เครื่องขยายเสียงหูฟังซับซ้อนกว่าเล็กน้อย แอมพลิฟายเออร์หูฟังความต้านทานต่ำบน op-amp แอมพลิฟายเออร์หูฟังคุณภาพสูงบน op-amp

เพื่อรับเสียงคุณภาพสูงจากอุปกรณ์มือถือ (สมาร์ทโฟน เครื่องเล่น MP3 แท็บเล็ต ฯลฯ) หนึ่งในลักษณะสำคัญประการใด อุปกรณ์เคลื่อนที่– อายุการใช้งานแบตเตอรี่ ผู้ผลิตพยายามทุกวิถีทางเพื่อลดการใช้พลังงานและเพิ่มเวลา อายุการใช้งานแบตเตอรี่แกดเจ็ต ดังนั้นตามกฎแล้วเครื่องขยายเสียงในอุปกรณ์พกพาจึงมีแรงดันเอาต์พุตต่ำ (0.15-0.3V) และกำลังไฟต่ำ

สำหรับหูฟังแชนเนลที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำสิ่งนี้ไม่สำคัญนัก - พวกมันจะดังเพียงพอ แต่หูฟังที่มีอิมพีแดนซ์สูง (จาก 100 โอห์ม) จะไม่สามารถให้ระดับเสียงที่คาดหวังได้ แม้ว่าความไวของหูฟังอาจจะมากกว่าก็ตาม ทำไมจึงเป็นเช่นนี้? เพราะโดยปกติแล้วความไวจะแสดงสัมพันธ์กับกำลังของหูฟัง - dB/mW นั่นคือเมื่อจ่าย 1 mW ให้กับหูฟังที่มีความไว 100 dB มันจะสร้างแรงดันเสียงที่เอาต์พุตเท่ากันทุกประการ - 100 dB แต่ 1mW สำหรับหูฟังที่มีความต้านทาน 8 โอห์มและ 300 โอห์มคืออะไร? ตามหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน


จากนี้ไปว่าด้วยอิมพีแดนซ์ 8 โอห์มเพื่อให้กำลัง 1 mW แอมพลิฟายเออร์จะต้องสร้างสัญญาณที่มีแอมพลิจูด

และเพื่อให้มีกำลังเท่ากันสำหรับหูฟังที่มีอิมพีแดนซ์ 300 โอห์ม จึงเป็น 0.5V อยู่แล้ว หากเราจำได้ว่าสัญญาณเอาท์พุตของอุปกรณ์ของเราถูกจำกัดไว้ที่ 0.2-0.3 V จะเห็นได้ชัดว่าเราไม่สามารถคาดหวังเสียงดังจากหูฟังที่มีอิมพีแดนซ์สูงได้ แม้ว่าความไวของมันจะเหมือนกับที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำก็ตาม

ความต้านทาน 16 โอห์ม

ความต้านทาน 16 โอห์ม

ความต้านทาน 300 โอห์ม

ความต้านทาน 300 โอห์ม


มีตำนานอยู่เรื่อยมาว่า เสียงดีสามารถรับได้เฉพาะกับหูฟังที่มีอิมพีแดนซ์สูงขนาดเต็มเท่านั้น สิ่งนี้ไม่เป็นความจริง - ปัจจุบันมีหูฟังความต้านทานต่ำจำนวนมาก (ทั้งแบบอินเอียร์และแบบครอบหู) ที่มีคุณสมบัติเป็นเลิศ
แล้วทำไมคุณถึงต้องใช้หูฟังที่มีความต้านทานสูง? การเปลี่ยนไปใช้อิมพีแดนซ์ต่ำและลืมแอมพลิฟายเออร์เพิ่มเติมจะง่ายกว่าไหม?
มันไม่ง่ายเลย - ด้วยความต้านทานของหูฟังต่ำ กระแสจะไหลผ่านแอมพลิฟายเออร์ของอุปกรณ์มากขึ้น สำหรับแอมพลิฟายเออร์ทั่วไปสิ่งนี้ไม่สำคัญนัก แต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดกะทัดรัดของอุปกรณ์พกพาไม่ชอบกระแสสูง ค่าสัมประสิทธิ์ การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นเอาต์พุตเสียงของอุปกรณ์สามารถเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อกระแสเพิ่มขึ้นเนื่องจากการสร้างความร้อนที่เพิ่มขึ้นและการทำความร้อนขององค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ รวมถึงเนื่องจากเสียงรบกวนจากความร้อนที่เพิ่มขึ้นและเสียงรบกวนเศษส่วนที่เกิดจากตัวต้านทานที่ไม่ใช่แบบลวด นอกจากนี้ ความต้านทานเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในตัวของสมาร์ทโฟนมักจะค่อนข้างสูงและมีผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนต่อการตอบสนองความถี่ของหูฟังที่มีความต้านทานต่ำ
พูดง่ายๆ ก็คือ หูฟังที่มีความต้านทานต่ำจะให้เสียงดัง แต่เสียงอาจจะไม่ดีแม้จะเป็นรุ่นคุณภาพราคาแพงก็ตาม ในขณะที่หูฟังที่มีความต้านทานสูงมีแนวโน้มที่จะให้คุณภาพดีมากกว่า แต่ระดับเสียงจะไม่เป็นที่พอใจ


