UCH схема за слушалки с висок импеданс на микросхеми. Усилвател за слушалки, базиран на специализиран чип TPA6120. ULF захранване

16.01.2024 -

Ако имате готини мониторни уши и стар мобилен телефон с MP3 плейър, който не може да „изпомпва“ слушалките, тогава тази статия е за вас!

Всъщност какво е необходимо за сглобяване на усилвателя:

Минимален набор:

Самата Микра TDA 2822(може също да се модифицира 2822 M/Sили негов еквивалент KA 2209)
4 електролитен кондензатор 16v – 100 mf(е, като цяло кондерите са като масло в каша - по-големите са по-добри, но за 100 mf слушалки има отлично съотношение размер/качество)
Окабеляването е по-леко, многоцветно 20-25 см е достатъчно за главата.
Поялник и всичко за запояване
прави ръце и трезва глава са добре дошли :)

Разширен набор (по избор):

жак за слушалки (може да се скъса от китайско радио)
малък превключвател (от същото радио)
феритни пръстени (могат да бъдат извадени от усилватели от "решетъчни" антени)
Текстолит и всичко за ецването му
Старо желязо
Пробийте с тънко свредло

лазерен принтер, текстолит и всичко за ецване (ако има желание за монтаж на платка)

Нека да преминем към сглобяването: За тези, които не искат да се занимават с печатни платки, можете да сглобите усилвателя чрез повърхностен монтаж, тоест плаващ без платка, но структурата ще бъде крехка и ще трябва или да се скриете го в кутия или все пак го сглобете на дъска.

Сглобяваме с помощта на шарнирна инсталация съгласно диаграмата

За да го съберете върху дъската, ще ви трябва текстолит, първо го почистете със спирт или друга обезмасляваща течност и го оставете да изсъхне.

След като го нарисуваме, ние просто копираме нашата диаграма няколко пъти.

Правя това, за да мога след като го прехвърля на текстолит, да избера най-сполучливия вариант и да го гравирам, за да не го отпечатвам отново.

Подрязваме ръбовете, така че да не ни пречат.

Препоръчително е да не докосвате страната, където има уплътнение.

След това нанасяме отпечатаната страна на хартията върху почистената страна на печатната платка и я притискаме с нагрята ютия (задайте ютията на максимум) за 20 - 25 секунди. Не мислете, че ако го държите дълго време, тонерът ще стане по-добър, напротив, ще стане крехък и ще се рони.

Когато хартията се намокри, отстранете хартията с леки кръгови движения с вид на топчета.

Още веднъж изплакнете добре дъската (за да отстраните всички мъхове).

След това разреждаме разтвор на железен хлорид (продава се на радиопазарите). Съжалявам, но в този момент зарядът на тялото ми умря..... и ме мързеше да чакам да се зареди, когато разтворът на CJ вече изстиваше...
Хвърляме нашата дъска в разтвора.

Времето за ецване зависи от температурата на течността и нейното насищане с течна течност.

Независимо от това, дъската след ецване изглежда така:

Измиваме тонера от пистите и го калайдисваме (за тези, които са в резервоара, покриваме го със слой калай).

Преди калайдисване намазвам дъската
След това дъската може да се калайдиса идеално със спиртно-колофонов разтвор. Снимката ясно показва колко ужасно изглежда дъската ми, всичко това, защото когато измих тонера след ецване, го изтърках няколко пъти с шкурка, така че някои от пистите бяха скъсани на места и така че нямаше счупване веригата, оставих дебел слой калай (но когато е по-тънък, пак изглежда по-красив). След това пробиваме дупки и сглобяваме.

Мисля, че няма да има повече проблеми. Снимката показва, че микросхемата е инсталирана отстрани на пистите, това не е съвсем правилно, направих това, защото се натъкнахме на много неработещи микрочипове на пазара и не беше много удобно да ги запояваме от другата страна (щеше да разкъсаш пистата или нещо друго) трябваше да се извратя. Използвам този усилвател за компютърни уши, той е невидим, така че не се опитах много да го направя красив.

TDA2822 е интегриран аудио усилвател, който може да се използва както в моно, така и в стерео режим. Усилвателят на този чип е предназначен за приложения, където е необходимо малко аудио усилване, с ниска консумация на ток, например може да се използва като усилвател за слушалки. Имам тези слушалки, те играят нормално от компютъра, но когато слушате музика от телефона, явно няма достатъчно мощност, свързвайки такъв усилвател, силата на звука се увеличава значително и все още има резерв.

