Высококачественный усилитель для наушников AH-P1

В виду постоянного интереса у посетителей сайта к дискретному усилителю для наушников с ТОС и частых запросов на заводские платы к нему, мною было принято решение предложить почтенной публике новую конструкцию качественного транзисторного усилителя для наушников. При разработке схемы ставилась задача избавиться от дефицитных комплектующих и при этом не потерять в качестве.

Транзисторный усилитель для наушников AH-P1

Схема усилителя AH-P1

В выходном каскаде можно применить биполярные транзисторы.

Также с улучшением результата на выходе можно применить мосфеты от Toshiba — 2SJ313/2SK2013,  в этом случае R17 увеличиваем до 1кОм и R10/R21 до 68 Ом. 

Тем, кто столкнулся с недостаточным диапазоном по увеличению тока покоя, рекомендую увеличить номиналы R18 и R9 до 390Ом и увеличить номинал подстроечного резистора R17 до 470 Ом. Номиналы в схемах обновлю позже.

Коэффициентом усиления усилителя задается отношением R7 / R15, для увеличения КУ можно увеличивать номинал R7.  

Настройка усилителя

Подстройка нуля осуществляется подстроечным резистором R11, при первом запуске рекомендуется его выставить в положение 50/50. 

Ток покоя задается резистором R17, оптимальный ток покоя для этой схемы 30мА. На холодную оптимально выставить 20мА, которые с прогревом вырастут до 30мА. Замерять удобнее падение напряжения на резисторах R1||R2, для тока покоя 20мА оно будет 47мВ.

Схема стабилизатора питания

Усилитель допустимо питать от постоянного напряжения от ± 14В до ±18В, под нагрузкой.

 

 

По результатам прослушивания новая конструкция превзошла все ожидания, по звуку получилась значительно лучше усилителя «с ТОС».

Замеры искажений усилителя AH-P1

Ток покоя на прогретом усилителе был установлен в районе ~33мА.

Кг 0.0003%, нагрузка 300 Ом, при амплитуде выходного сигнала 2.8в

 

Кг 0.0004%, нагрузка 150 Ом, при амплитуде выходного сигнала 2.8в

 

Кг 0.002%, нагрузка 32 Ом, при амплитуде выходного сигнала 2.8в

 

На последнем графике искажения значительно выросли, так как при такой нагрузке выходной каскад уже работает в АВ классе. При увеличении тока покоя искажения значительно снижаются и при токе покоя 100мА достигают минимальных показателей, но при этом усилитель уже требуется оснастить хорошим радиатором.

Если все же требуется экономичность и работа на низкоомную нагрузку (до 16 Ом), то заметное преимущество в этом режиме показало применение мосфетов 2SJ313/2SK2013 на выходе. С ними при работе выходного каскада в AB классе искажения получились до 4 раз меньше, чем у биполярной пары. Но стоит отметить, при увеличении тока покоя (выходной каскад работает в А классе) искажения падают до ~0.0003-00006% и разница сходит на нет.

Ссылка для заказа печатных плат на pcbway.com

Вложение:
ah-p1-amp-scheme.png 42 Кбскачан 91 раз
Вложение:
ah-p1-amp-scheme-power.png 29 Кбскачан 84 раза
RSS
17:59

Андрей, а что за серебристые емкости Вы применили?

admin  
19:44 (отредактировано)
+1

винтажные vishay sprague, один добрый человек подкинул на пробу

23:25

А как усилитель меряется?

caleb  
00:14

Нашел ! 

https://www.ebay.com/sch/i.html?_from=R40&_trksid=...

Даже вполне доступны если не жадничать.

20:26

Какое входное сопротивление усилителя?

admin  
19:56

Входное ~3.8Ком. Но при желании можно увеличить номиналы резисторов ООС R15 и R7 раза в 2-3 допустимо, просто шумы вырастут.  

