Простой усилитель для наушников на ОУ с буфером

[A.R.]

Вот, дошли руки обмерять макет, который у меня на рабочем столе валяется где-то год. Надо бы в корпус запихнуть, да все ленился. Что это такое: ушной усилитель на ОУ, охваченный общей ООС, неинвертирующий. Выходной каскад -- параллельный повторитель, с током покоя около 30мА. Для смещения выходных транзисторов применены диоды, как у Андрея anli Гайденко в "народном усилителе". При некотором увеличении искажений низших порядков, такое смещение дает мягкое переключение выходных транзисторов и обеспечивает "экономичный А" в достаточных, для ушного усилителя, пределах выходных токов. Ниже приведена схема, фото макета и результаты измерений разностным методом. Желтым показан сигнал ошибки, синим -- опорный сигнал для сравнения. К сигналу ошибки применен ЦФ с частотой среза 1МГц. На 10кГц при выходном напряжении 1.8В п-п искажения составили 7/244/1000 * 100% = 0.003%. На 20кГц, соответственно 15/244/1000 * 100% = 0.006%. Нагрузка в обоих случаях -- резистор 33Ом. Для измерения пришлось изменить Ку усилителя до 3.5, поэтому можно ожидать, что реальные показатели чуть лучше. По звуку усилитель достаточно нейтральный, из осциллограмм видно, что на малом сигнале, в основном, искажения состоят из второй гармоники.

Небольшое обновление. Перевел усилитель в инверт, так как искажения в неинверте подозрительно не зависели от выходной мощности, а только от уровня сигнала. Номиналы в цепи ООС составили 10к/47к. В реальном усе имеет смысл сделать Ку 2-3, больше не требуется. Разностный сигнал выделял на подстроечнике с компенсацией фазы. Ниже приведены осциллограммы разностного сигнала, увеличенного в 1000 раз. Первые две на 4В пик-пик на 32Ом, вторые -- 8В пик-пик, 32Ом. В первом случае не удалось подстроить разностный сигнал до конца, по крайней мере он не хуже, чем 15/1210/1000 * 100% = 0.0013% Во втором случае хорошо виден характер искажений, это вторая гармоника. В процентах 144/2430/1000 * 100% выходит порядка 0.006%.

Последняя осциллограмма -- напряжение между базой и эмиттером выходного транзистора верхнего плеча. Синус 20кГц, амплитуда 8В пик-пик, на нагрузку 32 Ом. Уровень выходного тока выбран специально, чтобы граница, где заканчивается запас тока покоя (30мА), проходила примерно посередине полуволны. Видно, что смещение выхода диодами дает плавное изменение Vbe, без выбросов и заходов в отрицательные напряжения, характерных для режима AB. Амплитуда изменения Vbe около 0.1В, что для амплитуды выходного тока 120мА соответствует изменению выходного сопротивления плеча примерно на 0.8Ом за полупериод.

Обновление от 19.06.2009:
Финальная версия усилителя, рекомендуемая к повторению, вот здесь: https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=134
Примерная печатная плата и список деталей для нее -- здесь: https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=135
Схема для выделения искажений разностным методом -- здесь: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=25364

[lexdon]

Пока ОУ не купил, так что подожду второй вариантик, сравню и буду думать что лучше
Хотя уже почти все детали припаяны, наверно попробую спаять оба варианта, интересно всё таки, а на этой ПП другие номиналы не такие как в списке?

[A.R.]

Можно сделать все на тех же номиналах, за вычетом электролита. Вот так, примерно. Если есть возможность проверить усилитель осциллографом на прямоугольнике, можно R4 C3 не впаивать, и если выброса не меандре нет, то так и оставить.

[lexdon]

А там всего половина схемы ( наверно вторая половина без изменений?) и между R13 и R4 пустота, там должно что то быть или так и есть?
Я извиняюсь за свою настойчивость,ну очень хочется усилитель, тем более он почти собран

[A.R.]

А там всего половина схемы

Да, потому что изменения касаются только входа на ОУ.

и между R13 и R4 пустота

Это в том смысле что ничего впаивать не надо.

[lexdon]

R1 и R28 на схеме без номиналов

[A.R.]

R1 и R28 на схеме без номиналов

Отчего же, там 0. Т.е. перемычки. Или можно любой небольшой номинал, 10-100 Ом. Но проще каплю припоя посадить.

[lexdon]

Ну вроде всё понял, во вторник надеюсь закончу усилитель, спасибо!!!
А ещё можно вопрос не по теме, можно ли в блоке питания к трансформатору параллельно подключить ещё один выпрямитель-стабилизатор, нужно для питания этой конструкции
http://cxem.net/sound/raznoe/otvetvitel.gif
И хватит ли для усилителя трансформатора мощностью 1А, или можно меньше, а то трансформатор великоват окозался

[A.R.]