Захранващо напрежение: 1,8 – 15 волта
Максимална изходна мощност: 1,4 вата
Консумация на ток при натоварване: R=32 омаИ U=6 Vв режим на почивка 0,1 mA, а по време на работа се колебае в рамките 10-20ma.

Точно по-горе виждате малка усилвателна верига, използваща TDA2822. Силата на звука може да се регулира с помощта на променлив резистор 10 kOhm. Захранване от 12 волта ще бъде идеално за захранване на веригата (то ще има най-високата изходна мощност, без да включва импеданса на високоговорителите), но ще работи с по-малко напрежение. Микросхемата изобщо не се нагрява, така че няма нужда да използвате радиатор. На първата платка има отделни големи винтове за входа, изхода и захранването.

Печатната платка може да изтеглите от тук:

Ето още една електрическа схема за свързване на тази микросхема, както и две печатни платки, които са по-удобни за създаване на усилвател за слушалки, едната от тях има по-ниски резистори и кондензатори за повърхностен монтаж, а втората има DIP. Върху тях са начертани релсите за гнездата за 3,5 мм жакове; С такава платка трябва да я свържете към телефона (източник на аудио сигнал) чрез специален проводник с два жака и съответно слушалки към конектора на платката.

(изтегляния: 1406)

Реших да направя усилвател, използвайки втората верига, използвайки резистори (10k, 4.7) и 100nF керамични кондензатори за повърхностен монтаж (smd). На снимката се виждат пистите, начертани с цапонлък и маркер за перманент и готовата дъска след ецване в железен хлорид.

Регулирането на силата на звука от самия аудио източник ще ви разстрои, в моя случай това е бутонът за сила на звука на телефона, диапазонът е твърде малък. За да подобрите промяната в силата на звука, добавете миниатюрен променлив резистор със съпротивление от приблизително 10-50 kOhm, за да регулирате силата на входното аудио.

Корпусът NM5 с размери 57x38x19 и смешна цена беше идеален за моята платка. Платката пасва идеално в нея; пробиваме отвори с необходимия диаметър за входните и изходните гнезда. В корпуса все още има място за източник на енергия. По мое мнение би било най-добре да поставите там литиево-полимерна батерия заедно с модул за зареждане, например от USB. В резултат на това получаваме отличен, удобен, компактен усилвател за слушалки и малки високоговорители на ниска цена.

Използвах този усилвател за малки компютърни слушалки, звукът се оказа доста добър, но при висока сила на звука качеството на звука пада забележимо. Както можете да видите, сглобих веригата с помощта на TDA2822 в пакет DIP-8 и запоих конектор към платката за удобство. Изходната мощност ще зависи от съпротивлението на слушалките и захранващото напрежение, не ни трябва много, не искаме да оглушаваме. Желателно е колоните да са 2х1W/4 Ohm.

Отдавна исках да направя отделен усилвател за слушалки - нямах време, въпреки че вече купих слушалки от две години. Нищо особено, Sennheiser HD 558, но звука е на приемливо за мен ниво.
Прегледах много диаграми и прочетох много информация и форуми. Исках веригата да е проста и с висококачествен звук. Мислейки какво искам, стигнах до извода, че слушалките се нуждаят от сравнително малко мощност и някакъв вид операционен усилвател, захранван от транзистори, или просто мощен операционен усилвател с нисък THD+N, „драйвер“, така да се каже, трябва да е подходящо. И тогава се появи микрочип от TI, специално проектиран за тези цели, TPA6120.

В основата си той е много мощен и много бърз операционен усилвател с чудовищно нисък THD+N (е, поне за мен). След като сърфирах малко в Google за различни включвания и дизайни на микросхеми, намерих добър вариант за себе си на един уебсайт на чешкия радиолюбител Павел Рузичка. Микрофонът е свързан по неинвертираща схема, като на входа има потенциометър 50 kOhm на известната японска фирма ALPS. Реших да приложа точно тази опция.

Схема на усилвател за слушалки на базата на TPA6120 и захранване

Моят вариант на схемата

захранващ блок

След като проучих листа с данни на TPA6120, все пак направих някои промени във веригата. Така наречените блокиращи кондензатори в оригинала са филмови, но листът с данни силно препоръчва използването на SMD керамични кондензатори и дори възможно най-близо до захранващите клеми - за да се елиминира възможното възбуждане на усилвателя.
В интерес на истината бях най-развълнуван и уплашен, микросхемата е много бързодействаща.

