Простой усилитель для наушников

 

Новости

Проекты

Разное

Куплю-продам

Ссылки

О себе

Гостевая книга

 

Написать автору

В середине апреля, как обычно, в Москве проходила выставка потребительской электроники, фото-техники и т.д. На выставке довелось послушать усилитель для наушников Beyerdynamic A1 c их же топовыми наушниками. Звучание этих комплектов произвело довольно сильное впечатление, захотелось сделать что-то подобное для себя. Изначально планировалось сделать констукцию на основе операционного усилителя, дополненного мощным эмиттерным повторителем, работающим в классе А (без отсечки выходного тока). Набросал схему, потом решил посмотреть, что же из себя представляет этот самый A1. Здесь схема A1, найденная в интернете. Оказалось, что это тоже умощненный операционный усилитель, причем и структура и некоторые номиналы совпадали с моим наброском. Отличия в том, что вместо источников тока я хотел ставить резисторы 3.3к, зеленый светодиод вместо красного, и коэффициенты усиления по каскадам предполагалось распределить равномерно, чтобы несколько снизить искажения. Не думаю, что это сильно повлияло бы на качество. Судя по фотографиям внутренностей устройства, оно содержит защиту от постоянного напряжения на выходе, кроме того, имеется селектор входов с микропроцессорным управлением. Питание устройства выполнено на интегральных стабилизаторах, но что используется - LM317/337 или LM7812/7912, разобрать по фотографиям невозможно. Что-то мне подсказывает, что используются стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением.

В любом случае, делать так я не стал:) Вместо этого решил сначала попробовать, а стоит ли вообще это делать, исходя из моих источников сигнала (в последнее время это, в основном, компьютер и iPod Classic). Много сил и денег тратить категорически не хотелось. И тут вспомнилась топология, предложенная Сергеем Агеевым на форуме Vegalab - усилитель на базе нескольких параллельно соединенных операционных усилителей. Он, правда, предлагал собирать такой усилитель на NE5534 и категорически не советовал делать на NE5532. Проблема в том, что NE5532 у меня были в достаточном количестве, а NE5534 - нет. В результате получилась вот такая схема (показан один канал без цепей питания):

Коэффициент усиления схемы - около 12, этого оказалось даже многовато. Питается усилитель от источника питания, выполненного на интегральных стабилизаторах LM7812/7912. Емкость конденсаторов в каждой из шин питания - 3000 мкФ. Отличие приведенной схемы от той, что предлагалась на сайте в том, что обе ступени усиления выполнены в виде инвертирующих усилителей. Это должно несколько снизить искажения за счет устранения искажений, вызываемых синфазным напряжением во входных дифференциальных усилителях микросхем. По данным, приведенным, например, здесь, искажения в инвертирующем и неинвертирующем включении могут отличаться в два и более раза. Другое дело, заметна ли на слух разница между искажениями в 0.0001% и 0.000042%, но если это не сложно, лучше сделать вариант, когда искажения меньше, хотя я делал и в неинвертирующем включении и никакой разницы не заметил. Кроме того, усилители U3A и U4A находятся внутри петли обратной связи усилителя U2A, что также должно способствовать снижению искажений. Построение этих каскадов в виде повторителей напряжения делает ненужным подбор резисторов в цепях обратной связи.

Шум усилителя на слух не заметен, вероятно его уровень находится вблизи порога слышимости, источник сигнала шумит гораздо сильнее.

Прослушивание проводилось на наушниках Sennheiser HD 580 (300 Ом), Sennheiser HD 25 II (70 Ом) и Beyerdynamic DT880 (250Ом). Со всеми из перечисленных наушников усилитель играет очень прилично, даже с моими источниками в звуке появилось большое количество новых деталей. Искажения точно измерить не удалось, так как имеющаяся в наличии звуковая карта имеет собственные искажения порядка 0.01%, к тому же, собственные искажения звуковой карты очень сильно зависят от того, какие уровни сигнала выставлены. По результатам измерений, проведенных на скорую руку, данный усилитель показал искажения на уровне 0.013% вне зависимости от подключенной нагрузки в диапазоне 80-300 Ом (измерения проводились как с подключенными к выходу наушниками, так и без нагрузки). Чуть позже обязательно проведу более основательные измерения и выложу результаты. Запас мощности такой, что на максимальной громкости наушники просто прыгают на голове. Даже при этом не ощущается серьезных потерь качества звучания, но слушать так нельзя - громкость уже на границе болевого порога. Естественно, на таких мощностях музыку слушать не стоит, можно повредить уши, но запас выходной мощности позволяет передавать без слышимых искажений даже самые громкие звуки.

Прослушивался также вариант, когда второй операционный усилитель (U2A) не отдает ток на выход, а используется только для усиления сигнала по напряжению для выходных операционных усилителей. Никакой разницы на слух замечено не было, поэтому решено было подключить и его выход к нагрузке - возможность отдать в нагрузку дополнительный ток лишней не бывает:)

Приятным достоинством схемы является высокая надежность. NE5532 имеет встроенную защиту от перегрузок, которая, как оказалось, без проблем защищает от таких аварий, как, например, замыкание выхода на один из выводов питания или на общий провод. Кроме того, применение сдвоенного операционного усилителя позволяет сильно упростить топологию платы. Наконец, можно добавить выходной мощности простым добавлением операционных усилителей на выход параллельно U3A и U4A.

Пока все это собрано на макетной плате, в ближайших планах - перевод на печатную плату. Кроме того, вероятно, соберу что-то подобное Beyerdynamic A1 - вдруг при сравнении окажется, что он еще лучше?).

 

Hosted by uCoz