токи в усилителе могут привести к его повреждению. При подключении наушников с импедансом, большим максимального, звук будет слишком тихим.

    Отношение сигнал/шум показывает, насколько сильно шумит усилитель при отсутствии сигнала. Чем выше этот показатель, тем более чистый звук обеспечивается системой. Для прослушивания музыки нежелательно, чтобы этот показатель был ниже 75 дБ. Hi-Fi аппаратура обеспечивает минимум 90 дБ, а высококачественные Hi-End усилители способны обеспечить отношение сигнал/шум в 110-120 дБ и выше.

    Входы усилителя определяют, какие форматы получения сигнала он поддерживает, и какие разъемы потребуются для его подключения к мобильному устройству. Для получения аналогового аудиосигнала с гаджета используются «джеки» (jack) 2,5, 3,5, 6,35 мм и «тюльпаны» (RCA). Для получения цифрового аудиосигнала – SPDIF и USB.

    И в том и в другом случае необходимо, чтобы на мобильном устройстве был соответствующий разъем и, разумеется, поддержка возможности передачи аудио через него. Разнообразие различных входов, кроме поддерживаемого вашим мобильным устройством, не будет лишним: это позволит подключать к усилителю и другие устройства: ноутбук, автомагнитолу и т.д.

    Отдельно следует отметить возможность получения аудиосигнала в цифровом виде. Это подразумевает наличие в усилителе собственного цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) – модуля, преобразующего цифровые данные из аудиофайла в аналоговый сигнал для наушников. Это удорожает усилитель, но может благотворно сказаться на качестве звука.

    Дело в том, что в целях экономии производители мобильных устройств (особенно смартфонов) ставят на них недорогие низкоразрядные ЦАП, способные сильно исказить звук.

    В этом случае высокое качество усилителя и наушников ничем не поможет – на них будет идти изначально некачественный сигнал.

    Поэтому, если вы не уверены в качестве комплектующих своего мобильного устройства (и если оно может отдавать звук в цифровом виде), выбирайте усилитель со встроенным ЦАП и цифровым входом.

    Варианты выбора

    Если вам нужен усилитель для подключения к вашему гаджету высокоомных наушников, выбирайте среди моделей с большим максимальным сопротивлением по цене от 4600 рублей.

    Если вас не устраивает качество звука с гаджета на качественных низкоомных наушниках и вы подозреваете, что причина в низкой разрядности ЦАП, выбирайте среди моделей с цифровым входом. Такие модели будут стоить от 2000 рублей.

    Если вы – приверженец «лампового» звука, обратите внимание на стационарные ламповые и гибридные усилители. Но за это придется раскошелиться – такие усилители стоят от 11000 рублей.

    Если вы – фанат чистоты звука, вас, несомненно, привлекут высококачественные усилители с отношением сигнал/шум от 110 дБ. Такие устройства доступны по цене от 8500 до 15000 рублей.

    Задать вопрос по выбору товара на форуме

    Источник: https://club.dns-shop.ru/tv/kak-vybrat-usilitel-dlya-naushnikov/

    Прецизионный усилитель для наушников

    Делаем портативный усилитель звука для наушников

    Если вы являетесь счастливым обладателем лампового усилителя, то, скорее всего, при желании послушать любимые композиции единолично, через наушники, вы сталкиваетесь с неудобством, вызванным отсутствием выхода на головные телефоны.

    Да и обладателям дорогих или не очень смартфонов и планшетов тоже приходится несладко — эти аппараты чаще всего не в состоянии раскачать качественные высокоомные наушники. Поэтому любимые композиции звучат совсем не так, как на профессиональной аппаратуре.

    Конечно, если вы истинный меломан и музыка для вас дороже денег, то вас ни что не остановит от покупки предварительного усилителя за 6000 $, усилителя для наушников за 5000$ и самих наушников за 2000$.

    И погрузиться в нирвану… Однако, если ситуация с деньгами не такая радужная, или вы любите всё делать своими руками, то, оказывается, можно собрать высококачественный усилитель для наушников всего за…

    30$.

    А зачем он вам???

    А нужен ли вам прецизионный усилитель? Это зависит от ваших музыкальных пристрастий и привычек. Если вы привыкли слушать музыку «на бегу», то есть с портативных устройств на прогулке, пробежке, в тренажерном зале и других подобных местах, то описываемый ниже проект не для вас. Просто постарайтесь подобрать к своему аппарату максимально подходящие по характеристикам и звучанию наушники.

    Точно также следует поступить, если вы любите музыкальные стили, где присутствуют сильные искажения сигнала, типа рока, хеви-металла и подобные.

