Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120. Самодельный усилитель к наушникам

Купил простенькие уши, чтоб по ночам можно было гаматься и иногда слушать музыку, взял недорогие, но большие KOSS UR20. Подключив к ресиверу был несколько ошарашен, звук очень и очень приятный, джаз и классика просто на ура идут. По НЧ конечно сильно проигрывают затычкам Koss the plug, и ощутимо KOSS Porta Pro, которые уже какой год таскаю как портативные. Был очень удивлен после когда решил послушать Koss Porta Pro после прослушивания композиций на KOSS UR20 - с порта про как будто в уши ваты натолкали. А я ведь считал их очень «приличными» в плане звука. Хотя может это время и атмосфера их могла так попортить? Все это к чему? Да так, решил собрать усилок для ушей, Усилок будет домашний, не портативный ни разу.
Решил для начала собрать клон Lehmann Audio Black Cube Linear
Вот результат:

Все вместе заняло около 3 вечеров и меньше 1000 р денег.
Кому интересно добро пожаловать под кат, будет очень много фоток с подробным описанием.

Схема и конструкция

Сама схема достаточно простая: усилитель класса А, ООС выходные каскады не охвачены, ООС охвачен только ОУ. В интернете схема ищется легко.

Усилитель

Питание

Размышлял как сделать печатку, нашел на каком то польском форуме сканированную печатную плату

и обвел её в любимом Sprint Layout
Вот что получилось

Правда её я чуть перерисовал, ибо нашел пару ошибок и изменил размеры под свои размеры деталей. Дальше получилось, то что в магазине фольгированный текстолит есть только размера 10х15, а плата была больше, пришлось опять перерисовать и уменьшить её общие размеры.

Изготовление печатной платы

ЛУТ или Лазерно-Утюжная Технология наше все) В качестве материала переноса давно использую глянцевые журналы, главное, чтобы на листах журнала не было много темных областей и заливок.
Распечатываем 2 стороны.

После этого самое веселое - надо как то их совместить. Я делал ЛУТ сразу с обоих сторон, приложил кусок стекстолита в листы и аккуратно их завернул, дальше утюгом хорошо прогладил сначала одну потом другую сторону. В принципе получилось неплохо, одна сторона убежала на несколько десятых миллиметра.
После проглаживания надо плату поместить в воду и размокшую бумагу очень осторожно снять, я делаю это подушечками пальцев под водой, вот так

после отмывания от бумаги получается такая плата

Внимательно её изучаем на наличие косяков, если они есть корректируем скальпелем линейкой и маркером. Если все хорошо кидаем плату в ванночку с раствором хлорного железа (рецептура приготовления есть на банке). Главное в этом деле помешивать раствор и регулярно переворачивать плату для равномерного травления.

втыкаю зубочистки, чтобы исключить касание платы ребер ванны для травления.
После травления надо хорошо промыть плату от раствора

Тонер, с готовой платы, смывается ацетоном.

Для удобства сборки люблю наносить обозначения элементов

Нижнюю часть платы облудил используя оплетку с флюсом и небольшим количеством припоя.

Все следующие фотки в основном с еще не отмытой от флюса платой.

Сборка

В первую очередь собираем цепи питания, справа любимые бокорезы с победитовыми накладками.

и проверяем их. Питание с первого раза не запустилось, оказалось что LM337 напрочькитайскийперепил и просто не работает. Поэтому первая проверка усилителя на кухне ночью была от 2 лабораторных источников (нижний кстати тоже самодельный).

Проверка показала, что радиатор обязателен. Плата пока выглядит так.

Взял из запасов старый радиатор от материнки насверлил

Нарезал, снял фаски

Слюда и КПТ, радиатор на месте. Схема потребляет около 150 мА по каждому плечу питания. Напомню усилитель класса А.

Трансформатор взял готовый со старого списанного венгерского усилителя.
Тестовые прослушивания делал на следующих ушах ТДС-5М и 3 пары KOSS))) все среднячок.