19:44

А можно гербер7 Плиз

admin  
22:23

Герберы не предоставляются, есть ссылка для заказа плат в Китае, так Вы поддержите немного проект.

Но замечу, герберы могут быть предоставлены на некоторые проекты (включая этот) авторам статей. Так что присоединяйтесь.

admin  
21:30 (отредактировано)
+2

Тем, кто столкнулся с недостаточной возможностью по увеличению тока покоя, рекомендую увеличить номиналы R18 и R9 до 390Ом и увеличить номинал подстроечного резистора R17 до 470 Ом. Номиналы в схемах обновлю позже.

 

22:49

Заказал платы в Китае!

Жду...

Спасибо за уточнение 

«R18 и R9 до 390Ом и увеличить номинал подстроечного резистора R17 до 470 Ом.»

С ув. Игорь

23:08

Игорь, а есть местечко на платы?

20:40

Пока есть.

Еще в пути...

21:01

Платы в наличии (прибыли)

13:16 (отредактировано)
+3

Пара первых впечатлений от собранного, настроенного и прослушанного AH-P1. Это первый усилитель для наушников, собранный мной по схеме уважаемого автора проекта. Поэтому сравнивать будут только с тем, что имею сейчас, что имел и реально слышал — несколько вариантов усилителей на TPA6120, ушной JLH в чисто китайском варианте и несколько вариаций однотактных ламповых схем, включая ту, что до самого последнего момента считал для себя непревзойдённым эталоном — одноламповый однокаскадный однотактник на 6Э5П с трансформаторным выходом. Наушники — Hifiman HE-400I 40 Ом и Sennheiser HD-650 300 Ом. Тракт: AH-D6, прямой трансформаторный выхлоп с ног МС ЦАП на первичку транса (10К:10К нанотор), выход транса напрямую на вход AH-P1 без регулятора громкости. Т.е. усилитель включен, как чисто буферный каскад после трансформатора.Если кратко, вывод один — AH-P1 значительно переигрывает всё, что у меня есть и было. Причём одинаково легко справляется и с 40 Ом, и с 300 Ом.

Как показали эксперименты, характер звучания сильно зависит от тока покоя усилителя. Замеры искажений будут позже, пока только на словах. При токе покоя 100 мА звук очень детальный с очень высоким разрешением. При этом усилитель легко вытягивает даже самые ничтожные нюансы и послезвучия, которые НИ ОДИН из моих усилителей не вытягивал никогда. В хорошо известных мне фонограммах открылась масса того, что я никогда раньше не слышал вообще. Но в какой-то момент эта детальность показалась даже излишней или слишком навязчивой, очень похожей на чрезмерную оптическую резкость, совершенно ненужную в качественных портретных фотографиях.При уменьшении тока покоя этот эффект чрезмерно резкой детальности заметно уменьшается и при токе в 30 мА наступает нирвана))) Некий золотой баланс детальности и музыкальности, который очень хорошо улавливается ухом. При этом всё сразу забываешь и на несколько часов просто погружаешься в наслаждение МУЗЫКОЙ.

Такая вот у меня получилась лирика)))

После прямого сравнения с AH-P1, ИМХО все схемы на TPA6120 в плане звука — мутный ацтой))) Ламповый однотактник — как оказалось, в упор не видит и половины всех тонкостей и нюансов звука, китайский JLH —
слишком груб, резок и примитивен, и также не вытягивает вообще никаких тонкостей.

В связи с ковидом все визуальные измерения искажений на разных токах, а также проба этой схемы, как выходного буфера, с подключением к «большому» усилителю и колонкам будут теперь неопределённо позже.

21:38
+2

Присоединяюсь к вышесказанному, тоже слушаю с недавних пор этот усилитель. Пока из всего, что довелось послушать, этот один из лучших. Из равных могу только назвать «Янтарь» Никитина, который выигрывает в эмоциональности и теплоте звучания, но уступает сабжу по детальности. Удивительно детальный и приятный по звуку усилок получился, автору большое спасибо.