ดังนั้นการได้รับ เสียงคุณภาพสูงด้วยสมาร์ทโฟนธรรมดาจำเป็นต้องมีแอมพลิฟายเออร์ เครื่องเล่น MP3 จำนวนมากจะต้องใช้เครื่องขยายเสียงด้วย - คุณภาพของเครื่องขยายเสียงสำหรับเครื่องเล่นราคาถูกมักจะไม่สูงไปกว่านั้น สมาร์ทโฟนที่เรียบง่าย.
นอกเหนือจากการปรับปรุงคุณภาพเสียงแล้ว แอมพลิฟายเออร์ยังช่วยลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์มือถือและช่วยยืดอายุแบตเตอรี่อีกด้วย - เพื่อการปล่อยสมาร์ทโฟนสมัยใหม่อย่างรวดเร็วนี่คือเกณฑ์สำคัญ
เมื่อตัดสินใจเกี่ยวกับความต้องการแอมพลิฟายเออร์แล้วคุณสามารถเลือกดำเนินการต่อไปได้ รุ่นเฉพาะตามลักษณะ คุณไม่ควรซื้อแอมพลิฟายเออร์ตัวแรกที่เจอ จำเป็นต้องตรงกับอุปกรณ์พกพาและโดยเฉพาะหูฟัง การตัดสินใจเลือกหูฟังก่อนจึงสมเหตุสมผลแล้วจึงเลือกแอมพลิฟายเออร์สำหรับหูฟังเหล่านั้น (หากจำเป็น)

ลักษณะของเครื่องขยายเสียงหูฟัง


จาก การดำเนินการขึ้นอยู่กับว่าคุณสามารถฟังเพลงบนท้องถนนและขณะเดินได้หรือไม่ เครื่องขยายเสียงแบบพกพามักจะมี ขนาดเล็กและแหล่งพลังงานอัตโนมัติของตัวเอง เครื่องเขียนมีขนาดใหญ่กว่าและมักจะใช้พลังงานจากเครือข่าย 220V เท่านั้น แต่แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้หลายตัวสามารถใช้ชาร์จอุปกรณ์เคลื่อนที่ขณะเล่นเพลงได้


ประเภทของการออกแบบวงจรส่วนใหญ่ เครื่องขยายเสียงที่ทันสมัย– ทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์มีขนาดกะทัดรัดกว่า ประหยัดกว่า แข็งแรงกว่า และราคาถูกกว่า แต่แอมป์หลอดยังคงรักษาตำแหน่งไว้ได้ จำนวนมากเอาใจคนรัก “เสียงท่ออุ่น” โคมไฟมีข้อดี:
- ความเป็นเชิงเส้นดีกว่าทรานซิสเตอร์ ให้การตอบสนองความถี่ที่ราบรื่นในวงจรง่ายๆ
- ต้านทานการโอเวอร์โหลดได้ดีขึ้นเช่นเดียวกับ ไฟฟ้าลัดวงจรเอาท์พุตและมีกำลังเกินของสัญญาณอินพุต โอเวอร์โหลด เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์เสียเสียงมากกว่าเสียงหลอด
- อย่าประมาทเอฟเฟกต์ความสวยงามของแอมพลิฟายเออร์หลอดที่มีหลอดเปิดต่ำไป
แต่การตอบสนองความถี่ของแอมพลิฟายเออร์เซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่นั้นไม่ได้ด้อยกว่าแอมพลิฟายเออร์หลอดมานานแล้วและข้อเสียของหลอดอิเล็กทรอนิกส์เมื่อใช้ในแอมพลิฟายเออร์ก็มีมากกว่าข้อดีอย่างเห็นได้ชัด นี้:
- เสียงความร้อนในระดับสูง (ซึ่งหลายคนเข้าใจผิดเหมือนกัน” เสียงหลอด»)
- ความเปราะบางของหลอดไฟเนื่องจากแคโทดเหนื่อยหน่ายอย่างค่อยเป็นค่อยไป
- หลอดไฟและเครื่องขยายเสียงราคาสูงสำหรับพวกเขา
- ความแข็งแรงเชิงกลต่ำ - หลอดไฟไม่สามารถทนต่อการสั่นสะเทือนได้เมื่อขนส่งแอมป์หลอดควรถอดหลอดไฟออกแล้วขนส่งแยกกันโดยบรรจุตามลำดับ
- ค่าสัมประสิทธิ์การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นสูงเนื่องจากการใช้หม้อแปลงเอาต์พุต
แอมพลิฟายเออร์ไฮบริดที่มีสเตจเอาท์พุตของทรานซิสเตอร์มีค่าสัมประสิทธิ์การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นต่ำกว่า แต่เสียงรบกวนจากความร้อนจากหลอดจะยังคงอยู่ ดังนั้นอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนจึงมากกว่า 90 dB ทั้งในหลอดและ เครื่องขยายเสียงไฮบริดในทางปฏิบัติไม่เคยเกิดขึ้น