Корпус

Большая часть самодельных конструкций умирает так и не обретя корпус. Тут я превзошел свою лень и решился на подвиг - законченный корпус для данного усилителя. В качестве донора был взят корпус CD-ROM. Процес сверления дырок и установку стоек для платы не заснял, не было фотоаппарата под рукой. Получилась такая неказистая конструкция.

Лицевая панель полный шлак, не красиво в общем.
Их старых запасов поднимаем листовой алюминий и вырезаем накладку по размеру лицевой панели CDROM

Долго не думая прикрутил эту панель двумя винтами, выбрал самые симпатичные))))

Сверлим и примеряем, уже стало лучше.

Покраска и оформление

Корпус решил сделать черным матовым (просто баллончик матовой черной краски остался изготовления самодельного бюджетного саба для кино).
Для покраски снял все из корпуса и покрыл все краской из аэрозольного баллона, далее была скучная просушка и сборка. Лицевую панель прошкурил и обезжирив нанес ЛУТом надписи

Собранная плата в корпусе

Пришлось поменять емкости по питанию перед стабилизаторами с 4700 на 10 000 около OPA2134 c 470 на 4700 мкФ, так как был небольшой гул, который можно было услышать ночью в полной тишине. Также добавил радиаторы на интегральные стабилизаторы, так как температурный режим их в закрытом корпусе не самый лучший.

Итог

Затраты деталей суммарно не превысили 1000 р. Оригинал стоит около 40 000 р. На качество оригинала не претендую, но и не считаю что получившийся усилитель плохим. Играет он очень хорошо. Приличные уши обещали дать для сравнения. Источник Asus Xonar D1.
Самое дорогое это конденсаторы.
Транзисторы подобраны по коэффициенту передачи комплиментарными парами и они одинаковы в обоих каналах. Перебрал несколько пакетов с ними в радиомагазине.
На выходе усилителя постоянное напряжение не превышает 5 мВ.
Все сопротивления подобраны с точностью менее 1% или даже лучше.
Входные конденсаторы K73-17+ слюдяные.
Регулятор громкости не самый дорогой но и не самый дешевый alpha.

Не все звуковые платы могут обеспечить громкое и качественное звучание, и тогда вам на помощь придет усилитель для наушников. Причиной сборки усилителя для наушников может быть недостаточная громкость (основная причина), или некачественное звучание (большие искажения в звуке/музыке). Чтобы повысить громкость и качество звука, достаточно просто последовательно со звуковой платой подключить дополнительный выходной каскад который мы видим на схеме ниже:

Коэффициент гармоник при линейной АЧХ от 20 Герц до 20 кГерц такого усилителя составляет всего 0,1 % и применить такой усилитель можно не только для звуковой платы компьютера, но и для маломощных приборов, таких как радио, мобильный телефон, мп3 плейеры, ноут и нетбуки.

Давайте пройдемся теперь по схеме. В таком 2-ух каскадном УНЧ применены транзисторы с меньшим уровнем собственных шумов, что влияет на качество работы усилителя. Транзисторы можно применить любые, главное чтобы п-н-п или н-п-н переходы совпадали и мощности транзисторов были одинаковы и транзистор Т2 нужно установить на радиатор площадью 5-8 см2, потому что в состоянии покоя проходит ток 120 мА и будет нагревать транзистор Т2, что может привести к перегреву или вовсе сгореть. (например, Т1 можно поставить КТ361, КТ3107, а Т2 ставим КТ805, КТ815). В качестве радиатора прикрутите любую алюминиевую или медну пластину, чтобы был хороший теплоотвод. Для более мощных усилителей можно применить кулер, который будет охлаждать радиатор. Цепь обратной связи состоит из элементов R6, R7, С5. Транзистор Т2 работает в режиме класса А. Резисторы R1 и R2 должны быть не менее2 ват, остальные резисторы по 0,25 ват.

