» » » Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120

 
 
 

Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120

Разместил Sanechek 17 ноября 2014. Просмотров: 17784

10
Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120

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

Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120
Мой вариант схемы

Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120
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.

Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120

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.

Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120

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.
Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120
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.

Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120 Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120

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.

Источники

• Статья на сайте Pavel Ruzicka (En.)
• Даташит tpa6120a2.pdf на сайте Тексасов

Файлы к статье

Файловый сервис доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Спасибо за внимание!

Об авторе

Александр (Sanechek)
Алтай
О себе автор ничего не сообщил.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 165

Поделись с друзьями!


Связанные материалы:


Kaspersky FREE. Бесплатная годовая лицензия для России, Белоруссии и Украины

Привет, друзья! Очередной подарок от kaspersky.ru — антивирус «Kaspersky FREE». Спасибо...

Блок управления вытяжным вентилятором. Наладка, результаты

Всем здоровья! Утюг починен. Хочу коротко отчитаться в проделанной работе и результатах...

Пусть всегда будет солнце!

Сегодня День Победы. Мы так долго живём без войны, что начали забывать, что это...

Доработанный вариант малошумящего двухполярного источника питания

Здравствуйте, коллеги! Размещаю дополнение к статье «Малошумящий двухполярный блок питания...

17/01 киберсубботник на портале

Привет, дрУги! В ближайщую субботу на нашем портале и в магазине будет...

Библиотеки Diptrace +3D. Разъёмы PBS (розетки)

Продолжая тему библиотек для Diptrace, хочу предложить розетки однорядные PBS для пайки...

Toshiba - это хорошо! Новейший каталог 4Q2012

Предлагаю вниманию сограждан новейший каталог Toshiba Bipolar Power Transistors — 4 квартал...

Сделай сам преобразователь сигналов для механического энкодера, v.2

Хотелось бы дополнить и продолжить мою статью про энкодер «Преобразователь сигналов...

Transformer: программа расчета маломощного (до 500 Вт) силового трансформатора на

Предлагаю начинающим очень простую программулину для расчета силовых трансформаторов. Автор...

Датагорская Ярмарка электроники v.2 открылась!

Уважаемые граждане Датагории и гости нашего кибер-города! После обновления открылась...

Усилитель для наушников на LM1876 в корпусе компьютерного БП

Предлагаю собрать мой вариант усилителя для наушников. Плюсы: компактный размер, простота сборки,...

7-Zip — официальный архиватор Датагории (Обновлено)

На собственном опыте убедился в замечательных свойствах архиватора 7-Zip. Севн-Зип жмет...
<
  • Автор
17 ноября 2014 10:58

Владимир Мосягин / MVV

  • Регистрация: 22.09.2011
  • Публикаций: 36
  • Комментариев: 142
 
  • 0
Александр, молодец! Цель достигнута, музыка, получаемая с помощью усилителя, нравится!

Небольшие замечания, способствующие улучшению конструкции:

1. В каждом канале желательны фильтры нижних частот на входе, перед регуляторами громкости R1. Резистор 500 Ом, пленочный конденсатор 1000 пФ.

2. Конденсаторы С1…С4 по питанию можно было поставить и пленочные.

3. В блоке питания параллельно входам IC1, IC2 поставить пленку 0,1 мкФ; между входом и выходом каждой микросхемы – защитные диоды (1N4004) в обратной полярности.

4. Для безопасности на места пайки сетевых проводов к тумблеру питания обязательно оденьте кембриковые трубки или термоусадку.

Успехов!

<
  • Гражданин
17 ноября 2014 16:56

Сергей / Yamazaki

  • Регистрация: 2.07.2009
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 136
 
  • 0
Александр, поздравляю!
Кое-что добавлю, по моему скромному мнению:

1) TPA6120 это ни что иное THS6012, не прошедшие отбраковку. Что не годится в промышленное применение, маркируют как усилитель для наушников и отправляют меломанам laughing Возможно, лучше брать сразу THS.

2) Поскольку это CFA, его быстродействие (а заодно и форму переходной характеристики и АЧХ на мегагерцовых частотах) можно регулировать номиналами резисторов в обратной связи. В даташите на рис.15, 16, 17, 18 это отлично видно.
Опасаетесь возбуда - увеличиваем резисторы в обратной связи с 1К+1К до 1,5К+1,5К и усь становится более тормозным. Впрочем, на хорошо спроектированной печатке влияние выхода на вход минимально, и возбуд там вызывается другими причинами.

3) CFA не любят даже малейшей емкостной нагрузки! Тут автор поступил предусмотрительно, и поставил на выход 10 Ом резисторы, отделяющие выход микросхемы от любой возможной емкости, подключенной к выходному разъему.

