Микросхемы для высококачественных усилителей наушников. Самодельный усилитель к наушникам. Высококачественный усилитель для наушников на микросхеме TDA2003

Вступление

Рис. 4 Откорректированная под себя схема усилителя

Свою же печатку я тоже подправил, вот финальная версия - рис.5. Все транзисторы поставил под один радиатор (все равно не греются сильно), освободил место под свои доработки.

Рис.5 Финальная версия печатной платы усилителя

Рис.6 Схема блока питания

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Рис.7 Схема блока питания с моими корректировками

Моя печатка на рис. 8

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Рис. 8 Печатка блока питания

Готовый к работе блок питания установленный на шасси представлен на рис.9.

Рис. 9 Блок питания усилителя

Немного о конструкции. Слепыш БП изготовлен из двухстороннего 3-х мм стеклотекстолита, т.к после травления дорожек на обратной стороне осталась медная фольга, решил её не отдирать (противное занятие), будет дополнительная экранировка. Радиатор на два стабилизатора один, опять же от старой материнской платы. В правой части платы присутствует разъем для подключения голубого светодиода (для светодиодов другого цвета нужно уменьшить номинал резистора R1 см. рис. 7). Выходные напряжения выводятся через провода, впаянные непосредственно в плату (синий жгут рис. 9). Трансформатор прикручен к плате шпилькой М6. Размер платы 90х200 мм.

Корпус

Рис.10 Сборка усилителя.

Лицевая и задняя панели изготовлены из листового алюминия, согнутого на станке. Верхняя крышка выполнена из стеклотекстолита. Боковые панели из алюминия прикручиваются в конце сборки к уголкам на шасси и на верхней крышке, они образуют своеобразные ножки.
Собранный усилитель (рис. 11) получился полностью экранированным, винтовые соединения обеспечивают надежный электрический контакт между деталями корпуса. Задняя панель содержит стандартную 3-х контактную вилку от компьютерного БП, и выключатель от туда же.

Рис.11 Собранный прибор

Кратко опишу важные аспекты сборки.

1. Все провода скручены, а те, что идут от блока питания к усилителю экранированы (на всякий случай).
2. ВАЖНО! Корпус блока питания связан с шасси в одной точке, там, где прикручивается трансформатор (поэтому шпилька крепящая трансформатор латунная)
3. ВАЖНО! Гайки разъёмов под наушники на передней панели (на них висит сигнальный корпус) изолированы от передней панели диэлектрическими шайбами.
4. Вал потенциометра электрически связан с корпусом прибора, если этого не сделать при прикосновении к валу потенциометра будут наводки в наушниках.

Усилители для наушников - это довольно простая схема, которую многие пытаются неоправданно усложнить, используя многокаскадную (или даже ) схемотехнику. На самом деле достаточно двух малошумящих и недорогих микросхем OPA128JM: типичный операционный усилитель. Но не просто какой-нибудь первый попавшийся ОУ, а серьезный ОУ хорошего класса. Именно её мы рекомендуем поставить в самодельный усилитель к наушникам. Далее вы увидите вариант его исполнения.

Схема УНЧ

Здесь оба усилителя включены в стандартный неинвертирующей конфигурации УНЧ с фиксированным коэффициентом усиления около 10, и с регулятором громкости. Некоторые специалисты говорят, что тип конденсаторов который вы используете, имеет большое влияние на качество звука. Тут применена полипропиленовая пленка и это лучше, чем дешевые керамические.

Другая вещь, влияющая на качество работы - питание. Эти усилители первоначально работали через изолированный DC-DC преобразователь (с трансформаторной развязкой). Использование импульсных источников питания в аудио схемах может заставить некоторых аудиофилов упасть в обморок, но при грамотном выборе и проектировки БП - это достаточно хорошо для звука.

После сборки и прослушивания решено было обернуть его в алюминиевую фольгу для экранирования. В процессе экспериментов с экранированием обнаружили, что если он не заземлен - это почти бессмысленно. Он будет действовать только как клетка Фарадея, если он полностью окружает схему, что трудно, если есть куча кабелей, идущих "в" и "из" конструкции.

Оказалось, что самый удобный источник питания - USB-кабель, который только обеспечивает 5 В. Этот метод подходит для большинства устройств: компьютеров, ноутбуков и так далее.

А вот небольшой импульсный модуль питания, который питается от 5В и имеет двойной выход, +/-15В. С таким двухполярным питанием усилитель звучит заметно лучше, чем с однополярным! Уровень шума упал. Каналы почти в точности равны по уровню сигнала.

Каждый начинающий радиолюбитель после первых удачных экспериментов, ощутив сладость своих побед, хочет попробовать сделать что-то настоящее. Не игрушку, а реально работающую полноценную вещь. Для этого прекрасно подойдёт самодельный простой который умелыми ручками можно собрать всего за несколько минут.

