Как сделать ламповый усилитель для наушников своими руками

Усилитель к наушникам был создан не просто как развлечение, а по реальной необходимости, потому что часто приходится путешествовать на общественном транспорте. К сожалению, слушать музыку и аудиокниги на 32-омных наушниках с обычного mp3-плеера было бессмысленно. Он выдавал всего 2 х 5 мВт даже при 16 Ом, поэтому на 32 Омах вместо музыки были слышны окружающие звуки.

Стерео усилитель звука на TDA7262

Hi – Fi усилитель на два канала.

У этой микросхемы большой диапазон напряжения по питанию, а ток на выходе достигает 3,5 ампер. Также доступна функция ожидания и защита от кз и перегрева во время работы.

Предельные характеристики микросхемы

Громкость не главная цель

Многие считают что усилитель для наушников нужен только для более громкого прослушивания музыки. На самом деле ценность этого гаджета несколько больше. Любые наушники являются сложной нагрузкой для источника звука. Еще больше это высказывание справедливо, если наушники арматурные, гибридные, изо-/орто- динамические или более экзотичные.

Основной проблемой обычно является нехватка выходного тока источника звука. С другой стороны большинство современных источников не могут выдать сигнал достаточного уровня для раскачки высокоомных наушников, например студийных наушников.

Еще больше картину портит тот факт, что любой динамик имеет паразитные параметры — индуктивность и емкость. Для источника звука они создают определенные проблемы. Импеданс наушников зависит от частоты, и источник звука должен уметь с эти справляться. Есть и другие важные для звука аспекты, но не будет глубоко уходить в технические дебри.

Если обобщить, то главной задачей усилителя для наушников является согласование источника сигнала с наушниками. При этом должно быть сохранено исходное качество звука, а сигнал на выходе должен иметь бОльшую мощность чем на входе.

Усилитель 50 Вт

Простая одноканальная схема на TDA1514.

Характеристики микросхемы

Назначение выводов

Корпус лампового усилителя для наушников

Чаще всего используют алюминиевый материал для создания коробки. Гораздо реже используется дерево, хотя оно значительно улучшает звучание. Алюминиевый материал выбирается не только из-за привлекательного внешнего вида, но и благодаря тому, что материал достаточно плотный и легкий. Лучше всего выполнять сборку с использованием сварочного аппарата, после чего тщательно обработать швы.

Советуем к прочтению: Датчик температуры: виды, назначение, устройство, типовые схемы

После того, как коробка собрана, устанавливают перегородку. В ней делают небольшое отверстие, через которое будут проходить провода. На коробке намечают расположение всех элементов согласно схеме и приступают к процессу сборки конструкции.

TDA8567q 4х25 Вт

Мостовой усилитель класса Hi – Fi на четыре канала.

Есть защита от короткого замыкания выходного каскада и термозащита с уменьшением выходной мощности при перегреве. А еще микросхема обладает защитой от колебаний напряжения и режимом отключения. Еще данная микросхема обладает режимом вкл/выкл входного сигнала(режим Mute), и защитой при подаче напряжения на схему от «щелчка».

Характеристики микросхемы

Назначение выводов

Внутренняя составляющая лампового усилителя

Начинают с проведения проводов и линий накала ламп. Напаивают детали прямо на вывод панелек ламп. В качестве конденсатора лучше использовать качественные элементы, а крепеж осуществляется при помощи термоклея.

По факту крепления всех элементов нужно тщательно сверить конструкцию со схемой и протестировать её. Если всё собрано правильно, но напряжение сильно отличается (более чем в 10 раз), то лампы лучше выбросить.

Стереоусилитель 12 дБ

TDA8199 можно использовать и с электронными регулировками громкости, и с простыми потенциометрами подходящего для звука класса.

Характеристики

Предельные значения микросхемы

SMD версия усилителя

И ещё одна версия на планарных деталях. Плата печатная вышла 28 х 38 мм. Сборка на SMD-эквивалентах транзисторов из серии BC5xx. Однако ради повышения качества звука оставлены конденсаторы стандартные.

Заметьте, тут регулировка громкости на двух отдельных потенциометрах, раздельный левый и правый канал. Двойные логарифмические потенциометры конечно можно поставить (по традиции), но каждое ухо имеет свой уровень слуха, да и баланс наушников (деталей) не идеален, так что советуем сделать именно так. Регулировка громкости общая производится на mp3 плеере.

