Усилитель для наушников своими руками: схема, пошаговая инструкция

DC-DC преобразователь

Уже были рассмотрены две интересных микросхемы dc-dc преобразователей, это MAX660 и TPS16533. Чтобы не мучиться сборкой лишних схем, мы воспользуемся готовым дешевым и очень вкусным модулем DC-DC преобразователя. 

Изначально планировалось использовать этот модуль с очень интересными заявленными характеристиками. Но были некоторые сомнения, с питанием от аккумулятора, да и цена в 9 долларов немного напрягала. На днях был получен другой модуль, который превзошел все ожидания. 

Стоит такое чудо всего 3 доллара. На АлиЭкспресс очень много продавцов торгующих этим модулем. При заказе просто ориентировался на самую низкую сторону. Уже после получения понял, что это был официальный магазин производителей модуля. Поэтому заказывать рекомендую именно в магазине eletechsup Outlet Store.

Модули продаются под готовые напряжения  ±5, ±6, ±9, ±12, ±15 или ±24 вольта.  В случае необходимости оно может быть изменено перепайкой резистора R1.

Параметры зависят от выбранного выходного напряжения.  Для интересующего нас модуля на ±5 вольт входное напряжение должно составлять 3-4.5 В. При этом выходной ток может достигать 1А для положительного напряжения и 200мА для отрицательной полярности. Что для нас в самый раз.

Реальные характеристики и подробное описание возможностей модуля в скором времени будут рассмотрены в отдельной статье. Пока же могу сказать, что этот модуль потянул 6 сдвоенных ОУ, два из которых составляли описываемый в статье усилитель. Фона нет, да и просадка по напряжению минимальна. Так что модуль своих денег точно стоит. 

Следующим шагом станет выбор корпуса.

На данный момент разработка схемы завершена, модуль питания ожидает испытаний, а я нахожусь в ожидании корпуса и других составных частей. 

Следите за новостями проекта в Твиттере Follow @AudioGeek_ru

Хочу дешево и сердито. Какие есть варианты?

Итак, с типом обновления определенность есть. Но что покупать — всегда большой вопрос. Современные цифровые усилители предлагают массу дешевых, но качественных вариантов.

Аналоговые системы сегодня считаются уделом аудиофилов. Со всеми вытекающими проблемами: «золотыми» проводами, уникальными схемами питания (сочиненными без знаний электротехники), огромными размерами и ужасающими ценниками.

Вариантов остается немного: сделать самому или купить все такой же огромный усилитель из далекого прошлого. Впрочем, последний вариант может оказаться очень интересным, если заниматься не только звуком, но и украшением комнаты. В условиях ограниченного рабочего пространства 20-килограммовый агрегат окажется лишним. Да и рядом с современной компьютерной техникой такие решения нисколько не смотрятся.

Путь самурая-самодельщика долог и сложен. Однажды мы коснемся и этой темы. А сегодня поговорим о том, что будет, если простую аналоговую схему заказать в виде уже готового усилителя из Китая. На самом деле, получится намного лучше, чем собирать самому — уж по-крайней мере, в среднестатистическом случае. Дешевле и надежнее.

Конструкция

Все элементы конструкции (кроме силового трансформатора) размещаются на одной печатной плате. Если вы решите использовать внешний блок питания или собрать его по другой схеме, около 70% печатной платы останутся свободными.

Схема расположения элементов представлена на рисунке:

Увеличение по клику

На рисунке представлен чертёж печатной платы со стороны деталей:

Увеличение по клику

На рисунке представлен чертёж нижней стороны печатной платы:

Увеличение по клику

Чертежи печатных плат в народном формате SLayout можно забрать здесь.

Главная особенность монтажа: на корпусе с нижней стороны TPA6120A2 есть контактная площадка примерно 3×4мм. Она должна быть припаяна к площадке на печатной плате под микросхемой, которая служит теплоотводом.

Фотография готовой конструкции:

При первом включении следует вынуть два предохранителя на выходе источника питания и убедиться в его работоспособности. Если выходные напряжения в норме, верните предохранители на место. Сам усилитель в наладке не нуждается.

Разместить плату можно в корпусе подходящих размеров, желательно металлическом для экранирования от внешних помех.

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.

Громкость не главная цель

Многие считают что усилитель для наушников нужен только для более громкого прослушивания музыки. На самом деле ценность этого гаджета несколько больше. Любые наушники являются сложной нагрузкой для источника звука. Еще больше это высказывание справедливо, если наушники арматурные, гибридные, изо-/орто- динамические или более экзотичные.