Теперь рассмотрим источник питания для питания усилителя. Если вы собираетесь питать от сети, то вам обязательно нужно будет собрать питающий блок питания (источник питания). Трансформатор любой небольшой током вторички не менее 250 мА и напряжением вторички 16-24 вольт. Далее собираем выпрямитель напряжения, который можно собрать из 4 любых диодов, которые рассчитаны на токи не менее 250 мА и напряжение 25 вольт (но всегда лучше брать с запасом?). А можно приобрести готовый диодный мост на радио рынке. Далее после диодного моста собираем стабилизатор напряжения. Стабилизатор напряжения нужен для того, чтобы при басах звук в наушниках не проседал, т.е. чтобы напряжение не скакало и при этом звук не искажался. Транзисторы установить любые средней мощности, например: КТ805, Кт817, КТ815, КТ803. Транзистор обязательно крепим на радиатор. Далее, конденсаторы С4, С5, С6 служат в качестве фильтра, которые убирают шумы. Резисторы R4 и R5 играют роль ограничения тока на базу транзистора, тем самым установив определенный коэффициент усиления. К базе транзистора мы видим стабилитроны. Если нам нужно напряжение 15 вольт на выходе, то ставим стабилитрон на 15 вольт, если на 20 вольт, то ставим на 20 вольт, но в данном случае на 15 вольт. Мы видим 2-а стабилитрона марки Д814А, которые соединены последовательно и каждый из которых рассчитан на напряжение 7,5 вольт (т.е. в сумме мы получаем 15 вольт (7,5+7,5=15)). Еще обратите внимание, что напряжение, подаваемое на стабилитроны должно превышать на 1-1,5 вольта для нормальной их работы. Схема БП ниже:

Если вы хотите еще большего качества звучания, то советую собрать вам еще одну небольшую самую простую схемку, которая называется регулятор тембра. Регулятор тембра поможет вам корректировать музыку/звук при прослушке (например, можно прибавить больше басов или наоборот вообще убрать их и так можно делать с любой частотой). Глубина регулирования частот такой схемки составляет 20 Децибел. В данную схему внесен дополнительный каскад на транзисторе (транзисторы КТ315, КТ342), который компенсирует потери напряжения для нормальной работы усилителя. Питать эту схему будет от стабилизатора, которым питаем усилитель. Просто нужно параллельно питающим проводам усилителя подключить питающие провода нашей схемки. Резисторы по 47 кОм, если для стерео, то сдвоенные. На выход нужно будет установить добавочное сопротивление, так как выход очень чувствительный и мы должны погасить эту чувствительность. Резистор подбираем в пределах 10…150 кОм до наиболее качественного звучания. Принципиальная схема темброблока:

Теперь подключаем в звуковой плате темброрегулятор, после темброрегулятора подключаем усилитель и с усилителя идем на наушники)) Усилитель не требует ни какого налаживания – все работает сразу! И самое главное, провод который идет со звуковой платы на усилитель/темброрегулятор, этот провод должен быть экранирован чтобы уменьшить фоновый звук. Экранировка представляет собой провод, который окружен металлической сеткой. Плюсовой провод пускаем внутрь, а минусом экранируем плюс, т.е. минут припаеваем к сетке этой.

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:

1. Положительное (через сопротивление от плюса питания).
2. 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:

1. Напряжение питания может колебаться в интервале: от 1,8 до 15 В.
2. 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:

1. Микросхема - TDA 2822.
2. Переменный резистор - 10 кОм.
3. Постоянные номиналами 4,7 кОм - 2 штуки; 10 кОм - 1.
4. Электролитические конденсаторы 10 мкФ - 2 единицы.
5. Плёночные конденсаторы (неполярные) ёмкостью 100 нФ - 3 штуки.
6. Два гнезда - 3,5 мм.
7. Батарейки.
8. Небольшой кусок фольгированного материала.
9. 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.

Усилитель был собран под влиянием хороших отзывов про микросхемы TPA6120. Было сделано сразу два экземпляра, потому что хотелось проверить, является ли обоснованным мнение о важности пассивных радиоэлементов, влияющих на звучание усилителя. Один с дорогими подобранными деталями, второй из "мусора".