กำลังขับเครื่องขยายเสียงจะกำหนดระดับเสียงสูงสุดที่หูฟังที่เชื่อมต่ออยู่สามารถผลิตได้ เพียงจำไว้ว่าผู้ผลิตมักจะระบุกำลังที่ความต้านทานขั้นต่ำของหูฟัง เมื่ออิมพีแดนซ์ของหูฟังที่เชื่อมต่อเพิ่มขึ้น กำลังจะลดลง เช่น แอมพลิฟายเออร์ที่ให้กำลัง 16 mW พร้อมหูฟัง 16 โอห์ม จะผลิตพลังงานได้เพียง 0.8 mW ที่โหลด 300 โอห์ม ดังนั้นก่อนที่จะซื้อขอแนะนำให้ค้นหาว่าเครื่องขยายเสียงให้พลังงานเท่าใดเมื่อเชื่อมต่อหูฟังเฉพาะเข้ากับเครื่องขยายเสียง กำลังไฟควรเป็นเช่นเพื่อให้ช่วงความดันเสียง 105 - 115 dB แก่หูฟัง ซึ่งถือว่าดังเพียงพอสำหรับคนส่วนใหญ่ หากต้องการทราบว่าหูฟังจะสร้างแรงดันเสียงที่ต้องการหรือไม่ คุณควรคำนวณโดยใช้สูตร:


ดังนั้น ด้วยความไวของหูฟัง 96 dB/mW และกำลังของเครื่องขยายเสียง 0.8 mW สำหรับหูฟังเหล่านี้ ความดันเสียงสูงสุดจะอยู่ที่ 95 dB ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่เพียงพอ

สูงสุดและ ความต้านทานขั้นต่ำกำหนดช่วงที่อิมพีแดนซ์ของหูฟังที่ใช้กับแอมพลิฟายเออร์นี้ควรจะเป็น หากคุณใช้หูฟังที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำกว่าค่าต่ำสุด กระแสที่เพิ่มขึ้นในแอมพลิฟายเออร์อาจทำให้หูฟังเสียหายได้ เมื่อเชื่อมต่อหูฟังที่มีอิมพีแดนซ์มากกว่าค่าสูงสุด เสียงจะเบาเกินไป

อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนแสดงว่าเครื่องขยายเสียงดังแค่ไหนเมื่อไม่มีสัญญาณ ยิ่งตัวบ่งชี้นี้สูงเท่าไร เสียงที่ออกมาจากระบบก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น สำหรับการฟังเพลง ตัวเลขนี้ไม่ควรต่ำกว่า 75 เดซิเบล อุปกรณ์ Hi-Fi ให้ความดังขั้นต่ำ 90 dB และแอมพลิฟายเออร์ Hi-End คุณภาพสูงสามารถให้อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ 110-120 dB และสูงกว่า


อินพุตเครื่องขยายเสียงกำหนดรูปแบบการรับสัญญาณที่รองรับและตัวเชื่อมต่อใดที่จำเป็นในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์มือถือ ในการรับสัญญาณเสียงอะนาล็อกจากอุปกรณ์จะใช้แจ็ค 2.5, 3.5, 6.35 มม. และทิวลิป (RCA) เพื่อรับสัญญาณเสียงดิจิตอล – SPDIF และ USB ในทั้งสองกรณี อุปกรณ์มือถือจำเป็นต้องมีตัวเชื่อมต่อที่เหมาะสม และแน่นอนว่าต้องรองรับความสามารถในการส่งสัญญาณเสียงผ่านอุปกรณ์นั้นด้วย ความหลากหลาย อินพุตต่างๆนอกเหนือจากอุปกรณ์มือถือของคุณที่รองรับแล้วจะไม่ฟุ่มเฟือย: สิ่งนี้จะช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์อื่น ๆ เข้ากับเครื่องขยายเสียง: แล็ปท็อป วิทยุในรถยนต์ ฯลฯ


ควรสังเกตว่าสามารถรับสัญญาณเสียงในรูปแบบดิจิทัลได้ นี่หมายความว่าแอมพลิฟายเออร์มีตัวแปลงดิจิทัลเป็นอะนาล็อก (DAC) ของตัวเอง - โมดูลที่แปลงข้อมูลดิจิทัลจากไฟล์เสียงเป็น สัญญาณอะนาล็อกสำหรับหูฟัง ทำให้เครื่องขยายเสียงมีราคาแพงกว่า แต่อาจส่งผลดีต่อคุณภาพเสียงได้ ความจริงก็คือเพื่อประหยัดเงินผู้ผลิตอุปกรณ์พกพา (โดยเฉพาะสมาร์ทโฟน) ติดตั้ง DAC บิตต่ำราคาไม่แพงซึ่งสามารถบิดเบือนเสียงได้อย่างมาก
ในกรณีนี้แอมพลิฟายเออร์และหูฟังคุณภาพสูงจะไม่ช่วย แต่อย่างใด - พวกเขาจะรับสัญญาณคุณภาพต่ำในตอนแรก ดังนั้น หากคุณไม่แน่ใจในคุณภาพของส่วนประกอบต่างๆ ของอุปกรณ์เคลื่อนที่ของคุณ (และสามารถส่งสัญญาณเสียงแบบดิจิทัลได้) ให้เลือกเครื่องขยายเสียงที่มี DAC และอินพุตดิจิทัลในตัว

