УНЧ для наушников. Качество в простоте, плюс бесшумность

Усилитель к наушникам был создан не просто как развлечение, а по реальной необходимости, потому что часто приходится путешествовать на общественном транспорте. К сожалению, слушать музыку и аудиокниги на 32-омных наушниках с обычного mp3-плеера было бессмысленно. Он выдавал всего 2 х 5 мВт даже при 16 Ом, поэтому на 32 Омах вместо музыки были слышны окружающие звуки.

Стерео усилитель звука на TDA7262

Hi – Fi усилитель на два канала.

У этой микросхемы большой диапазон напряжения по питанию, а ток на выходе достигает 3,5 ампер. Также доступна функция ожидания и защита от кз и перегрева во время работы.

Предельные характеристики микросхемы

Рекомендации по правильной сборке усилителя звука своими руками

Устройство для усиления качества звука, собранное в домашних условиях на основе микросхем серий TDA и их аналогов, выделяет много тепла. Для охлаждения нужна радиаторная решетка подходящего размера в зависимости от модели самой микросхемы и мощности усилителя. В корпусе нужно предусмотреть место для нее.

Преимущество аппарата, изготовленного своими руками в низком потреблении энергии, что позволяет использовать его в автомобилях, подключив к аккумулятору, а также в дороге или дома с помощью батареи. Потребляемая мощность зависит от необходимой степени усиления сигнала. Некоторым изготовленным моделям требуется напряжение тока всего лишь в 3 Вольта.

К сборке усилителя звука применим серьезный и ответственный подход во избежание короткого замыкания и выхода из строя комплектующих.

Источники

• https://audiogeek.ru/headphone-amp-dual-current/
• https://sdelatlegko.ru/usilitel-zvuka-svoimi-rukami/
• https://baseacoustica.ru/usiliteli/135-svobodu-usham
• https://svoimirykamiinfo.ru/usilitel-zvuka-svoimi-rukami/
• https://usilitelstabo.ru/shemy-usilitelej-dlya-naushnikov.html

Усилитель 50 Вт

Простая одноканальная схема на TDA1514.

Характеристики микросхемы

Назначение выводов

Коэффициент усиления

Коэффициент усиления

Полученная схема — это неинвертирующий усилитель. Коэффициент усиления сигнала определяют резисторы R1 и R2. Его точное значение определяется формулой:

K= 1+ R2/R1

Будем считать, что на вход мы подаем сигнал с линейного выхода. В таком случае коэффициента усилия по напряжению равного 3 будет с хорошим запасом. Поэтому на три и будем ровняться.

От точности резисторов R1 и R2 зависит насколько одинаковым будет усиление у каналов. Поэтому желательно, чтобы резисторы имели точностью не хуже ±1%.Далеко не всегда в магазинах или в домашних запасах можно найти большой ассортимент номиналов резисторов хорошей точности. Но в данном случае можно обойтись резисторами одного номинала.

Так, в закромах шкафа были найдены прецизионные резисторы по 7,5 кОм которые и стали резисторами R1. В качестве R2 было использовано по два резистора в 7,5 кОм, которые были включены последовательно. Аналогично можно сделать, включив параллельно два резистора по 15кОм в качестве R1, и один резистора на 15кОм в качестве R2.

Для изменения коэффициента усиления лучше менять резистор R2. Для звуковых схем на ОУ, обычно рекомендуется использовать резисторы номиналом 1÷50 кОм. Любой резистор вносит шум в аудио тракт и чем больше номинал этого резистора — тем больше вносимый им шум.

TDA8567q 4х25 Вт

Мостовой усилитель класса Hi – Fi на четыре канала.

Есть защита от короткого замыкания выходного каскада и термозащита с уменьшением выходной мощности при перегреве. А еще микросхема обладает защитой от колебаний напряжения и режимом отключения. Еще данная микросхема обладает режимом вкл/выкл входного сигнала(режим Mute), и защитой при подаче напряжения на схему от «щелчка».

Характеристики микросхемы

Назначение выводов

Двухкаскадные УНЧ с непосредственной связью между каскадами

Примерами УНЧ с непосредственными связями и минимальным подбором режима работы являются схемы, приведенные на рис. 11 — 14. Они имеют высокий коэффициент усиления и хорошую стабильность.

Рис. 11. Простой двухкаскадный УНЧ для микрофона (низкий уровень шумов, высокий КУ).

Рис. 12. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315.

Рис. 13. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315 — вариант 2.