Где его можно применить? Во-первых, по прямому назначению, а именно для усиления сигнала от темброблока или предусилителя, то есть там, где слишком слаб, и подключить наушники невозможно. В этом случае можно сделать усилитель для наушников своими руками.

Во-вторых, он пригодится как дополнительный инструмент. Портативный усилитель для наушников вполне применим для тестирования схем. Ведь часто появляется необходимость найти место обрыва сигнала в новой схеме, которую вы собрали, но она никак не хочет работать. Например, вы сделали тот же усилитель для наушников своими руками. Он и поможет в поиске причины неисправности. С ним можно очень быстро найти точку, в которой пропадает сигнал. Ведь часто это случается из-за пустяка: плохо пропаялась деталь, неисправный конденсатор и т.д. Визуально или с помощью тестера причину бывает трудно найти.

Сделать усилитель для наушников своими руками просто, ведь схема моно состоит всего из пяти деталей. Основана она на микросхеме TDA7050, которая стоит 30-80 рублей. Но, думаю, что в ваших запасах радиодеталей, которые всегда имеются у любого увлечённого этим делом, такая микросхема найдётся. Она часто использовалась в кассетных плеерах и других простых устройствах воспроизводящих звук.

На этой же микросхеме можно сделать и стереофонический усилитель для наушников своими руками. Для этого придётся добавить два полярных конденсатора на выход (можно один общий), а входной можно сделать из сдвоенного

Сама микросхема представляет собой в корпусе нормального размера (DIP8). Рабочее напряжение питания от 1,6 до 6 вольт. Потребляет не много энергии. Мощность выходного сигнала зависит от напряжения питания. В варианте стерео при нагрузке в 32 Ом и напряжении в три вольта вы получите на выходе около 130 милливатт на каждом канале. При подключении по мостовой схеме в варианте моно мощность увеличивается в два раза. Выход микросхемы имеет защиту от

Принципиальная схема дана на рисунке 1. Входной сигнал подаётся на выводы 1 и 3, а наушники в 32 Ом подключены к выводам 7 и 8. По техническим условиям в мостовом режиме нагрузка не должна быть менее 32 Ом. Для сглаживания напряжения к шине питания подключены конденсаторы С1 и С2, 100 и 0,1 мкФ соответственно. Сопротивление резистора R1 - 22 кОм. Ну вот, пожалуй, и всё описание нашей первой модели.

Вторая схема с рисунка 3 часто применяется в малогабаритных устройствах заводского изготовления. Сделать её ненамного труднее. В схеме отображены все необходимые детали. На рисунке 2 - та же схема для подключения динамиков. Как видите, разница небольшая. В схеме для динамиков применяются полярные конденсаторы в каждом выходном канале, а для наушников - стоит общий конденсатор в месте подключения к ним корпуса схемы.

Купил простенькие уши, чтоб по ночам можно было гаматься и иногда слушать музыку, взял недорогие, но большие KOSS UR20. Подключив к ресиверу был несколько ошарашен, звук очень и очень приятный, джаз и классика просто на ура идут. По НЧ конечно сильно проигрывают затычкам Koss the plug, и ощутимо KOSS Porta Pro, которые уже какой год таскаю как портативные. Был очень удивлен после когда решил послушать Koss Porta Pro после прослушивания композиций на KOSS UR20 - с порта про как будто в уши ваты натолкали. А я ведь считал их очень «приличными» в плане звука. Хотя может это время и атмосфера их могла так попортить? Все это к чему? Да так, решил собрать усилок для ушей, Усилок будет домашний, не портативный ни разу.
Решил для начала собрать клон Lehmann Audio Black Cube Linear
Вот результат:

Все вместе заняло около 3 вечеров и меньше 1000 р денег.
Кому интересно добро пожаловать под кат, будет очень много фоток с подробным описанием.

Схема и конструкция

Сама схема достаточно простая: усилитель класса А, ООС выходные каскады не охвачены, ООС охвачен только ОУ. В интернете схема ищется легко.

Усилитель

Питание

Размышлял как сделать печатку, нашел на каком то польском форуме сканированную печатную плату

и обвел её в любимом Sprint Layout
Вот что получилось

Правда её я чуть перерисовал, ибо нашел пару ошибок и изменил размеры под свои размеры деталей. Дальше получилось, то что в магазине фольгированный текстолит есть только размера 10х15, а плата была больше, пришлось опять перерисовать и уменьшить её общие размеры.

Изготовление печатной платы

ЛУТ или Лазерно-Утюжная Технология наше все) В качестве материала переноса давно использую глянцевые журналы, главное, чтобы на листах журнала не было много темных областей и заливок.
Распечатываем 2 стороны.