УНЧ TDA8198 12 дБ

Микросхема TDA8198 изготавливается в корпусе DIP14 и используется в высококлассной аппаратуре.

Уровень динамического сигнала равен 90 дБ.

Есть защита выходного каскада от кз, и статики.

Характеристики микросхемы

Предельные значения микросхемы

В чем «фишка» этого усилителя?

В чем «фишка» этого усилителя?
Схема совсем не нова. Она известна еще из даташитов 90-х годов. Но интересность схемы заключается в том, что оба ОУ усиливают один и тот же сигнал. Но это не мостовое включение. Выходные сигналы обоих ОУ находятся в фазе, благодаря чему их выходные токи складываются.

Такое включение решает проблему малого выходного тока многих ОУ. Это заметно увеличивает количество ОУ, которые могут быть использованы в усилителе. Теперь достаточно, чтобы каждый операционный усилитель мог обеспечивать выходной ток в 35-40 мА, вместо 70-80 в случае одного ОУ на канал.

Максимальное значение выходного тока всегда приводятся в даташитах на ОУ.

Основа устройства

Начинающие радиолюбители в первую очередь задаются вопросом: из чего можно собрать простой усилитель звука в домашних условиях. Работа устройства основывается на транзисторах или микросхемах, либо возможен редкий вариант — на лампах. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Транзисторы

Преимущества транзисторов в малом потреблении электроэнергии. Устройство выдает отличные показатели звука, легко встраивается в любую технику и не требует дополнительной настройки. К тому же нет необходимости в поиске и использовании сложных микросхем.

Лампы

На сегодняшний день устаревший метод сборки, основанный на лампах дает качественное звучание, но обладает рядом недостатков:

• повышенная энергоемкость
• габариты
• вес
• стоимость комплектующих

Микросхемы

Микросхему серии TDA и аналогичную можно приобрести в магазинах или воспользоваться микросхемой от ненужного телевизора.

Используя микросхемы автомобильных усилителей с блоком питания на 12 вольт, очень просто добиться качественного звучания без применения особых навыков и с минимумом деталей.

УНЧ TDA8196 12 дБ

Простая схема усилителя мощности на TDA8196. Схема для начинающего радиолюбителя. Не требует много деталей и простая в сборке. Миниатюрный мостовой усилитель мощности низкой частоты с электронным регулятором громкости.

Есть защита выходного каскада от кроткого замыкания, термозашита при перегрузках. Ну и конечно же защита от статики. Усилитель можно регулировать и как потенциометром, так и простым электронным регулятором громкости.

Характеристики TDA8196

Предельные значения микросхемы

Упростим себе жизнь

Тех, кто только открывает для себя электронику и качественный звук, непременно порадует факт, что собирать потребуется усилительную часть. Да и то позже будет дана, готовая для повторения, печатная плата и вся остальная необходимая информация

Остальные узлы будут куплены готовыми. Это в разы упростит и удешевит задачу без какой-либо потери качества. Самостоятельная сборка таких узлов прилично усложнит задачу. А обойтись без них в задуманной конструкции не получится.

К тому же при сегодняшних масштабах производства различных модулей, стоимость покупки деталей для такого модуля обходится дороже стоимости готового модуля. Возникает резонный вопрос — че париться то?)

TDA7265 и два варианта включения

Есть два варианта включения микросхемы.

• Большой диапазон питания (+-25В);
• Схема с двуполярным питанием;
• Мощность 2х25 Вт
• Есть режим работы без звука и функция ожидания;
• Термозащита от перегрева во время работы усилителя;
• Присутствует защита от кз.

Мостовой вариант усилителя на TDA7265

Характеристики микросхемы

Предельные параметры микросхемы

Пошаговый процесс сборки усилителя

Подготовив все необходимые инструменты, разобравшись со схемой и создав макет, можно переходить к процессу сборки.

Справка! Для улучшения звука используют не металлическое шасси, а деревянное. Хорошим вариантом станет фанера.

1. Первым делом определяют расположение элементов. Большое внимание стоит уделить расположению лампочек и сверлению отверстий под них.
2. Все элементы, которые присутствуют в схеме, располагаются согласно ей.
3. Первично накладывают шины питания нитей накала.
4. К каждой из ламп подводится нить накала.
5. По факту выполнения этих работ, подсоединяются пассивные элементы.