Основной проблемой обычно является нехватка выходного тока источника звука. С другой стороны большинство современных источников не могут выдать сигнал достаточного уровня для раскачки высокоомных наушников, например студийных наушников .

Еще больше картину портит тот факт, что любой динамик имеет паразитные параметры — индуктивность и емкость. Для источника звука они создают определенные проблемы. Импеданс наушников зависит от частоты, и источник звука должен уметь с эти справляться. Есть и другие важные для звука аспекты, но не будет глубоко уходить в технические дебри.

Если обобщить, то главной задачей усилителя для наушников является согласование источника сигнала с наушниками. При этом должно быть сохранено исходное качество звука, а сигнал на выходе должен иметь бОльшую мощность чем на входе.

↑ Корпус усилителя

В качестве корпуса использован корпус от свитча D-Link. Сбоку просверлены отверстия для вентиляции. В нём разместил БП, ушной усилитель и простой китайский ЦАП. ЦАП запитан от USB, так что работает независимо от усилителя. Пытался замазать логотип, но это не стоило потраченных усилий. Передняя панель из текстолита сделана с помощью ЛУТ, способом, описанным у нас на datagor.ru камрадом AlexD. Родная передняя панель нещадно выпилена дремелем. Левый светодиод загорается, когда включается усилитель, правый — когда включён ЦАП, то есть, когда вставлен в компьютер разъём USB.

В качестве селектора входов применён малогабаритный тумблер, в одном положении усилитель подключается к ЦАП с Алиэкспресса на PCM2704 , в другом — к линейному входу. На заднюю панель выведен цифровой выход ЦАПа.

Вы можете заметить на передней панели аж три выхода усилителя, один jack 6.3 и два на 3.5, все они запараллелены — на случай внезапного визита трио аудиофилов. Справа находится наушниковый выход напрямую с платы ЦАПа.

Если кому-то пригодятся мои платы — рекомендую увеличить расстояния между элементами схемы.

Материалы и инструменты

Несколько слов о применяемых деталях.

Рис 2. Детали для сборки усилителя.

Для сборки понадобятся собственно пара радиоламп. Можно использовать лампы марки 6Н1П, 6Н2П, 6Н23П

Очень хорошие результаты получаются с лампой 6Н3П, но она имеет другую цоколевку, и если вы захотите собрать усилитель на ней — обратите внимание на расположение выводов. Можно воспользоваться более мощной лампой 6Н6П

При ее использовании необходимо обратить внимание на мощность трансформатора накала. Он должен обеспечивать напряжение 6 в при токе не менее 2А или 12 в при токе 1А. Все эти лампы, за исключением 6Н6П, всегда есть в любом старом ламповом телевизоре, так что с приобретением проблем не возникнет.

Все резисторы (кроме одного в цепи питания) рассчитаны на мощность 0.25 Вт (можно больше, но тогда они будут занимать гораздо больше места). Номиналы можно посмотреть на схеме. Электролитические конденсаторы в цепи питания используются на номинальное напряжение 350-400 в. В стабилизаторе питания усилителя я использовал конденсаторы 470 мкФ на напряжение 200 в, взятые из горелых компьютерных блоков питания. Конденсаторы соединены последовательно по две штуки, в параллель каждому из конденсаторов подключен резистор сопротивлением 470 кОм. Эти резисторы выравнивают падение напряжений на конденсаторах и служат для разрядки емкостей после отключения питания. В цепи катода нижней лампы можно использовать конденсатор емкостью от 1000 до 10000 мкФ на номинальное напряжение 6-16 вольт. Качество этого конденсатора непосредственно влияет на качество звука, поэтому маститые аудиофилы посоветовали бы воспользоваться в этой цепи конденсатором марки BlackGate. Но по причине его высокой цены (более 100$ за штуку) мы обойдемся чем-нибудь более дешевым и не менее качественным. Лучший подручный вариант — это взять конденсатор марки Rubycon с неисправной материнской платы. Такие конденсаторы устанавливают в цепи питания процессора. Параллельно всем электролитическим конденсаторам настоятельно рекомендуется включить небольшой (0.1 — 1.0 мкФ) неполярный пленочный конденсатор. Из отечественных могу порекомендовать конденсаторы марки К78. Добавка таких конденсаторов улучшит воспроизведение усилителем высоким частот.

В качестве регулятора громкости для начала подойдет практически любой сдвоенный переменный резистор сопротивлением 22-47 кОм. Главное перед установкой проверить его качество, чтобы при повороте рукоятки у него не нарушался контакт и он не шуршал и не трещал. Входные и выходные гнезда используются любые, какие вам понравятся. Главное, чтобы они были совместимы с имеющимися у вас кабелями и разъемами на наушниках.

Как сделать простой усилитель

Проще сделать усилитель, имея под рукой готовую схему. Стоит учитывать, что количество и расположение ножек на разных устройствах отличается. На бумаге они обозначены пронумерованными точками по периметру квадрата, представляющего микросхему.

На деле они могут располагаться с одной или двух сторон устройства

Поэтому важно убедиться, что нумерация понята верно, иначе возрастает вероятность совершить ошибку при подключении

Некоторые модели микросхем имеют обозначения, не дающие использовать их в перевернутом виде. На такие указатели тоже следует ориентироваться.

При использовании устройства с восьмью лапками можно работать по следующему алгоритму:

1. На лапку 6 фиксируется проводок. Другой его конец паяется к выключателю. Второй его контакт соединяется с коннектором кроны. Провод идёт на плюс.
2. К пятой лапке паяется конденсатор плюсовым контактом. Минус элемента направляется к динамику.
3. В качестве альтернативы некоторые отказываются от соединения конденсатора и динамика напрямую для безопасности последнего.
4. Для этого к укороченному контакту конденсатора добавляется проводок, который в свою очередь соединяется с плюсовым контактом динамика.
5. Минусовой контакт динамика следует припаять к лапкам 2 и 4.
6. Третья лапка соединяется с резистором, ко второй ножке которого паяется провод, ведущий к мини джеку, к его плюсу.
7. При использовании двухконтактного мини джека нужно объединить каналы, ведущие к каналам, и припаять их к проводу, ведущему от резистора.
8. Минус джека соединяется с минусом динамика.
9. В завершение остаётся объединить минус коннектора с минусом динамика.

В результате получится основа, которую можно использоваться в качестве основы для портативной колонки. Использование простых систем также удобно для подключения наушников, компьютера, телефона и другого устройства.

Принципиальная схема

В интернете можно найти множество разнообразных предложений, но мы остановились на самой простой и действенной схеме усилителя на основе TDA 2003.

Собранный портативный усилитель для наушников работает по классу A, а коэффициент усиления у него около 18 единиц — такая мощность удовлетворит самого привередливого меломана. На некоторых форумах в интернете продвинутые радиолюбители весьма положительно отзываются об этом чипе и представленной схеме, поэтому после сборки в вашем активе окажется весьма качественный усилитель для наушников. Звуковой ряд, по заверению тех, кто уже сделал для себя лично аналогичное изделие, достоин похвал: даже низкие тембры передаются в полном объеме без искажений — отдельно собирать УНЧ (усилитель низких частот) нет необходимости.

Схема электрическая гитарного усилителя

Рисунок печатной платы (файла нет)

Схема может быть условно разбита на 5 блоков: входной каскад на JFET транзисторах, регулятор тембра, предусилитель, усилителя мощности на LM386 и блок питания. Входной каскад изолирует усилитель от гитары, сохраняя при этом качество сигнала. Затем регулятор тембра формирует желаемую форму АЧХ, добавляя при необходимости больше басов/высоких частот.

На JFET транзисторах предварительный усилитель будет увеличивать сигнал после регулятора тембра и готовить его к усилителю мощности, в итоге получая до 1 Вт. Дополнительный вход AUX/MP3 позволяет подключать метроном, МР3-плеер, поддержку внешних аудиотреков.

↑ 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.

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.

Упростим себе жизнь

Тех, кто только открывает для себя электронику и качественный звук, непременно порадует факт, что собирать потребуется усилительную часть. Да и то позже будет дана, готовая для повторения, печатная плата и вся остальная необходимая информация

Остальные узлы будут куплены готовыми. Это в разы упростит и удешевит задачу без какой-либо потери качества. Самостоятельная сборка таких узлов прилично усложнит задачу. А обойтись без них в задуманной конструкции не получится.

К тому же при сегодняшних масштабах производства различных модулей, стоимость покупки деталей для такого модуля обходится дороже стоимости готового модуля. Возникает резонный вопрос — че париться то?)

Финал. Оценка работы

Для проверки качества звучания я воспользовался тремя типами наушников.

Beyerdynamic DT 231 сопротивлением 32 Ом, Koss PortaPro сопротивлением 64 Ом и студийными мониторными наушниками Beyerdynamic DT 770 Pro сопротивлением 250 Ом. В качестве источника звука выступала звуковая плата Creative Audigy ZS, которая воспроизводила нежатые (напрямую сграбленные с аудио компакт дисков) звуковые файлы. Что можно сказать. Все наушники через усилитель звучат лучше чем когда их подключал непосредственно на выход звуковой платы. Детальность и прозрачность звучания особенно на высоких порадовала мой слух. Низкоомные наушники DT231 на высоком уровне сигнала начинали выдавать искажения по низким частотам. Для таких наушников необходимо использовать более мощные лампы в усилителе или подключать их через согласующий трансформатор. Звучание же высокоомных студийных DT770 оставило вообще неизгладимые впечатления. В ближайшее время плюну на очередной апгрейд компьютера и вместо новой видеокарты куплю себе эти наушники.

Я нисколько не пожалел, о потраченных на сборку времени и средствах. Рекомендую всем попробовать сделать тоже самое. Не пожалеете. С уважением TANk.

Вас может заинтересовать: ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Ламповый усилитель с часоми на ИН-12 Усилитель к наушникам на лампах Tube Bass Preamp V. 1.0 Качественный ламповый усилитель для головных телефонов «ПРИZМА»

Радиолампы, использованные в статье: 6Н23П ECC88

Комментарии к статьям на сайте временно отключены по причине огромного количества спама.

Реклама:     Купить модули фар hella https://xenon-v-spb.ru/modulnaja-optika/

Второй вариант схемы УНЧ для электрогитары

Схема 2 простого транзисторного гитарного усилителя Усилитель работает в режиме класса AB, подстроечный резистор 470R PR1 контролирует ток покоя, протекающий через выходные транзисторы BD139 / BD140. Регулировка здесь — компромисс между низким уровнем искажений и низким током покоя. Как правило в покое ток составляет около 15 мА, повышаясь до 150 мА при входном сигнале 50 мВ. АЧХ показана ниже и является плоской от 20 Гц до 100 кГц:

Этот усилитель имеет соотношение сигнал / шум 115 дБ при частоте 1 кГц. Общее усиление обеспечивается соотношением резисторов 22 кОм и 1 кОм. Радиатор на паре BD139 / BD140 рекомендуется, но не обязателен, просто транзисторы будут горячими.

Такой УНЧ имеет действительно хорошие параметры, нужно лишь изменить ваш конвертер, потому что с 3 В он естественно не запустится.

Данный маленький гитарный усилитель давно делался на заказ. Вся схема была запитана от 3х литиевых аккумуляторных батареек (последовательно). Для сборки версии к наушникам достаточно заменить BD на более слабую пару BC, и, конечно, добавить входной каскад на транзисторе FET.

И третий вариант схемы, тоже на нескольких транзисторах, смотрите в другом материале.

Пробуем и экспериментируем

Кто-то скажет – «собирать готовый конструктор – это не интересно. Нельзя попробовать разные варианты, выбрать то, что нравится». Но это не так! Мы предусмотрели возможности для экспериментов. Разными запайками компонентов и изменением их номиналов можно выставить разные токи покоя, изменить коэффициент усиления, а также получить усилитель как  с общей ООС, так и без нее. Можно даже попробовать установить разные операционные усилители, например NE5532 или ОРА2134. Так что дерзайте.

Мы свой усилитель уже собрали. Теперь ваша очередь ;-).

Подведем итог. Что же такое конструктор «Гамма»?:

• «Гамма» – универсальный усилитель для наушников, который подойдет как для низкоомных, так и для высокоомных наушников.
• По качеству звука «Гамма» может потягаться с именитыми брендами. (см. результаты измерений).
• Подробный «путеводитель» поможет собрать усилитель, даже если Вы только начали заниматься электроникой.
• В основе конструктора хорошие промышленные платы. Даже если Вы случайно запаяете не тот элемент, то сможете легко его перепаять, не боясь повредить дорожки и плату.
• На плате нанесена маркировка всех элементов. Это позволит легко и без ошибок запаять компоненты в нужные места.
• Усилитель включает хороший фильтр питания с суммарной емкостью до 30 000 мкФ. Ведь качественное питание аудиоустройств – это одна из составляющих хорошего звука.
• Усилитель можно запитать сетевым адаптером (от 18 до 28 Вольт). Благодаря этому на плате отсутствуют высокие напряжения.
• Ну и самое главное, самостоятельная сборка устройства доставляет массу положительных эмоций.

Ну и конечно Вы всегда можете написать нам на электронную почту [email protected] Будем рады Вам помочь.

P.S. Мы благодарим администрацию сайта imolodec.com за предоставленную возможность рассказать о наших разработках. А посетителям сайта мы предлагаем небольшой бонус в виде 5% скидки на заказ. Просто напишите imolodec при заказе. И мы уменьшим стоимость конструктора для Вас.

