Підсилювач для навушників Джона л
Кращі і гірші властивості чогось пізнаються в порівнянні з іншим
Зібраний підсилювач JLH Class A Headphone amplifier + трансформатор R-Core.
Безкоштовна доставка
Поява цього проекту пов'язане з тим, що на зміну вийшли з ладу стереонаушников ТДС-5 я нарешті придбав нові, та не одні, а відразу пару: Sennheiser HD-595 і Beyerdynamic DT770 PRO 250 Ohm. Обидві моделі дуже зручні для прослуховування, мають чудове збалансованим звучанням, звук Sennheiser HD-595 трохи «яскравішою», ніж у Beyerdynamic DT770 PRO.
Природно, виникло бажання познайомитися з гідною конструкцією в класі А і порівняти звучання двох підсилювачів.
Переваги навушників в порівнянні з акустичними системами
Параметри деяких навушників для домашнього прослуховування наведені в табл. 1. Слід зауважити, що чутливість (ефективність), заявлена у ряду моделей навушників, дещо завищена.
Я дуже люблю слухати на навушники щойно придбаний альбом, отримуючи задоволення від дійсно чудової музики або разочаровиваясь від невдалих покупок.
У порівнянні з акустичними системами навушники мають кращий стереоефект, ефективно відтворюють звукові сигнали, починаючи з частоти 10 ... 20 Гц. На перший погляд незначна різниця в нижній межі відтворюваних частот на «якихось» 15 ... 30 Гц докорінно впливає на якість звучання.
Крім того, частотні характеристики навушників на відміну від акустичних систем не страждають механічним резонансом в області низьких частот і мають значно більш згладжені характеристики. Внесені навушниками нелінійні спотворення у вихідний звуковий сигнал істотно менше, ніж в акустичних системах, що робить їх звучання чистим і прозорим.
Список достоїнств навушників можна продовжувати далі. Це можливість забезпечення звукового тиску, відповідного вихідного звучанням фонограми при невеликій потужності, що підводиться, найкраща перехідна характеристика, відсутність перешкод для оточуючих людей і ін.
Вимоги до підсилювача
Хоча стандарти DIN і вказують мінімальне значення цього параметра, рівне 1/3, на практиці вплив вихідного опору підсилювача перестає позначатися при коефіцієнті демпфірування більше 4 ... 10.
З поліпшенням якості навушників виникла потреба в окремому підсилювачі, що дозволяє в повній мірі реалізувати можливості цих звуковідтворювальних пристроїв.
Відомо, що найбільший прогрес в звуці спостерігається при переході до посилення в класі А, що в першу чергу зумовлено особливостями роботи вихідного каскаду.
Існують три основні різновиди спотворень у вихідному каскаді:
1) перехідні спотворення,
2) спотворення перемикання і
3) спотворення на великій сигналі.
Клас А усуває перші два з трьох основних механізмів виникнення спотворень. Справді, в вихідному каскаді, що працює в класі А, струм безперервно протікає через вихідні транзистори протягом усього періоду сигналу, і на всій ділянці транзистори не вимикаються, тому перехідні спотворення і викривлення перемикання принципово неможливі.
Розсіюється каскадом потужність залишається незмінною незалежно від рівня сигналу, оскільки напруга живлення і струм спокою не змінюються.
Підсилювач JLH на базі клону китайського клона «JLH Class A Headphone amplifier PRE AMP KIT DIY»
Переглядаючи форум датагорского порталу, я натрапив на обговорення цього підсилювача, скачав друковану плату і виготовив конструкцію, внісши в неї мінімум змін (в основному пов'язаних з придбаної елементної базою) [3, 4].
Як видно з фото, обидва канали підсилювача і блок живлення, що встановлені на єдиній друкованій платі.
Принципова схема одного каналу підсилювача (для визначеності, лівого) показана на рис. 2, а схема блоку живлення - на рис. 3.
Мал. 2. Схема лівого каналу підсилювача для навушників. Схема правого каналу ідентична, використана нумерація елементів зі штрихом.
Зверніть увагу на полярність конденсатора С8! За Мережі гуляє схема з помилкою
Мал. 3. Схема блоку живлення підсилювача
Схема, наведена на рис. 2, повторює відому схему Джона Лінслі Худа (John Linsley Hood - JLH) зразка 1969 года [5, 6]. Її основою служить фазорасщепляющій каскад, що працює на вихідний підсилювач потужності в класі А (рис. 4).
