» » » Усилитель для наушников "Green JLH". Класс А на трёх транзисторах

 
 
 

Усилитель для наушников "Green JLH". Класс А на трёх транзисторах

Разместил Andre_Green 25 октября 2015. Просмотров: 10646

21
Усилитель для наушников "Green JLH". Класс А на трёх транзисторах

Доброго воскресного утра, датагорцы! Предлагаю полезную конструкцию выходного дня: сделаем простой и качественный хэдамп.

О теме наушников я не задумывался, пока в доме не появились CANYON CNR-HP3W. Весьма хорошие наушники, кстати. Настолько хорошие, что я даже решил собрать для них отдельный усилитель.

Критерии: минимум деталей, максимум качества. Тут класс «А» вне конкуренции.

Небольшая предыстория

Ламповая техника — это конечно моя мечта, а посему, чтобы не разрушать мечты, делаем на транзисторах!

Начал с изучения претензий к усилителям для наушников. Обычно собирателей таких усилителей добивают три вещи: фон переменки, невозможность регулировать коэффициент усиления (КУ) схемы и электролитический конденсатор на входе первого каскада.

Не хотите проблем с фоном озаботьтесь качественным питанием! Оно должно быть стабилизированным, с минимальным уровнем пульсаций. Иначе борьба с фоном перерастает в битву с потерями времени, а иногда и финансов. Вместо того чтобы обратиться к первопричине, паятели начинают перебирать все доступные и недоступные транзисторы, меняют конденсаторы (обязательно на Wima) и проделывают прочие необъяснимые телодвижения. «После того, как мы окончательно потеряли из виду цель, мы удвоили свои усилия».

Усилитель планировался стационарным, поэтому к питанию особых требований, кроме его стабилизации не было.

Усилитель класса А для наушников «Green JLH»

Что касается остальных двух «хотелок», то всё уже придумано до нас и с успехом применяется в усилителях Джона Л. Худа. В результате, с учетом всего, выкристаллизовалась вот такая схема:
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Это вариант с минимальной комплектацией, под который была разработана печатная плата и он был воплощен в железе.
Усилитель для наушников "Green JLH". Класс А на трёх транзисторах

Усилитель выдаёт 2 Вольта эффективных на нагрузке в 32 Ом, имеет Кг ок. 0,001%, практически бесшумен, АЧХ от 10 Гц и далеко за 20 кГц.

О деталях

R8 состоит из четырех резисторов сопротивлением 330 Ом мощностью 2 Ватта, включенных параллельно. Можно взять два резистора по 160 Ом и др. Основной критерий, чтобы общая мощность резисторов не была меньше 3 Ватт (больше — лучше), а общее сопротивление около 80 Ом.

IRF840 в этой схеме показал себя очень достойно, но всё же IRF540, IRFZ44N, IRFZ46N предпочтительнее.

Трансформатор питания Т1 должен обеспечивать на вторичке ~22 Вольта под нагрузкой 0.7 А. Диоды в выпрямителе зашунтированы керамическими конденсаторами.


Сборка

Усилитель выполнен на печатной плате, оба канала вместе с блоком питания.
Усилитель для наушников "Green JLH". Класс А на трёх транзисторах

Печатка нарисована со стороны деталей, поэтому при распечатке зеркалить не надо. Выходные транзисторы и LM317 в обязательном порядке установить на радиаторы.

Ток транзистора VT3 составляет 200-250 мА.
Ку регулируется подбором резистора R5. Уменьшаем R5 — повышаем Ку. По умолчанию Ку=10 дБ (или 3 раза).

Файлы

Файл печатной платы в Спринте.
Файловый сервис доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Спасибо за внимание!

Об авторе

Андрей (Andre_Green)
Киргизия, г.Бишкек
Да скромный я!
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 125

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...

Coil32 v9.0 - программа для расчета катушек индуктивности

Всем, кто занимался изготовлением (и ремонтом) приемников, передатчиков, акустических систем,...

