↑ Схема наушникового усилителя на TPA6120 и БП
Мой вариант схемы
Блок питания
Проштудировав даташит на TPA6120, всё-таки кое-какие изменения в схему внёс. Так называемые блокирующие конденсаторы в оригинале стоят плёночные, даташит же настоятельно рекомендует использовать SMD керамические конденсаторы, да ещё и как можно ближе к выводам питания — для исключения возможного возбуждения усилителя. Собственно говоря, больше всего возбуждения и боялся, очень уж микросхема быстродействующая.
Тонировка дерева
Хотелось замутить дизайн между хайтеком и ретро, поэтому я озадачился идей тонировки фанеры. Перечень морилок в ближайших строительных магазинах меня не удовлетворил и было решено воспользоваться технологией состаривания дерева, найденной в интернетах.
Суть метода сводится к тому, что необходимо замочить в уксусной эссенции металлическую стружку или гвозди, настоять это дело недельку – другую. Затем разбавить водой, нанести полученный раствор на дерево и дождаться его высыхания.
Если лень ждать неделю, то можно приготовить эксперсс-раствор. Для этого подойдет чугунная сковорода. Шкурим ее крупной наждачкой и полученную пыль заливаем все той же уксусной эссенцией. После чего можно сразу разбавить раствор 1:1 или более водой и сразу наносить на дерево.
На самом деле такой раствор это не совсем морилка. Раствор искусственно состаривает дерево. Вообще такая морилка не очень эффективно справляется с сосной, из которой изготавливается большинство фанер, но эффект все же есть. Плюс между волокон остаются черные частички сковородки что тоже выглядить достаточно интересно, проявляя волокна дерева.
После того как деревяшка просохнет можно повторить нанесение. Однако это не даст значительного изменения. Поэтому прошкуриваем фанерку мелкой наждачкой чтобы убрать вылезший ворс и покрываем её слоем лака. В моем случае это матовый паркетный лак.
↑ Этот страшный PowerPAD побеждён
Из-за отсутствия опыта изготовления двусторонних ПП, плату было решено делать односторонней. И тут вскрылась ещё одна проблемка. Из-за того, что микруха очень мощная для своих размеров, у неё на «пузе» сделана площадка для теплоотвода — PowerPAD, которая припаивается к площадке под микросхемой и ещё вдобавок является общим проводом. Я как-то отмёл неприятные мысли, решил, что как-нибудь припаяю. Но обо всем по порядку.
Начал искать необходимые комплектующие, сразу стало понятно, что TPA6120 у местных нет, не говоря уже об ALPSе. Великий китайский Брат выручает в очередной раз, заказал микросхему TPA6120 и потенциометр ALPS на Алиэкспресс. У местных купил корпус, трансформатор и остальную мелочь. После того как всё было на руках прошло ещё 4 месяца прежде чем взял в руки… утюг.
При проектирование платы усилителя уделил особое внимание расположению резисторов в соответствии с даташитом, чтобы были наименьшие расстояния от ног входов и выходов до резисторов, чтобы не было возбуждения. И вот платы протравлены, просверлены и залужены. И здесь я уже серьёзно начал задумываться, а как же паять этот хитрый PowerPAD и вообще чего с ним делать.
Снова в Интернет. На одном из форумов нашёл интересное решение. Без паяльного фена и двусторонней ПП с метализированными отверстиями выход один: сверлить под микросхемой отверстие и через него пытаться припаять к PowerPAD-у микросхемы самодельный радиатор.
Попробовал такой предложенный вариант:
сверлится отверстие 1,5 мм, берётся медная проволока, лудиться и накручивается спиралькой вокруг сверла 0,8 мм (я вокруг иголки намотал) длиной 2-3 см. Позиционируется и прихватывается микросхема, спиралька опускается в отверстие и жарится это всё 40-ватным паяльником, естественно с добавлением припоя и флюса. Цель — не просто припаять спиральку, но и чтобы края площадки PowerPAD-а также припаялись к печатной плате.
Вот она, моя система охлаждения для TPA6120. Видите странную «пружинку» в центре?
Держал паяльник несколько секунд и
всё получилось!
Всё оказалось проще, чем думал. Спасибо доброму человеку за идею!