Это то, что касается процесса сборки лампового усилителя своими руками.

Мост на TDA7240

Миниатюрный, но достаточно мощный усилитель мощности низкой частоты, выполненный по мостовой схеме.

Усилитель обладает:

• Защитой выходного каскада от кз;
• Термозащита при возникновении перегрузок;
• Надежная защита от скачков до 28 В.

Характеристики микросхемы

Назначение выводов

Качество компонентов

Качество компонентов

Конденсатор С1 должен быть неполярным. Лучше полипропиленовый или пленочным. Конденсатор С2 лучше использовать керамический. Точность конденсаторов не так важна, но лучше использовать с точностью не хуже 5%. Резисторы желательно точностью не хуже 1%

Хорошие микросхемы стоят недешево. Например, за две оригинальные OPA2604, которые и предлагались в исходной схеме, придется отдать около 23$.

Но совсем не обязательно сразу закупать самое дорогое. Для начала можно поставить что-то из ассортимента ближайшего магазина радиодеталей, а постепенно заменить их более качественными компонентами. Плата будет работать на любых деталях.

Цены на операционные усилители лежат в широких пределах и не всегда дороже значит лучше для звука. Для начала можно будет установить что-то недорогое и доступное, например любимую многими NE5532(0.3$). Очень желательно чтобы она была производства Филлипс.

В последствии с заменой ОУ можно будет играться сколько хотите. Если рассматривать ОУ классом повыше, то для звука хорошо себя зарекомендовали OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397….

Не заказывайте самые дешевые микросхемы с АлиЭкспресс и в прочих китайских магазинах. Там очень много поддельных микросхем. Они будут работать, как и положено, но это может быть совсем не OPA2134, который вы заказывали, а довольно дешевая TL061 с надписью OPA2134…

Но мне удалось найти магазин, в котором продаются действительно оригинальные микросхемы. Да и вообще в нем очень качественные аудиокомпоненты. В том числе топовые. Очень рекомендую этот магазин.

Схема УНЧ на TDA7236

Микросхема в корпусе minidip (4+4).

Характеристики микросхемы

Предельные параметры

Усилитель из транзисторов

Достоинством данных усилителей является их простота и отсутствие многокомпонентных сложных схем. Если для изготовления использовать германиевые транзисторы, то можно их свободно встраивать в любую звуковую технику.

Однако они также обладают существенными недостатками. Например, конечное устройство будет иметь довольно большие габариты. Или качество звука будет приемлемым только при грамотной настройке, так как будет наблюдаться прямая зависимость от «Фона».

Для сборки понадобится экранированный кабель или дополнительное устройство для подавления шумов и помех.

Усилитель на TDA7052

Применяется в переносной звуковой аппаратуре

Усилитель собранный по такой схеме обладает рядом преимуществ:

• Не нужны внешние элементы;
• Минимальные помехи при включении и выключении;
• Достаточно высокая стабильность работы при усилении;
• Низкая потребляемая мощность;
• Отсутствует необходимость в дополнительном радиаторе
• Присутствует защита кз.

Характеристики микросхемы

Ламповый усилитель для наушников

Для того, что понять, стоит сооружать такую схему или нет, стоит разобрать ряд ее основных преимуществ. Именно сильные стороны помогут определить, для чего нужен ламповый усилитель для наушников.

Преимущества

К ряду основных преимуществ относятся следующие пункты:

• Простая конструкция лампового усилителя не доставляет проблем с ремонтом.
• Достаточно длительный срок эксплуатации.
• Отсутствие эффекта шипения или белого шума.
• Ровное звучание системы, которое обеспечивается благодаря плавному переходу и высокому динамическому диапазону.
• Стойкость к высоким температурам.

Это то, что относится к ряду основных преимуществ ламповой системы.

Пара усилителей на микросхеме TDA7050

Напряжение питания всего от 1,6 В и эта схема отлично подходит для работы от аккумуляторов и батареек.

Схемы достаточно простые для сборки начинающим радиолюбителям. Ее можно собрать и на макетной плате.

Мостовой вариант усилителя микросхемы

Преимущества микросхемы:

• Малое количество внешних элементов необходимых для работы микросхемы;
• Небольшой ток потребления;
• Коэффициент усиления 26 дБ;
• Плавающий дифференциальный вход;
• Микросхема обладает режимами стерео и моста.