Микрофонный усилитель (рис. 11) характеризуется низким уровнем собственных шумов и высоким коэффициентом усиления [МК 5/83-XIV]. В качестве микрофона ВМ1 использован микрофон электродинамического типа.

В роли микрофона может выступать и телефонный капсюль. Стабилизация рабочей точки (начального смещения на базе входного транзистора) усилителей на рис. 11 — 13 осуществляется за счет падения напряжения на эмиттерном сопротивлении второго каскада усиления.

Рис. 14. Двухкаскадный УНЧ с полевым транзистором.

Усилитель (рис. 14), имеющий высокое входное сопротивление (порядка 1 МОм), выполнен на полевом транзисторе VT1 (истоковый повторитель) и биполярном — VT2 (с общим).

Каскадный усилитель низкой частоты на полевых транзисторах, также имеющий высокое входное сопротивление, показан на рис. 15.

Рис. 15. схема простого двухкаскадного УНЧ на двух полевых транзисторах.

Стереоусилитель 12 дБ

TDA8199 можно использовать и с электронными регулировками громкости, и с простыми потенциометрами подходящего для звука класса.

Характеристики

Предельные значения микросхемы

Пошаговый процесс сборки усилителя

Подготовив все необходимые инструменты, разобравшись со схемой и создав макет, можно переходить к процессу сборки.

Справка! Для улучшения звука используют не металлическое шасси, а деревянное. Хорошим вариантом станет фанера.

1. Первым делом определяют расположение элементов. Большое внимание стоит уделить расположению лампочек и сверлению отверстий под них.
2. Все элементы, которые присутствуют в схеме, располагаются согласно ей.
3. Первично накладывают шины питания нитей накала.
4. К каждой из ламп подводится нить накала.
5. По факту выполнения этих работ, подсоединяются пассивные элементы.

Это то, что касается процесса сборки лампового усилителя своими руками.

УНЧ TDA8198 12 дБ

Микросхема TDA8198 изготавливается в корпусе DIP14 и используется в высококлассной аппаратуре.

Уровень динамического сигнала равен 90 дБ.

Есть защита выходного каскада от кз, и статики.

Характеристики микросхемы

Предельные значения микросхемы

↑ 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.

УНЧ TDA8196 12 дБ

Простая схема усилителя мощности на TDA8196. Схема для начинающего радиолюбителя. Не требует много деталей и простая в сборке. Миниатюрный мостовой усилитель мощности низкой частоты с электронным регулятором громкости.

Есть защита выходного каскада от кроткого замыкания, термозашита при перегрузках. Ну и конечно же защита от статики. Усилитель можно регулировать и как потенциометром, так и простым электронным регулятором громкости.

Характеристики TDA8196

Предельные значения микросхемы

УНЧ для наушников. Качество в простоте, плюс бесшумность

Представляю простоту сборки усилителя для наушников сопротивлением от 32ом до 70ом. В данной схеме фон полностью отсутствует, как сетевой, так и эфирный, не смотря на близость силового трансформатора к схеме. Для усилителя выбран восхваляемый триод 6с2с, сразу отбрасывая 6н6п, 6н23п и 6н2п.

Об этой лампе говорят, что она самая линейная из драйверных триодов, а так-же её аналог 6с5с с такой-же цоколёвкой и параметрами.

Слушатели ставят их в драйвер с крутыми лампами «6с4с» и «2А3»

Входной сигнал должен быть от 1 Вольт до 2 Вольт, чтобы получить достаточную громкость в наушниках. Триод 6С2С предназначен для усиления напряжения в предварительных каскадах УНЧ высококачественных усилителей. Постараемся эту лампу включить в классе А с наименьшим количеством деталей, искажающих звук.

Для достижения класса А нам необходимо выставить ток покоя на средину линейности характеристики лампы, чтоб ток свободно ходил в обе стороны от заданной рабочей точки. Установка рабочей точки определяется напряжением на сетке (красной точной отмечена рабочая точка лампы)

Для напряжения 200 вольт средина линейного участка попадает на -3 вольта сеточного смещения. Для класса А я выбираю конечно фиксированное смещение сетки, потому что при автоматическом смещении напряжение на сетке не стабильно.

На катодном резисторе образуется падение напряжения, которое отличает катод от сетки на 3 вольта, пока лампа стоит без нагрузки. Но под нагрузкой у резистора напряжение увеличивается, попадает на сетку и анод выходит из точки рабочего режима.