Экономичный УНЧ на трех транзисторах
Для портативной радиоэлектронной аппаратуры важным параметром является экономичность УНЧ. Схема такого УНЧ представлена на рис. 10 [РЛ 3/00-14]. Здесь использовано каскадное включение полевого транзистора VT1 и биполярного транзистора VT3, причем транзистор VT2 включен таким образом, что стабилизирует рабочую точку VT1 и VT3.
При увеличении входного напряжения этот транзистор шунтирует переход эмиттер — база VT3 и уменьшает значение тока, протекающего через транзисторы VT1 и VT3.
Рис. 10. Схема простого экономичного усилителя НЧ на трех транзисторах.
Как и в приведенной выше схеме (см. рис. 6), входное сопротивление этого УНЧ можно задавать в пределах от десятков Ом до десятков МОм. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль, например, ТК-67 или ТМ-2В. Телефонный капсюль, подключаемый при помощи штекера, может одновременно служить выключателем питания схемы.
Напряжение питания УНЧ составляет от 1,5 до 15 В, хотя работоспособность устройства сохраняется и при снижении питающего напряжения до 0,6 В. В диапазоне напряжения питания 2… 15 В потребляемый усилителем ток описывается выражением:
1(мкА) = 52 + 13*(Uпит)*(Uпит),
где Uпит — напряжение питания в Вольтах (В).
Если отключить транзистор VT2, потребляемый устройством ток увеличивается на порядок.
↑ Звучание
Платы готовы, соединяю всё проводами, быстрая проверка. Постоянки на выходе нет, подключаю свой ЦАП, Сенхайзеры, врубаю «The Dark Side Of The Moon» и наслаждаюсь… Наверное, описывать звук и тем более его качество неблагодарное занятие, надо просто услышать самому. В общем скажу, что звук мне очень понравился во всем диапазоне частот. На слух — минимум искажений, для меня их просто нет. Раньше я слушал свои наушники Sennheiser HD 558 со встроенной звуковой картой. Теперь я их просто не узнал! Появились басы и звук очень детальный.
↑ Настройка
R23 — балансировка, т. е. установка «0» на выходе. R15 и R14 задают требуемый ток покоя. С указанными номиналами он около 100…120 мА. Если ток покоя нужен другой — надо их пропорционально уменьшить или увеличить.
Если есть генератор и осциллограф, то настройка компенсации выполняется подбором R19 или R20. Если нет, ну и ладно, и так будет очень неплохо.
«Радио» 1989/12, В. Король. УМЗЧ с компенсацией нелинейности амплитудной характеристики … Далее, подключив к выходу усилителя эквивалент нагрузки переменным резистором R23 добиться отсутствия постоянного напряжения на нагрузке. Затем, подав на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой 5…8 кГц, по подключенному к его выходу осциллографу или вольтметру переменного тока нужно оценить пороговый уровень насыщения усилителя. После этого рекомендуется уменьшить входной сигнал до уровня 0,7 от насыщения (уровень половинной мощности) и резистором R19 или R20 устранить постоянную составляющую (по показанию) микроамперметра, возникшую от квадратичного детектирования сигнала элементами нелинейности второго порядка. Эксперимент показал, что такой способ линеаризации усилителя дает достаточно высокую точность.
То есть нам нужно применить этот способ настройки компенсации в реалиях нашей схемы. В качестве генератора можно использовать звуковую карту + софт, в качестве осциллографа — ПК, ещё потребуется прибор в режиме измерения микроампер, например, Ц4315 — 50 мкА.
Питающий трансформатор у меня ТП-20-14, выдаёт 2×9 В переменки. Двуполярный стабилизатор на LM317/337 выдаёт ±7 В, запаса по напряжению почти нет. Нужно будет с этим что-то сделать, так как при пониженном напряжении сети возникает гул — стабилизатор выходит из режима стабилизации. В остальном всё прекрасно.
↑ Итого
Усь поёт. Возбуждения не наблюдается, и слава Богу, благо, были приняты все меры для этого. Сомневался, что спиралька будет хорошо тепло отводить, поставил на час с музыкой на приличной громкости, потрогал микруху — по ощущениям градусов 30-35. Спиралька тёплая, с обратной стороны площадка тоже слегка теплая, значит микруха припаялась нормально, тепло отводится хорошо и на этом я успокоился.
