Схема унч для высокоомных наушников на микросхемах. Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120. Блок питания УНЧ

16.01.2024 -

Если у вас есть крутые мониторные уши и старая мобилка с мп3 плеером, которая не способна «раскачать» наушники, то эта статья для вас!

Собственно что необходимо для сбора усилителя:

Минимальный набор:

Сама микра TDA 2822 (также можно модификации 2822 М/S или ее аналог КА 2209 )
4 электролитицеских конденсатора 16в – 100 мф (ну вобше кондеры как масло в каше – больше лучше но для наушников 100 мф отличное соотношение размер/качество)
проводки легче разноцветными 20-25 см достаточно с головой.
Паяльник и все для пайки
прямые руки и трезвая голова приветствуется 🙂

Расширенный набор (необязательно) :

гнездо для наушников (можно выдрать с китайского радио)
маленький выключатель (с того же радио)
ферритовые кольца (выдрать можно с усилителей от антенн «сеток»)
Текстолит и все для его травления
Старый утюг
Дрель с тонким сверлом

лазерный принтер, текстолит и все для его травления (если есть желание для сборки на плате)

Перейдем к сборке: Для тех кто не хочет заморачиваться печатными платами можно собрать усилитель навесным монтажом т.е на весу без платы, но конструкция будет хрупкая и ее либо придется прятать в коробок либо все таки собирать на плате.

Навесным монтажом собираем по схеме

Для сбора на плате потребуется текстолит его предварительно зачищаем спиртом или любой другой обезжиривающий жидкостью и ставим сушиться.

нарисовав просто копируем нашу схему несколько раз.

Делаю я для того чтоб после перевода на текстолит выбрать самую удачную версию и травить, чтобы не печатать заново.

Обрезаем края чтоб они нам не мешали.

Сторону где есть печать желательно не трогать.

далее прикладываем напечатанную сторону бумаги к очищенной стороне текстолита и придавливаем это все нагретым утюгом (утюг ставить на макс) 20 – 25 сек. Не думайте что от долгого держания тонер лучше переведется, напротив он станет хрупким и будет крошиться.

По мере намокания бумаги легенькими круговыми движениями своеобразными шариками удаляем бумагу.

Еще раз хорошенько промываем плату (чтоб отодрать ворсинки).

Далее разводим раствор хлорного железа (продается на радио рынках) . Сори но в этот момент на моем теле умерла зарядка ….. и мне было лень ждать его заряда когда раствор ХЖ уже остывал …
Бросаем нашу плату в раствор.

Время травления зависит от температуры жидкости и ее насыщенности ХЖ.

Тем не менее плата после травления выглядит так:

Смываем тонер с дорожек и лудим (для тех кто в танке покрываем слоем олова) его.

Перед лужением я покрываю плату
спирто -канифолиевым раствором после этого плата прекрасно лудиться. На фото отчетливо видна как ужасно выглядит моя плата все из за того что когда смывал после травления тонер протёр пару раз наждачкой что аж дорожки некоторые порвало местами и чтоб не было разрыва в цепи оставил толстый слой олова (но когда тоньше все же выглядит красивее). Далее пробиваем дырочки и собираем.

Думаю дальше не возникнет проблем. На фото видно что микросхема установлена со стороны дорожек, это не совсем правильно, я делал это по тому что у нас на рынке много не рабочих микрух попадалось и выпаивать их с другой стороны было не очень удобно (то дорожку порвеш то еше что) пришлось извращаться. Этот усилитель я использую для компьютерных ушей, его невидно по этому не оч старался делать его красивым.

TDA2822 представляет собой интегрированный звуковой усилитель, который можно использовать как в моно, так и в стерео режиме. Усилитель на этой микросхеме предназначен для применения там, где необходимо небольшое аудио усиление, с малым током потребления, например, его можно использовать как усилитель для наушников. Есть у меня такие наушники, они нормально играют от компьютера, а вот при прослушивании музыки с телефона явно не хватает мощи, подключив такой усилок громкость повышается в разы и еще остается запас.

Напряжение питания: 1,8 – 15 Вольт
Максимальная выходная мощность: 1,4 Watt
Ток потребления при нагрузке: R=32 Ohm и U=6 V в режиме покоя 0.1 mA , а при работе колышется в пределах 10-20ма .

