cashback

Высококачественный усилитель для наушников на ОУ по разумной цене

Любые наушники являются непростой нагрузкой для источника звука. Особо справедливо это высказывание когда наушники арматурные, гибридные, изо/орто-динамические или какие-то еще более экзотические. Подавляющее большинство источников звука не способно выдать достаточный уровень сигнала для высокоомных наушников. А если наушники низкоомные то обычно начинаются проблемы, связанные с невозможностью обеспечить требуемый ток. Как результат — искажения, звук становится унылым, плоским, непроработанным, нижний регистр вязнет в каше и тд и тп.

Сегодняшнее развитие электроники привело к появлению операционных усилителей (ОУ) с просто невероятными параметрами. Но стоимость многих из них не такая уж и маленькая, как впрочем и стоимость любых деталей высшего качества. Однако несомненным плюсом ОУ является их взаимозаменяемость. И абсолютно никто не мешает собрать усилитель для наушников на ОУ которые есть под рукой, а со временем прикупить более дорогие микросхемы.

Усилитель для наушников, построенный на любом ОУ, при достаточной величине питающего напряжения, может легко обеспечить требуемый уровень сигнала. Однако большинство усилителей не способно выдать в нагрузку требуемый ток. Помимо выходного тока, для обеспечения достойного качества звука, операционный усилитель должен обладать как наименьшими искажениями, иметь как широкую полосу пропускания и обладать большой скоростью нарастания сигнала.

С чего все началось

Бродя по бескрайним просторам всемирной помойки, кладезю знаний — интернету, наткнулся на интересный ПДФ файл от компании Burr Brown. Название этого файла значится так: DOUBLE THE OUTPUT CURRENT TO A LOAD WITH THE DUAL OPA2604 AUDIO OP AMP. Дословно название переводится на русский как: Удвоение выходного тока в нагрузку двумя аудио ОУ OPA2604. Файл состоит из двух страниц, где ценность представляла только первая. Но чем же он так интересен? — Это вариант усилителя для наушников на ОУ. Но не просто усилитель, а хитрый усилитель. Вот собственно и он:

усилитель для наушников своими руками, схема усилителя для наушников

Burr-Brown конечно же рекомендует ставить в качестве ОУ свои OPA2604. Выходной ток этих ОУ может достигать 35мА, а в пике 41мА. Чтобы не спалить выходы ОУ, для ограничения по току, установлены резисторы R3 и R4 по 51 Ому, которые соединяются на выходе и суммируют токи каждого ОУ. Как следствие, на выходе схемы ток получается удвоенный, т.е. 70мА. Другие два резистора на схеме определяют коэффициент усиления, но о них позже, а пока определимся с главным компонентом ампа — ОУ

Выбор подходящего ОУ для усилителя

Несомненно OPA2604 хороший операционник как по характеристикам, так и по звуку. По ним много положительных отзывов. Так же его можно заменить чуточку более дешевым братом OPA2134. Оба операционника считаются весьма музыкальными и часто применяются в высококачественной аудио аппаратуре.

Напоровшись на эту схему, появилось ярое желание воплотить ее в железе и послушать. Проблема была в том, что эти ОУ были доступны только под заказ, а хотелось собрать за вечер на коленке, поэтому заказав OPA полез бомбить запасы деталек))

Встречал упоминания на форумах, что в таком включении хорошо звучит всеми любимая и достаточно дешевая NE5532. Но в закромах родины было отрыто два LM833 и роль подопытных пришлось примерять на себе им. Приглянуло еще и то, что они были в корпусах dip8. Так что впаял сокеты, в надежде заменить позже чем-то еще более интересным.

усилитель для наушников своими руками, микросхема схема усилителя для наушников

Итак, LM833 — операционные усилители предназначенные для применения в высококачественных аудио цепях. По крайней мере так говорит даташит. При этом они на порядок дешевле тех же OPA но немного дороже NE5532. Хорошее соотношение цена/качество.

Отзывы о микросхеме противоречивы и часто упминается, что микросхема имеет низкий выход. Пришлось перечитать несколько даташитов на эту микросхему, чтобы выяснить выходной ток, который LM833 способна выдать. Как оказалось, ее максимальный ток, при напряжении питания ±12 вольт составляет 36 мА. Так что включив по представленной схеме мы должны получить достаточную выходную мощность.

Этот же даташит на LM833 определяет допустимый диапазон питающих напряжений от ±5 до ±18 вольт. Для питания микросхемы использовался литиевый аккумулятор на 3.7 вольта для положительного напряжения, а отрицательное подавалось с инвертора напряжения на MAX660. Даже при таком низком недокументированном напряжении питания ( ±3.7 В) микросхема практически не теряет в звуке и прекрасно справляется даже с гибридными арматурно-динамическими наушниками сопротивлением в 10 Ом. Уверен, подобный самодельный усилитель придется по вкусу многим.

Схема усилителя для наушников

Вот так выглядит исходная схема:

усилитель для наушников своими руками, схема усилителя для наушников

Ничего не изменилось, я просто ее перерисовал без лишних надписей. Как уже было сказано, резисторы R3 и R4 номиналом по 51 Ому ограничивают выходной ток. Если ваш выбор пал на другой ОУ, который может обеспечить в нагрузку бОльший ток, то величины этих резисторов следует снизить. Для LM833 можно оставить как есть.

Резисторы R1 и R2 задают коэффициент усиления, который определяется формулой

K= 1+ R2/R1

Коэффициент усиления я задал равным трем. Для этого в качестве резистора R2 было установлено 15кОм, а в качестве R1 два резистора по 15 кОм в параллель. Желательно использовать резисторы точностью не хуже 1%.

Доводим схему до ума

Представленная в даташите схема несколько неполная и отражает лишь самое главное. Для нормально работы следует сделать привязку входа по току к земле (R6). Еще совсем не лишним будет добавить цепь общей обратной связи конденсатор небольшой емкости(С2), для исключения самовозбуждения

усилитель для наушников своими руками, схема усилителя для наушников на ОУ

Я не сторонник конденсаторов по входу. Однако зачастую заранее не известно каков будет выступать источником сигнала, и насколько там возможно присутствие постоянного напряжения. Да и наверняка вы возникнет желание установить по входу переменный резистор для регулировки уровня. В таком случае конденсаторы послужат развязкой. Лучше установить прославленные для звуковых цепей Wima, но можно обойтись и другими конденсаторами приличного качества. Емкость можно снизить до 2.2 мкФ.

Если вас смущают предложенные входные цепи, то вероятно вас успокоит мое признание, что я решил не изобретать велосипед и нагло позаимствовал их у усилителя для наушников FiiO Olympus E10. Переменный резистор у него кстати на 50 кОм.

Важные моменты

Очень важным моментом для любого ОУ являются вопросы качества и стабильности питания. Чтобы облегчить жизнь операционному усилителю следует непосредственно с ножек питания кинуть на землю конденсаторы емкостью 47-100 мкФ. Лучше использовать танталовые или другие конденсаторы с низким ERS. Параллельно им следует установить емкости по 0.1мкФ. Такие рекомендации вы можете так же найти в большинстве даташитов по ОУ. Танталовые конденсаторы помогут ОУ на низких частотах, особенно в пиковые моменты, когда резко нужен большой ток. А конденсаторы 0.1 мкФ требуются для минимизации ВЧ помех приходящих по шинам питания.

При разводке печатной платы, либо паке на макетке рекомендуется делать все дорожки как можно короче. Входные цепи усилителя желательно располагать как можно дальше от выхода. Категорически не рекомендуется делать замкнутое кольцо из земляной шины по периметру платы.

Каждый канал усилителя лучше собирать на отдельном корпусе сдвоенного ОУ. В таком случае взаимовлияние каналов будет минимальным. Это поспособствует увеличению ширины и глубины стереобазы, которые у данного усилителя оказались очень приличными.

Вместо заключения

Вот так, на ваших глазах, родилась схема качественного и при этом достаточно бюджетного усилителя. Цена усилитель и правда получился весьма разумной и определяется в первую очередь стоимостью ОУ, а во вторую стоимостью конденсаторов по входу и по питанию. Собрать такой усилитель для наушников своими руками не составит особого труда, т.к.

Честно говоря, я не ожидал такого интересного звука от этих операционников. Примененный LM833 в описанной схеме проявил себя с очень хорошей стороны. Даже если ставить Виму по входу и тантал по питанию это совсем не вызовет анарексии вашего кошелька. А что касается качества звука LM833, то лично для меня эта воздушная и глубокая подача очень даже по душе и я предпочел оставить усилитель без замены микросхем.

Всем звука!

Статья была написана исключительно для сайта AudioGeek.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.