Высококачественный стационарный усилитель для наушников своими руками

Прослушивание музыки через наушники может стать источником многих прекрасных эстетических ощущений, при условии, что используется усилитель достаточно хорошего качества. Звуковые карты компьютеров обеспечивают сравнительно неплохое звучание при подключении наушников, тогда как многие ноутбуки и смартфоны не рассчитаны на низкоомную нагрузку (16-32 Ом), что и приводит к неприятным искажениям.

При этом выносной усилитель имеет большое входное сопротивление и достаточный запас по мощности для пиковых сигналов. Его размещают в отдельном корпусе, и при подключении к различным современным гаджетам усилитель обеспечивает на выходе высокое качество звучания. Как потребности, так и возможности у всех разные, так что рассмотрим несколько практичных и доступных вариантов схем такого устройства.

Простой усилитель на TDA2822

Микросхема усилителя с двумя каналами TDA2822 давно и успешно применяется как основа стереоусилителя для наушников. При очевидной простоте устройство получит высокую оценку требовательных меломанов.

  • выходная мощность (Rн=8 Ом, Ucc=9 В) 1000 мВт;
  • выходная мощность (Rн=32 Ом, Ucc=12 В) 650 мВт;
  • уровень нелинейных искажений (Pwy=150 мВт) менее 0,2%;
  • допустимый диапазон напряжения питания 1,8…12В.

Вдобавок к собственно микросхеме мы видим небольшое количество дополнительных компонентов. Входной сигнал поступает через разъем IN на сдвоенный регулятор громкости РОТ1, а затем на неинвертирующие входы U1. С ее выходов усиленные сигналы поступают на выходной стереоразъем через разделительные емкости С1, С2. Конденсаторы С5, С6 вместе с дросселем L1 гасят соответственно низкочастотные и высокочастотные помехи, которые могут присутствовать на выходе источника питания. LED1 служит индикатором включения устройства.

Усилитель собран на плате размерами 70х75мм. Сборка системы типовая и не обещает затруднений, а собранная из работоспособных компонентов система должна работать сразу при подаче питания. Для удобства привожу отдельно перечень элементов принципиальной схемы.

РЕЗИСТОРЫ:

  • R1, R2 — 10кОм;
  • R3, R4 — 4,7кОм;
  • R5 — 1 кОм.

КОНДЕНСАТОРЫ:

  • С1…С5 — 100 мкФ/25В;
  • С6…С8 — 100нФ.

ПОЛУПРОВОДНИКИ: U1 — TDA2822.

ПРОЧЕЕ:

  • L1 — 10 мкГн;
  • LED1 — светодиод 3 мм;
  • POT1 — 50 кОм (сдвоенный);
  • ВЫХОД – 3,5-мм стереоразъем;
  • IN1, VCC – разъемы для печатной платы.

Высококачественный стационарный усилитель для наушников своими руками

Предлагаю сделать своими руками высококачественный стереоусилитель класса АВ, несмотря на простую конструкцию, отличающийся очень хорошими параметрами. Считается, что девайсы класса А звучат лучше всех, стоят дороже всех и более других расходуют электроэнергию. При этом устройства класса АВ соперничают с классом A по качеству звучания, расходуют меньше энергии и дешевле.

Параметры усилителя для наушников

Рассмотрим характеристики предлагаемой схемы:

  • выходная мощность (Rн=32 Ом, Ucc=12 В) 800 мВт;
  • уровень нелинейных искажений (Pwy=200 мВт) менее 0,3%;
  • частотная характеристика (-3 дБ) 30 Гц…17 кГц;
  • входное сопротивление (для fwe=2 кГц) 90 кОм;
  • усиление напряжения системы (замкнутый контур) примерно 40 дБ;
  • максимальная выходная мощность (R1=8 Ом, Ucc=12 В) 1,6 Вт;
  • допустимый диапазон напряжения питания 3…15 В;
  • потребление тока в состоянии покоя (на канал) около 6 мА;
  • входной управляющий ток MUT макс. 0,6 мА;
  • входное пороговое напряжение MUT 0,6 В.

На печатной плате, рядом с разъемом Х1, имеется диод D1, благодаря которому схема защищена от неправильного подключения источника питания.

Описание схемы устройства

На рисунке представлена электрическая схема стационарного усилителя для наушников. Оба канала идентичны — усилитель мощности выполнен на базе современной микросхемы TDA7233 фирмы SGS-Thomson. Для правильной работы требуется минимальное количество компонентов. Конденсаторы С3 и С7 улучшают коэффициент демпфирования гула, исходящего от питающей сети, конденсаторы С2 и С6 замыкают цепь отрицательной обратной связи по переменному току. Включение последовательно с элементами С9 и С10 дополнительных резисторов R2 и R4 — 5,1 Ом приводит к изменению (понижению) коэффициента усиления по напряжению силового каскада, что позволяет снизить уровень нелинейных искажений и гармоник в выходном сигнале.

Выходной сигнал подается через разделительные конденсаторы С4 и С8 на выходной разъем стерео мини-джек, к которому напрямую подключается нагрузка. Это могут быть любые магнитодинамические стереонаушники с сопротивлением более 2 Ом. Наилучшие результаты достигаются с наушниками с сопротивлением 32 Ом на канал.

Микросхема TDA7233 имеет довольно интересную особенность: благодаря встроенному в ее структуру блоку отключения (вывод 2) можно, например, легко добавить схему защиты выходного каскада от короткого замыкания нагрузки. Этот вход также можно использовать для любых других целей, но помните, что низкий уровень напряжения на нем включает каскад, а если вход MUT не подключен, усилитель переключается в беззвучный режим. В данном случае вход MUT постоянно подключен к заземлению источника питания.