นักออกแบบเครื่องขยายเสียงหูฟัง

ฉันหวังว่าทางร้านจะส่งชุดก่อสร้างนี้ไปตรวจสอบ ไม่ได้รอ ฉันซื้อมันด้วยเงินของตัวเอง แต่นี่คือสิ่งที่ดีที่สุด - ฉันประกอบอุปกรณ์ตามปกติและช้าๆ ผลลัพธ์อยู่ในรีวิวนี้


นักออกแบบรายนี้ยังจำหน่ายใน Ali ด้วย แต่ที่นั่นมีราคา $17 - . ใน eBay ราคาจะเท่ากับ Banggood เลย ค้นหา "ชุดเครื่องขยายเสียงหูฟัง DIY HIFI Fever Amp" ไม่เห็นมันประกอบเลย

ข้อมูลจำเพาะ:
แรงดันไฟฟ้า: AC 15V
กำลังไฟสูงสุด: 300mW
ความต้านทานของหูฟัง: 32 - 600 โอห์ม
15Hz-100KHz
เอสเอ็นอาร์: >100dB
การบิดเบือน:<0.02%
การแยกช่อง: >70dB

มันมาในถุงนุ่มสีดำมาตรฐาน อุปกรณ์:


คำแนะนำเป็นภาษาจีน:

แผงวงจรพิมพ์สองด้าน - คุณภาพสูง รางเดินได้ตามปกติ:



ขนาดกระดาน - 86 มม. x 125 มม. บอร์ดบอกว่า XY HiFi ver 1.1
ไม่มีรูสำหรับติดตั้งในกรณีนี้ ควรติดตั้งในกรณีที่มี “ราง” ด้านข้างใต้บอร์ด แต่สามารถเจาะเข้ามุมกระดานได้ - รางจะไม่ได้รับความเสียหาย ในกรณีนี้ควรติดตั้งบอร์ดเข้ากับเคสบนขาไนลอนจะดีกว่า หมายเลขชิ้นส่วนบนกระดานไม่มีป้ายกำกับ สมัครสมาชิกตามคำแนะนำ แผนผังไม่มีอุปกรณ์ ในหน้าผลิตภัณฑ์จะมีลิงค์ไปยังไดอะแกรมที่ผู้ซื้อวาดไว้ วลาด-1357- หากเขาอ่านหน้านี้อยู่ก็ขอบคุณเขามาก

ฉันเขียนมันใหม่บนคอมพิวเตอร์:

รายละเอียด:

แหล่งจ่ายไฟประกอบด้วยไดโอด 4007 มีไดโอด 4148 ตัวในขั้นตอนสุดท้ายของทรานซิสเตอร์
วงจรป้องกันหูฟังจากแรงดันเอาต์พุตคงที่และการหน่วงเวลาการเปิดบนชิป uPC1237
ก่อนการประกอบฉันเปลี่ยนตัวเก็บประจุทั้งหมดเป็นตัวเก็บประจุปกติ - WIMA และ Nichicon:

บัดกรี:




หมายเหตุประกอบ:
1. ฉันเขียนไว้ข้างต้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนตัวเก็บประจุทั้งหมด ฉันไม่รู้ว่ามันฟังดูเป็นยังไงในสต็อก
2. ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้เปลี่ยน op-amp NE5532 เป็น OPA2134PA ค่าใช้จ่ายในการอัปเกรดคือประมาณ 200 รูเบิล แอมพลิฟายเออร์เริ่มเล่นได้สะอาดขึ้นและเป็นสุขยิ่งขึ้น
3. เกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟ - ฉันพยายามจ่ายไฟให้กับวงจรจากขดลวดหม้อแปลง 15 V สองขดลวดแยกกันผ่านไดโอดบริดจ์ - ฉันไม่สังเกตเห็นการวัดใด ๆ ในเสียง ฉันคืนแหล่งจ่ายไฟเดิม
4. ไฟ LED สีฟ้า มันส่องแสงไม่สว่างมากนัก คุณสามารถเปลี่ยนได้หากต้องการ
5. ตัวต้านทานผันแปร 50 kOhm สำหรับการควบคุมระดับเสียงดูเหมือนปกติในตอนแรก - มันไม่แตก เมื่อระดับเสียงเป็นศูนย์ จะไม่ได้ยินเสียงสัญญาณ แต่แล้วฉันก็ฟังได้ดีขึ้น ความสมดุลของช่องสัญญาณถูกรบกวน - ช่องด้านขวาจะดังกว่าช่องด้านซ้าย..html)
6. หม้อแปลงไฟฟ้าใช้หม้อแปลงน้ำท่วม BVEI 304 2043 (2.6VA 230V 15V/174mA)
ฉันซื้อแบบออฟไลน์ที่ร้านเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่ขีด จำกัด อัตราขยาย (ไซน์ถึงอินพุตจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) หม้อแปลงดังกล่าวจะให้ความร้อนสูงถึง 30-40 องศา เห็นได้ชัดว่าไม่มีใครใช้เครื่องขยายเสียงในลักษณะนี้ ในโหมดปกติจะอุ่นเล็กน้อย
7. เลือกทรานซิสเตอร์ BD139/BD140 เป็นคู่โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนกระแสคงที่ h21e เท่ากันโดยใช้ "เครื่องทดสอบทรานซิสเตอร์ของคน"
8. ทรานซิสเตอร์และตัวปรับกำลังไฟฟ้าแทบจะไม่ร้อนขึ้น ไม่สามารถติดตั้งบนหม้อน้ำได้
9. ช่องเสียบหูฟังขนาด 3.5 มม. ถูกแทนที่ด้วยแจ็คขนาด 6 มม. ฉันแตะเพื่อเอาต์พุตจากแจ็คเพื่อใช้แอมพลิฟายเออร์เป็นปรีแอมพลิฟายเออร์หากหูฟังถูกตัดการเชื่อมต่อ
10. ฉันโยนสวิตช์ไฟออกแล้วบัดกรีด้วยจัมเปอร์

