Hi-END усилитель для наушников AH-P4 PRO v1.0
Хочу представить вашему вниманию Hi-END усилитель для наушников AH-P4 PRO v1.0.
Схема усилителя AH-P4 Pro
В качестве выходных транзисторов работают следующие рекомендации
- в случае относительно высокоомныхнаушников (>64Ом) рекомендую использовать КП902А/Б с рекомендуемым током покоя 35-50мА.
- если допускается использование низкоомных наушников (>16Ом), то рекомендую использовать КП901 с рекомендуемым током покоя 65-100мА.
- биполярные транзисторы стоит использовать только в случае невозможности достатьКП901 / КП902, в этом случае рекомендован NEC 2SD2165 с рекомендуемым током покоя 50-100мА, также допустимо использовать snayo 2SC3807 с рекомендуемым током покоя 30-60мА, но запаивать их следует с учетом их цоколевки.
Подбора выходных транзисторов в пары не требуется. КП902А/Б и КП901 в позиции Q14 рекомендуется выбирать с наименьшим значение Vgs (пороговым напряжением), а в позицию Q15 можно ставить остатки, при этом, если их Vgs превышает 1.5в, то следует увеличить R23 до 470Ом.
В усилителе решено было применить дискретный стабилизатор питания, которые хорошо себя показали в питании фильтров ЦАП.
Размеры платы
Большая работа по доработке. Моя благодарность Андрею!
За пару вечеров собрал и недавно послушал усилитель. Запустилась с первого раза, звучит великолепно. Опять огромное спасибо автору за конструкцию.
Собирался в варианте с КП902 с током покоя 50mA (то есть в варианте для высокоомных наушников).
Несколько фото:
(здесь видны резисторы 18K, запаянные в параллель триммерам R8 — под рукой не было рекомендуемых на 10K, поставил на 22K — нужны для сохранения рабочего режима Q6, Q7)
(здесь установлен охладитель).
По согласованию с авторомплаты конструкции доступны к заказу.
Андрей, подскажите, пожалуйста, какого производителя использовали светодиоды smd 0805 ?
И, ещё вопрос, если можно, не измеряли уровень шума светодиодов в корпусе smd 0805, в сравнении с выводными d3мм и d5мм ?
Спасибо.
Что за кондеры пленочные безкорпусные?
Есть таких меряются точно как - WIMA MKS
Это какие-то вроде TDK, 0,1 uF на 400 V — куплены прямо на митинском радиорынке, по уровню типа WIMA, поставлены больше для красоты (есть в наличии и WIMA MKP)
В таких корпусах и PPS конденсаторы бывают и лавсан
<В таких корпусах и PPS конденсаторы бывают> В круглых прозрачных корпусах и СМД без выводов согласен похожие бывают.
Я в таких точно видел
Тоже интересно? Вот из своих отсыпал для наглядности.
Почти собрал. Ушло тоже пара вечеров
собрал на кп901 завелся сразу же. ток 80 мА.
Ого электроснабжение. Сюда бы еще сборкой доработать для стабильности дифкаскад.
Это раздельное питание РГ на батарейках. Земли встречаются только в одном месте в ЦАПе
Сегодня была возможность послушать повнимательнее и подольше усилитель — крайне доволен.
Звучит однозначно ещё лучше чем AH-P4 с биполярными транзисторами в ВК. Ещё раз большое спасибо Андрею за великолепную конструкцию.
BTW, он установлен во временный корпус в стиле технопорно, является сейчас законченной конструкцией (даже с платой задержки включения и защиты от постоянки), и, если есть интерес, может быть выдан на какое-то время для прослушки (по умолчанию под залог возврата, а активным пользователям сайта под честное слово)
А что за AH-P4, не нашел такую конструкцию или это тот же AH-P4 PRO v1.0, но с биполярами ?
Именно, это тот же AH-P4 PRO v1.0, но с биполярами
Собрал. На выходе кп901. Полевики подобрал поканально. Сборки тошибовкие HN1C01FU/HN1A01FU. В питании Nichikon KA и PPS. Отличия по BOM — стабилитроны опор были только в корпусе DO-35. Стабилитроны и светодиоды подбирал.
