» » » Усилитель для наушников на AD713, он же буфер для УМЗЧ в соседней комнате

 
 
 

Усилитель для наушников на AD713, он же буфер для УМЗЧ в соседней комнате

Разместил EVA 5 апреля 2016. Просмотров: 5458

14
Усилитель для наушников на AD713, он же буфер для УМЗЧ в соседней комнате

Речь в статье пойдёт о неплохом УНЧ для наушников, буфере для удаленного УНЧ и удельной ёмкости экранированного кабеля.
Всем привет! Понадобился мне УНЧ для наушников т.к. нет у меня на звуковой карте ПК выхода для наушников. Собственно, ничего сложного, но тут вопрос возник, куда его подключить. Выход со звуковухи всего один (линейный, не считая цифровых). Постоянно перетыкать разъёмы неудобно, значит надо делать разветвитель. Тут и ещё пришлось два дополнительных УНЧ подключить — звук для телевизора. А телевизор и усилители в другой комнате…
Получилось по 2 УНЧ на каждый выход (спаял разветвитель на RCA) и что-то в звучании изменилось. И не в лучшую сторону.

Всё проверил, всё спаял правильно, прогнал АЧХ — тоже нормально. НО! Подключаю по старой схеме — одно звучание. Добавляю только кабель до 2-го УНЧ, и звук меняется. Ну, кабель проверил, контакты — опять всё отлично.
Похоже, у меня паранойя или я становлюсь аудиофилом и слышу звук палочки дирижера.


Цепляю осциллограф, начинаю эксперименты, но ни падения напряжения, ни завала частот в диапазоне 20 Гц-20 кГц не выявляю.
Странное дело.

И тут я вспоминаю, что у кабеля есть ёмкость, но, как правило, в расчет она никогда не берется. Замерил ёмкость моего экранированного кабеля. Получилось примерно 400 пФ на метр, а кабель у меня 2×7 метров. Итого 5.6 нФ, не мало.

Считаем ёмкостное сопротивление на 20 кГц и получаем примерно 1400 Ом. Вроде как не страшно и ОУ должен спокойно работать, но сигнал-то у нас не синусовый, а импульсный, и в этом всё дело.
На импульсном сигнале ОУ не может на такую ёмкость работать нормально. Отсюда и странные симптомы: АЧХ была нормальная, а звук менялся.

Запустил программный генератор на ПК, выставил на нём прямоугольные импульсы, повесил осциллограф. Без кабеля всё нормально, цепляю кабель – жуть, выбросы и завалы.

Значит, нужен буфер и буфер не слабый. Вот УНЧ для наушников и будет таким буфером. Но тогда нужен хороший УНЧ, чтоб картину не портил, и наушники тянул при надобности.

В наличии нашёл отличный чип AD713JR — четыре ОУ в одном корпусе, THD 0.0003%, скорость нарастания 20V/μ s, полевики на входе, сравнительно низкий шум. Подойдёт! Кстати, очень стабильный ОУ, крайне редко «звенит» и имеет хорошую переходную характеристику. Я довольно много всего на них ранее собирал.

Схема усилителя для наушников на AD713

Усилитель для наушников на AD713, он же буфер для УМЗЧ в соседней комнате

Разделительные ёмкости было решено не ставить. Ноль на выходе поддерживает интегратор, надо же было куда-то деть свободные ОУ.

Предвыходной каскад работает в однотактном режиме А, выходной — в двухтактном режиме А.

THD домашним способом померить не удалось, т.к. их уровень оказался ниже уровня искажений звуковой карты.

Ку ≈ 3.1, этого вполне достаточно для наушников 16-50 Ом.
Подъём уровня сигнала в три раза следует учесть при использовании усилителя в качестве буфера для далеко установленного усилителя.

Подстроечным резистором R8 устанавливается ток покоя примерно 20 мА. При отсутствии сигнала получим 1,36 V на эмиттерах выходных транзисторов через 5-10 минут прогрева УНЧ, этого вполне достаточно, чтоб выходные транзисторы вышли на линейный режим.

Конденсатор C* в цепи ООС подбирается при подключенном реальном кабеле, чтоб не было выбросов на импульсном сигнале по осциллограмме.
Усилитель для наушников на AD713, он же буфер для УМЗЧ в соседней комнате

Такой низкоёмкостный конденсатор можно изготовить из двух свитых кусочков эмалированного провода. Например, берём провод ∅1,0-1,6 мм длиной 6-8 мм. Поверх намотаем эмалированный провод ∅0,4-0,6 мм, несколько витков с контролем по осциллографу. Свободные концы этих проводов между собой не соединяются и никуда не подключаются. Сверху всё зальём клеем, лаком или герметиком на всякий случай.
У кого нет осциллографа не заморачивайтесь — просто намотайте 3-5 витков, это не сильно критично.

Резисторы R12 на выходе нужны только для защиты от случайных КЗ, их можно не ставить.

Питается УНЧ от обычного БП на LM7815 + LM7915 по стандартной схеме включения. Естественно в питании стоят и плёночные конденсаторы (нет на схеме, но есть на фото).