Характеристики микросхемы

Источник схем

С. Р. Баширов, А.С. Баширов Современные интегральные усилители

Макетирование

Перед тем, как начинать любые сборочные работы лампового усилителя для наушников, нужно заняться макетированием. На этом этапе подбираются детали для самоделки. Очень удобно пользоваться уже готовыми деталями, так можно более четко подобрать размер конструкции. Согласно схеме получается достаточно хорошая конструкция, которая не создает большого шума.

УНЧ для наушников. Качество в простоте, плюс бесшумность

Представляю простоту сборки усилителя для наушников сопротивлением от 32ом до 70ом. В данной схеме фон полностью отсутствует, как сетевой, так и эфирный, не смотря на близость силового трансформатора к схеме. Для усилителя выбран восхваляемый триод 6с2с, сразу отбрасывая 6н6п, 6н23п и 6н2п.

Об этой лампе говорят, что она самая линейная из драйверных триодов, а так-же её аналог 6с5с с такой-же цоколёвкой и параметрами.

Слушатели ставят их в драйвер с крутыми лампами «6с4с» и «2А3»

Входной сигнал должен быть от 1 Вольт до 2 Вольт, чтобы получить достаточную громкость в наушниках. Триод 6С2С предназначен для усиления напряжения в предварительных каскадах УНЧ высококачественных усилителей. Постараемся эту лампу включить в классе А с наименьшим количеством деталей, искажающих звук.

Для достижения класса А нам необходимо выставить ток покоя на средину линейности характеристики лампы, чтоб ток свободно ходил в обе стороны от заданной рабочей точки. Установка рабочей точки определяется напряжением на сетке (красной точной отмечена рабочая точка лампы)

Для напряжения 200 вольт средина линейного участка попадает на -3 вольта сеточного смещения. Для класса А я выбираю конечно фиксированное смещение сетки, потому что при автоматическом смещении напряжение на сетке не стабильно.

На катодном резисторе образуется падение напряжения, которое отличает катод от сетки на 3 вольта, пока лампа стоит без нагрузки. Но под нагрузкой у резистора напряжение увеличивается, попадает на сетку и анод выходит из точки рабочего режима.

Мало того, это напряжение колеблется динамически повторяя входной сигнал, а не просто отклоняется на 1-2 Вольта в сторону. Таким образом, авто-смещение искажает сигнал. Катодный конденсатор портит звук, так как он электролит, который плохо справляется с передачей звука.

Благодаря переходу на фиксированное смещение мы избавились от лишних элементов, избегая ухудшения звучания. На сетке нужен проходной конденсатор 2.2мкФ, чтобы не сравнить сетку с катодом по напряжению. Я поставил плёночный «JB» 2.2мкФ. Так-же хорошие ФТ-3, К-71-7, К-77, К-78 конденсаторы для звука. Звук проходит переменный резистор, один плёночный конденсатор, усиливается и сразу идёт в наушник.

Ошибки в этой схеме нет. Ниже в конце нарисована схема без сокращений, типа «Заземление», хотя людям не привычно смотреть на нарисованные провода, переплетающиеся между собой. Вам всё равно придётся паять «навесной монтаж». Анод лампы подключаем через наушники на плюс конденсатора, на котором 200 вольт. На наушниках в 32 Ома напряжение падает до 0.4 Вольт, а ток остаётся 9мА. При таком низком напряжении и слабом токе наушники не горят и не нагреваются. Ещё лучше подключить высокоомные наушники 50ом или 70ом.

На напряжении от 12 до 100 вольт лампы звучат одинаково и не красочно. Любая лампа: 6н6п, 6н2п, 6н23п, 6н8с, 6с3п, 6с19п пока не дал 200 вольт — звук не тот. Боялся спалить наушники высоким напряжением, но всё работает и слушал несколько дней в наушниках 32ома. На разной громкости все частоты одинаковы — и басы не пропадают и высокие частоты не кричат и средние не спрятаны и не выпирают.

В схемах, где анод нагружен на резистор, потом передаётся через электролит на наушники, там вся мощность уходит на резистор, оставляя наушникам кричащие высокие и средние частоты и слабые низкие. Звук ещё искажается электролитом в добавок.