Потребление в режиме покоя двух каналов около 100мА, так что должно хватить трансика из блока питания на 500мА с головой. И на ответвитель хватит. Можно не использовать доп. выпрямитель, а только отдельный стабилизатор.

[lexdon]

СПАСИБО!!!!!

[A.R.]

Offтопик:
Пожалуйста ;)

[saschai]

Доброго всем времени суток!
Благодарность автору за предоставленную схему!
Тема, к сожалению под заглохла, а жаль
Собрал я усилитель, скорее для коллекции, так как многого от него не ждал, но впечатления, оказались, положительные.
Прежде всего без проблем раскачались мои 600Омные К60,а Синхи 555, без боязни оглохнуть, можно слушать только на 20-25%, это что касается громкости.
Поскольку коллекция повторенных мной ушников насчитывает(с данным изделием)6шт, провел небольшое сравнение. Не спец я говорить красиво, посему общие оценки, как уже отмечал громко, очень динамично, сложный материал без каши, сцена, на мой взгляд, "узковата", но это субъективно, люблю простор, на моем экземпляре верхи чутка выпячены, низы жирные и в нужном кол-ве. Семигору (вылизанному на приблизительно 3,5-4 килорубля) и композитнику от Дмитрия (Lynx)(плата своя, детали полностью по описанию) уступил. Как ни странно сыграл ,на уровне, так долго мною выстраданного клона "Lehmann Black Cube Linear" и это, можно сказать, с рынка из под паяльника. Оставшиеся усилители, даже не включал, заведомо проигрышные варианты.
Как я уже отмечал, я не специалист, а скорее потребитель и высказываю свою чисто субъективную оценку.
Что у меня пошло не так.

1. В положении перемычки J1 1-2, без искажений отказался работать на отрез.Верха с хрипотцой на любом уровне громкости, низы провалены.
2. Хотя в описании говорилось, что схема стабильна, но у меня очень любит ловить всякое Г... особенно по входу (феррит пока не ставил, кстати на Lehmannе, та же проблема)
3. Ели слышный фон(песок), в независимости от положения регулятора громкости(скорее всего опять наводка, исчезает при прикосновении к межблочнику у источника(источник ЦАП и там на выходе все чисто, проверено, у др усилителей с этим межблочником проблем нет)
4. Димер (переменник) со входа убрал, вакантного, приличного не оказалось, а с не очень приличным(33кОм, заземленный корпус), появился ели заметный свист, где то что-то возбуждается
5. После отключения питания (емкость в фильтре 3300мкФ)еще секунд 30 без проблемной работы
6. Может связано с отсутствием корпуса, или холодно у меня дома, но нагреть общий радиатор выше градусов сорока , за 8 часов работы не удалось

Схема заработала сразу, запуск проблем не вызвал, честно говоря пока ничего не менял и не настраивал, транзисторы подбирал в пары по типу, конденсаторы, заявленные разработчиком.
Мое мнение, в качестве ушного усилителя для компа, стоимостью до 100-150руб (на 5534,честно говоря, если разница с 604 и есть, то на мой слух ну очень незначительна), очень достойный вариант.
Сижу и думаю, стоит ли его ковырять дальше, просится замена электролитов, транзисторов(сейчас стоят хрен знает чьи, а по "Семигору на импорте" и Lehmannу знаю, что сие критично), может супротивлюхи тонкопленочные поставить, питальник на 337, 317(все таки своих шумов у них поменьше), или запихнуть в корпус и оставить как есть, слушать под настроение
Андрей, еще раз благодарю за интересный проект!
С уважением, Александр.
ЗЫ передрал авторскую плату в SL, если интересна попытаюсь выложить, может будет способствовать популяризации очень достойной схемы

[A.R.]

Рад, что пригодилась моя поделка и спасибо за добрые слова. При наличии фона попробуйте уменьшить, или вообще закоротить R13. Применяя 5534, желательно его скорректировать небольшим конденсатором с 5 ноги на 8, начиная с 33-47пФ и по осциллографу подобрать наименьшее значение при отсутствии выброса на меандре, и оставить его с запасом на 15-20%. Опять же, в условиях компа, крайне желателен синфазный фильтр по сетевому питанию и на входе, поближе к входу ОУ, 1к/1нФ простейший RC-фильтр. Схема без ООС по переменному току (джампер в положении 1-2) предполагает единично-стабильный ОУ с полевым входом, типа 134, 604, на худой конец ТЛ071, 72 и т.п.

[saschai]

(джампер в положении 1-2) предполагает единично-стабильный ОУ с полевым входом, типа 134, 604, на худой конец ТЛ071, 72 и т.п.

В том то и беда, что на 604-ых на обоих каналах, но на одном более ярко выражено.