Чуть выше вы видите схему небольшого усилителя с использованием TDA2822. Громкость звука можно регулировать с помощью переменного резистора на 10 кОм. Источник питания 12 вольт будет идеально подходить для питания схемы (будет самая высокая выходная мощность, без учета сопротивления динамиков), но она будет работать и от меньшего напряжения. Микросхема не греется вообще, поэтому теплоотвод использовать не нужно. На первой плате под вход, выход и питание выведены отдельные крупные винтовые крепежи.

Печатную плату можно скачать тут:

Вот вам еще одна схема включения данной микросхемы, а также две печатные платы, которые более удобны для изготовления именно усилителя для наушников, на одной из них нижние резисторы и конденсаторы поверхностного монтажа, а на второй DIP. На них нарисованы дорожки для гнёзд под jack 3,5 мм, вы легко можете под редактировать дорожки и пятачки под свои разъёмы. С такой платкой подключать её к телефону (источнику аудио-сигнала) нужно через специальный провод с двумя джеками, а наушники соответственно в разъём на плате.

(скачиваний: 1406)

Я решил сделать усилитель по второй схеме с использованием резисторов (10k, 4,7) и керамических конденсаторов 100 нФ для поверхностного монтажа (smd). На фото дорожки нарисованные цапонлаком и парнаментным маркером и готовая плата после вытравки в хлорном железе.

Регулирование громкости звучания от самого источника аудио-сигнала вас расстроит, в моём случае это качелька громкости телефона, слишком маленький диапазон. Чтобы улучшить изменение силы звучания его добавьте миниатюрный переменный резистор сопротивлением примерно 10-50 кОм для регуляции силы входного аудио.

Идеально для моей платы подошёл корпус NM5 с размерами 57x38x19 и смешной ценой. Плата в него влезает идеально, для гнёзд входа и выхода просверливаем отверстия нужного диаметра. В корпусе еще остается место для источника энергии. На мой взгляд, лучше всего туда будет запихнуть литий-полимерный аккумулятор вместе с модулем зарядки, к примеру, от юсб. В итоге мы получаем отличный, удобный, компактный усилитель для наушников и небольших динамиков за мизерную цену.

Этот усилитель я использовал для небольших компьютерных наушников, звучание оказалось довольно неплохое, но при большой громкости качество звука заметно падает. Собрал схему, как видите, используя TDA2822 в DIP-8 корпусе, а на плату для удобства припаял колодку. От сопротивления наушников и напряжения питания будет зависеть выходная мощность, нам много не надо, не хотим же мы оглохнуть. Желательно, чтобы динамики были 2x1W/4 Ohm.

Давно хотел сделать отдельный усилитель для наушников - все не было времени, хотя наушники уже купил как два года. Ничего особенного, Sennheiser HD 558, но звук выдают на приемлемом для меня уровне.
Пересмотрел множество схем и перечитал кучу информации и форумов. Хотелось, чтобы схема была простой и качественной по звуку. Размышляя, чего хочу, пришел к выводу, что для наушников нужна относительно небольшая мощность и должен подойти какой-нибудь умощнённый транзисторами ОУ или же просто мощный ОУ с низким THD+N, так сказать «драйвер». И вот подвернулась микруха от TI, специально предназначенная для этих целей, TPA6120.

По своей сути представляющая собой весьма мощный и очень быстродействующий ОУ с чудовищно низким THD+N (ну по крайней мере для меня). Немного полазив в гугле по поводу различных включений микросхемы и конструкций нашёл для себя неплохой вариант на одном сайте чешского радиолюбителя Павла Ружички (Pavel Ruzicka). Микруха включена по неинвертирующей схеме, на входе 50 кОм потенциометр известной японской фирмы ALPS . Решил реализовать именно такой вариант.

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.

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!

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.

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.

Небольшой гитарный усилитель на основе JFET-транзисторов и микросхемы LM386 в усилителе мощности на 1 ватт, можно собрать по приведённой далее схеме и инструкции. Входные каскады предусилителя на двух транзисторах J201 обеспечивают почти ламповый звук, регулируемый темброблок имеет большой диапазон, а мощный ОУ LM386 с выходным каскадом может раскачивать небольшой динамик или любые наушники. Этот проект идеально подходит как небольшой самодельный , со всеми основными функциями фирменных аппаратов:

Тон/громкость/усиление регулируются.
Динамик/наушники на выходе.
Входы для гитары/mp3.
9 В DC питание - стандартный входной разъем.