А трансформатор — самое большое искажение. Для наушников не катит такой вариант.

Здесь же вся мощность идёт на наушники. Ничто не портит АЧХ красивой музыки — ни выходной трансформатор, ни конденсатор электролит, ни анодный резистор, на котором гасится половина спектра.

Эта схема может показаться запутанной из-за фиксированного смещения. Фиксированное смещение — это переменный резистор с конденсатором, посмотрите поближе, ничего сложного. Правильная разводка питания и правильное подключение входного сигнала убирает фон полностью, а ёмкость конденсаторов 470микрофарад помогает перекрыть все недостатки с фоном. Вместо того, чтоб читать форумы, экранировать провода, ставить кенотроны и дроссели в питании — разберитесь в этой схеме. Здесь не обязательно заземление и подключение минуса к корпусу усилителя, экранирование трансформатора и закручивать провода накала в витую пару или брать среднюю точку с накала на землю.

Смещение для лампы берётся с накальной обмотки 6,3 вольта, выпрямляется и настраивается делителем напряжения минус 2 вольта. В качестве делителя выступает переменный резистор 10 килоом. Концы резистора от плюса к минусу конденсатора паяются напрямую, а средний вывод резистора идёт на сетку лампы через 470килоом. Конденсатор отвечающий за смещение подключается плюсом в минус того конденсатора, что питает анод лампы. Напряжение сетки мерять между катодом и сеткой. (выводы 8 и 5)

Полная схема-моно. Здесь показана правильная разводка питания, подключение входного сигнала и нагрузки. Первый конденсатор (ближе к диодному мосту) является общим для двух каналов, от него идут два резистора по 500ом 1вт на анодные конденсаторы 470мкф 400в.

Рассмотрим схему питания

Все ударные токи от диодного моста берёт на себя конденсатор С1.

Фильтр пульсаций R1 передаёт плавно ток на конденсатор С2, не пропуская ударные токи. Это приём против сетевого фона.

Питание стерео-схемы показано далее на рисунке.

Трансформатор силовой должен иметь напряжение обмоток: 6,3в не менее 0,6А 140в не менее 70мА (после выпрямления будет 190 вольт)

Список радиоэлементов

Теги:

• УНЧ

Доводим схему до ума

Представленная в документе схема несколько неполная. Для нормально работы следует дополнить схему входными цепями.

Операционные усилителя одинаково хорошо усиливают как переменное, так и постоянное напряжение. Поэтому, несмотря на всякие аудиофильские заморочки, считается хорошим тоном добавлять на вход конденсатор.

Помимо конденсатора, отсекающего постоянное напряжение, следует добавить идущий на землю резистор. Такой резистор обеспечит привязку неинвертирующего входа ОУ к земле. С другой стороны. вместе с конденсатором он образовывает дифференцирующую RC цепь.

Образовавшаяся RC-цепь (R5, С1) будет отсекать как постоянное напряжение так и инфра-низкие частоты. Они не несут полезной информации, однако значительно нагружают усилитель по току. При номиналах, указанных на схеме, частота среза составляет 16 Гц. При использовании конденсатора на 220нФ частота среза опустится примерное до 7Гц. Дальнейшее увеличение емкости особого смысла не имеет.

Для исключения возможного самовозбуждения ОУ, не лишним будет ограничить и верхний диапазон. Для этого установим параллельно R2 конденсатор малой емкости.

Цепь R2 C2 будет работать как фильтр низких частот. При указанных номиналах деталей частота среза составит около 100 кГц.

Схема фильтра питания

Вот схема фильтра. Диод – любой кремний, вместо полевика IRFP240 можете использовать IRFP450 или аналогичный, также подойдут те, которые использовались в усилителе. Это классический транзисторный фильтр, схема которого является частью усилителя ZEN V9 Nelson Pass.

В принципе достаточно 1 х 4700 мкФ до и 2 х 2200 мкФ после фильтров, в идеале вместо 1 х 2200 мкФ дать 2 х 1000 мкФ с низким ЭПС. Усилители класса А потребляют почти постоянный ток, в музыке нет колебаний мощности, как в случае с другими классами усилителей, следовательно, гораздо меньше потребность в больших конденсаторах в источнике питания. Представленная схема является правильной и спаянная без ошибок должна сразу заработать.