Из замечаний к плате- нет места для замены конденсатора вх. фильтра, все таки туда надо fkp
Ток покоя самый комфортный -80ма. 5-6 часов работы на фанерке-температура около 70.
В качестве радиатора несколько слоев медной мягкой шинки 20мм( получилось 50х20х8) на пасте. Наверное нужно еще прикрутить радиаторный профиль. Также нужны радиаторы на транзисторы стаба, у меня входное 16В, много рассеивать приходиться. Получается, что кондеры питания греются с обоих сторон.
Звучит замечательно. И на Hifiman Deva Pro (18 Ом) и на баерах Dt880(250 Ом).
Источник D16 Mk7/F7, РГ — ALPS 10к.
Спасибо Андрею за интересную схему и замечательную конструкцию.
«все таки туда надо fkp» - сюда в 0805 ставил pps (ECHU1H101JX5 / ECHU1H121JX5 / ECHU1H151GX5), брал на ali тут
https://aliexpress.ru/item/1005003422034320.html
Спасибо Андрею за присланную плату усилителя!
Я решил попробовать в выходном каскаде связку отечественных транзисторов JFET КП903Б (Q14) + MOSFET КП901А (Q15).
Транзисторы КП901А у меня были, и среди них желательно отобрать пару с относительнобольшиминачальными токами стока — более 10..30 мА (у моих транзисторов эти токи оказались 11 и 20 мА): чем больше начальный ток стока, тем меньше получится положительное напряжение исток-затвор при заданном токе покоя (так, при токе покоя 75 мА падение напряжение исток-затвор у моих экземпляров транзисторов КП901А получились в пределах +0,65..+0,95 В). Транзисторы КП903Б, как «быстро исчезающий вид», пришлось искать на аукционе «Мешок». Среди них требуется отобрать пару транзисторов с минимально возможным начальным током стока 100..200 мА (из 6 купленных транзисторов удалось отобрать только два с начальными токами стока около 155 мА): чем меньше начальный ток стока, тем меньше можно будет установить ток покоя усилителя без заметного снижения крутизны этого транзистора и без значительного увеличения отрицательного напряжения исток-затвор (при токе покоя 75 мА падение напряжение исток-затвор у моих экземпляров транзисторов КП903Б получилось около -0,91..-0,95 В). Чем меньше падение напряжения исток-затвор транзисторов Q14, Q15, тем больше получится максимальное выходное напряжение усилителя, причём с увеличением тока покоя напряжение исток-затвор у Q14 будет уменьшаться по абсолютной величине, а у Q15 — увеличиваться.
Результаты меня порадовали: при токе покоя 75 мА (это примерно половина величины начального тока стока моих транзисторов КП903Б) оптимальное сопротивление наушников составляет 30..40 Ом, и максимальная выходная мощность при этом может доходить до 0,7 Ватт! При сопротивлениях нагрузки в пределах от 16 до 100 Ом обеспечивается минимальная выходная мощность на уровне 0,3 Ватт (чего, по-моему, вполне достаточно):
Максимальное выходное напряжение на холостом ходу может достигать 5,6..5,8 В:
Коэффициент усиления определяется соотношением R15/R3.
АЧХ ровная до 100 кГц (дальше просто не проверялась), при этом на частоте 100 кГц наблюдается небольшой подъём около +0,5 дБ (этот подъём начинается примерно с частоты 30 кГц).
Особенности применения остальных компонентов (по сравнению с указанными BOM): конденсаторы C12,C13 — Wima MKP2 0,047 мкФ, C14,C15 — Nichicon KA 2200 мкФ x 16 В, C24,C25 — Nichicon KT 220 мкФ 16 В, светодиоды LED1..LED6 — KPT2012-SGC, транзисторы Q1,Q5,Q6,Q9 — TBC847B, Q2,Q4,Q7,Q10 — TBC857B, Q19 — MJE15032G, Q18 — MJE15033G.