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...
<
  • Главный редактор
25 октября 2015 11:22

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1605
 
  • 0
Андрей, спасибо за очередную несложную и полезную конструкцию!
Обязательно попробую. drinks

<
  • Гражданин
25 октября 2015 14:26

Евгений / real64

  • Регистрация: 11.12.2009
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 36
 
  • +1
Андрей, спасибо.
С интересом прочитал вашу статью, так как у самого сейчас на столе ждет измерений только вчера собранный ... Green JLH.
Green JLHGreen JLH

Только у Вас "Green" - это, насколько я понял, ваше имя на портале, а у меня - это низкое энергопотребление (напряжение питания примерно в три-четыре раза ниже, а ток на порядок ниже).

Как вы измеряли КНИ ?

<
  • Кандидат
25 октября 2015 16:39

Евгений / padre81

  • Регистрация: 15.03.2011
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1
 
  • 0
Доброго времени суток!
Интересная схема. Давно искал простой усилитель для наушников. Обязательно повторю.
Только на принципиальной схеме верхний вывод резистора R10, мне кажется, должен быть подключен к выходу микросхемы VR1, на печатной плате так и сделано.

<
  • Главный редактор
25 октября 2015 16:54

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1605
 
  • 0
Цитата: padre81
вывод резистора R10, мне кажется, должен быть подключен к выходу микросхемы VR1
Совершенно справедливо. Спасибо, исправлено!

<
  • Кандидат
25 октября 2015 17:39

Евгений / EVA

  • Регистрация: 9.08.2015
  • Публикаций: 4
  • Комментариев: 22
 
  • 0
Андрей, добрый день чем измеряли Кг?
На мой взгляд при таком включении VT2 Кг будет намного больше и ООС его не сможет его дотянуть до 0.001%.
Меандр пробовали подавать?

<
  • Гражданин
25 октября 2015 20:45

Сергей / Chugunov

  • Регистрация: 30.09.2009
  • Публикаций: 30
  • Комментариев: 304
 
  • +2
Вместо того чтобы обратиться к первопричине, паятели начинают перебирать все доступные и недоступные транзисторы, меняют конденсаторы (обязательно на Wima) и проделывают прочие необъяснимые телодвижения.

Золотые слова, я тоже пишу об этом постоянно - в первую очередь надо установить режимы, а конденсаторные бутерброды - в последнюю очередь.

Интересный усилитель, даже захотелось повторить, тем более, что сейчас как раз сейчас делаю усилители на входе которых такие же пары транзисторов с разной проводимостью.

Но есть несколько непонятных мест, поясните, пожалуйста.
К сожалению, не указаны напряжения на транзисторах, но их нетрудно вычислить. При токе 0,225 А на 82 Омах будет почти 18,5 В и транзистору останется всего 5,5 В. Принято считать, что пиковая мощность должна быть 100 мВт. Для 32 Ом это 2,5 В в пике. т.е. запас двукратный, а то и менее. По входу тоже перегрузочный запас невелик.
Из каких соображений выбран такой "перекос" от полпитания на выходе?

Рекомендация "общая мощность резисторов не была меньше 3 Ватт" скорее всего просто описка. Считаем мощность на резисторах - выше 4 Вт и при этом непрерывно. Рекомендованные 8 Вт - то что надо, двукратный запас.

Чем и как был измерен Кг=0,001% ?

В каком корпусе собран усилитель. Пожалуйста, добавьте фото конструкции.

На входе нет регулятора громкости. На мой взгляд, это очень неудобно.

<
  • Гражданин
25 октября 2015 22:38

Евгений / real64

  • Регистрация: 11.12.2009
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 36
 
  • 0
В Кг=0,001% верится с трудом. Скорее будет несколько хуже. Но порядок по крайней мере может быть такой. Прикинул эту схемку в Мультисиме.
МультисимМультисим

<
  • Гражданин
26 октября 2015 03:47

Сергей / Chugunov

  • Регистрация: 30.09.2009
  • Публикаций: 30
  • Комментариев: 304
 
  • 0
По прикидкам на пальцах у меня получилась такая диаграмма напряжений

Реальный ток получается немного меньше (это несущественно), а для устранения "перекоса" (получения полпитания на истоке) достаточно R8 собрать из резисторов 200 Ом по 1 Вт. Кстати, и выходное сопротивление усилителя уменьшится, кстати, какое оно?
У Автора возражения есть?

