Простой усилитель для наушников AH-P2 с повторителем Тейлора-Уайта.

При построении нового усилителя для наушников у меня была цель построить компактную и простую в настройке схему с отличным звуком на распространенных комплектующих.

В качестве УН решено было использовать операционный усилитель, который и обеспечивает усиление по напряжению в 2-3 раза. В качестве выходного буфера к ОУ я применил модификацию повторителя Тейлора-Уайта. Выбранное решение позволяет снизить ток покоя в 2-3 раза по сравнению с «честным классом А», что положительным образом сказывается на тепловыделении усилителя.

Схема усилителя AH-P2


 

Коэффициент усиления усилителя задается отношением R13  / R8. При использовании высокоомных наушников R13 можно увеличить до 47кОм. В качестве ОУ можно использовать AD744 и NE5534, используя 5 вывод. Печатная плата позволяет использовать и другие ОУ, мной были опробованы: ADA4627, LME49990, OPA627, OPA827, OP42, AD845, К544УД2, но уже со стандартным выходом (6 вывод). Субъективно наиболее интересные по звуку для меня оказались AD744 и наша К544УД2А. Поэтому в усилителе предусмотрена цепочка подстройки 0, для К544УД2. У нее разброс параметров очень большой, для импортных ОУ подстройка 0, как показала практика, особо не нужна. Для работы К544УД2 с низким КУ потрбуется также включить цепочку частототной коррекции, замкнув выводы 1 и 8, можно также ее ослабить и вместо перемычки установить конденсатор  емкостью ~15-22пФ, при этом контролировать стабильность работы ОУ. 

 

Питание усилителя


 

Оба канала усилителя питаются от общего стабилизированного источника питания с выходным напряжением ±8.2в, стабилизаторы для положительного и отрицательного напряжения выполнены по классической схеме ИОН-ФШ-ОУ, что позволяет получить предсказуемо отличный результат без лишних затрат.

Настройка усилителя предельно проста.  Для работы на нагрузку 250 Ом и выше рекомендуется выставить ток покоя ~ 25мА. При работе на нагрузку 64 Ома для минимизации искажений ток покоя придется увеличить до 40-45мА, при этом выходные транзисторы усилителя и стабилизатора придется оснастить радиатором. При работе на нагрузку 32Ома ток покоя рекомендуется выставить ~50-55мА.

Печатная плата

Усилитель собран на двусторонней печатной плате размером 50х100мм. Плата подготовлена для заказа на производстве. Плата предусматривает установку транзисторов как в to126 исполнении (например BD139) так и в SMD исполнении SOT-223 (например BCP56). Аналогично в стабилизаторе питания могут быть установлены BD139/BD140 или BCP56/BCP53.

 3D-вид печатной платы усилителя для наушников AH-P2 с компонентами:

Результаты измерений усилителя  в RMAA

Как можно видеть искажения усилителя крайне низкие. При токе покоя 60мА гармонические искажения усилителя при работе на резистивную нагрузку 64 Ома, составили  всего 0.0002% (4В RMS). Что практически идентично искажениям самого измерительного стенда, твикнутой ASUS Xonar ST.

Фотографии готовой конструкции

Ниже привожу фотографии готовой конструкции. На первом фото первая версия усилителя AH-P2 (плата v1.0 предусматривала установку ОУ только в soic8 исполнении) в связке с мультиформатным ЦАП на базе ak4490 (красная плата). На втором версия 1.2 усилителя с К544УД2А. Реальные замеры искажений усилителя с К544УД2А находятся в диапазона 0,0006%-0,0002% в зависимости от экземпляра ОУ.

 

Ниже во вложении можно скачать:

  • модель усилителя в программе Multisim 14;
  • проект печатной платы в программе Diptrace 3.2;
  • пакет gerber-файлов для заказа на производстве.

 

Вложение: AH-P2--AD744_amp.zip 229,95 KB (Скачиваний: 226)

Вложение: phone_amp_AH-P2.zip 150,17 KB (Скачиваний: 225)

Вложение: AH-P2.zip 56,58 KB (Скачиваний: 220)

Похожие статьи

  • Усилитель для наушников
    Предлагаю Вам высококачественный усилитель для наушников на микросхеме AD744 в нестандартном включении с повторителем в классе А. 
  • Усилитель для наушников с ТОС.
    При проектирование усилителя для наушников я стремился достичь максимального качества при минимальном количестве усилительных элементов. В основу схемы положена схемотехника...
5 комментариев
Спасибо за схему. Была пара ad744, собрал ради интереса. Послушал,  звук вполне достойный. 
Отвечаю в комментариях по вопросам приобретения, чтоб не отвечать постоянно в личку. Платы раздаю бесплатно.  Жители МО и Москвы, кому интересно, обращайтесь. Отправку почтой не делаю, так как не вижу смысла, особенно с учетом цены с доставкой при заказе плат на производстве из Китая. 

Добрый день, Андрей !

С праздниками Вас !

Возьму одну п/п, если есть.

Попутно вопрос: какими должны быть номиналы делителя R5R8R10R14 для получения Uвых=15В?

Или, если Вас не затруднит, по какой формуле рассчитать?

Спасибо !

 

Добрый день!

По поводу плат написал в личку.

На счет Uвых=15В, 15в на выходе это немало, я так понимаю вы хотите использовать схему, как предварительный усилитель?

Сам КУ определяется соотношением R13 /R8 (схема усилителя), как уже писал Вячеслав.

Резистор R14 здесь больше выполняет роль защиты от КЗ. От него можно вообще отказаться, но тогда следует избегать КЗ.

Теперь для размаха 15В на выходе вам потребуется увечилить напряжение питания усилителя, для этого придется поменять делитель ОС в стабе питания ± плеча.

Напряжение на выходе стаба для положительного Uпит = 5*(R5+R8)/R8, для отрицательного Uпит = 5*(R14+R10)/R10   (см. согласно схеме блока питания).

Трансформатор выбирайте так, чтобы был запас на входе стаба, после диодного моста на емкости C3 и C7 должно быть 3-5В запаса.

Чтобы попасть в диапазон регулировки тока покоя вам придется еще увеличить R9 (схема усилителя) до 15-20кОм

Сам оу тогда тоже желательно выбирать Rail-to-Rail (означает, что для этого ОУ выходное напрядение может достигать по величине напряжений питания).

 

Прошу прощения, что вмешиваюсь, но только сегодня собрал этот усилитель — доволен, как слон, и большое спасибо Андрею. 

Касательно вопроса — если я правильно понимаю, то R14 — обеспечение устойчивости (и его нужно в любом случае оставить как есть), R10 — входное сопротивление и фильтр помех «по эфиру» (вместе с конденсатором), а вот R8 и R13 нужно посчитать по желаемому коэффициенту усиления по формулам, например, отсюда: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/op/op_3_2.htm

Если я неправ, то Андрей поправит. 

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.