На транзисторы напаяны небольшие пластинки для теплоотвода (мне показалось что нужно), но и без них температура в пределах допустимого.

Земля гнезда для наушников отделена от корпуса, иначе могут быть дополнительные шумы (не проверялось).

При желании можно добавить на вход потенциометр громкости, мне это не было нужно.

Транзисторы работают в линейном режиме с минимальными искажениями. ООС, безусловно, ещё их снижает, доводя до исчезающе малых значений.

ОУ с полевыми транзисторами на входе хорошо держит перегрузку по входу, когда ООС ещё не успела отработать.

Маленькое время восстановления ОУ позволяет ему быстро «очухаться», что уменьшает ошибку при импульсном сигнале и шлейф искажений.
Плюс, для гурманов, отсутствуют разделительные конденсаторы.

Конструкция

Усилитель конструктивно состоит из двух плат, соединенных между собой разъемами. На одной плате собран УНЧ, на другой — БП и гнезда RCA.
Корпус я сделал из алюминиевого профиля, плата внутрь въезжает по пазам. Блок питания совмещен с УНЧ в одном корпусе.

Усилитель для наушников на AD713, он же буфер для УМЗЧ в соседней комнате
Усилитель для наушников на AD713, он же буфер для УМЗЧ в соседней комнате
Усилитель для наушников на AD713, он же буфер для УМЗЧ в соседней комнате
Усилитель для наушников на AD713, он же буфер для УМЗЧ в соседней комнате


Чип AD713 можно заменить на 2 шт. AD712 с изменением печатной платы. Ещё можно заменить ОУ интеграторов, к примеру, на TL062, TL072, TL082 — тогда AD712 нужна будет всего одна.
Возможно замена AD713 на любой счетверённый чип, например, TL084 с коррекцией печатки и с ухудшением характеристик.
Можно не ставить интеграторы, а последовательно с R2 поставить конденсатор 0.5 — 1 мкФ, но это будет уже другой усилитель.

Итоги

Получился УНЧ, очень достоверно передающий звуковую картину. Многие из слушателей отмечали «студийность» звучания.
Усилитель ничего не подчеркивает, просто достоверно передает звук.

Теперь в моей системе всё заиграло как должно, результат оправдал все затраты.

Файлы

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

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


Спасибо за внимание!

Об авторе

Евгений (EVA)
МО, г. Долгопрудный
Инженер-электроник, практика в электронике c 1986г.
Предпочитаю аналоговую технику, цифровую не люблю, но работаю с ней, ибо сейчас везде цифра.

Рисую платы только вручную в графических редакторах потому что не всегда использую стандартные компоненты и их стандартную установку.

Предпочитаю рок музыку, а также классическую.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 87

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...

Спасибо деду за Победу 2015!

Датагорцы, сограждане, друзья! У кого деды-ветераны живы — успевайте, поздравляйте,...

17/01 киберсубботник на портале

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

Сэмплы гитарного комбоусилителя U-96

Как и обещал, записал пару сэмплов на скорую руку с моего комбика...

Библиотеки Diptrace +3D. Разъёмы PBS (розетки)

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

Схемка в блокнот. Индикатор разрядки аккумуляторной батареи

При выездах и эксплуатации радиоаппаратуры от аккумуляторных батарей в полевых...

Toshiba - это хорошо! Новейший каталог 4Q2012

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

Датагорскiя Вѣдомости №1 (2012)

Здравствуйте, уважаемые сограждане-датагорцы и гости нашего электронного города! Спешу...

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...
<
  • Гражданин
5 апреля 2016 11:42

Владимир / vladimirm2

  • Регистрация: 5.01.2010
  • Публикаций: 14
  • Комментариев: 131
 
  • 0
Здорово и аккуратно, для себя нашел полезное, спасибо за статью! )

<
  • Подписчик
5 апреля 2016 12:32

Игорь / StalKer-NightMan

  • Регистрация: 15.03.2012
  • Публикаций: 1
  • Комментариев: 84
 
  • 0
Очень аккуратно и красиво все сделано. Интересный вариант применения "подстроечного" конденсатора. Изящное инженерное решение.

<
  • Бонус
8 апреля 2016 13:29

Ербол / erbol

  • Регистрация: 11.12.2014
  • Публикаций: 7
  • Комментариев: 58
 
  • 0
В звуке я - чайник чайником sad . Но, сделанная с душой работа не может не приносить эстетического удовольствия, даже если ты не понимаешь её сути. Спасибо, Евгений! smile

<
  • Гражданин
10 апреля 2016 01:38

Александр / al Ex

  • Регистрация: 13.12.2009
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 112
 
  • 0
Очень познавательная статья. Вопрос: а если применить в качестве конденсатора C* в цепи ООС какой-нибудь заводской емкостью несколько пикофарад? Насколько критично для схемы увеличение этой емкости сверх необходимого значения?