Как установлю усилитель в нормальный корпус, попробую поднять ток покоя. Пока ограничился током в  20мА, которые с прогревом растут до 30мА, больше поднимать не стал т.к. радиаторы еще не ставил.

admin  
22:47

Благодарю за отзывы. 

09:16
+2

К сказанному хочу добавить, что всю транзисторную мелочёвку ставил тошибовскую, TBC847 и TBC857. Выходные 2SC4793 и 2SA1837 — тоже оригинальные Тошиба из очень старых запасов. Электролиты в питании — Nichikon KA.

caleb  
12:59 (отредактировано)
+1

Тошиба вроде на замену 4793-1837 стала делать TTA006B-TTC011Bих бы пощупать, по описанию и картинкам в описании выглядят не плохо.

еще у них есть TTA004B-TTC004B которые чуть менее высоковольтные и есть в терраэлектронике ! 

14:01
+2

TTA006B-TTC011B есть в польской TME, значит их можно купить у любого российского посредника TME или в самом TME.

Наверное попробую заказать и послушать разницу со старой доброй классикой)))

11:24

Подскажите, а большая ли разница по звуку между TBC847/TBC857 в сравнении с bc860/bc850 (NXP), стоит ли менять bc-ки на тошибу?

admin  
13:13
+1

Я пробовал менять, не скажу чтобы разницы большая по сравнению bc860С/bc850С от ONSEMI. На уровне показалось, что тошиба ровнее немного и более деликатная на ВЧ, меньше песка.

17:37

Я не сравнивал, ставил сразу тошибу. Поэтому ничего сказать не могу. Могу только поверить admin-у.

16:09

Извиняюсь за офтоп, не знаю где спросить, потом удалю… Андрей, хотел заказать печатки этого уся, но в вашем профиле нашел проект такого фильтра:

https://www.pcbway.com/project/shareproject/Simple...

Подумал заодно заказать и его… Что то  ни где про него не нашел… Хотя бы схемку глянуть..

admin  
13:30

Даже как-то и не планировал, что-то по фильтру писать, схема то самая примитивная и обычная. Простой сетевой фильтр, предохранитель / термистор или резистор 10-20 Ом (если нужно ограничить пусковой ток) / емкость (по 0.1-0.47мкф) / дроссель / емкость  (по 0.1-0.47мкф). Номиналы, от назначения и тут уж какие получится найти, себе я надергал из разборки пром конструкций.

13:37

Благодарю

VVY  
22:48

Уважаемый, Admin! В продолжении своего обращения в теме "Качественный дискретный выхлоп для ЦАП" об использовании схемы в качестве выходного устройства со старыми мультибитными ЦАП, вами был дан совет использовать для этого случая схему из темы "Высококачественный усилитель для наушников AH-P1" с возможным увеличением КУ. Исходя из этого у меня возникли вопросы. 

1. Можно или нужно изменить выход этого усилителя только для подключения ко входу предварительного усилителя звукового тракта с входным сопротивлением 2.7 ком — 5.0 ком? 

Есть ли отличие отдельных резисторов по мощности от формы smd 0805?

2. Так же просьба, пояснить, кратко, настройку этого усилителя, в частности использования подстроечников R11, R17? 

Спасибо!

admin  
13:15 (отредактировано)

Вы можете его к мультибитному ЦАП с токовым выходом двумя способами, в роли предусилителя (можно еще организовать фильтрацию первым порядком) после преобразователя I-V на резисторе (этот вариант на резисторе упоминался Вами). Но КУ этой схемы увеличивать больше 10 я не рекомендую. Тут уже сами решайте достаточно это вам или нет исходя из используемого ЦАП и номиналов выбранного вами резистора I-V. 

И второй вариант собственно сделать классический I-V с прямо на этому усилителе в место ОУ, классику AD811 он переиграет точно. Звучат варианты хорошо, но по разному, что-то может понравится больше в зависимости от ваших предпочтений и от используемого ЦАП-а. 