Печатная плата и компоновка

Со стороны элементов плата размерами 48х60 мм выглядит следующим образом. Сборка простой системы своими руками не требует особого обсуждения.

Правильный монтаж с соблюдением общепринятых правил обеспечит немедленный и безаварийный запуск высококачественного стационарного усилителя.

Перечень элементов устройства

РЕЗИСТОРЫ:

  • R1, R3 — 10кОм;
  • R2, R4 — 5,1Ом;
  • R5, R6 — 1,2Ом
  • R7 — 1кОм.

КОНДЕНСАТОРЫ:

  • С1, С5 — 220нФ;
  • C2, С4, C6, C8, C11, C14 — 100мкФ/25В;
  • С3, С7 — 22мкФ/25В;
  • C4, C8 — 100…470мкФ/16В;
  • С9, С10, С12, С15, С17, С18 — 100нФ;
  • C13, C16 — 10мкФ/16В;
  • C19 — 1000мкФ/16В.

ПОЛУПРОВОДНИКИ:

  • D1 — 1N4001;
  • US1, US2 — TDA7233.

ПРОЧЕЕ:

  • Х1 разъем для печатной платы — KF301-2P;
  • Х2, Х3 стерео разъем — Pj307 3,5 mm.

Маркировка полярных элементов указана на картинке.

Один канал – один транзистор и LM317

Усилитель класса А определяется тем, что транзистор работает на линейной части вольт-амперной характеристики, и при усилении входного сигнала он практически не искажается. При этом транзистор работает в режиме значительного тока покоя и выделяет тепло. В случае мощного усилителя полупроводник просто перегреется, а в применении к маломощному усилителю для наушников такой режим работы вполне рационален. При этом небольшой радиатор все же необходим.

В итоге можно обойтись всего одним каскадом на мощном полевом транзисторе IRF610 (IRF630, IRF740) с небольшим теплоотводом. На нем же размещается и микросхема питания LM317, которая в данном примере используется как источник тока покоя транзистора. Подстроечный резистор 100 кОм в цепи затвора позволяет установить на стоке полевика половину напряжения питания. Таким образом, в режиме покоя транзистор находится в середине вольт-амперной характеристики.

На рисунке представлена схема одного канала. Все резисторы, за исключением выделенного, на 0,25 Вт. Резистор на 5 Ом лучше выбрать мощнее — 0,5-1 Вт. Электролитический конденсатор должен иметь рабочее напряжение, заведомо больше напряжения источника питания. Принципиальная схема оптимизирована на нагрузку 32 Ом. При использовании наушников на 16 Ом следует увеличить ток покоя транзистора, уменьшив сопротивление резистора в цепи LM317. На схеме указано различное обозначение корпуса для ряда элементов. Эта мера позволяет минимизировать шумы схемы.

На практике достаточно воспользоваться уже готовым шаблоном печатной платы, где предусмотрена оптимальная разводка печатных проводников. На сборочном эскизе также указаны точки подключения внешних цепей.

Оптимальное напряжение питания устройства 10-20 В. Подходящий источник питания представлен в следующем разделе.

Схема с большим динамическим диапазоном

Следующий усилитель для наушников имеет большой запас по мощности и понравится любителям громкой музыки. На картинке представлена схема одного канала устройства.

Схема представляет из себя усилитель класса А, и для ее «раскачки» достаточно выходного сигнала звуковой карты. Транзистор VT1 включен по схеме с общим коллектором, транзисторы VT2, VT3 выполняют роль нагрузки входного каскада в качестве источника стабильного тока. Три упомянутых элемента обеспечивают ток базы транзистора VT5, который выступает в качестве источника стабильного тока для VT4. Все транзисторы следует установить на общий радиатор через изолирующие прокладки.

После сборки усилителя подстроечный резистор R2 следует повернуть в среднее положение и в качестве нагрузки подключить резистор сопротивлением 33 Ом. После включения питания с помощью R2 нужно выставить на коллекторе VT5 половину напряжения питания. Ток покоя каждого канала должен быть в пределах 100-200 мА. При необходимости его можно корректировать, подбирая резистор R5.

Для питания усилителя необходим стабилизированный источник питания. Лучше, если для каждого канала будет обеспечено отдельное питание, в том числе трансформатор. Конденсатор С3 – не электролитический. Мощность резисторов 0,25 Вт.

Блок питания усилителя для наушников

Все представленные в данной статье схемы усилителей для наушников могут быть запитаны от такого блока питания. Требовательный меломан может заметить улучшение качества звучания при использовании отдельного источника питания для каждого канала усилителя. Схема стандартная на LM317. Теплоотвод(ы) потребуется и его выбирают в зависимости от тока, потребляемого усилителем. Настройка блока питания заключается в установке требуемого напряжения на выходе с помощью подстроечного резистора. Для удобства смотрите единый перечень элементов источника питания.

РЕЗИСТОРЫ:

  • R1 – 2кОм;
  • R2 – 120Ом.

КОНДЕНСАТОРЫ:

  • С1, С3 – 220мкФ/35В;
  • С2, С – 100нФ.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ:

  • U1 — ЛМ317;
  • U2 — LM337;
  • D1…D6 — 1N4007.
Оцените статью:
1 балл из 52 балла из 53 балла из 54 балла из 55 баллов из 5 (1 оценили на 5,00 из 5)
Loading...Loading...
Поделитесь с друьями!
Практическая электроника и технические поделки для начинающих
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: