Потужний підсилювач для навушників - журнал практичної електроніки датагор (datagor practical

Datagor Electronics Журнал практичної електроніки Повна версія сайту

вступ

схема підсилювача

Натрапив в інтернеті на сайт австралійця Р. Елліотта Elliott Sound Products. де зацікавився такою простою схемою (рис.1)

Оригінал схеми Елліотта, показаний 1 канал

збірка підсилювача

Отже, зі схемою я визначився, наступний етап - розробка друкованої плати. Креслення друкованих плат з інтернету мене ніколи не влаштовували. А ще в голові була конструкція корпусу підсилювача, в який вписувалася плата підсилювача певного розміру, але про це пізніше. Перший розроблений мною варіант плати здавався мені дуже вдалим (зараз я розумію, що це не так, тому печатку не викладаю). Плата витравлена, вирізана, просвердлені отвори, облужени доріжки, залишилося зібрати всі воєдино (рис.2)!

Мал. 2 Підсилювач в зборі 1-ша версія

Перший пуск, коригування схеми

Запрацювало відразу! А таке трапляється рідко зі схемами з інтернету, по крайней мере в мене.
Збирав я все на роботі, де є цифровий 4-канальний осцилограф, генератор сигналів спеціальної форми, ну і звичайно якісний 4-х канальний джерело постійного струму.

Всім цим обладнанням я не забув скористатися, прогнав синус, смуга пропускання підсилювача широка. АЧХ лінійна

10 Гц до 100 КГц. Форма синуса на виході підсилювача ідеальна. Заради інтересу подивився, як підсилювач впорається з меандрові - прекрасно, починаючи приблизно з 200 Гц ідеально рівна "поличка"! На жаль осциллограмм я зберегти не здогадався. Самозбудження немає, постоянки на виході немає (0.6 мВ, 0.4 мВ по каналах).

Начебто працювало все відмінно, але мучив мене одне питання, а саме: наскільки якісно працює пара транзисторів на виході схеми. Адже можливі спотворення можуть бути відсутніми через глибоку ООС операціонніка? Геть ОУ тестую окремо вихідний каскад без всякої ОС. Осцілограмми нижче:

Рис.3 Осцілограмми для 20 Гц і 1 МГц. Зелений вхід, жовтий вихід

Як бачите, каскад відмінно працює і зміщення напруги, що створюється діодами, цілком достатньо для компенсації нелінійності. Я заспокоївся і залишив вихідний каскад як є.

Але деякі зміни я все ж вніс. Змінена мною схема приведена нижче (рис.4). Підсилювач став краще обробляти сигнали складної форми (прямокутник, пила), на мою думку якщо такі складні сигнали будуть менше спотворюватися схема тільки виграє (можливо я помиляюся).

Зменшив коефіцієнт посилення до 12, цього цілком достатньо, а спотворення в теорії менше. Додав можливість перемикання між режимами низькоомних / високоомних навантаження (перемикач S1). Додав можливість зменшити смугу пропускання, упаявши конденсатори С5, С6 (для NE5532 не потрібно).
Ємність електролітів в харчуванні збільшив. Ну і нарешті, якщо раптом на виході підсилювача висить постоянка> 10мВ, бажано поставити електроліти С15, С17, вони заодно врятують навушники, при раптовому виході з ладу самого підсилювача. На звук вони якщо і впливають, то дуже не суттєво - я їх точно не чую (краще якщо ці конденсатори будуть Low ESR, а й звичайні підійдуть).

Виключений фрагмент. Повний варіант статті доступний тільки повноправним членам спільноти і передплатникам.
Будь ласка, ознайомтеся з умовами доступу.

Мал. 4 Скоригований під себе схема підсилювача

Свою ж печатку я теж підправив, ось фінальна версія - рис.5. Всі транзистори поставив під один радіатор (все одно не гріються сильно), звільнив місце під свої доробки.

Рис.5 Фінальна версія друкованої плати підсилювача

Дві чорні доріжки знаходяться із зворотного боку плати (я їх вирізав ножем після травлення і свердління). Плата вийшла двошарової по іншому нормально не розводити, розмір 90х110 мм.

Блок живлення

Схему блоку живлення (рис.6) знайшов тут у Ti Kan. Потужність блоку живлення зайва для цього проекту, але я вибирав з запасом на майбутнє (можливо в цьому ж корпусі зберу інший підсилювач). Ніхто не заважає взяти трансформатор поменше, за моїми прикидками на 5Вт саме те.