<
  • Гражданин
26 октября 2015 10:41

Андрей / Andre_Green

  • Регистрация: 19.08.2014
  • Публикаций: 2
  • Комментариев: 18
 
  • 0
Коллеги датагорийцы, в двух словах. Спасибо за интерес проявленный к конструкции.
Это мой первый хорошо работающий усилитель для наушников, перед этим я тоже прошелся по полю с граблями. Согласен с вами что конструкция весьма компромиссная но это дань простоте. Однако работает и весьма хорошо.

КНИ я измерял дедовским методом по уровню третей гармоники выделенной полосовым фильтром минус искажения генератора.

Спорное решение поэтому Евгений(real64) ваши сомнения обоснованны. Но если бы в мультисиме вместо IRF840 поставили IRFZN44N результаты получились бы гораздо веселее, хотя они и так хорошие. smile

Сергей(Chugunov) против теории как говорится не попрешь. Так как усилитель планировался использоваться совместно с ПК то переменник на входе как бы и не нужен, поэтому его и нет.

Насчет выходного сопротивления, оно порядка 6 Ом. Со времени отправки статьи на модерацию и публикацией прошло некоторое время. За это время схема усилителя претерпела качественные изменения в сторону улучшения. Коллеги, имеет ли смысл обсудить эту тему на форуме?

<
  • Гражданин
26 октября 2015 12:25

Евгений / real64

  • Регистрация: 11.12.2009
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 36
 
  • 0
Цитата: Andre_Green
Коллеги, имеет ли смысл обсудить эту тему на форуме?
Имеет и ещё какой. При разработке и наладке, не знаю как у вас, а у меня всегда возникает много вопросов, на которые всегда легче искать ответы вместе. Или, наоборот, очевидный косяк остается без внимания.

<
  • Автор
26 октября 2015 13:48

Владимир Мосягин / MVV

  • Регистрация: 22.09.2011
  • Публикаций: 36
  • Комментариев: 142
 
  • +1
Андрей, поздравляю с простой и полезной конструкцией!

По подобной схеме (КП303, КТ3107, КТ345) строил неплохие нормирующие усилители.

Применительно к усилителю для наушников ограничивающим выходной сигнал фактором является резистор в цепи истока выходного повторителя. При Rн=32 Ом уровень переменного выходного сигнала до уровня ограничения составляет Uвых=3,5 В; при Rн=250 Ом – Uвых=5…9 В (зависит от положения рабочей точки VT3).

Поэтому на композициях с большим динамическим диапазоном могут возникать искажения, связанные с ограничением выходного сигнала.

Мощность резистора R8. При положении рабочей точки, указанной автором, рассеиваемая мощность составляет 5,1 Вт. С учетом коэффициента запаса 0,7 нужен резистор мощностью 6,7 Вт. В схеме резистор набран из четырех двухваттных: 2х4=8 Вт, все нормально.

Важное замечание по блоку питания усилителя. Добавление конденсатора (47 мкФ/50 В) в цепь регулировки выходного напряжения уменьшает уровень шумов и помех на выходе минимум на 20 дБ, по моим измерениям с –63 дБ до –86 дБ. Поэтому конденсатор 47 мкФ/50 В параллельно резистору R9 обязателен.

Выполненные автором «качественные изменения усилителя в сторону улучшения» конечно, достойны обсуждения. Неплохо, если произведенные доработки будут описаны в конце настоящей статьи.