Схема усилителя

Результаты соответствуют прогнозам. Никакой разницы не слышно. Так что желающие изготовить усилитель на TPA6120 могут спокойно строить схему из дешевых деталей. Проверялось на NE5532, OPA 2134, OPA2604, TL082.

Индикатор уровня

1. R1-2 = 10Kohm
2. R3-4 = 10Kohm
3. R5-8-9 = 1Kohm
4. R6 = 330Kohm
5. R7 = 62Kohm
6. C1 = 100uF 25V
7. C2-5 = 10uF 25V
8. C3-4 = 100nF 100V
9. C6 = 1uF 25V
10. D1-19 = LED 3
11. D20-21 = 1N4148
12. IC1 = TL 072
13. IC2 = LM3915
14. IC3 = LM3916
15. TR1 = 47Kohm

Индикатор в виде 2-х полос на зеленых и красных светодиодах. Он радует глаз с одной стороны и заполняет место на передней панели УНЧ с другой. При наладке пришлось уменьшить питание светодиодов, потому что они слишком ярко светили.

Блок питания

Усилитель питается напряжением +/-12 В, регулируемый блок питания собран на LM317, LM337. Сопротивлением 32 Ома наушники легко подключить, хуже будет с сопротивлением 300 Ом или больше. Регулировка тембра звука должна быть или на качественных микросхемах, либо ничего не ставьте по тембрам вообще. Жаль будет портить параметры этого усилителя низкокачественным регулятором НЧ-ВЧ.

Некоторые операционные усилители не могут быть запитаны напряжением выше чем +/-12 В. А TPA6120 требуют напряжение +-16V, именно поэтому решено было ввести возможность регулировки для настройки. Хотя лучше отказаться от LM-ок вообще.
Корпус от старого тюнера СТВ, передняя панель - это кусок пластика покрашенный лаком из баллончика. Все детали были в наличии, только TPA6120 пришлось купить. Проверялся УНЧ с наушниками Sennheiser HD202, HD595, Philips SBCHP1000.

Простой усилитель для наушников можно собрать своими руками на одной микросхеме. LM4910 интегрированный стерео усилитель основным образом предназначенный для усиления аудиосигнала для наушников. LM4910 может работать от 2,2 V. Выходная мощность 35мВт на 32-омной нагрузке.

LM4910 имеет очень низкое искажение (менее 1%) и низкое потребление тока (до 1µA), что существенно для питания от батареи.

Микросхема LM4910 сконструирована таким образом, что нет необходимости в установке на выходе разделительных конденсаторов.

Электрическая схема усилителя на LM4910

Lm4910 усилитель для наушников

Принципиальная схема усилителя для наушников на LM4910 стерео показана на рис., выше. С1 и С2 являются входные развязывающие конденсаторы по постоянному току для левого и правого каналов соответственно. R1 и R2 резисторы входного сигнала каналов. R3-это резистор обратной связи для левого канала, а R4 является обратной резистор для правого канала. Резисторы обратной связи также устанавливают увеличение короткозамкнутого витка совместно с соответствуя резисторами входного сигнала. С3-конденсатор фильтра питания.

Низкий логический уровень напряжения на выв. 3. — отключение IC, высокое напряжение активирует LM4910.

В схеме возможна установка СМД компонентов.
Схема может питаться от 2,2 V до 5,5В постоянного тока.
Нагрузка может быть только наушники сопротивлением 32 Ома.

Возможный вариант печатной платы

П О П У Л Я Р Н О Е:

Как и при других работах, так и при пайке деталей есть свои секреты и особенности. Некоторые думают: всё просто - включил паяльник, взял припой, канифоль и паяй себе сколько угодно!

Но если разобраться во всём по порядку — оказывается, это не так просто. Уметь правильно паять — это своего рода искусство и опыт приходит со временем. Чтобы хорошо и качественно паять нужно знать некоторые основные секреты пайки, о которых и пойдёт речь в этой статье.

CMS X-FS Free — Это бесплатная система для управления Вашим сайтом.

Тем, кто хочет создать свой первый сайт бесплатно. Данная система предназначена быстрого и легкого создания сайта для новичков!