Рис.6 Схема блоку живлення

Відразу виникло кілька запитань:
- чому немає плівкових або керамічних конденсаторів у випрямлячі?
- чи є реальна користь від конденсаторів в паралель диодам моста?
- з якою метою обрані саме такі номінали резисторів в обвісі стабілізаторів?
Зберу - побачу, подумав я. Ну в загальному - не фонтан. Як я і думав без плівкових конденсаторів у випрямлячі нікуди, конденсатори в паралель диодам в теорії знижують рівень ВЧ перешкод, але і без них не погано, різниці я не помітив ні на слух, ні за приладами. А ось робота схеми включення стабілізаторів мені сподобалася, треба взяти на замітку. При підключенні підсилювача прослуховувався фон 100 Гц. Не буду размусолівать свої експерименти, кінцева схема блоку живлення, з моїми коригуваннями (рис.7)

Рис.7 Схема блоку живлення з моїми коригуваннями

Тепер блок живлення мене влаштовує, фон з навушників пішов. При максимальному навантаженні (1А по обом плечам) напруги на виході стабілізаторів просаджували на 10 мВ.

Моя печатка на рис. 8

Мал. 8 Печатка блоку живлення

Готовий до роботи блок живлення встановлений на шасі представлений на рис.9.

Мал. 9 Блок живлення підсилювача

Трохи про конструкцію. Сліпець БП виготовлений з двостороннього 3-х мм склотекстоліти, т.к після травлення доріжок на зворотному боці залишилася мідна фольга, вирішив її НЕ віддирати (противне заняття), буде додаткова екранування. Радіатор на два стабілізатора один, знову ж від старої материнської плати. У правій частині плати присутній роз'єм для підключення блакитного світлодіода (для світлодіодів іншого кольору потрібно зменшити номінал резистора R1 см. Рис. 7). Вихідні напруги виводяться через дроти, впаяні безпосередньо в плату (синій джгут рис. 9). Трансформатор прикручений до плати шпилькою М6. Розмір плати 90х200 мм.

Як завжди найбільш трудомістка частина проекту - корпус. Корпус повністю розбірний (моє специфічне вимога, хто працює на режимному підприємстві - зрозуміє) виготовлений з алюмінію 2.5 мм і склотекстоліти 3 мм. До прямокутної пластині з склотекстоліти, що служить шасі для приладу, припаяні латунні гайки М5. До шасі 4-ма шестигранними стійками і 2-мя гвинтами прикручена плата блоку харчування (див. Рис. 9). До стійок прикручується плата підсилювача, підключається роз'єм від блоку живлення рис. 10.

Рис.10 Збірка підсилювача.

Лицьова і задня панелі виготовлені з листового алюмінію, зігнутого на верстаті. Верхня кришка виконана з склотекстоліти. Бічні панелі з алюмінію прикручуються в кінці збірки до куточків на шасі і на верхній кришці, вони утворюють своєрідні ніжки.
Зібраний підсилювач (рис. 11) вийшов повністю екранованим, гвинтові з'єднання забезпечують надійний електричний контакт між деталями корпусу. Задня панель містить стандартну 3-х контактну вилку від комп'ютерного БП, і вимикач від туди ж.

Рис.11 Зібраний прилад

Коротко опишу важливі аспекти збірки.

Все дроту скручені, а ті, що йдуть від блоку живлення до підсилювача екрановані (про всяк випадок).
ВАЖЛИВО! Корпус блоку живлення пов'язаний з шасі в одній точці, там, де прикручується трансформатор (тому шпилька кріпить трансформатор латунна)
ВАЖЛИВО! Гайки роз'ємів під навушники на передній панелі (на них висить сигнальний корпус) ізольовані від передньої панелі діелектричними шайбами.
Вал потенціометра електрично пов'язаний з корпусом приладу, якщо цього не зробити при дотику до валу потенціометра будуть наведення в навушниках.

Дизайн вийшов стриманим. Корпус забарвлений матовою чорною фарбою з балончика (2 шт. Пішло на 3 шари). Ручка на вал потенціометра з ковпачка від духів. Всі гвинти і торці бічних панелей, відполіровані до дзеркального блиску.

висновок

Підсилювачем я задоволений на 200%. Величезний запас потужності, повна відсутність фону, до речі бавовни при включенні теж немає, чітке нейтральне звучання, не вносить ні прикрашання, ні артефактів в звуковий тракт. Навіть і не знаю, чого ще можна чекати від подібного приладу.

P.S .: Нещодавно поставив у свій усилок замість NE5532, операційний підсилювач LM4562, і зрозумів що може бути і краще. Як то кажуть немає межі досконалості!

Доповнення від камрадів

Хорошим "протівоступенчатим" засобом для таких схем є включення резистора 100 - 300 Ом між виходом ОУ і виходом підсилювача.

Плати підсилювача і БП в Sprint Layout 6
▼ Platy.zip | Файл 48,97 Kb завантажений 208 раз.

Потрібен архів до статті?
Вибирайте свій варіант отримання повного доступу до матеріалів «Журналу практичної електроніки Датагор».