После этого самое веселое - надо как то их совместить. Я делал ЛУТ сразу с обоих сторон, приложил кусок стекстолита в листы и аккуратно их завернул, дальше утюгом хорошо прогладил сначала одну потом другую сторону. В принципе получилось неплохо, одна сторона убежала на несколько десятых миллиметра.
После проглаживания надо плату поместить в воду и размокшую бумагу очень осторожно снять, я делаю это подушечками пальцев под водой, вот так

после отмывания от бумаги получается такая плата

Внимательно её изучаем на наличие косяков, если они есть корректируем скальпелем линейкой и маркером. Если все хорошо кидаем плату в ванночку с раствором хлорного железа (рецептура приготовления есть на банке). Главное в этом деле помешивать раствор и регулярно переворачивать плату для равномерного травления.

втыкаю зубочистки, чтобы исключить касание платы ребер ванны для травления.
После травления надо хорошо промыть плату от раствора

Тонер, с готовой платы, смывается ацетоном.

Для удобства сборки люблю наносить обозначения элементов

Нижнюю часть платы облудил используя оплетку с флюсом и небольшим количеством припоя.

Все следующие фотки в основном с еще не отмытой от флюса платой.

Сборка

В первую очередь собираем цепи питания, справа любимые бокорезы с победитовыми накладками.

и проверяем их. Питание с первого раза не запустилось, оказалось что LM337 напрочькитайскийперепил и просто не работает. Поэтому первая проверка усилителя на кухне ночью была от 2 лабораторных источников (нижний кстати тоже самодельный).

Проверка показала, что радиатор обязателен. Плата пока выглядит так.

Взял из запасов старый радиатор от материнки насверлил

Нарезал, снял фаски

Слюда и КПТ, радиатор на месте. Схема потребляет около 150 мА по каждому плечу питания. Напомню усилитель класса А.

Трансформатор взял готовый со старого списанного венгерского усилителя.
Тестовые прослушивания делал на следующих ушах ТДС-5М и 3 пары KOSS))) все среднячок.

Корпус

Большая часть самодельных конструкций умирает так и не обретя корпус. Тут я превзошел свою лень и решился на подвиг - законченный корпус для данного усилителя. В качестве донора был взят корпус CD-ROM. Процес сверления дырок и установку стоек для платы не заснял, не было фотоаппарата под рукой. Получилась такая неказистая конструкция.

Лицевая панель полный шлак, не красиво в общем.
Их старых запасов поднимаем листовой алюминий и вырезаем накладку по размеру лицевой панели CDROM

Долго не думая прикрутил эту панель двумя винтами, выбрал самые симпатичные))))

Сверлим и примеряем, уже стало лучше.

Покраска и оформление

Корпус решил сделать черным матовым (просто баллончик матовой черной краски остался изготовления самодельного бюджетного саба для кино).
Для покраски снял все из корпуса и покрыл все краской из аэрозольного баллона, далее была скучная просушка и сборка. Лицевую панель прошкурил и обезжирив нанес ЛУТом надписи

Собранная плата в корпусе

Пришлось поменять емкости по питанию перед стабилизаторами с 4700 на 10 000 около OPA2134 c 470 на 4700 мкФ, так как был небольшой гул, который можно было услышать ночью в полной тишине. Также добавил радиаторы на интегральные стабилизаторы, так как температурный режим их в закрытом корпусе не самый лучший.

Итог

Затраты деталей суммарно не превысили 1000 р. Оригинал стоит около 40 000 р. На качество оригинала не претендую, но и не считаю что получившийся усилитель плохим. Играет он очень хорошо. Приличные уши обещали дать для сравнения. Источник Asus Xonar D1.
Самое дорогое это конденсаторы.
Транзисторы подобраны по коэффициенту передачи комплиментарными парами и они одинаковы в обоих каналах. Перебрал несколько пакетов с ними в радиомагазине.
На выходе усилителя постоянное напряжение не превышает 5 мВ.
Все сопротивления подобраны с точностью менее 1% или даже лучше.
Входные конденсаторы K73-17+ слюдяные.
Регулятор громкости не самый дорогой но и не самый дешевый alpha.

Люблю слушать музыку. Без достаточного уровня громкости — это невозможно (динамический диапазон — сами понимаете). Очень приятно слушать через мощный усилитель и большие динамики – но соседей беспокоить не хочется. Подключил наушники к выходу звуковой карты, Creative X-Fi в моем случае, звук с нее мне очень нравится, но громкости мне оказалось недостаточно. Решение вопроса всем понятно – купить усилитель для наушников или сделать его самому. Сделать самому мне захотелось больше. За принципиальными схемами, конечно, в Интернет. Схемы и описания различных усилительных устройств, которые я там нашел, приводить не буду, можете все найти сами. Делюсь с вами только тем, что я реально сделал и что нормально работает.