<
  • Главный редактор
10 апреля 2016 19:34

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1605
 
  • +1
Ну почему пытливому русскому уму всегда надо что-то ещё додумать, посмотреть из-под необычного угла? wink Мне всегда сразу вспоминается анекдот про японскую пилу, которая не смогла перепилить по одной версии лом, по другой - ящик гвоздей, за что и была обругана суровыми лесорубами.

Ведь всё так точно и подробно написано в статье, и что, и почему, и для чего, и как проконтролировать, и как настроить, и на что влияет.
Но мы ведь лёгких путей не ищем. handshake

<
  • Кандидат
10 апреля 2016 22:22

Евгений / EVA

  • Регистрация: 9.08.2015
  • Публикаций: 4
  • Комментариев: 22
 
  • +1
Александр / al Ex
Конечно можно использовать заводские и даже подстроечные, но не у всех они есть под рукой. Поставите больше - завалите фронт, меньше-будут выбросы.

<
  • Гражданин
11 апреля 2016 00:30

Александр / al Ex

  • Регистрация: 13.12.2009
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 112
 
  • 0
Спасибо за ответы, все понятно

<
  • Гражданин
16 апреля 2016 18:11

Михаил Сапожников / mikesp

  • Регистрация: 19.03.2010
  • Публикаций: 8
  • Комментариев: 132
 
  • 0
Достойная работа.
Конечно, паралельный эммитерный повторитель (забыл, чья схема, давно не заглядывал в Шкритека) сам по себе звук не портит, хотя, по собственном опыту, если вместо резисторов R7 и R9 сделать вольтдобавки с дополнительными кондерами, то динамика возрастет. Кроме того, если впредвыходе поставить такие же транзисторы, как и на выходе, то отпадает необходимость в регулировочном R8. Если все четыре транзистора "сидят" на общем теплоотводе, то ток покоя стабилизируется автоматически.
Про кабели: еще лет двадцать тому я не брал в голову то, как они влияют.
Когда начал эксперементировать, то оказалось, что они чуть ли не половина успеха звучания. В последнее время на работе после перехода на новые системы перевода освободился кабель, который участвовал в прежних. Он не экранированный, две скрутки из двух жил в общем кембрике, достаточно тонкий и легкий. К тому же качественная неокисляющая медь, качественный диэлектрик.
Сначала попробовал его в наушниках, заменив в древних ТДС-3 штатный кабель - не узнать звучание, сделал для новых "b" переходник вместо штатного, результаты также порадовали, и сделал соединительный кабель из компа в усилитель - задышало.
Так что не забываем про кабели, будь то сигнальные или акустические.

<
  • Подписчик
27 апреля 2016 23:37

Сергей / ASDF7777

  • Регистрация: 21.04.2013
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 3
 
  • 0
Очень интересная статья!Серьёзная работа! Хочу спросить Уважаемого автора , какими транзисторами возможно заменить транзисторы BCX52 и BCX55, можно и не cmd корпус?

<
  • Кандидат
28 апреля 2016 11:05

Евгений / EVA

  • Регистрация: 9.08.2015
  • Публикаций: 4
  • Комментариев: 22
 
  • 0
Цитата: ASDF7777
Очень интересная статья!Серьёзная работа! Хочу спросить Уважаемого автора , какими транзисторами возможно заменить транзисторы BCX52 и BCX55, можно и не cmd корпус?

Собственно любыми средней мощности типа КТ814, КТ815.
Хорошо конечно если у них будет более линейный график h21э и сам h21э 80 и более.
К примеру, 2SA1837 + 2SC4793; MJE350 + 2SB649; BD139 + BD140 - это в DIP корпусах.
А в SMD: p-n-p BCP51, BCP52, BCP53; n-p-n BCP54, BCP55, BCP56, но плату придется скорректировать под них.

<
  • Подписчик
28 апреля 2016 19:57

Сергей / ASDF7777

  • Регистрация: 21.04.2013
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 3
 
  • 0
Уважаемый Евгений / EVA !Спасибо Вам за быстрый и главное очень содержательный ответ!Как будет время обязательно попробую собрать Ваш усилитель.Уж очень привлекательная схема.Спасибо за качественно проделанную работу!

<
  • Кандидат
29 мая 2016 22:43

Евгений / EVA

  • Регистрация: 9.08.2015
  • Публикаций: 4
  • Комментариев: 22
 
  • 0
"подписка на комментарии"

<
  • Главный редактор
18 сентября 2016 11:22

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1605
 
  • 0
Мы тут посоветовались с товарищами. handshake
Есть сомнения по поводу мощности резисторов R10, R11, R12.
0,125 Вт маловато. Лучше ставить не менее 0,25 Вт.

<
  • Кандидат
18 сентября 2016 20:07

Евгений / EVA

  • Регистрация: 9.08.2015
  • Публикаций: 4
  • Комментариев: 22
 
  • 0
На R12 при нагрузке 15 Ом и напряжении 3V будет не более 0,1W, R10-R11 при работе на 16 Ом грелись не сильно , но если большей мощности поставить то хуже точно не будет :)

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.