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.

Блок питания УНЧ

БП выдаёт 9 вольт на всех элементы схемы, также тут имеется защита от обратной полярности подключения и дополнительно установлен фильтр, чтобы удалить малейший шум.

Разъем CONN4 может принять любой тип адаптера на 9 В (отрицательной полярности), он автоматически отключит аккумулятор от схемы, когда внешний сетевой адаптер 9В будет в него подключен.

Стерео Jack входного сигнала гитары используется как выключатель, подключая клемму (-) батареи на массу, когда электрогитара подключена.

Диод D1 - защита усилителя от случайного обратного соединения питания. Светодиод D2 загорается, когда батарея 9 В или адаптер + гитара подключены. Ставьте резистор R14 сопротивлением побольше, чтобы минимизировать ток.

Громкость на входе AUX регулируется с внешнего устройства, это сделано для простоты схемопостроения и чтобы уменьшить уровень возможных помех.

Выходной аттенюатор LM386

Выходная мощность у LM386 слишком высока для наушников для этого сигнал можно ослабить. Частотная характеристика выходного аттенюатора:

Как видите, выходной аттенюатор изменяет АЧХ, уменьшая количество ненужных басов в наушниках. Без аттенюатора (фиолетовый участок): фильтр низких частот, образованный С7 (220uF) и динамиком (будем рассматривать его как 8 Ом), частота среза 90 Гц (рассчитывается как FC=1/(2nRC)), и гармоники ниже 90 Гц будут ослаблены.

Настройка

На этой электросхеме показаны нужные напряжения в контрольных точках схемы, которые должны быть при безошибочной сборке.

Обсудить статью ГИТАРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ НАУШНИКОВ

Наверно многие из вас сталкивались с такой проблемой, когда подключив свои наушники к MP3 плееру или телефону, громкость была недостаточной, иными словами мощности плеера или телефона не хватало для того чтобы обеспечить громкий, чистый звук. И как же быть в этом случае?

Для этого можно собрать усилитель для наушников своими руками. Его схема довольна проста и любой радиолюбитель, неважно, начинающий или опытный сможет сделать его, проявив аккуратность и внимательность.

При создании этого усилителя мне хотелось сделать его необычным, хотелось уйти в сторону от классического пластикового корпуса. Вспомнив что любители моддинга компьютеров часто делают прозрачные корпуса для своих ПК я тоже решил сделать корпус своего усилителя прозрачным. А в качестве изюминки - отказаться от печатной платы и сделать все навесным монтажом.

Разработка схемы велась в программе Eagle . Это классический усилитель на сдвоенном операционнике OPA2107 .

Ниже приведена схема усилителя для наушников своими руками:

Список необходимых деталей для блока питания усилителя:

Разъем питания;
Светодиод 5 мм (любого цвета);
R1LED - резистор номиналом от 1К до 10К (1 Вт);
CP1, CP2 - электролиты 470 мкФ (на напряжение 35 или 50 Вольт);
RP1, RP2 - 4,7К (1 Вт);

Список деталей для усилителя:

IC1 - сдвоенный операционный усилитель OPA2107;
(примечание - на принципиальной схеме операционный усилитель обозначен как OPA2132, дело в том что вначале я планировал использовать его);
C1L, C1R - 0.68 мкФ 63 В (для входного аудио сигнала);
C2, C3 - 0,1 мкФ (пленочные, для стабилизации операционного усилителя);
R2L, R2R - 100К (0,5 Вт);
R3L, R3R - 1К (0,5 Вт);
R4L, R4R - 10К (0,5 Вт);
R5L, R5R - перемычка (не обязательно);
Стерео джек - 2 шт;

Так как я решил сделать все навесным монтажом, то я приступил к изготовлению каркаса. Здесь вам понадобятся аккуратность и внимательность, т.к. корпус будет прозрачным и любые недочеты сразу же будут видны.

Для шины питания я использовал одножильный медный провод, 1 мм толщиной, взятый из обрезков кабеля которые использовались для домашней электропроводки.