Диапазона усиливаемых частот, при использовании современных, и не очень, микросхем и транзисторов, как правило, совершенно достаточно для усиления звука очень качественно. Сразу же меня очень подкупил своей простотой усилитель на транзисторах. Схема, поначалу, показалась корявенькой, но решил сделать это устройство. На принципиальной схеме показан один канал усилителя, плата разведена под стерео усилитель.

Изготовил его с применением транзисторов, которые у меня были в наличии и в большом количестве. Заработало сразу. Результат меня удивил: звучало и усиливало нормально. Поскольку на наушники поступает постоянное напряжение (около 2 в.) есть проблема фона по питанию. Идеальный вариант питания – батарейки или стабилизированный источник питания 5в. После того, как удалось избавиться от фона, изменяя емкость фильтра питания 470мкф (в случае питания от зарядки телефона Нокия, конденсатор выпаял совсем), звук мне показался достаточно громким и качественным. Транзисторы на выходе, как вы заметили, соединены по схеме Дарлингтона, и 2T603, которые я поставил, прилично греются в таком режиме, но держат без радиаторов. Сделал таких усилителей три штуки, меняя компоновку деталей, убирая перемычки и добавляя разъемы. Компоновку последней версии привожу здесь. Кому не понравится – редактируйте в программе Sprint-Layout 6.0. При подключении к этому усилителю других наушников звук мне в них не понравился и тогда решил изготовить другой усилитель.
В одной из статей Интернета прочитал хороший отзыв о старенькой микросхеме KA2206, на ней и решил сделать усилитель для новых ушей.

На фото готового усилителя виден вариант с добавочным усилителем для динамического микрофона, от схемы усилителя, к микрофонному, идет только питание. О микрофонном -ничего писать не буду – не та тема.

На Ali Express купил 10 шт. микросхем за 100р. Схема из даташита микросхемы. Питание, в моем варианте, 8в. стабилизированных (стабилизатор в блоке питания LM7808 без радиатора, греется градусов до 60). Усилитель нормально работает, начиная, от 5в по питанию (правда, при питании 5в, похрипывают самые низы на максимальной громкости). Никакого дополнительного охлаждения микросхеме не требуется. При напряжении питания выше 10в микросхема ощутимо греется. Возможно, понадобится коррекция усиления по каналам (баланс), я изменял сопротивления на входе в одном из каналов 1К и 20К, сумма сопротивлений должна оставаться постоянной – 21-20К. Резисторы, которые обозначены на плате 0,2 – 0,9К (на плате установлены вертикально), использовал 750 ом., ими регулируется коэффициент усиления. Можно вместо них впаять перемычки, но тогда уровень усиления и, главное, фона очень высок (может это субъективно). Конденсаторы 0,15мкф. заменил 0,1мкф. Керамика. Звук этого усилителя меня устроил, с новыми наушниками и со старыми.
В планах собрать усилитель с электронной регулировкой громкости. Эти устройства изготавливал по отдельности: регулятор и усилитель собирались по схемам даташитов – работают нормально, а теперь вот объединил и развел платку.

Если в нагрузке наушники, и с указанным питанием, уверен, радиатор усилителю мощности не потребуется, но, на всякий случай, он здесь нарисован (алюминиевая пластина толщиной 1,5мм). Не буду приводить схему принципиальную – все понятно и на рисунке платы. Коэффициент усиления регулируется резисторами 0,2-1,0К: чем больше сопротивление, тем меньше коэффициент усиления. Можно ставить перемычки вместо этих резисторов – если потребуется максимальное усиление. Применяемые микросхемы не дефицит и по цене очень недороги. Кнопки без фиксации, интегрированные на плате, те которые были у меня в наличии.

Для тех, которые есть у вас, подкорректируйте плату или выведите проводами. Резистор R\X подбирается под ваш указатель (если он есть), можно использовать стрелочный индикатор записи от старых магнитофонов. При максимальной громкости сопротивление подбирается так, чтобы индикатор показывал максимум. Индикатор подключается к точкам Ук. Входной сигнал к точкам IN R и IN L. Выход к точкам OUT R и OUT L. Резисторы номиналом 4,7 Om могут быть мощностью 0,25 вт., больше не нужно. Если установить радиатор этот усилитель вполне можно использовать с колонками. При питании 12в. переменки этот усилитель выдаст 2 х 6 вт. мощности, конечно мощность трансформатора питания должна быть около 30 вт. Может, кто-нибудь сделает этот усилитель быстрее меня и поделится впечатлениями.