Този страховит PowerPAD е победен.

Поради липсата на опит в производството на двустранни печатни платки, беше решено платката да бъде едностранна. И тогава се появи друг проблем. Поради факта, че микрочипът е много мощен за своя размер, той има подложка за радиатор на "корема" си - PowerPAD, която е запоена към подложката под микросхемата и също служи като общ проводник.
Някак си отхвърлих неприятните мисли и реших, че ще го запоя по някакъв начин. Но на първо място.

Започнах да търся необходимите компоненти и веднага стана ясно, че местните нямат TPA6120, да не говорим за ALPS. Великият китайски брат отново помага, той поръча микросхема TPA6120 и потенциометър ALPS на Aliexpress.
Купих корпуса, трансформатора и други дребни неща от местните. След като всичко беше под ръка, минаха още 4 месеца преди да взема... ютия.

При проектирането на платката на усилвателя обърнах специално внимание на разположението на резисторите в съответствие с листа с данни, така че да има най-къси разстояния от краката на входовете и изходите към резисторите, така че да няма възбуждане. И сега дъските са гравирани, пробити и калайдисани. И тук сериозно започнах да мисля как да запоя този сложен PowerPAD и какво да правя с него като цяло.

Обратно в Интернет. Намерих интересно решение в един от форумите. Без пистолет за запояване и двустранна печатна платка с метализирани отвори има само един изход: пробийте дупка под микросхемата и през нея се опитайте да запоите домашен радиатор към PowerPAD на микросхемата.

Пробвах тази предложена опция:пробива се дупка от 1,5 мм, взема се медна жица, калайдисва се и се навива на спирала около свредло от 0,8 мм (навих го около игла) с дължина 2-3 см. Микросхемата се позиционира и хваща, спиралата се спуска дупката и цялата се пържи с 40 ватов поялник , естествено с добавка на спойка и флюс. Целта е не само да се запои спиралата, но и да се гарантира, че краищата на PowerPAD подложката също са запоени към печатната платка.

Ето я моята охладителна система за TPA6120. Виждате ли странната „пролет“ в центъра?

Задържах поялника за няколко секунди и всичко се получи!Всичко се оказа по-просто, отколкото си мислех. Благодаря на добрия човек за идеята!

Звук

Платките са готови, свързвам всичко с жици, бърза проверка. Няма постоянен изход, свързвам си DAC, Senheisers, включвам “The Dark Side Of The Moon” и се наслаждавам... Вероятно описването на звука и особено на качеството му е неблагодарна работа, просто трябва да го чуете сами .
Като цяло ще кажа, че наистина ми хареса звукът в целия честотен диапазон. На слух има минимално изкривяване, при мен просто няма. Преди слушах моите слушалки Sennheiser HD 558 с вградена звукова карта. Сега просто не ги познах! Появи се бас и звукът беше много детайлен.

Обща сума

Ние пеем. Вълнение няма и слава Богу, за щастие бяха взети всички мерки за това. Съмнявах се, че бобината ще разсейва добре топлината, затова я оставих за час с музика на прилична сила на звука, пипнах микробобината - усетих 30-35 градуса. Бобината е топла, подложката от обратната страна също е леко топла, което означава, че микробобината е запоена нормално, топлината се разсейва добре и тук се успокоих.

И започна най-трудното и болезнено нещо за мен - да събера всичко в кутията. Няколко вечери с бормашина, клещи, отвертки, пили и много нецензурни думи! Ура, напъхах дъските в касата. Корпусът се оказа твърде голям за усилвателя, но е удобен за монтиране и изглежда по-солиден в голяма кутия. Остава само една задача: да се направят надписи на предния панел. Но това е съвсем различна история.

Малък китарен усилвател, базиран на JFET транзистори и чип LM386 в 1-ватов усилвател на мощност, може да бъде сглобен с помощта на следната диаграма и инструкции. Входните етапи на предусилвателя на два транзистора J201 осигуряват почти лампов звук, регулируемият контрол на тона има голям обхват, а мощният операционен усилвател LM386 с изходен етап може да управлява малък високоговорител или всякакви слушалки. Този проект е идеален като малък домашен, с всички основни функции на маркови устройства:

Регулируем тон/сила на звука/усилване.
Изход за високоговорител/слушалки.
Входове за китара/mp3.
9 V DC захранване - стандартен входен конектор.