เป็นโหลด - ตัวต้านทาน 51 โอห์มสองตัว (ฉันมี หูฟังเซนไฮเซอร์ HD595 50 โอห์ม) การทดสอบด้วยเครื่องกำเนิดสัญญาณ:






อัตราขยายสูงสุด - นอกจากนี้ ถ้าเราเพิ่มความกว้างของสัญญาณ เราจะถูกตัด:




ฉันบัดกรีมันชั่วคราวหลังจากไดโอดเรียงกระแสเข้าไปในช่องว่างของแหล่งจ่ายไฟด้วยตัวต้านทาน 0.22 โอห์มเพื่อวัดกระแสนิ่งและการสิ้นเปลืองสูงสุด ปิดสัญญาณอินพุตแล้ว
กระแสไฟนิ่ง:


ตามกฎของโอห์ม จากแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน เราคำนวณ 0.005 V / 0.22 โอห์ม = 0.022 A
สูงสุด การบริโภค. เราป้อนสัญญาณจากเครื่องกำเนิดไปยังอินพุตคลิปปิ้งของแอมพลิฟายเออร์และรับ:


กระแสจะเพิ่มขึ้นอย่างราบรื่นตามความกว้างของสัญญาณอินพุตที่เพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าแอมพลิฟายเออร์ทำงานในคลาส B

ตามกฎของโอห์ม จากแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน เราคำนวณ 0.018 V / 0.22 โอห์ม = 0.082 A
โดยรวมแล้วแอมพลิฟายเออร์กินไฟสูงสุด 2 * 0.082 A * 15 V = 2.45 วัตต์ ต้องใช้การป้องกันมากขึ้น (เล็กน้อย)

ฉันเชื่อมต่อหูฟัง ฉันชอบเสียง พื้นหลังแทบไม่ได้ยิน หลังจากวางในตัวเครื่องแล้ว ให้ป้องกันวงจรอินพุต-เอาต์พุต การเดินสายดิน และการเชื่อมต่อ พื้นหลังหายไปทางร่างกาย การกระตุ้นของแอมพลิฟายเออร์จากโทรศัพท์มือถือก็หายไปเช่นกัน
เสียงมีคุณภาพสูง โปร่งใส มีรายละเอียด เสียงสูง ต่ำ กลาง ได้ยินชัดเจน สีของเสียงก็ไม่ได้ยินเช่นกัน แอมพลิฟายเออร์เริ่มเล่นได้ดีทันที ไม่จำเป็นต้อง "อุ่นเครื่อง" เครื่องขยายเสียงจะเย็นระหว่างการทำงาน สำหรับหูฟังราคา 100-150 ดอลลาร์ นี่จะเป็นอุปกรณ์ในอุดมคติ ไม่มีหูฟังราคาแพงกว่านี้แล้ว

ฉันวางการออกแบบไว้ในเคสจากซีดีรอมเก่า โซลูชันมาตรฐาน :-)






ผลลัพธ์:



ทุกอย่างเริ่มต้นเมื่อฉันซื้ออันใหม่ หูฟังคุณภาพ- ในไม่ช้าฉันก็เจอปัญหา - ไม่เพียงพอ กำลังขับเครื่องเล่น MP3 แบบพกพา ก่อนหน้านี้เครื่องเล่นเคยใช้กับหูฟังจีนราคาถูก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องรวบรวมไม่มาก เครื่องขยายเสียงหูฟัง op-ampบนส่วนประกอบ BUF634 และ OPA627 ซึ่งทำให้บรรลุผลสำเร็จ คุณภาพสูงได้รับ.