4) Такая быстрая микросхема всё-таки должна работать как минимум на двухслойной печатке. Тут и помехозащищенность, и устойчивость, и удобство... Тема очень обширная, в одном комментарии всего не описать.

5) PowerPAD удобно паять сплавом Розе. Из-за его низкой температуры плавления он проникает туда, где для обычного припоя уже холодно. Площадка полностью пропаивается без фена, обычным паяльником.

<
  • Гражданин
19 ноября 2014 02:52

Игорь / AudioKiller

  • Регистрация: 10.01.2012
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 293
 
  • 0
Присоединяюсь и к поздравлениям, и к советам.
Хочу добавить, что для наушников большая скорость микросхемы не нужна, особенно если установлены фильтры НЧ. Поэтому можно слегка "загрубить" ("умедленнить") микросхему, чтобы наверняка не возбуждалась: при этом верхней частоты в 10 МГц будет достаточно wink .
Выходными резисторами можно немного "поколдовать", чтобы подобрать оптимальное выходное сопротивление - оно скажется в НЧ области. Если нужно будет сопротивления уменьшить, то см. рекомендации Сергея.

И я не согласен с рекомендацией использовать THS6012 - для этого применения улучшения на слух незаметны, а только выше цена и доп. проблемы...

<
  • Главный редактор
19 ноября 2014 09:31

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1600
 
  • 0
1) Поддерживаю дорогого тёзку: THS6012 нет смысла трогать.

2) Прежде чем использовать сплав Розе, давайте подумаем. Температура плавления сплава Розе +94 °C. На термалпаде в рабочем режиме температура может оказаться выше.
Есть шанс, что жидкий Розе под действием гравитации или сотрясения/перемещения платы просто сдвинется/вытечет, да еще и замкнет дорожки на работающем усилителе. Достаточно очень маленькой "сопли" для больших неприятностей.

<
  • Гражданин
20 ноября 2014 00:45

Антон / basilevscom

  • Регистрация: 9.01.2010
  • Публикаций: 15
  • Комментариев: 111
 
  • 0
Разрешите и мне присоединиться к поздравлениям! smile
THS6012 не пробовал, а TPA6120 несколько штук спаял. Может мне повезло с удачной разводкой, но все работают отлично и устойчиво, по питанию поставил 4 керамики 0.1мкф в параллель им 0,22 мкф пленка Epcos.
Термалпад не припаивал вообще никак, плата двусторонняя с большими участками меди, греется мало, правда питание +-5V(другого не было), наушники 64ома. "Выходное" сопротивление 10 ом, как по даташиту.

<
  • Гражданин
20 ноября 2014 02:27

Сергей / Yamazaki

  • Регистрация: 2.07.2009
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 136
 
  • 0
Игорь, это ж какую громкость надо вкочегарить, чтобы расплавить сплав Розе тепловыделением микросхемы shok И даже если он расплавится, его ещё надо умудриться вытряхнуть из тонкого промежутка между полигоном и термалпадом. Правда, если сравнить печатку Ружички и Sanechek'а, у него площадь полигона гораздо больше.
Сплав Розе успешно применялся многими, спаявшими TheVoice/BeneGesserit на этой микрухе, жалоб не было. А там печатка гораздо меньше, правда, слоёв больше)

<
  • Гражданин
20 декабря 2014 19:26

Юрий / GogaZh

  • Регистрация: 15.12.2008
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 34
 
  • 0
Игорь, поверхностное натяжение (капиллярный эффект) не даст сплаву Розе выскочить.

<
  • Гражданин
9 июня 2015 21:25

Алексей / teralf

  • Регистрация: 19.04.2009
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 3
 
  • 0
Уважаемые граждане! Как будет работать данный усилитель с нагрузкой
8 ом, например ТДС 7.

<
  • Главный редактор
11 июня 2015 13:58

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1600
 
  • 0
Алексей / teralf, смотрим даташит TPA6120: минимальная нагрузка 8 Ом, т.е. по документам проходит. Но, у вас такие редкие наушники, что пробовать нужно самому и отсушивать самому.
У меня, например, противоположное стремление - уши 250 Ом и более.

<
  • Гражданин
11 июня 2015 17:41

Алексей / teralf

  • Регистрация: 19.04.2009
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 3
 
  • 0
Эти -ТДС-7 уже третьи в моей орто-изо-коллекции, есть ТДС-5 и ТДС -16.
Через COWON x7 седьмые звучат наиболее достойно. А как бы они играли
через хороший ушной усилитель.Особо экспериментировать не имею возможности- вот и ищу у камрадов подсказок.
Игорь, спасибо!

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.