<
  • Гражданин
26 октября 2015 14:03

Андрей / anry

  • Регистрация: 22.09.2008
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 2
 
  • +1
Цитата: real64
В Кг=0,001% верится с трудом. Скорее будет несколько хуже. Но порядок по крайней мере может быть такой. Прикинул эту схемку в Мультисиме.
МультисимМультисим

в TI показал см. ниже, напряжение на выходе 15в и ток порядка 180 мА и КНИ 0.0035

<
  • Главный редактор
26 октября 2015 14:08

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1605
 
  • +1
Доработки от автора конечно добавим. Андрей, присылайте на емейл.

Остальное - на форум.
Однако, хочу заметить, что нет предела совершенству, поэтому требуется установить себе какие-то рамочки.
Частенько по ходу обсуждения хорошая, простая и работающая схема превращается в навороченного монстра, который, наверное чем-то лучше, но и проверять уже не охота.

<
  • Гражданин
26 октября 2015 14:52

Андрей / Andre_Green

  • Регистрация: 19.08.2014
  • Публикаций: 2
  • Комментариев: 18
 
<
  • Гражданин
26 октября 2015 15:15

Андрей / Andre_Green

  • Регистрация: 19.08.2014
  • Публикаций: 2
  • Комментариев: 18
 
  • 0
Владимир/MVV спасибо за совет, с LM317 работаю впервые так что учту и добавлю в копилку "качественных изменений" smile

<
  • Гражданин
26 октября 2015 19:50

Сергей / Chugunov

  • Регистрация: 30.09.2009
  • Публикаций: 30
  • Комментариев: 304
 
  • 0
КНИ я измерял дедовским методом по уровню третей гармоники выделенной полосовым фильтром минус искажения генератора.

Сергей(Chugunov) против теории как говорится не попрешь. Так как усилитель планировался использоваться совместно с ПК то переменник на входе как бы и не нужен, поэтому его и нет.

Насчет выходного сопротивления, оно порядка 6 Ом.

Андрей!
Мои вопросы именно потому, что тема интересна, иначе я просто прошел бы мимо. Но есть неясности и некоторые вещи сомнительны.
Например, невозможность указанных режимов - при токе покоя 225 мА на 82 Ом напряжение будет выше, чем на базе Т1, что невозможно.
Поэтому и сомнения - 225 мА и другие цифры: измерено или взято из какой-то симуляции. Измерения - истина, симуляция - теория с которой как раз и спорят, а вот не поспоришь только с практикой! С правильно измеренными параметрами.
Конечно, точный уровень искажений здесь мало интересен, качество звука интереснее, к сожалению, его трудно передать в отличие от цифр.
Но вы так и не ответили на главный вопрос:
ради чего сделан перекос по напряжению на выходе, приводящий к заметному уменьшению уровня выходного сигнала (точнее - запаса по перегрузке)?
Кстати, что за генератор и что за фильтры тоже неизвестно.
Из старых я знаю только Г3-118 с комплектом фильтров. Он или нет?
Программе RMAA, например, я с некоторых пор не доверяю.
Ставить или нет на входе РГ, конечно, дело хозяйское, но вот то, что при его наличии возможности возрастут, сомнений нет.
- Регулировать громкость компьютерным микшером весьма неудобно, регулировка не плавная.
- При подключении другого источника могут быть проблемы.
- Многие отмечают, что максимальное качество сигнала звуковой карты или при уровне 100% или при несколько меньшем, около 80%, поэтому программная регулировка может влиять на качество.
Вообще, при искажениях порядка 0,1% и ниже, показания симуляторов сомнительны - искажения от разводки, проводов, качества питания и пр. легко могут быть такого же порядка, поэтому рассуждения: 0,0035 или 0,004, или 0,001 не имеют смысла, впрочем, как и гонка за тысячной долей процента.
Как измерялось выходное сопротивление? Или это симулировалось?
Вроде бы выходное сопротивление каскада истокового повторителя одного порядка с сопротивлением в цепи истока. Конечно, здесь ООС и на пальцах я не могу его рассчитать.
Данный усилитель хорошо своей универсальностью - он может работать на наушники с сопротивлением как 32, так и 250 Ом (кстати, высокоомные наушники обычно высококачественные, а низкоомные - всякие). Но это только если уменьшить номинал резистора в истоке, как я писал выше.
Похоже, что усилитель собран в корпусе от компьютерного БП. Фото конструкции и монтажа, к сожалению, так и нет, надеюсь, что они появятся на форуме.
Признаться, руки чешутся собрать его и сравнить с другими моими усилителями для наушников, в том числе и ламповым.
Спасибо за публикацию!