Мал. 4. Принцип роботи вихідного каскаду підсилювача JLH
Всі транзистори VT1 - VT3 функціонують в активному режимі і охоплені місцевої ООС в каскаді на VT1, що виникає через шунтування переходу база - емітер VT3 резистором R1.
Вихідний каскад навіть в такому вигляді, без охоплення загальною ООС, володіє високою лінійністю, термостабильностью і коефіцієнтом гармонік менше 0,1%. Переконатися в цьому на практиці дозволяє, наприклад, конструкція нашого шановного співгромадянина Михайла Сапожнікова [7]. Дивіться також форум датагорского порталу [8].
Початкова схема JLH
Мал. 5 Оригінальна схема підсилювача для навушників JLH
Відмінностей трохи, більшість з них покликане поліпшити споживчі властивості підсилювача. По перше. в схемі набору збільшено вхідний опір підсилювача до 220 кОм проти 47 кому в оригіналу.
По-друге. введена регулювання потенціалу середньої точки, для чого встановлено стабілітрон VD1 і підлаштування резистор R2. Опір резистора R4 зменшено до 2,2 кОм в порівнянні з 3,3 ком у оригіналу.
По-третє. поряд з використанням оксидних конденсаторів з низьким ESR, виконано їх шунтування поліпропіленовими або полікарбонатними конденсаторами. Хороші результати дають металізовані поліпропіленові конденсатори серії CBB21, метало плівкові поліетилентерефталатні конденсатори серії CL21, або мініатюрні метало плівкові серії CL21X.
У мене були побоювання, що вхідний опір підсилювача 220 кОм, яке визначається резистором R1, зробить його сприйнятливим до перешкод, що наводяться у вхідному кабелі і до зовнішніх електромагнітних полів трансформатора блоку живлення. Але в силу низького вихідного опору джерела сигналу і екранованому вхідного кабелю цього не сталося.
Оскільки на вході підсилювача встановлений регулятор рівня, бажано, щоб результуюче вхідний опір залишалося на рівні 10 кОм. Тому опір резистора R1 може лежати в діапазоні 100 ... 220 кОм.
Технічні характеристики підсилювача:
Рекомендоване навантаження - мінімум 8 Ом, номінальна 32 Ом і вище;
Частотний діапазон: 12 Гц-50 кГц (0 / -1 дБ); 12 Гц-120 кГц (0 / -3 дБ);
Коефіцієнт посилення: 21 дБ;
Співвідношення сигнал / шум: 101 дБ;
Швидкість наростання сигналу: більше 35 В / мкс;
Напруга живлення (AC): ± 12 В;
Струм: 260 мА;
Струм спокою кожного каналу підсилювача: 125 мА
Розміри друкованої плати: 122х108 мм.
Деталі, монтаж і налагодження
Звуковий потенціал підсилювача досить високий, тому я підбирав деталі, як за якістю, так і за параметрами.
VT1, VT2 - Транзистор 2N2907A TO-92 - 4 шт.,
VT3 - Транзистор 2N2222A - 2 шт.,
VT4, VT5 - Транзистор 2SC1827 (заміна - 2N4922, BD239, TIP41C або BD243C) - 4 шт.,
VD1, VD2 - Діод 1N4148 - 4 шт.,
VD3 - Стабилитрон BZX55C2V7 (2,7V 0,5W) - 2 шт.,
VD4 ... VD7 - Діод 1N4007 (1000V; 1A), 1N4007 (1A / 1000V) діод випрямний - 4 шт.,
DA1 - Інтегральний стабілізатор 7812API (12V; 1,0A), L7812CT лінійний стабілізатор 12V 1,5A - 1 шт.,
DA2 - Інтегральний стабілізатор 7912PI изолир. - 1 шт.,
R0 - рез. 2х10 до під гайку d = 16 L = 15 - 1 шт.,
Ручка регуліров.46108 пластик, D13,3мм. - 1 шт.,
R1 - Рез.-0,25-220 до (червоний, червоний, жовтий, золотистий) - 2 шт.,
R2 - рез. 10к подстро. 3266W-1-103, багатооборотний резистор (потенціометр) 3296W, 10 кОм - 2 шт.,
R3, R6, R7, R10 - Рез.-0,25-4,7 до (жовтий, фіолетовий, червоний, золотистий) - 8 шт.,