    Тем не менее, если вы предпочитаете слушать музыку в тихой уютной обстановке у себя дома или в офисе, и ваши вкусы тяготеют к живой и натуральной музыке типа классической, джазовой, или чистому вокалу, вот тогда вы сможете по достоинству оценить качество звучания и точность связки прецизионный усилитель плюс высококачественные наушники.

    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.

    Идеи и схема

    При проектировании данной схемы брались в расчёт следующие моменты:

    • Усилитель должен работать с относительного высокоомным выходом лампового предусилителя или усилителя электрогитары. Другими словами, входное сопротивление должно быть легкоперестраиваимое для источников с разным выходным импедансом.
    • малое количество компонентов. Поэтому были выбраны микросхемы вместо транзисторов.
    • небольшие усиление и мощность. Требуется раскачать чувствительные динамические наушники, а не акустическую систему.
    • усилитель должен справляться с высокоомными наушниками. Автор использует Sennheiser HD 600 (сопротивление 300 Ом).
    • получить максимально низкие шумы и искажения.

    Принципиальная схема прецизионного усилителя для наушников представлена на рисунке:

    Увеличение по клику

    При разработке этой конструкции рассматривались микросхемы таких производителей как National Semiconductor, Texas Instruments и другие. Масса полезной информации была найдена на ресурсах Headwize и форумах DiyAudio.

    В результате, выбор пал на прецизионный драйвер для наушников от Texas Instruments TPA6120A2 и операционные усилители AD8610 отAnalog Devices  для входного буфера.

    Схема получилась относительно простой, с двухполярным питанием. Если вы уверены в отсутствии постоянной составляющей на выходе вашего источника сигнала, то разделительные конденсаторы (С24 и С30) могут быть исключены из тракта с помощью перемычек Н1 и Н2.

    Блок питания обеспечивает на выходе напряжения ±12В при нагрузке до 1А. Его схема представлена на рисунке:

    Увеличение по клику

    Часто в аудиофильских конструкциях стоимость блока питания в несколько раз превышает стоимость самой усилительной части.

    Здесь получилось немного лучше — стоимость элементов для блока питания составляет примерно 50$ и самые дорогие элементы здесь трансформатор и электролитические конденсаторы.

    Можно немного сэкономить, если заменить тороидальные трансформатор на обычный Ш-образный, отказаться от светодиодов и предохранителей на выходе блока.

    Была опробована версия с отдельными стабилизаторами для каждого канала TPA6120A2 (микросхема имеет отдельные выводы питания для каждого канала). Разницу ни услышать, ни измерить не удалось, что позволило существенно упростить блок питания.

    Так как все, используемые в усилителе микросхемы, имеют низкую чувствительность к шумам и помехам по цепям питания, а также высокий уровень подавления синфазных помех, то применение в блоке питания типовых интегральных стабилизаторов оказалось достаточным для получения высоких характеристик.

    Настоятельно рекомендуется избегать в этой конструкции применения импульсных блоков питания, которые генерируют высокие уровни шумов и помех в звуковом диапазоне.

    TPA6120A2

    Микросхема TPA6120A2 от Texas Instruments представляет собой высококачественный усилитель для наушников высокой верности. В ней используется архитектура усилителя с дифференциальным входом, несимметричным выходом и обратной связью по току. Именно благодаря в большей мере последней получаются низкие искажения и шум, широкая полоса частот, высокое быстродействие.

    Микросхема содержит два независимых канала с отдельными выводами питания. Каждый канал имеет характеристики:

    • выходная мощность 80 мВт на нагрузке 600 Ом при питании ± 12В при уровне искажений+шум  0,00014%
    • динамический диапазон более 120 дБ
    • уровень сигнал/шум  120 дБ
    • диапазон напряжения питания: ± 5В до ± 15В
    • скорость нарастания выходного напряжения 1300В/мкс
    • защиту от короткого замыкания и перегрева

    Для сравнения уровень искажения+шум у «народной» микросхемы LM386 составляет 0,2%. Хотя, конечно, высокие параметры ещё не гарантируют качественно звучания. Для получения максимального результата надо учесть рекомендации производителя по выбору внешних элементов и топологии печатной платы. Всё это можно найти в технической документации на данную микросхему.

    AD8610

    Микросхема AD8610 от Analog Devices  представляет собой операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе, что даёт низкое напряжение смещения и дрейфа, низкий уровень шумов, малые входные токи. По уровню шума и скорости нарастания выходного напряжения эти операционные усилители отлично гармонируют с TPA6120A2.