Мало того, это напряжение колеблется динамически повторяя входной сигнал, а не просто отклоняется на 1-2 Вольта в сторону. Таким образом, авто-смещение искажает сигнал. Катодный конденсатор портит звук, так как он электролит, который плохо справляется с передачей звука.

Благодаря переходу на фиксированное смещение мы избавились от лишних элементов, избегая ухудшения звучания. На сетке нужен проходной конденсатор 2.2мкФ, чтобы не сравнить сетку с катодом по напряжению. Я поставил плёночный «JB» 2.2мкФ. Так-же хорошие ФТ-3, К-71-7, К-77, К-78 конденсаторы для звука. Звук проходит переменный резистор, один плёночный конденсатор, усиливается и сразу идёт в наушник.

Ошибки в этой схеме нет. Ниже в конце нарисована схема без сокращений, типа «Заземление», хотя людям не привычно смотреть на нарисованные провода, переплетающиеся между собой. Вам всё равно придётся паять «навесной монтаж». Анод лампы подключаем через наушники на плюс конденсатора, на котором 200 вольт. На наушниках в 32 Ома напряжение падает до 0.4 Вольт, а ток остаётся 9мА. При таком низком напряжении и слабом токе наушники не горят и не нагреваются. Ещё лучше подключить высокоомные наушники 50ом или 70ом.

На напряжении от 12 до 100 вольт лампы звучат одинаково и не красочно. Любая лампа: 6н6п, 6н2п, 6н23п, 6н8с, 6с3п, 6с19п пока не дал 200 вольт — звук не тот. Боялся спалить наушники высоким напряжением, но всё работает и слушал несколько дней в наушниках 32ома. На разной громкости все частоты одинаковы — и басы не пропадают и высокие частоты не кричат и средние не спрятаны и не выпирают.

В схемах, где анод нагружен на резистор, потом передаётся через электролит на наушники, там вся мощность уходит на резистор, оставляя наушникам кричащие высокие и средние частоты и слабые низкие. Звук ещё искажается электролитом в добавок.

А трансформатор — самое большое искажение. Для наушников не катит такой вариант.

Здесь же вся мощность идёт на наушники. Ничто не портит АЧХ красивой музыки — ни выходной трансформатор, ни конденсатор электролит, ни анодный резистор, на котором гасится половина спектра.

Эта схема может показаться запутанной из-за фиксированного смещения. Фиксированное смещение — это переменный резистор с конденсатором, посмотрите поближе, ничего сложного. Правильная разводка питания и правильное подключение входного сигнала убирает фон полностью, а ёмкость конденсаторов 470микрофарад помогает перекрыть все недостатки с фоном. Вместо того, чтоб читать форумы, экранировать провода, ставить кенотроны и дроссели в питании — разберитесь в этой схеме. Здесь не обязательно заземление и подключение минуса к корпусу усилителя, экранирование трансформатора и закручивать провода накала в витую пару или брать среднюю точку с накала на землю.

Смещение для лампы берётся с накальной обмотки 6,3 вольта, выпрямляется и настраивается делителем напряжения минус 2 вольта. В качестве делителя выступает переменный резистор 10 килоом. Концы резистора от плюса к минусу конденсатора паяются напрямую, а средний вывод резистора идёт на сетку лампы через 470килоом. Конденсатор отвечающий за смещение подключается плюсом в минус того конденсатора, что питает анод лампы. Напряжение сетки мерять между катодом и сеткой. (выводы 8 и 5)

Полная схема-моно. Здесь показана правильная разводка питания, подключение входного сигнала и нагрузки. Первый конденсатор (ближе к диодному мосту) является общим для двух каналов, от него идут два резистора по 500ом 1вт на анодные конденсаторы 470мкф 400в.

Рассмотрим схему питания

Все ударные токи от диодного моста берёт на себя конденсатор С1.

Фильтр пульсаций R1 передаёт плавно ток на конденсатор С2, не пропуская ударные токи. Это приём против сетевого фона.

Питание стерео-схемы показано далее на рисунке.

Трансформатор силовой должен иметь напряжение обмоток: 6,3в не менее 0,6А 140в не менее 70мА (после выпрямления будет 190 вольт)

Список радиоэлементов

Теги:

• УНЧ

TDA7265 и два варианта включения

Есть два варианта включения микросхемы.

• Большой диапазон питания (+-25В);
• Схема с двуполярным питанием;
• Мощность 2х25 Вт
• Есть режим работы без звука и функция ожидания;
• Термозащита от перегрева во время работы усилителя;
• Присутствует защита от кз.