R4 - Рез.-0,25-2,2 до (червоний, червоний, червоний, золотистий) - 2 шт.,
R5, R11 - Рез.-0,25-1 до (коричневий, чорний, червоний, золотистий) - 4 шт.,
R8 - Рез.-0,125-470 Ом (жовтий, фіолетовий, коричневий, золотистий) - 2 шт.,
R9 - Рез.-0,25-100 Ом (коричневий, чорний, коричневий, золотистий) - 2 шт.,
R12 - Рез.-0,5-5,1 Ом (зелений, коричневий, золотистий, золотистий) - 2 шт.,
R13 - Рез.-0,5-22 Ом (червоний, червоний, чорний, золотистий) - 2 шт.,
R14 - Рез.-0,5-2,2 Ом (червоний, червоний, золотистий, золотистий) - 2 шт.,
C1 - Конд. 1 / 63V MKT, Конденсатор 1,0мкФ 100В (Suntan, поліестер, pitch: 15) - 2 шт.,
C2, C4, C7, C8 - Конд.100 / 25V 0611 + 105 ° C8 шт.,
C3, C6, C9, C11, С17, С18, С19 - С22 - Конд.0,1 / 63V MKT - 14 шт.,
C5 - Конд.NPO 220пф 5% керам.імп. FKP2 220pF 100V, WIMA, 5mm - 2 шт.,
C10 - Конд.330p / 63V J EVOX, FKP2 330pF 100V, WIMA, 5mm - 2 шт.,
C12 - Конд.0,033 / 63V J MKT (0,033 / 100V J MKT) - 2 шт.,
С13 - С16, С23 - С26 - Конд.2200 / 25V +1320 + 105 ° С, Конденсатор 2200,0 мкФ х 25В Jamicon - 8 шт.,
HL1, HL2 - Світлодіод LED BL-BX1341 зел.d = 3, Світлодіод XFT30-G (3 мм, tower, зелений) - 2 шт.,
ТВ-03ВС клеммник 3К крок 5 мм на плату, Клеммник гвинтовий DG126-5.0-03P на друковану плату, 3pin. - 1 шт.,
ТВ-01А клеммник 2К крок 5 мм, Клеммник гвинтовий DG126-5.0-02P на друковану плату, 2pin. - 2 шт.,
Вилка WF-3 на плату 2,54мм - 1 шт.,
Розетка HU-3 на кабель - 1 шт.,
Гніздо монтажне ізольоване RCA (кр. Черн.) - 1 шт.,
Гніздо 6,3 стерео универс. пласт. 1.078 - 1 шт.,
Трансформатор ТПГ-18-2х12 В (номінальний струм навантаження 0,75 А; вхідна напруга 220 В подається на висновки 1 -10, між висновками 4 - 7 ставиться перемичка) - 1 шт.,
Кнопка-вимикач 220 2pin SWR-41 (RWB-201), 3A / 250V, кріплення - засувка, Вимикач на панель KCD1 (2pin, 6A / 250V) - 1 шт.,
Гніздо для БП з запобіжником AS-7 (10А / 250V) - 1 шт.,
Запобіжник 0,25А / 250В (d = 5; L = 20) скл. - 1 шт.
Спочатку я встановив 11 перемичок з мідного лудженої дроти діаметром 0,7 мм, потім постійні резистори і діоди, потім конденсатори, транзистори, і, нарешті, роз'єми, здвоєний змінний резистор, транзистори і мікросхеми, що розміщуються на радіаторах. «Пройшов» за всіма резисторам і переконався у відповідності їх номіналів схемою.
Перше включення пройшло не так гладко, як би хотілося. Виявився бракованим стабілізатор негативного харчування, який сильно грівся і видавав -1,8 В замість належних -12 В. Заміна мікросхеми 7912 виправила становище.
Нуль на виході встановлюється підлаштування резистором R2 (R2 ') після 15 ... 20 хвилинного прогріву і від включення до включення підсилювача тримається на рівні ± 4 ... 6 мВ, що нормально. Всі налагодження власне і зводиться до установки нуля і перевірці струму вихідного каскаду з падіння напруги на резисторі R12 (0,64 В).
«Поганяв» підсилювач від синусоїдального генератора звукової частоти на еквівалент навантаження - резистор 33 Ом, 2 Вт. Ніяких слідів самозбудження і нестійкої роботи підсилювача немає.
При подачі трикутного сигналу на вхід підсилювача і повільному збільшенні вхідної напруги обмеження вихідного сигналу на екрані осцилографа відбувається симетрично.
Матеріал для прослуховування
Останні два диска з наведеного списку викачані з Інтернету в losless форматі, в ознайомлювальних цілях: yes.