В качестве блока питания отлично подойдет любой трансформаторный блок питания с напряжением 12 Вольт и выходным током от 300 мА. Желательно использовать трансформаторный БП, так как использование импульсных может привести к наводкам (будет слышен постоянный гул в наушниках).

Для разъема питания я использовал вот такой разъем: (центральный контакт это плюс питания).

Для того чтобы формировать одинаковые выводы резисторов и проводов я использовал обычную отвертку. Вы можете использовать разные диаметры для больших или меньших радиусов.

Немного ниже вы можете увидеть разводку блока питания. На входе у блока питания 12 Вольт, которые затем с помощью делителя напряжения (резисторов RP1 и RP2, по 4.7 кОм) превращаются в +6 Вольт и −6 Вольт. Дело в том, что для операционного усилителя необходимо двухполярное питание. Провод в центре - это так называемая «виртуальная земля», которая ни в коем случае не должна соединятся с настоящей землей (на разъеме питания).

Два больших конденсатора на 470 мкФ 50 Вольт в паре с конденсаторами по 0,1 мкФ необходимы для того, чтобы уменьшить наводки на ОУ и повысить стабильность его работы. Для этого нужно постараться расположить их как можно ближе к выводам ОУ.

Вот еще несколько фотографий с разных ракурсов, на которых видно как я выполнил монтаж.

После того, как вы закончили пайку можно приступить к проверке усилителя. Небольшой совет, для проверки не нужно использовать свои самые классные наушники, достаточно каких-то простых. Дело в том, что если Вы где-то запутались и припаяли детали не по схеме, то вполне возможен такой вариант при котором вы испортите свои наушники. Но надеюсь что при проверке у вас все будет хорошо.

Так как усилитель в дальнейшем будет заливаться эпоксидной смолой, то я решил немного приподнять его, чтобы при заливке он оказался точно по центру корпуса. Для этого я припаял небольшие выводы снизу.

Я подумал что было бы неплохо еще чуть-чуть облагородить дизайн усилителя и поэтому решил распечатать наклейки на аудио разъемы. Я подготовил их в Adobe Photoshop , затем распечатал на тонкой фотобумаге и приклеил к разъемам на двусторонний скотч.

В течении некоторого времени я размышлял над дизайном корпуса и материалом из которого будет сделана форма для заливки. Я остановил свой выбор на 1,5 мм пластике, он отлично режется обычным канцелярским ножом, оставляя при этом очень ровный край.

Затем я разработал форму для заливки, используя все тот-же Eagle . Вырезав все части я приступил к сборке. Для того чтобы облегчить эту процедуру я сначала прихватил все углы с помощью суперклея, затем 2 раза проклеил каждый шов, что обеспечило полную герметичность.

Самый простой способ узнать объем эпоксидной смолы для заливки это залить форму водой, а затем вылить содержимое в чашку и узнать получившийся объем и вес. Конечно, можно измерить объем с помощью линейки - но способ с водой показался мне проще.

Для заливки я использовал прозрачную эпоксидную смолу. Конкретно для этой смолы соотношение отвердителя и смолы должно быть 1: 50. Было довольно сложно отмерить такое малое количество отвердителя, для этого пригодились ювелирные весы. А вообще же, для разных марок эпоксидных смол соотношение отвердителя и смолы различается, смотрите инструкцию.

Смешанную смолу необходимо медленно вливать по стенке формы, для того чтобы избежать появления пузырьков. На картинке ниже видно что при заливке смолы я налил немного больше чем требуется, смола при этом не выливается благодаря поверхностному натяжению. Это нужно потому что эпоксидная смола при затвердевании немного уменьшается в размерах.

При затвердевании эпоксидной смолы происходит обильное выделение тепла (в моем случае температура была 62 градуса). Затем форма накрывается, для того чтобы предотвратить попадание пыли и мусора на поверхность.

Я оставил затвердевать эпоксидную смолу на сутки. По прошествии этого времени она высохла и я приступил к снятию формы. Для этого я использовал ленточную шлифмашину.

Затем с помощью фрезера я сточил фаски и все острые углы.

Для полировки корпуса я сначала использовал наждачную бумагу с зернистостью 600, а окончательную полировку проводил «на мокрую» 1200-й мелкозернистой наждачкой.