Мостовой вариант усилителя на TDA7265

Характеристики микросхемы

Предельные параметры микросхемы

Схема усилителя для наушников

Откуда взялась эта схема и для чего нужна каждая конкретная деталь было подробно описано в статье: Схема усилителя для наушников на ОУ с удвоенным выходным током.

Мост на TDA7240

Миниатюрный, но достаточно мощный усилитель мощности низкой частоты, выполненный по мостовой схеме.

Усилитель обладает:

• Защитой выходного каскада от кз;
• Термозащита при возникновении перегрузок;
• Надежная защита от скачков до 28 В.

Характеристики микросхемы

Назначение выводов

Схема вторая, продвинутая

На глаза попалась схема усилителя для наушников, которая называлась «Блок регулирования громкости и тембра для стереонаушников». (Автор — Анджей Космински, Hobby Elektronik, №2/2000, c. 48–49). Сами регуляторы громкости и тембра выполнены на микросхеме А1 – TDA1524A в типовой схеме включения. (Так было написано в журнале, в оригинальном описании на микросхему схема немного другая. Но здесь схема приводится именно в «опубликованнном» виде).

На сдвоенном операционном усилителе А2 собран «мощный» усилитель, способный работать на низкоомные наушники.

Глубина регулировки громкости (R2) от –80 до +21 дБ, тембра НЧ (R4) +/- 12дБ на частоте 100 Гц, тембра ВЧ (R5) +/- 10 дБ на частоте 10 кГц.

Максимальное входное напряжение не более 2,5 Вольт, напряжение питания 12 Вольт, потребляемый ток 40 мА. Регулировочные резисторы должны быть на 47 кОм с линейной зависимостью изменения сопротивления от угла поворота движка (так называемая группа «А»).

Сложностей в изготовлении возникнуть не должно. Если захотите питать усилитель от источника +12 Вольт из блока питания компьютера — придется принимать меры для защиты от помех по цепям питания (таким же образом, как поступают изготовители автомобильных магнитол — ставят специальные фильтры).

Любители стрелялок могут ограничиться данными конструкциями, а меломанам предлагается читать текст дальше.

Схема УНЧ на TDA7236

Микросхема в корпусе minidip (4+4).

Характеристики микросхемы

Предельные параметры

↑ 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.

«Радио» 1989/12, В. Король. УМЗЧ с компенсацией нелинейности амплитудной характеристики … Далее, подключив к выходу усилителя эквивалент нагрузки переменным резистором R23 добиться отсутствия постоянного напряжения на нагрузке. Затем, подав на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой 5…8 кГц, по подключенному к его выходу осциллографу или вольтметру переменного тока нужно оценить пороговый уровень насыщения усилителя. После этого рекомендуется уменьшить входной сигнал до уровня 0,7 от насыщения (уровень половинной мощности) и резистором R19 или R20 устранить постоянную составляющую (по показанию) микроамперметра, возникшую от квадратичного детектирования сигнала элементами нелинейности второго порядка. Эксперимент показал, что такой способ линеаризации усилителя дает достаточно высокую точность.

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.

Усилитель на TDA7052

Применяется в переносной звуковой аппаратуре

Усилитель собранный по такой схеме обладает рядом преимуществ:

• Не нужны внешние элементы;
• Минимальные помехи при включении и выключении;
• Достаточно высокая стабильность работы при усилении;
• Низкая потребляемая мощность;
• Отсутствует необходимость в дополнительном радиаторе
• Присутствует защита кз.

Характеристики микросхемы

На ноутбук

Для того, чтобы усилить звуковой сигнал необходимо приобрести следующие комплектующие:

• Конденсатор н/п 0,1 мкФ 2шт
• Конденсатор п 100,220, 470 мкФ по 1 шт.
• Постоянный резистор 10, 4,7 Ом по 1 шт.
• Выключатель.
• Разъем на колонку.

Существует множество схем сборки, которые, по сути, ничем не отличаются. Их можно скачать из интернета. После того, как все будет соединено, необходимо изготовить надежный корпус, в котором буду отверстия для охлаждения радиатора.

Пара усилителей на микросхеме TDA7050

Напряжение питания всего от 1,6 В и эта схема отлично подходит для работы от аккумуляторов и батареек.

Схемы достаточно простые для сборки начинающим радиолюбителям. Ее можно собрать и на макетной плате.