апаратура
Програвач компакт - дисків (ПКД) Marantz CD5003, зовнішній ЦАП (DAC) Cambridge Audio DacMagic100, датагорскій зовнішній USB Hi-Fi Audio DAC Goldsmit на PCM2702 (Ігор "Datagor", спасибі!) І ноутбук Toshiba Satellite A200.
Прослуховування і вердикт
Чутливість підсилювача надлишкова для нинішньої радіоапаратури.
Для сучасних аудіоджерел з рівнем вихідного сигналу 0,775 ... 2 В достатній коефіцієнт посилення Ku = 4 ... 10 (R8 = 510 Ом ... 1,6 кОм).
При підключенні до побутової відеоапаратури з вихідним напругою 0,25 ... 0,775 В чутливість можна підвищити, встановивши коефіцієнт посилення Ku = 10 ... 32 (R8 = 150 ... 510 Ом). При цьому якщо опір резистора R8 зворотного зв'язку виявиться менш 470 Ом, доцільно збільшити ємність конденсатора С8 до 330 мкФ.
Спочатку підготував підсилювач для навушників Пітера Сміта до коректного порівнянні. Оскільки єдина відмінність між класами посилення вихідного каскаду А, АВ або В полягає в значенні струму спокою, збільшив його з 15 мА до 75 мА і перейшов від класу АВ до класу А.
Прослуховування перетворилося в цікаве заняття по перебору варіантів комплектації системи звуковідтворення:
• ПКД CD - дисків;
• ПКД CD - дисків + зовнішній ЦАП;
• ПКД DVD- дисків + зовнішній ЦАП;
• Комп'ютер + зовнішній ЦАП і ін.
З ходу зробити висновки про явні відмінності розглянутих підсилювачів зробити не вдалося. Кожен з варіантів системи звуковідтворення мав свої нюанси звучання, але повністю мене влаштовував.
На питання, чи варто збирати даний підсилювач. відповідь однозначна - збирати! Реалізація якісного підсилювача для навушників не вимагає великих витрат.
Об'єкт порівняння - підсилювач для навушників від Пітера Сміта
Мал. 6. Підсилювач для навушників Пітера Сміта
Основа підсилювача - мікросхема ОУ OPA2134 в неінвертуючому включенні з умощнение на двотактному комплементарном емітерний повторювачі VT2, VT4.
Початковий струм колектора умощняющего каскаду обраний на рівні 15. 20 мА, для його стабілізації використовуються генератори струму на транзисторах VT1, VT3 і світлодіодах червоного світіння, що формують напругу зміщення на базах джерел струму. Діоди VD1 - VD4 обмежують струми колектора транзисторів VT2 і VT4 на рівні 300 мА, виконуючи функцію захисту від коротких замикань у навантаженні.
Коефіцієнт посилення задається резисторами R1 і R2:
KU = 1 + R2 / R1 = 2 (6 дБ).
Ланцюг Зобель (10 Ом, 47 нФ) і елементи Буше (4,7 мкГн, 47 Ом) на виході не допускають самозбудження при значній реактивної складової опору навантаження.
Всі деталі підсилювача розміщені на друкованій платі розміром 134х103 мм.
Файли по підсилювача JLH
Бажаючі можуть взяти друковану плату підсилювача JLH в layout:
▼ part_1.zip | Файл 61,57 Kb завантажений 76 разів.
Потрібен архів до статті?
Вибирайте свій варіант отримання повного доступу до матеріалів «Журналу практичної електроніки Датагор».
Замовляємо клон JLH он-лайн!
• Замовити зібраний навушникової підсилювач JLH Class A Headphone amplifier з модним трансформатором R-Core. Безкоштовна доставка.
• Замовити повний кит для самостійної збірки JLH Class A Headphone amplifier .Бесплатная доставка.
Список цитованих джерел
додатки
Мал. 7. Схема з'єднань підсилювача для навушників
Фільтр захисту від електромагнітних завад - фабричний, наприклад, типу EMI Filter 03 ME 3D, 110 / 220V, 3A, 50 / 60Hz. Снабберний конденсатор 0,033 мкФ на робочу напругу 250V типу MKP X2. Його можна замінити на 0,033 / 1kV К78-2 або 0,033 / 1,6kV К78-2.
Для монтажу вхідних ланцюгів рекомендую екранований аудіо кабель 2х2x0,14 Shielded Flat Cable OFC.
Конструкцію бажано розмістити в металевому екранувальній корпусі з дюралюмінію або стали.