นี่คือแอมพลิฟายเออร์คลาส A ที่มีกำลังเอาต์พุตประมาณ 15 mW ในหูฟัง 32 โอห์ม ซึ่งเหมาะกับฉันมาก

BUF634 เป็นบัฟเฟอร์ความเร็วสูงที่สามารถใช้ในลูปป้อนกลับของ op-amp เพื่อเพิ่มกระแสเอาต์พุต กำจัดกระแสป้อนกลับด้านความร้อน และปรับปรุงการโหลดแบบคาปาซิทีฟ

ลักษณะสำคัญของ BUF634:

  • กระแสไฟขาออกสูงถึง - 250 mA
  • ความเร็ว přeběhu สูงกว่า – 2000V/µs
  • ช่วงที่สามารถปรับได้ตั้งแต่ - 30 ถึง 180 MHz
  • กระแสไฟของวงจรเองไม่เกิน 1.5 mA
  • แรงดันไฟจ่ายอยู่ในช่วง ±2.25 ถึง ±18 V
  • ตัวจำกัดกระแสไฟในตัว
  • การป้องกันความร้อนสูงเกินไปในตัว
  • มีจำหน่ายใน DIP-8, SO-8, TO-220-5 หรือ DDPAK-5

องค์ประกอบที่สำคัญประการที่สองของแอมพลิฟายเออร์หูฟังคือแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ OPA627 ของ Texas Instruments ซึ่งจัดเป็นวงจรอินพุต FET และมีสัญญาณรบกวนต่ำมาก แรงดันออฟเซ็ตต่ำ และแบนด์วิดท์สูง

ลักษณะสำคัญของ OPA627:

  • ระดับเสียงรบกวนต่ำมาก: 4.5nV/Hz ที่ 10kHz
  • VOS ต่ำมาก: สูงสุด 100µV
  • อุณหภูมิเบี่ยงเบนสูงสุดเพียง 0.8µV/°C
  • ได้รับความสามัคคีที่มั่นคง

วงจรเครื่องขยายเสียงใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟหลัก 15V ที่เอาต์พุตซึ่งมีการติดตั้งตัวเก็บประจุปรับเรียบ 1,000uF สองตัว คุณยังสามารถใช้อะแดปเตอร์หรือแบตเตอรี่เพื่อจ่ายไฟ เช่น 14V/500mA

ตัวต้านทานลอการิทึมแบบแปรผันใช้เพื่อปรับระดับเสียง เครื่องขยายเสียงถูกติดตั้งโดยใช้สองด้าน แผงวงจรพิมพ์- ควรสังเกตว่าการรับประกันคุณภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนานคือการใช้ตัวเก็บประจุคุณภาพสูง ในแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ ห้ามใช้ตัวเก็บประจุคุณภาพราคาถูกและน่าสงสัยไม่ว่าในกรณีใด

เนื่องจากต้องซื้อใหม่ การ์ดเสียงหากไม่มีเอาต์พุตหูฟัง ฉันจำเป็นต้องมีแอมพลิฟายเออร์หูฟังคุณภาพดีที่สามารถขับเคลื่อน TDS-4 อันเป็นที่รักของฉันได้ แอมพลิฟายเออร์ต้องมีขนาดกะทัดรัด ประกอบและติดตั้งได้ง่าย โดยมีสัญญาณรบกวนและการบิดเบือนต่ำ เป็นผลให้แอมพลิฟายเออร์ที่ประกอบขึ้นมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดข้างต้นทั้งหมด

คุณสมบัติของแอมพลิฟายเออร์ถูกวัดโดยใช้โปรแกรม RMAA 6 มีการทดสอบโครงร่างช่องสัญญาณเดียว (โปรแกรมทำงานในโหมด MONO) ผลการวัด:

การตอบสนองความถี่ไม่สม่ำเสมอ (ในช่วง 40 Hz – 15 kHz), dB: +0.05, -0.74

ระดับเสียงรบกวน dB(A): -90.9

ช่วงไดนามิก dB(A): 90.9

ความเพี้ยนฮาร์มอนิก %: 0.0014

การบิดเบือนระหว่างการปรับ + ​​เสียงรบกวน, %: 0.010

อินเตอร์โมดูเลชั่นที่ 10 kHz, %: 0.0084

แอมพลิฟายเออร์ถูกสร้างขึ้นตามวงจรบัฟเฟอร์ทรานซิสเตอร์ op-amp + เอาท์พุต ออปแอมป์ให้เกนโอเพนลูปสูงซึ่งจำเป็นต่อการลดความผิดเพี้ยนของฮาร์โมนิกพร้อมการตอบสนองเชิงลึก บัฟเฟอร์เอาต์พุตทำการขยายกระแสโดยจับคู่ความต้านทานต่ำของคอยล์หูฟังกับเอาต์พุตพลังงานต่ำของออปแอมป์ วงจรนี้ใช้ออปแอมป์ความเร็วสูงคู่ K574UD2 สัญญาณจากแหล่งกำเนิดผ่านตัวเก็บประจุแยก C3 และตัวต้านทาน R1 จะถูกส่งไปยังอินพุตที่ไม่กลับด้านของ op-amp ตัวต้านทาน R4 จะกำหนดจุดการทำงานของเครื่องขยายเสียงตาม ดี.ซี- มีองค์ประกอบ C1,C2,R2,R3 การแก้ไขความถี่อู๋ บัฟเฟอร์เอาต์พุตถูกสร้างขึ้นตามวงจร "ขนาน" โครงการนี้ถูกเลือกเนื่องจากไม่มีการบิดเบือนชั่วคราวที่เกี่ยวข้องกับวงจรพุช-พูลทั่วไป เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีพารามิเตอร์คล้ายกัน แรงดันไฟฟ้าจะลดลงที่ทางแยกฐาน-อิมิตเตอร์ของขั้นตอนก่อนสุดท้ายและขั้นสุดท้ายของทรานซิสเตอร์จะได้รับการชดเชยร่วมกัน ทรานซิสเตอร์บัฟเฟอร์ซึ่งติดตั้งอยู่บนแผงระบายความร้อนทั่วไปจะรักษาเสถียรภาพทางความร้อนซึ่งกันและกัน ระยะออปแอมป์และบัฟเฟอร์ถูกครอบคลุมโดย OOS ทั่วไป 100% สำหรับกระแสตรงและกระแสสลับ อัตราขยายของวงจรคือ 1