Мостовой вариант усилителя микросхемы

Преимущества микросхемы:

• Малое количество внешних элементов необходимых для работы микросхемы;
• Небольшой ток потребления;
• Коэффициент усиления 26 дБ;
• Плавающий дифференциальный вход;
• Микросхема обладает режимами стерео и моста.

Характеристики микросхемы

Источник схем

С. Р. Баширов, А.С. Баширов Современные интегральные усилители

Технические характеристики

• Напряжение питания : 3 — 12 В
• Потребление энергии: 10 мА / 3 В — 35 мА / 12 В (стерео)
• Выходная мощность: 300 мВт

Этот усилитель для наушников построен много лет назад. И время показало, что эта простая схема очень надежна, её трудно сжечь, она обладает большой мощностью, отличным качеством звука, состоит из нескольких простых деталей и что важно, потребляет очень мало энергии. С двумя батарейками АА УНЧ может работать очень и очень долго.

Такой удобный усилитель может найти разнообразное применение. Например его можно использовать в качестве стерео-усилителя общего назначения для таких устройств, как плееры, радиоприемники, проигрыватели компакт-дисков, компьютеры, DVD-плееры, телевизоры и так далее. Или в качестве отличного аудио-усилителя для электрогитары, микрофонов, в качестве аудио тестера.

Звук действительно отличный и нет недостатка в басах. Есть моно вариант и без потенциометра. Цель состояла в том, чтобы получить наименьшую возможную плату без перемычек и элементов SMD.

Схема моно усилителя на транзисторах

Несмотря на простую конструкцию усилитель ведет себя как чисто транзисторный УНЧ высокого класса. Через несколько минут звучания детали прогреваются и добавляется немного баса.

Внешний вид и конструкция одноплатного 2-канального усилителя класса AB на микросхеме TDA2822

Посмотрим на плату усилителя в различных ракурсах (кликнуть для увеличения, откроется в новом окне):

Как видите, в комплект входит даже ручка для переменного резистора регулировки громкости.

Входной сигнал подаётся через гнездо для трёхштырькового разъёма — джека 3.5 мм.

Следующий ракурс:

Все внешние подключения, кроме входного аудиосигнала, осуществляются без помощи пайки — с помощью клеммников под винт, что очень удобно.

Далее — вид сверху:

Здесь видно, что деталей, действительно, очень немного.

Да и даже здесь четыре детали — не совсем обязательные; это — два делителя на резисторах, которые установлены сразу после регулятора громкости.

Особенность механической конструкции — наличие всего одного отверстия под винт для закрепления платы. Но это уже из серии «лучше, чем ничего».

Ещё один вид сверху — под «скользящим» освещением, чтобы было видно маркировку микросхемы:

Обратная сторона платы:

В следующей главе разберём, что к чему и зачем на этой плате усилителя.

Схемотехника одноплатного стерео усилителя для наушников на микросхеме TDA2822

Посмотрим ещё раз на плату усилителя вертикально сверху:

За исключением входной цепи, плата соответствует типовой схеме, приведённой в datasheet:

Что касается входной цепи, то она включает переменный резистор регулировки громкости номиналом 50К; а за ним идут делители напряжения, состоящие из резисторов 22К 1% и 1.5К 1%.

Итого, коэффициент деления составляет (22+1.5)/1.5 = 15.67.

Соответственно, коэффициент усиления всей платы в максимальном положении регулятора громкости составит 89.12/15.67 = 5.69 ; где 89.12 — коэффициент усиления самой микросхемы (39 дБ, переведённые в «разы»).

В процессе тестирования рассчитанный коэффициент усиления подтвердился с хорошей точностью.

Вернёмся к входной цепи.

Номинал электролитических конденсаторов, подсоединённых к выводам 5 и 8 микросхемы, составляет 10 мкФ (а не 100, как указано на схеме; но здесь это допустимо).

Номинал блокировочного конденсатора по питанию составляет 470 мкФ * 16 В, что полностью одобряем.

На выходе RC-цепочки C6R3 и C7R4 служат для предотвращения самовозбуждения усилителя.

Вот, собственно, и вся схема.

Есть в datasheet ещё и вариант включить эту двухканальную микросхему в режиме одноканального мостового усилителя (для стерео усилителя потребуются две микросхемы).

Но такая схема не подойдёт для работы на стандартные наушники с тремя проводами (общей землёй); она может работать только с независимым подключением динамиков.

Важное замечание: на плате нет диода «защиты от дурака» в цепи питания, в связи с чем перепутывать полярность питания нельзя ни разу!!!