Так как цоколёвка транзисторов КП903Б и КП901А различается, установка первых непосредственно на плату на посадочные места Q14_1, Q14_2 проблематична, поэтому все мощные транзисторы (Q14_1, Q15_1, Q14_2, Q15_2, Q19, Q18) размещены на дюралевойпластине толщиной 12 мм размерами 50..55 x 100..110 мм:
К выводам транзисторов припаяны проводки длиной около 25 мм в силиконовой оболочке, которые подсоединяются к плате усилителя через миниатюрные клеммники с шагом 2,54 мм, а плата крепится к пластине на металлических стойках М3 длиной 12 мм:
Правда, резисторы R28,R29 пришлось запаивать на нижней стороне платы «вторым этажом» над R26,R27.
В качестве блока питания я временно использовал AH-PW6-mini с трансформатором 2x13,5В 0,45А:
Для надлежащего охлаждения дюралевую пластину нужно прикручивать к металлическому основанию корпуса.
Звучание усилителя очень понравилось!
Тоже пробовал эту связку КП903Б (Q14) + MOSFET КП901А, только немного в другом проекте,
я покупал 2П903Б тут - https://www.anion.ru/katalog/tranzistory/polevye-701-979/tranzistor-2p903b-5268-14479.html
Интересно, а можно ли на основе данной схемы сделать усилитель мощности ватт на 10 хотя бы ?
Так есть AH-AMP1,
если хочется именно на КП-ках, то тоже можно (q9 тогда будет не нужен), но надо подбирать близкие по ВАХ и ставить в параллель минимум по 2хКП904А а лучше 3-4, что слишком накладно
Привет всем.
Вобщем делюсь мнением.
Мне все время казалось что маловато низов… было перебранно несклько вариантов и остановился на самых интересных это NICHICON MUSE KZ 330uF 25v, немного им уступали Elna Silmic II 470uF 16v но тоже были не плохи. на случай если кто то как я любит потемнее окрас
Автоподстройки нуля на выходе не хватает, думаю добавить
Он же с отрицательной обратной связью, уход нуля минимальный.
Замерял собственные шумы разных ушников в условиях на «столе» с открытым входом без «сферического вакуума» весьма достойный результат из всех что подверглись сравнению этот был самый малошумный и довольно таки ровной полкой шумов, на пики в 100 кГц обращать не стоит, ушник питался от импульсника ))) все что от 50кГц было одинаково на всех замерах, (замеры проводились на космосе грейда Б)
Закороченный вход
Собрал этот усилитель, запустился сразу, транзисторы на выход поставил КП901Б, радиатор брал в ЧиД:
www.chipdip.ru/product/ab0092.2-50x170x20mm
Резьбу под выходные транзисторы нарезал прямо в радиаторе, но можно сверлить отверстия большего диаметра и класть с обратной стороны гайку, она как раз помещается между рёбер и фиксируется рёбрами от проворота.
Высота стоек между платой и радиатором 10мм, длинна проводов от транзисторов до платы у меня 25мм, но можно сделать меньше, 20-22мм.
Установил плату в тестовый универсальный корпус, вердикт: звуком очень доволен, буду собирать в отдельныйкорпус.
Админу спасибо за проект!
Решил поместить свой экземпляр AH-P4 в небольшойкорпус, с регуляторомгромкости:
И тут обнаружился один недостаток усилителя: за счёт наличия небольшого входного тока при регулировке громкости меняется входное и выходное смещение усилителя. Если в левом канале постоянное напряжение на выходе меняется в пределах порядка 5 мВ, то в правом — до 25 мВ, в результате через потенциометр регулировки громкости протекает постоянный ток, и он начинает «шуршать» в правом канале (если бы не «шуршал», то можно было бы не обращать внимания). Для устранения этого явления пришлось включить на входе каждого канала разделительный конденсатор в виде «бутерброда»: Nichicon Muse ES BP 100 мкФx25В + Wima MKS 4,7 мкФx50В + PPS 0,1 мкФx50В (ECHU1H104JX5):
Разницы в звучании с таким разделительным конденсатором я не заметил, уход «нуля» на выходе усилителя теперь не наблюдается, регулятор громкости не «шуршит». Выбор потенциометра для регулировки громкости с линейной функциональной зависимостью номиналом 50 кОм обусловлен тем, что при входном сопротивлении усилителя около 5 кОм (определяется номиналом R3, не считая R2) результирующая функциональная зависимость регулировки получится показательной (обратнологарифмической) — см. журнал «Радиолюбитель», №4, 1995, с.21 (правда, в указанной статье рисунки 1а и 1б перепутаны местами).