п.1) Не понятен, а зачем ему предварительный усилитель, если он и сам справится с этой ролью (Коэффициентом усиления усилителя задается отношением R7 / R15). Также надо понимать, что с ростом КУ дрейф нуля увеличится, и если нет разделительного на входе уся, это может стать проблемой.

Подключить, конечно, можно, 2.7 ком — 5.0 кОм нагрузки легко, ток покоя можно снизить до 10-15мА, можно даже тогда выходники поискать в to92 корпусе типа 2sa970/2sc2240.

п.2) Подстройка нуля осуществляется подстроечным резистором R11, при первом запуске рекомендуется его выставить в положение 50/50.

Ток покоя задается резистором R17

15:33 (отредактировано)
+1

Спасибо за наводку. Надо будет попробовать прицепить его к моему PCM1704!

 

admin  
18:42

О результатах напишите.

segr  
11:38

Добрый день. 

Куда еще стоит ставить качественные-точные резисторы, кроме ООС и входа?

Не подскажете, стоит, что либо менять в схеме под Sony MA900 (12 Ом, 104 дБ/мВт, 700 мВт)? Наушники специфические, ищу под них усилитель.

admin  
16:12

С такими низкоомными хорошо бы мосфеты на выход — 2SJ313/2SK2013 про них в статьей упоминал.

Можно еще рассмотреть, что-то доступное типа IRF520 / IRF9520, но под них надо немного корректировать номиналы, могу примерно вечером прикинуть, но доводить в железе до оптимального будете сами.

segr  
21:06 (отредактировано)

Есть однотакт на 2SK2013 и фольговых резисторах по схеме Назара. Вроде хороший ушник. IRF не хуже по звуку?

п.с. Прикинул бюджет. В корпусе, на сверхточных тонкопленочных резисторах, без выходников и регулятора, -250-300Евро. Если переиграет ушник Назара на LM7171 в комплектации Wired'а, то вполне нормальный ценник.

22:46

Должен переиграть. «Янтарь» Никитина по памяти играл поинтереснее Назаровского, а этот на том же уровне что и «Янтарь», на счет комплектации правда не скажу. Ирфы не уверен, что будут хороши для звука, комплиментарность у них плохая, уж лучше биполяры в класс А загнать. 

Тонкую пленку достаточно R14, R15, R7, R16.

-250-300Евро — много берете, за 150-200 реально, полностью готовый и в корпусе.

segr  
01:47

Янтарь, это заводской усилитель?

11:00

Да, усилитель Никитина, A.N.T. Amber,

ant-audio.co.uk/files/Amber_3T_User_Manual.pdf

свой собирал сам, схема его давно опубликована

www.ant-audio.co.uk/Theory/ANT%20Amber%20Headphone%20Amplifier.pdf

admin  
11:55

Под низкоомную нагрузку «Антарь» далеко не лучший вариант. Даже в описании «Suitable to use with headphones from 25 to 300 Ohm impedance». Да и по схеме там итак ясно. 

У @serg наушники Sony MA900 (12 Ом, 104 дБ/мВт, 700 мВт). Поэтому и предложил рассмотреть IRF, речь идет о получении хорошего качества под низкоомную нагрузку в контексте упомянутых наушников.

 

Комментарий удален
12:22 (отредактировано)

Добрый день!

Собрал. Выставил «0» и токи покоя!

Звучит великолепно!

Спасибо автору усилителя!

с ув.

admin  
18:41

Всегда пожалуйста.

Комментарий удален
12:12

Не подскажите, есть противопоказание к применению транзисторов DSA500100L и DSC500100L? 

13:42

У рекомендованных автором Hfe по более будет.

19:00

Согласен. Просто обратил внимание, что график Hfe очень ровный. Нашел их у себя случайно, лежат без дела.

19:13 (отредактировано)

Разных из Panasonic перемерил, например из похожих 2SA2122/2SC5950 и все они по Hfe уступают.