    Однако, не поленитесь и попробуйте их заменить другими ОУ. По расположению выводов AD8610 совместимы с другими аудиофильскими микросхемами. Тем более, что многие меломаны утверждают, будто слышат разницу в звучании ОУ!

    Пассивные компоненты

    Не все резисторы одинаковые! И если вам позволяет бюджет, используйте в данной конструкции металлоплёночные резисторы, которые несколько дороже, но имеют ниже шумы и выше стабильность. При желании сэкономить металлоплёночные резисторы следует поставить хотя бы во входных цепях (у AD8610), где чувствительность к шумам самая высокая.

    Конденсаторы на пути сигнала С23, С24, С29, С30 лучше поставить плёночные. Конденсаторы по цепям питания микросхем производитель рекомендует керамические.

    Основное требование к сигнальным разъёмам — надёжный контакт. В своей конструкции автор использовал обычный «джек» для подключения наушников и позолоченные RCA-разъёмы с тефлоновой изоляцией для подключения сигнального кабеля.

    На принципиальной схеме показан вариант усилителя для работы от лампового предварительного усилителя, в котором осуществляется регулировка громкости.

    Если конструкцию предполагается сделать более гибкой и универсально, то, конечно, на входе желательно предусмотреть свой регулятор громкости.

    Для достижения максимального качества и чтобы не ухудшить характеристики усилителя здесь следует применить качественный потенциометр.

    Бюджетной версией может быть изделия фирмы Alpha или RadioShack стоимостью около $3. За 40$ можно приобрести уже изделие аудиофильского класса от ALPS. Наилучшим решением будет использование галетного аттенюатора от DACT или GoldPoint. Их стоимость составляет примерно 170$.

    Кстати, на  eBay можно найти подобные аттенюаторы китайского производства всего за 30$. Номинал потенциометра может быть в пределах 25-50кОм.

    Использование шагового аттенюатора кроме удобства регулировки громкости дополнительно гарантирует идентичность регулировки в обоих стереоканалов, что в усилителе для наушников особенно важно.

    Конструкция

    Все элементы конструкции (кроме силового трансформатора) размещаются на одной печатной плате. Если вы решите использовать внешний блок питания или собрать его по другой схеме, около 70% печатной платы останутся свободными.

    Схема расположения элементов представлена на рисунке:

    Увеличение по клику

    На рисунке представлен чертёж печатной платы со стороны деталей:

    Увеличение по клику

    На рисунке представлен чертёж нижней стороны печатной платы:

    Увеличение по клику

    Чертежи печатных плат в народном формате SLayout можно забрать здесь.

    особенность монтажа: на корпусе с нижней стороны TPA6120A2 есть контактная площадка примерно 3×4мм. Она должна быть припаяна к площадке на печатной плате под микросхемой, которая служит теплоотводом.

    Фотография готовой конструкции:

    При первом включении следует вынуть два предохранителя на выходе источника питания и убедиться в его работоспособности. Если выходные напряжения в норме, верните предохранители на место. Сам усилитель в наладке не нуждается.

    Разместить плату можно в корпусе подходящих размеров, желательно металлическом для экранирования от внешних помех.

    Заключение

    Субъективно усилитель звучит на одном уровне с профессиональным студийным оборудованием. При сравнении с LM386 эта конструкция показала более ровное, чистое и детальное звучание.

    Схема получилась довольно гибкой и легко настраиваемой под различные нужды. Так, например, сам автор собрал два экземпляра усилителя. Один по приведённой схеме для эксплуатации совместно с ламповым предусилителем.

    Второй экземпляр был рассчитан на работу со смартфоном и гитарным усилителем, потому был дополнен на входе фильтром высокочастотных помех и регулятором громкости.

    Кроме того, для повышения усиления (смартфон выдавал недостаточный уровень сигнала) были изменены номиналы резисторов R6 и R14 на 2кОм.

    Изменяя номиналы этих резисторов, вы можете менять коэффициент усиления в широких пределах.

    Вариант печатной платы усилителя от наших «друзей-марсиан», рассчитанный на установку элементов в «стандартных» корпусах (используемых в конструкции микросхем в DIP-корпусах не существует):

    • в формате SLayout
    • в формате DipTrace
    • в формате Gerber

    Анимированная демонстрация платы во всех ракурсах здесь (gif-файл 14Mb).

    Брайан БергеронВольный перевод: Главный редактор «РадиоГазеты».

    Удачного творчества!

    Источник: http://radiopages.ru/super-headphone-amplifier.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.