Список файлов

diy_headphone_gamma.pdf

Конструктор Гамма. Соберем усилитель для наушников вместе.

 Скачать

• Загрузок: 715
• Размер: 5749 Kb

electric_diagram_gamma.pdf

Электрическая схема усилителя для наушников Гамма.

 Скачать

• Загрузок: 1019
• Размер: 4270 Kb

specification_gamma.pdf

Спецификация усилителя для наушников Гамма

 Скачать

• Загрузок: 704
• Размер: 62 Kb

wiring_diagram_gamma.pdf

Монтажная схема усилителя для наушников Гамма.

 Скачать

• Загрузок: 685
• Размер: 3511 Kb

Дополнения к проекту

Некоторые замечания, которые могут быть полезны для желающих повторить схему:

• Резисторы RC-фильтра очень сильно нагреваются.
• Линейный потенциометр работает нормально, хотя оригинальная схема предполагает логарифмический.
• Не экономьте на размерах, чтоб близость деталей не вызывала помехи.

Все это, вероятно, составило примерно 1000 рублей расходов и много часов работы. Понадобятся лампы PCL86 (6ф3п, 6ф5п) и 2 керамические панельки, тороидальный трансформатор, резисторы, конденсаторы, розетки, выключатели, провода, текстолит для т и т. д. Профили и алюминиевый лист, доска для передней и задней части.

Переключатель FB снизу справа на передней панели включает / выключает конденсатор C11.

В настоящее время использую закрытые наушники SONY DR-S4, у них номинально 10 Ом. Также есть SENNHEISER HD420 на 550 Ом, они звучат лучше, но слишком громкие для такой схемы.

Владимир Захаров, Калуга

Монтаж усилителя

Чтобы ничего не перепутать, с обратной стороны наносим по такой же технологии монтажную схему. После просверливания необходимых отверстий в плате, начинаем монтаж всех деталей. На фотографии готовая плата с деталями  установлена в подготовленный корпус.

На торцевые панели, прежде чем крепить их на корпусе, необходимо нанести разметку — для этого можно использовать программу Фотошоп, где несложно нарисовать любую композицию, где будут названия гнезд и все нужные обозначения. Затем делаем распечатку рисунков при помощи принтера на тонкую с глянцевой поверхностью фотобумагу, которую наклеиваем на панели с уже проделанными технологическими отверстиями и обработанные ацетоном для обезжиривания. Клей используем столярный.

Панели необходимо положить под мощный пресс массой около 20 кг на 24 часа, чтобы качество склеивания было идеальное. Затем ламинируем поверхность панелей специальной термической пленкой, используя домашний утюг и лист чистой бумаги.

Осталось только установить на корпус крышку и боковые панели — и усилитель готов для эксплуатации. Проверка изделия показала, что усиление звучания отменное: звук довольно чистый, а если прослушивать качественные записи, то его можно даже охарактеризовать как хрустальный, что для самопального устройства весьма неплохо. Слышны все инструменты, басы отличные без дребезжания, а величина громкости такая, что можно оглохнуть.

Особенности создания стерео систем

Конструкции такого типа сложны для создания своими руками. Их регулировка и отладка требуется дополнительного измерительного оборудования, которое имеется далеко не у всех радиолюбителей.

• Однако схожий по свойствам усилитель можно собрать по схеме класса «А», где входной и выходной сигналы повторяют друг друга, а мощность звука достигает 15 Ватт.
• Основой для такого устройства станут транзисторы КТ803, КТ 805 и КТ 819.

Стоит учитывать, что схема отличается большим энергопотреблением, и при отсутствии сигнала транзисторы нагреваются. Поэтому их устанавливают на транзисторы.

• В качестве альтернативы можно добавить в цепь кулер, используемый для охлаждения компьютеров.
• Чтобы получить стерео систему, нужно создать две схемы, соответствующие правому и левому каналу.
• Создание полного усилителя доступно только радиолюбителю с большим опытом работы и необходимым техническим оборудованием.
• Такой проект реализуется на транзисторах или интегральных микросхемах путем предварительного и оконечного каскадов.
• Помимо монтажа такая конструкция нуждается в настройке. Однако на выходе получится устройство, позволяющее более тонко регулировать тембр и громкость звука.

Подведем итоги: Собранные собственными руками усилители по мощности и другим параметрам не уступают моделям, приобретаемым в магазинах.

Для выполнения такой работы нужны определенные познания в электрике, а также готовность разбираться в схемах.

• При сборке нужно соотнести расположение лапок с нумерацией на бумаге.
• После этого можно поочередно присоединять к микросхеме нужные элементы.