Електрическа верига на китарен усилвател

Чертеж на печатна платка (без файл)

Веригата може условно да бъде разделена на 5 блока: входен етап, използващ JFET транзистори, контрол на тона, предусилвател, усилвател на мощност на LM386 и захранване. Входното стъпало изолира усилвателя от китарата, като същевременно поддържа качеството на сигнала. След това контролът на тона оформя желаната честотна характеристика, като добавя повече баси/високи честоти, ако е необходимо.

С JFET транзистори, предусилвателят ще усили сигнала след контрола на тона и ще го подготви за усилвателя на мощността, като в крайна сметка ще получи до 1 ват. Допълнителен AUX/MP3 вход ви позволява да свържете метроном, MP3 плейър и поддръжка за външни аудио записи.

ULF захранване

Захранването захранва 9 волта към всички елементи на веригата, има и защита срещу обратна полярност на връзките и е монтиран допълнителен филтър за отстраняване на най-малкия шум.

Конекторът CONN4 може да приеме всякакъв тип 9V адаптер (отрицателна полярност), той автоматично ще изключи батерията от веригата, когато външен 9V AC адаптер е свързан към него.

Стерео входният жак на китарата се използва като превключвател, свързващ (-) клемата на батерията със земята, когато електрическата китара е свързана.

Диод D1 - предпазва усилвателя от случайно обратно захранване. LED D2 светва при свързване на 9V батерия или адаптер + китара. Поставете резистор R14 с по-високо съпротивление, за да минимизирате тока.

Силата на звука на AUX входа се контролира от външно устройство; това се прави, за да се опрости схемата и да се намали нивото на възможните смущения.

Изходен атенюатор LM386

Изходната мощност на LM386 е твърде висока за слушалки; сигналът може да бъде отслабен за тази цел. Честотна характеристика на изходния атенюатор:

Както можете да видите, изходният атенюатор променя честотната характеристика, намалявайки количеството ненужни баси в слушалките. Без атенюатор (лилава секция): нискочестотен филтър, образуван от C7 (220uF) и високоговорител (нека го приемем за 8 ома), граничната честота е 90 Hz (изчислена като FC=1/(2nRC)) и хармоници по-долу 90 Hz ще бъдат отслабени.

Настройки

Тази електрическа диаграма показва необходимите напрежения в контролните точки на веригата, които трябва да присъстват за безпогрешен монтаж.

Обсъдете статията КИТАРЕН УСИЛВАТЕЛ ЗА СЛУШАЛКИ

Вероятно много от вас са се сблъскали с такъв проблем, когато след като сте свързали слушалките си към MP3 плейър или телефон, силата на звука е била недостатъчна, с други думи, мощността на плейъра или телефона не е била достатъчна, за да осигури силен и ясен звук. И какво да направите в този случай?

За да направите това, можете да сглобите усилвател за слушалки със собствените си ръце. Схемата му е доста проста и всеки радиолюбител, независимо дали е начинаещ или опитен, може да го направи, показвайки точност и внимание.

Когато създавах този усилвател, исках да го направя необичаен, исках да се отдалеча от класическия пластмасов корпус. Спомняйки си, че феновете на компютърното модифициране често правят прозрачни кутии за компютрите си, аз също реших да направя корпуса на моя усилвател прозрачен. И като акцент - да изоставим печатната платка и да направим всичко повърхностно монтирано.

Разработването на схемата е извършено в програмата орел. Това е класически двоен операционен усилвател. OPA2107.

По-долу е схема за усилвател за слушалки „направи си сам“:

Списък на необходимите части за захранването на усилвателя:

Конектор за захранване;
LED 5 мм (всеки цвят);
R1LED - резистор с номинална мощност от 1K до 10K (1 W);
CP1, CP2 - електролити 470 uF (за напрежение 35 или 50 волта);
RP1, RP2 - 4.7K (1 W);

Списък на частите на усилвателя:

IC1 - двоен операционен усилвател OPA2107;
(забележка - в електрическата схема операционният усилвател е обозначен като OPA2132, факт е, че първоначално планирах да го използвам);
C1L, C1R - 0.68 uF 63 V (за аудио входен сигнал);
C2, C3 - 0.1 µF (филм, за стабилизиране на операционния усилвател);
R2L, R2R - 100K (0,5 W);
R3L, R3R - 1K (0,5 W);
R4L, R4R - 10K (0,5 W);
R5L, R5R - джъмпер (по избор);
Стерео жак - 2 бр.;

Тъй като реших да направя всичко на панти, започнах да правя рамката. Тук ще имате нужда от точност и внимание, защото... кутията ще бъде прозрачна и всички дефекти ще бъдат незабавно видими.