В итоге мой вариант схемы усилителя получился таким:
Спасибо за подсказку, Владимир!
А я бы грешил на сам потенциометр, а тут оказывается дело в постоянке на входе. Учту на будущее! :-)
Я поначалу на потенциометр и грешил :)
Промерил на стендике 8 шт кп901 ( резистор 100 ом, источник 12 вольт ) на затвор напряжение с отдельного источника. ( 2 шт совсем далеко, в разброс даташита не попадают)
видится
на q15 №2 и3.
на q14 №4 и 5, только № 4 не закрывается до — 2вольт около 0,1 ма (если тестер не врет).
PS При измерении лучше транзистор на радиатор или гайки накрутить чтоб исключить влияние температуры, греется быстро
и смущает 100 ом в стоке, при 100 ма 10в на резисторе и 2 в на стоке, соответственно примерно с 1 вольта на затворе похоже все не очень релевантно.
PPS китайский тестер кажет какие то «космические» значения.
В целом выбор пар для Q14 и Q15 правильный. Для Q14 лучше выбирать с большим начальным током стока (который получается при 0В между затвором и истоком), в этом случае при рабочем выходном токе напряжение затвор-исток будет меньше (в данном случае около +1В). Если не нравится №4, вместо него можно поставить №1, будет хорошо. И да, китайский тестер эти транзисторы не может измерить, так как ввиду линейности их характеристик фактически отсутствует такой параметр, как пороговое напряжение.
Внимательно еще раз график в даташите посмотрел, верхняя граница 200 ма, все попадает в норму.
получается лучший вариант из имеющихся для Q14 № 7 и 8. если 100 ма ставить то около 1 вольта будет
и Q 15 № 4(или 2) и 5.
получается высокий ток при нуле на затворе не бага а фича
ps китайский тестер не «признал» за транзистор кп902, который на стенде абсолютно ровно мерился.
Да, №7 и №8 для Q14 лучше всего подойдут.
Нужно ли подбирать транзисторы ВС850 и ВС860 в пары? Если нужно, то с каким допуском (%) ?
да, допуск < 20% желательно
Спасибо.
Коллеги, прошу подсказать — стал подбирать транзисторы TIP41C и TIP42C в пару (из 4 шт. тех и тех), hFe у TIP42C оказался в районе 140, а у TIP41C — в районе 35. Разброс в разы. Насколько критична такая разница в hFe? Ни разу не сталкивался, отсюда и дилетантский вопрос. Может можно вышеуказанные транзисторы заменить? Например на С4793/A1837 ?
Очень большой разброс, применять не рекомендую такую пару, лучше меняйте на С4793/A1837
Смотря чем мерили. Китайские транзистор-тестеры не выдерживают ток базы постоянным, поэтому измерения могут быть нерепрезентативными. Грубо, если коэффициент передачи по току для npn был измерен при токе базы 1мА, а для pnp при 5мА, то полученные цифры нельзя сравнивать между собой. Соберите простейший стенд из нескольких резисторов, амперметра и источника стабильного напряжения, посмотрите что получится.
Согласен, в китайских показометрах, 1-5 ма это даже не ток базы, а ток коллектора- т.е. режим микротоков, на которые начиная с корпуса TO-126 можно не смотреть.
Провёл измерения прибором ППТ, с возможностью регулировки тока база — он подтвердил, что показания кит.народ. приборчика достаточно корректны для данных пар транзисторов (TIP41C и TIP42C)… по крайней мере, разницу бэты NPN и PNP показывает, в моём случае эта разница в несколько раз.
Ну что же, похоже действительно стоит поискать другие пары транзисторов.