Усилитель для наушников Oriel #12
Начинаю потихоньку выкладывать то, что наработал за последние полтора года.
Недавно мне понадобился мониторный усилительный тракт для наушников. Цель стояла получить на 40 омной нагрузке при размахе до 15В р-р быстроспадающий ряд гармоник с уровнем второй не более -115дб, третьей - не более -120дб, четвертой и далее - ниже -130дб. Вроде как удалось - по моделированию всё еще лучше, на практике, как всегда - чуть похуже и соответствует ожиданиям. Наглядный пример того, что правильно настроенная ООС не только не плоха. а весьма хороша
Честно скажу - оформлять статью с результатами измерений, картинками, таблицами и анализом работы устройства - некогда. Так что по мере возможности буду тут отвечать на вопросы. Если в двух словах - на DA1+VT1 собран источник тока 400мА, на DA4+VT3 - собственно усилитель.
Приведенная ниже схема будет обладать чуть худшими показателями по искажениям (на 3-4дб) по сравнению с авторской конструкцией, где используется дифференциальная схемотехника входа без разделительных конденсаторов. Не привожу, так как источник сигнала должен быть соответствующий.
Обращаю внимание на выбор компонентов и номиналы - от этого сильно зависит спектральный состав гармоник. Увеличив, к примеру, резисторы, задающие коэффициент усиления, пропорционально в 2-3 раза - получим неприятный жесткий спектр гармоник. То, что можно поменять - AD8620BR (оказался у меня в столе и отвечал требованиям), на котором сделана сервопетля, поддерживающая низкое постоянное напряжение смещения выхода. Подойдет почти любой сдвоенный прецизионный малошумящий ОУ с входным током не более 1нА. В принципе, кого устраивают 2-6 мВ постоянки на выходе - могут вообще не собирать интегратор, не забыв заменить резисторы R26 и R27 на 49.9 Ом.
Резисторы с пометкой "0.1%" - металлопленочные Susumi серии RG2012. Конденсаторы 0.1мкф в цепях питания - Murata GRM31C5C1E104JA01L. Конденсаторы в сигнальных цепях - пленочные Panasonic ECH-U и ECP-U.
Потенциометр регулировки громкости - ALPS RK09712200MY.
Электролиты в цепях питания - Nippon Chemicon KZE
Питание схемы - от стабилизированного биполярного БП с напряжением +-10..12В
Коэффициент усиления по напряжению - около 15дБ
Старая схемаheadphone_amp_v1.0a.PDF
Новая схема headphone_amp_v1.0b.PDF
SPICE THD (Vout=15V p-p, Rload=40, 10kHz input)
Внешний вид
ну вот, заиграло. и заиграло достойно. ждите изменения в документации и комментарии
Результаты IMD 60+7k. Белый график - собственные искажения измерителя,
зеленый график - искажения усилителя на нагрузке 40 Ом, размах 3В рмс
Эксперименты выявили не совсем объяснимую и значительную зависимость спектра гармоник от выбора резистора 10 Ом в источнике тока. Хорошо известно, что резисторы невысокого качества обладают заметной зависимостью сопротивления от приложенного напряжения. Только после установки прецизионного металлопленочного резистора вместо обычного тостопленочного (на картинке можно видеть, что в левом канале он собран из пяти параллельно включенных резисторов 1206 49.9 ом, а в правом канале - обычный толстопленочный 2512 10 Ом) проявился быстроспадающий характер спектра гармоник, ожидаемый автором. Учитывая, что величина тока, проходящего через резистор, строго постоянна, напряжение, приложенное к нему, также постоянно, эффект этот не вполне объясним и требуется его тщательное изучение.
Также любопытно было наблюдать зависимость спектрального состава гармоник от вариации примененных электролитических конденсаторов. Конденсаторы Nippon серии KZE проявили себя наилучшим образом, обеспечив наиболее чистый и короткий спектр гармоник, по сравнению с конденсаторами специальных аудио-серий (Nichicon FW, KZ; Elna RFS).
Сообщение от Shurik
Социальные закладки