ขอแนะนำให้ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม C3 C1, C2, C6, C7 – เซรามิก ตัวต้านทานทั้งหมดประเภท MLT-0.125 (หรือ อะนาล็อกที่นำเข้า- ทรานซิสเตอร์ VT1 KT315G, VT2 KT361G, VT3 KT815G, VT4 KT814G. ควรใช้ทรานซิสเตอร์ KT815G และ KT814G เป็น VT1 และ VT2 ด้วยเหตุผลของพารามิเตอร์ที่เหมือนกันและความสามารถในการจัดระเบียบหน้าสัมผัสความร้อนของทรานซิสเตอร์บัฟเฟอร์ทั้งสี่ตัวได้อย่างง่ายดาย op-amp สามารถถูกแทนที่ด้วยความเร็วสูงอื่น ๆ โดยมีการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในชุดองค์ประกอบการแก้ไขและเค้าโครงของแผงวงจรพิมพ์ แอมพลิฟายเออร์ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟไบโพลาร์ที่ไม่เสถียร แหล่งจ่ายไฟใช้หม้อแปลง 220/20 พร้อมก๊อกตรงกลาง ขดลวดทุติยภูมิ- ไดโอดบริดจ์ใดๆ สำหรับแรงดันไฟฟ้า 50V และกระแสสูงสุด 1A สามารถใช้ไดโอดซีรีส์ 1N4001-1N4007 ได้ ความจุของตัวเก็บประจุ C4, C5 อย่างน้อย 1,000 µF (ฉันใช้ 4700 µF)

แอมพลิฟายเออร์ที่ประกอบอย่างถูกต้องไม่จำเป็นต้องมีการปรับแต่ง จำเป็นต้องตรวจสอบการใช้กระแสไฟ (ประมาณ 30 mA สำหรับแอมพลิฟายเออร์สองช่องสัญญาณ) ​​และแรงดันคงที่ที่เอาต์พุต

ชิ้นส่วนของแอมพลิฟายเออร์และแหล่งจ่ายไฟวางอยู่บนบอร์ดทั่วไปขนาด 35x78 มม. ทรานซิสเตอร์ของแต่ละช่องจะติดผ่านปะเก็นฉนวนเข้ากับแผงระบายความร้อนรูปตัว U ทั่วไป พื้นที่ของแผ่นระบายความร้อนไม่สำคัญสิ่งสำคัญคือช่วยให้มั่นใจได้ถึงการสัมผัสความร้อนของทรานซิสเตอร์

แผงวงจรพิมพ์เป็นแบบชั้นเดียวพร้อมจัมเปอร์วางใน Sprint Layout 5 ในเวอร์ชันของผู้เขียนมีการใช้ PCB ที่ไม่ใช่ฟอยล์ชิ้นส่วนถูกติดตั้งในรูหมุดเชื่อมต่อด้วยลวดทองแดง

วรรณกรรม:

บล็อกเครื่องขยายเสียงของศูนย์วิทยุสมัครเล่น A. Ageev วิทยุหมายเลข 8 2525

แอมพลิฟายเออร์หูฟังตั้งโต๊ะ Sapphire – http://phonoclone.com/diy-sapp.html

เมื่อสร้างแอมพลิฟายเออร์หูฟังใหม่ เป้าหมายของฉันคือการสร้างวงจรขนาดกะทัดรัดและติดตั้งง่ายพร้อมเสียงคุณภาพเยี่ยมโดยใช้ส่วนประกอบทั่วไป

มีการตัดสินใจที่จะใช้แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานเป็นแอมพลิฟายเออร์แรงดันไฟฟ้าซึ่งให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 2-3 เท่า ในฐานะที่เป็นบัฟเฟอร์เอาท์พุตของ op-amp ฉันจึงใช้การดัดแปลงรีพีเตอร์ Taylor-White โซลูชันที่เลือกทำให้สามารถลดกระแสนิ่งได้ 2-3 เท่าเมื่อเทียบกับ "คลาส A ที่ซื่อสัตย์" ซึ่งส่งผลดีต่อการกระจายความร้อนของเครื่องขยายเสียง