<
  • Главный редактор
26 октября 2015 20:32

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1605
 
  • 0
Цитата: Chugunov
при токе покоя 225 мА на 82 Ом

Это я нарисовал 225, т.к. по тексту 200-250 мА на выходном транзисторе.

Сергей, у меня ощущение, что мы у Мюллера под колпаком. wink Вы уж так не пытайте автора.
Вполне допустима описка, усушка, утруска, недостаток теоретических знаний у любого из нас.

<
  • Гражданин
26 октября 2015 21:14

Андрей / Andre_Green

  • Регистрация: 19.08.2014
  • Публикаций: 2
  • Комментариев: 18
 
  • +1
Сергей! Ток перемерил. Против теории не попрешь: около 180 мА, напряжение на резисторе R8 около 14 вольт Подвела меня, как поется в песне, батарейка! В данном случае "КРОНА" в мультиметре. Перекос по питанию это не специально, R2 просто был выбран из ближайшего номинала поэтому на выходе небольшой сдвиг, сильно не влияющий на качество.
Я же написал, что многие решения компромиссные в угоду простоте.

Выходное сопротивление на пальцах: R8 плюс параллельно ему сопртивление VT3 это уже меньше 40 Ом, делим пополам это по формуле для переменного тока и еще пополам для ООС - получаем примерно 10 ом На практике почему то показал меньше. Опять же грешим на батарейку.

На фото под схемой готовая собранная плата, почему вы ее проигнорировали два раза я догадываюсь, мельком она пхожа на плату БП ПК, но уверяю, оттуда взяты только радиаторы.smile
В остальном этот усилитель широкое поле для творчества.

Звук с "Каньонами" настолько прозрачный что прям реально хочется в него окунуться как в чистую воду. Спасибо за интерес к конструкции!

<
  • Гражданин
26 октября 2015 21:48

Сергей / Chugunov

  • Регистрация: 30.09.2009
  • Публикаций: 30
  • Комментариев: 304
 
  • +1
Всем спасибо за ответы. Картина более-менее прояснилась. С вопросами больше лезть не буду. Желание повторить усилитель и сравнить его с другими, у меня осталось.

Андрей!
С интересом жду ваших новых конструкций.
Звук с "Каньонами" настолько прозрачный что прям реально хочется в него окунуться как в чистую воду.

Очень прошу не примите за снобизм, но даже если судить по цене, данные Каньоны" - начальный уровень. Они в начале прямо пропорционального участка "цена-качество" т. е при росте цены раз до 10, прирост качества будет очень заметен.
Поверьте, для качества, закрытое оформление - не лучший вариант.
Для звукоизоляции, сведения и пр. лучше закрытые наушники, для качества - полуоткрытые (при сопоставимых ценах).
Специально, из интереса, я купил Axelvox HD242 (не худшие) столь нахваливаемые на некоторых сайтах. Да, звучат неплохо, но до Байердинамиков им далеко. Всё-таки "цена имеет значение".
Надеюсь, вы сможете убедиться, что вода бывает еще чище.
Уверен, что ваш усилитель достоин еще более качественных наушников.

<
  • Гражданин
26 октября 2015 22:03

Андрей / Andre_Green

  • Регистрация: 19.08.2014
  • Публикаций: 2
  • Комментариев: 18
 
  • 0
Сергей! Любые вопросы но пожалуйста в форум:
//forum.datagor.ru/topic/10497-usilitel-dlja-naushnikov-green-jlh-klass-a-na-treh-tran

<
  • Главный редактор
26 октября 2015 23:31

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1605
 
  • 0
Комментирование временно закрыто. Го ту форум!

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.