И началось самое сложное и мучительное для меня — собрать всё в корпус. Пару вечеров с дрелью, пассатижами, отвертками, напильниками и кучей нецензурных выражений! Ура, запихал платы в корпус. Корпус оказался великоват для усилителя, за то монтировать удобно и смотрится солиднее в большой коробке. Осталась одна задачка: сделать надписи на лицевой панели. Но это уже совсем другая история.
А зачем он вам???
А нужен ли вам прецизионный усилитель? Это зависит от ваших музыкальных пристрастий и привычек. Если вы привыкли слушать музыку «на бегу», то есть с портативных устройств на прогулке, пробежке, в тренажерном зале и других подобных местах, то описываемый ниже проект не для вас. Просто постарайтесь подобрать к своему аппарату максимально подходящие по характеристикам и звучанию наушники.
Точно также следует поступить, если вы любите музыкальные стили, где присутствуют сильные искажения сигнала, типа рока, хеви-металла и подобные.
Тем не менее, если вы предпочитаете слушать музыку в тихой уютной обстановке у себя дома или в офисе, и ваши вкусы тяготеют к живой и натуральной музыке типа классической, джазовой, или чистому вокалу, вот тогда вы сможете по достоинству оценить качество звучания и точность связки прецизионный усилитель плюс высококачественные наушники.
В чем «фишка» этого усилителя?
В чем «фишка» этого усилителя?
Схема совсем не нова. Она известна еще из даташитов 90-х годов. Но интересность схемы заключается в том, что оба ОУ усиливают один и тот же сигнал. Но это не мостовое включение. Выходные сигналы обоих ОУ находятся в фазе, благодаря чему их выходные токи складываются.
Такое включение решает проблему малого выходного тока многих ОУ. Это заметно увеличивает количество ОУ, которые могут быть использованы в усилителе. Теперь достаточно, чтобы каждый операционный усилитель мог обеспечивать выходной ток в 35-40 мА, вместо 70-80 в случае одного ОУ на канал.
Максимальное значение выходного тока всегда приводятся в даташитах на ОУ.
Основа устройства
Начинающие радиолюбители в первую очередь задаются вопросом: из чего можно собрать простой усилитель звука в домашних условиях. Работа устройства основывается на транзисторах или микросхемах, либо возможен редкий вариант — на лампах. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Транзисторы
Преимущества транзисторов в малом потреблении электроэнергии. Устройство выдает отличные показатели звука, легко встраивается в любую технику и не требует дополнительной настройки. К тому же нет необходимости в поиске и использовании сложных микросхем.
Лампы
На сегодняшний день устаревший метод сборки, основанный на лампах дает качественное звучание, но обладает рядом недостатков:
- повышенная энергоемкость
- габариты
- вес
- стоимость комплектующих
Микросхемы
Микросхему серии TDA и аналогичную можно приобрести в магазинах или воспользоваться микросхемой от ненужного телевизора.
Используя микросхемы автомобильных усилителей с блоком питания на 12 вольт, очень просто добиться качественного звучания без применения особых навыков и с минимумом деталей.
Особенности
Особенности
Для того, чтобы конечное устройство не занимало много места, потребуется следующее:
- Печатная плата.
- Паяльник.
- Провода.
При желании можно все соединить при помощи одних проводов. Однако такая схема усилителя звука будет неудобной в эксплуатации и громоздкой. Ее используют в случаях, когда нужно протестировать один конкретный узел.
При сборке небольшого усилителя звука в домашних условиях для наушников или небольших колонок можно сэкономить достаточно средств, но такое устройство будет иметь ряд ограничений, таких как невысокое пороговое значение максимальной громкости и сильный нагрев отдельных деталей. Для того чтобы избавиться от последнего нужно подсоединить к устройству радиаторную пластину.
Удобство использования такой схемы заключается в маленьком потреблении электроэнергии и небольшом напряжении, которой нужно для его работы. Так большинство таких устройств потребляет не более 3 В, благодаря чему его можно использовать в автомобиле.