วงจรเครื่องขยายเสียง AH-P2


อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์ถูกกำหนดโดยอัตราส่วน R13 / R8 เมื่อใช้หูฟังที่มีอิมพีแดนซ์สูง R13 สามารถเพิ่มเป็น 47 kOhm AD744 และ NE5534 สามารถใช้เป็น op-amp ได้โดยใช้พิน 5 แผงวงจรพิมพ์อนุญาตให้คุณใช้ op-amps อื่น ๆ ได้ ฉันลองแล้ว: ADA4627, LME49990, OPA627, OPA827, OP42, AD845, K544UD2 แต่มีเอาต์พุตมาตรฐาน (พิน 6) โดยส่วนตัวแล้ว สิ่งที่น่าสนใจที่สุดในแง่ของเสียงสำหรับฉันคือ AD744 และ K544UD2A ของเรา ดังนั้นแอมพลิฟายเออร์จึงมีโซ่ปรับ 0 สำหรับ K544UD2 การแพร่กระจายของพารามิเตอร์มีขนาดใหญ่มาก สำหรับ op-amps ที่นำเข้า การปรับค่า 0 ดังที่แสดงให้เห็นแล้วนั้นไม่จำเป็นอย่างยิ่ง ในการใช้งาน K544UD2 ด้วยอัตราขยายต่ำ คุณจะต้องเปิดห่วงโซ่การแก้ไขความถี่โดยการปิดพิน 1 และ 8 คุณยังสามารถทำให้อ่อนลงและติดตั้งตัวเก็บประจุที่มีความจุ ~ 15-22pF แทนจัมเปอร์ในขณะที่ ตรวจสอบความเสถียรของ op-amp

กำลังขยายเสียง


แอมพลิฟายเออร์ทั้งสองช่องใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟทั่วไปที่มีความเสถียรโดยมีแรงดันเอาต์พุตอยู่ที่ ±8.2V ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าบวกและลบนั้นผลิตขึ้นตามวงจร ION-FS-OPA แบบคลาสสิกซึ่งช่วยให้คุณได้รับความยอดเยี่ยมที่คาดเดาได้ ผลลัพธ์โดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม


การตั้งค่าแอมพลิฟายเออร์นั้นง่ายมาก หากต้องการทำงานที่โหลด 250 โอห์มขึ้นไป แนะนำให้ตั้งค่ากระแสไฟนิ่งเป็น ~25mA เมื่อทำงานที่โหลด 64 โอห์มเพื่อลดการบิดเบือนกระแสไฟฟ้านิ่งจะต้องเพิ่มเป็น 40-45 mA และทรานซิสเตอร์เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์และโคลงจะต้องติดตั้งหม้อน้ำ เมื่อใช้งานกับโหลด 32 โอห์ม แนะนำให้ตั้งค่ากระแสไฟนิ่งเป็น ~50-55 mA

พีซีบี

แอมพลิฟายเออร์ประกอบอยู่บนแผงวงจรพิมพ์สองด้านขนาด 50x100 มม. บอร์ดเตรียมการสั่งผลิต บอร์ดจัดให้มีการติดตั้งทรานซิสเตอร์ทั้งในเวอร์ชัน to126 (เช่น BD139) และเวอร์ชัน SMD ของ SOT-223 (เช่น BCP56) ในทำนองเดียวกัน สามารถติดตั้ง BD139/BD140 หรือ BCP56/BCP53 ในตัวปรับกำลังไฟฟ้าได้

มุมมอง 3 มิติของแผงวงจรเครื่องขยายเสียงหูฟัง AH-P2 พร้อมส่วนประกอบ:

การวัดแอมพลิฟายเออร์ใน RMAA


อย่างที่คุณเห็น ความบิดเบี้ยวของแอมพลิฟายเออร์ต่ำมาก ที่กระแสนิ่งที่ 60mA ความเพี้ยนฮาร์โมนิกของแอมพลิฟายเออร์เมื่อใช้งานในโหลดความต้านทาน 64 โอห์มจะอยู่ที่ 0.0002% (4V RMS) เท่านั้น ซึ่งเกือบจะเหมือนกันกับการบิดเบือนของแท่นวัดซึ่งปรับแต่งโดย ASUS Xonar ST

ภาพถ่ายโครงสร้างสำเร็จรูป

ด้านล่างนี้เป็นรูปถ่ายของโครงสร้างที่ทำเสร็จแล้ว ในภาพแรกแอมพลิฟายเออร์ AH-P2 เวอร์ชันแรก (บอร์ด v1.0 มีไว้สำหรับการติดตั้ง op-amp ในรุ่น soic8 เท่านั้น) ร่วมกับ DAC หลายรูปแบบที่ใช้ ak4490 (กระดานสีแดง) . ในเวอร์ชันที่สอง 1.2 ของแอมพลิฟายเออร์ที่มี K544UD2A การวัดความบิดเบี้ยวของแอมพลิฟายเออร์จริงด้วย K544UD2A อยู่ในช่วง 0.0006% -0.0002% ขึ้นอยู่กับอินสแตนซ์ op-amp