и по осциллографу подобрать наименьшее значение при отсутствии выброса на меандре, и оставить его с запасом на 15-20%

Пока сижу без инструмента, старый, 112 уже у нового хозяина, а новый еще до меня не добрался, по тому пока и не ковырялся
Благодарю за рекомендации, немного попозже обязательно попробую.
И маленький вопросик без переменного сопротивления на входе не хорошо как то, да и не удобно, из за чего может идти возбуд? попробовал Алпс 2х50К, слегка бу, из другого, рабочего ушничка, еле слышный, но свист все же есть.
ЗЫ все это с комплектацией, точно по схеме.

[A.R.]

на 604-ых на обоих каналах

точно по схеме.

Скорее всего, это 604-е свистят. Попробуйте впаять C3 >= 22пФ.

[saschai]

Андрей, доброго времени суток!
да действительно возбуждается 604, конденсатор уже стоял именно на 22, попробовал поставить триммер в 10к, возбуд вроде бы исчез, все остальные проблемы в транзисторах, ну не могу я в Питере, найти приличного производителя в продаже кстати, на куба Семенсов из Омска прислали, Филипков у кого не спрашивал, просто нет, в один канал воткнул, приличную пару из запасов(одна она у меня) усилитель просто запел(на одно ухо), такое впечатление, что кусок поролона в ухо раньше был запихнут, естественно утрирую, но эффект на лицо.
На что можно поменять транзисторы, пусть\ более дорогие, но музыкальные и более доступные? Все таки, я, решил собрать заново, заказать прои. плату и собрать , на всем качественном, интересно посмотреть на результат. ОУ попробую ЛТ1122, в планарном СМД исполнении, не доверяю панелькам

[A.R.]

возбуждается 604

Вообще, я пришел к выводу, что зря рекомендовал схему для повторения именно с 604-м. Он для такого относительно низкочастотного ОУ слишком чувствителен к разводке платы. Сейчас, если не ошибаюсь, давно в корпус не лазил, в макете у меня стоят то ли opa134, то ли 5534 дополнительно закорректированные конденсатором с 5 ноги на 8-ю.
Что касается замены транзисторов, то тут я и сам бы прислушался к мнению форума. Индустрия практически полностью переориентирована на цифровые применения, и я отстал от жизни, что сейчас можно приспособить для линейных схем. Из того, к чему я привык, можно применить MJE340/350, или KSE340/350. Если искать высокого, то что-то от Toshiba, типа 2sc4793/sa1837, они и помощнее, можно ближе к чистому режиму А подойти. В любом случае надо будет настроить ток покоя и по меандру подобрать корректирующую емкость.

[sia_2]

можно применить MJE340/350, или KSE340/350.

Нельзя, у них очень резко выражен эффект квазинасыщения, соответственно большая нелинейность и возможность потери устойчивости. Оптимальный вариант для подобных усилителей - пара BD135,137,139 и BD136,138,140. Или их примерные SMD аналоги - BCX/BCP53,54,56 и BCX/BCP51,52,53. 2SA1837/2SC4793 (равно как и 1930/5191) имеют бОльшие емкости, и меньшую граничную частоту.

[.Васильев]

А что мешает в телефоннике применить тройку с выходными транзисторами типа А1930/С5191 и током покоя под 50-100ма? Или это перебор?

[saschai]

Как уже писал, если ставить 5534 и все с рынка, то получим очень недорогую, качественною схему с бюджетом до сто рублей, просто сравниваю со своим Леманом, который почти за год с лишним, издевательств упакован более чем на пару с половиной сотен вечнозеленых и поет, ну да чутка просторнее, чутка разборчивее, там где каша, подходит более избирательно, ну так какие средства туда вложены(правда постепенно), я думаю, поменяй здесь только выход, емкости и часть резисторов, да операционник подобрать поинтереснее, и получится очень достойный вариант. Жалко интересная схема, а полностью раскрыть потенциал не могу. Первую версию все таки соберу в корпус и избавлюсь, попутно, буду неспешно набивать новую платку. может пока и транзисторы достойные подтянутся, в общем время покажет, что в итоге получится. А так если нужно собрать ушной усилитель быстро, недорого, громко и на достойном уровне, очень рекомендую!

[A.R.]

Нельзя, у них очень резко выражен эффект квазинасыщения, соответственно большая нелинейность и возможность потери устойчивости. Оптимальный вариант для подобных усилителей - пара BD135,137,139 и BD136,138,140. Или их примерные SMD аналоги - BCX/BCP53,54,56 и BCX/BCP51,52,53. 2SA1837/2SC4793 (равно как и 1930/5191) имеют бОльшие емкости, и меньшую граничную частоту.

Спасибо за разъяснение, я, признаться, думал что 340/350 это просто высоковольтный вариант 139/140.