За захранващата шина използвах едножилен меден проводник с дебелина 1 мм, взет от кабелни остатъци, използвани за домашно окабеляване.

Всяко трансформаторно захранване с напрежение от 12 волта и изходен ток от 300 mA или повече е идеално като захранване. Препоръчително е да използвате трансформаторно захранване, тъй като използването на импулсни може да доведе до смущения (в слушалките ще се чува постоянно бръмчене).

За конектора за захранване използвах този конектор: (централният контакт е захранващият плюс).

За да оформя еднакви клеми на резистори и проводници, използвах обикновена отвертка. Можете да използвате различни диаметри за по-големи или по-малки радиуси.

Малко по-надолу можете да видите кабелите за захранване. На входа на захранването има 12 волта, които след това се преобразуват в +6 волта и −6 волта с помощта на делител на напрежение (резистори RP1 и RP2, 4,7 kOhm всеки). Факт е, че операционният усилвател изисква двуполярно захранване. Проводникът в центъра е така нареченото „виртуално заземяване“, което при никакви обстоятелства не трябва да се свързва с реалното заземяване (при захранващия конектор).

Необходими са два големи 470 µF 50 волтови кондензатора, съчетани с 0,1 µF кондензатори, за да се намалят смущенията в операционния усилвател и да се увеличи стабилността на неговата работа. За да направите това, трябва да се опитате да ги поставите възможно най-близо до терминалите на операционния усилвател.

Ето още няколко снимки от различни ъгли, които показват как съм направил монтажа.

След като приключите със запояването, можете да започнете да проверявате усилвателя. Малък съвет, не е нужно да използвате най-готините си слушалки, за да проверите, някои прости ще са достатъчни. Факт е, че ако се объркате някъде и запоявате частите не според схемата, тогава е напълно възможно да съсипете слушалките си. Но се надявам, че като провериш всичко ще е наред.

Тъй като усилвателят по-късно ще бъде напълнен с епоксидна смола, реших да го повдигна малко, така че при изливането да е точно в центъра на тялото. За да направя това, запоих малки щифтове от дъното.

Реших, че би било хубаво да прецизирам още малко дизайна на усилвателя и затова реших да отпечатам стикери за аудио конекторите. Приготвих ги в Адобе Фотошоп, след това го отпечата на тънка фотохартия и го залепи към конекторите с двойнозалепваща лента.

От известно време обмислям дизайна на тялото и материала, от който ще бъде изработена формата за изливане. Избрах 1,5 мм пластмаса, реже идеално с обикновен канцеларски нож, оставяйки много гладък ръб.

След това проектирах формуляра за попълване, използвайки същото орел. След като изрязах всички части, започнах да сглобявам. За да улесня тази процедура, първо хванах всички ъгли със суперлепило, след което залепих всеки шев два пъти, което осигури пълна плътност.

Най-лесният начин да разберете обема на епоксидната смола за изливане е да напълните формата с вода, след това изсипете съдържанието в чаша и разберете получения обем и тегло. Разбира се, можете да измерите обема с линийка - но методът с вода ми се стори по-лесен.

Използвах прозрачна епоксидна смола, за да го запълня. За тази конкретна смола съотношението на втвърдителя към смолата трябва да бъде 1:50. Беше доста трудно да се измери такова малко количество втвърдител; бижутерските везни бяха полезни за това. Като цяло, за различните марки епоксидни смоли съотношението на втвърдителя към смолата варира, вижте инструкциите.

Смесената смола трябва да се излива бавно отстрани на формата, за да се избегнат мехурчета. На снимката по-долу се вижда, че при изливането на смолата излях малко повече от необходимото, но смолата не се разтече поради повърхностно напрежение. Това е необходимо, тъй като епоксидната смола се свива леко по размер, докато се втвърдява.

При втвърдяване на епоксидната смола се отделя много топлина (в моя случай температурата беше 62 градуса). След това формата се покрива, за да се предотврати достигането на прах и отломки до повърхността.