Страница 40 из 43 Первая ... 303839404142 ... Последняя
Показано с 781 по 800 из 842

Тема: Современный любительский усилитель для головных телефонов

  1. #1 Показать/скрыть первое сообщение.
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для ViktKors
    Регистрация
    03.05.2010
    Сообщений
    3,532

    По умолчанию Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Мотивация для создания предлагаемого устройства проста. Братец спросил меня на предмет, "а что посоветуешь собрать для наушников", и я ... завис.
    У меня как-бы есть "встраиваемый в ЦАП", но он не для любителя - сложноват и горячеват, есть "балансный" - вполне любительский, но очень уж специфична у него область применения.

    *Почему пришлось делать еще одну плату*

    Скрытый текст

    Вроде не проблема, конструкций масса, нужно только поискать. Критерии подбора - из разряда "само-собой разумеется, что.." Рулит конечно звук, но достаточный объективный минимум (чтоб не быть слабым звеном) должен быть выполнен.
    Ориентир на не самый плохой источник, типичный для данного время и обозримой перспективы. Поэтому полоса частот - от постоянки до 100+ кГц (чтоб не иметь особых проблем с фазовыми делами на краях диапазона и не кривить дополнительно частотные и импульсные свойства ЦАПовых выхлопов-фильтров), а искажения заметно (в десяток раз, на 20+ дБ) ниже, чем ЦАПовые, т.е. верхняя граница -140 дБ.
    По остальным параметрам тоже по критерию разумной достаточности. Под типовые наушники с чувствительностью 100 дБ/мВт нужно от 100 мВт мощности (чтоб отработать пики по 120 дБ), по шуму (для наушников с 32 Ом) - не сильно вылазить за 2.5 мкВ (чтоб не выше порога слышимости).
    Есть еще личные, но относительно объективные требования, вроде
    * отсутствия резистора на выходе (это всегда подбор типа/номинала на слух и/или потеря качества звука);
    * устойчивости к емкостной нагрузке (да и к просто сложной, вроде длинного кабеля);
    * защиты от постоянки на выходе (желательно быстрой, чтоб в случае чего, мембрана не успела "выплюнуться") и от переходных процессов при включении/выключении (если они есть).

    Понятно, что джентельменам нужно верить на слово, но, думаю, несколько наивно относить неопубликование обмеров/спектров на счет гипертрофированой личной скромности авторов/продавцов. Имхо, по нынешним временам уговоры, что "все там нормально" вместо спектров - это "разговоры в пользу бедных". Потому подход прост: нет спектров - нет предмета для интереса, а есть скорее всего либо лажа/косяки в конструкции, либо лень и/или несерьезное отношение автора, что дает подвод для соответствующих выводов.

    Ну вот тут как-то и выяснилось, что конструкций, формально удовлетворяющих вроде как элементарным требованиям, что-то не очень-то много. Т.е. до стадии "выглядит вроде нормально, а где послушать можно?" как-то не доходит .
    [свернуть]


    Базой для устройства стал "любительский балансный" ушник. Он, по факту, показался мне удачным. Данная конструкция основывается но схожих принципах.
    *Постановка задачи*

    Скрытый текст

    С точки зрения пользователя:

    1. Простая схемотехника с упором на любительское применение. Отсюда
    а) несложная коррекция, со стабилизацией параметров усилительных звеньев местными обратными связями;
    б) минимум "обвязки": один основной вход, опциональный разделительный конденсатор на входе вместо интеграторов для поддержания постоянки.

    2. Никаких радиаторов на плате. Плата сама должна рассеивать тепло. К тому-же это очень удобно при монтаже в корпус.

    3. Регулятор громкости релейного типа, встроенный на плату. Есть масса причин из-за которых такой РГ может звучать не очень хорошо. Начиная от неоптимальной разводки, недоусыпленного проца ("стенбай" вместо "шатдауна"), отсутствия фильтра между РГ и следующим каскадом, и до развязки процессорной части от сигнальной, типа реле (не только материал контактов, но и внутренняя структура их расположения) и т.д. и т.п. Именно по причине того, что увязать релейный РГ с УНЧ не очень-то просто, решено было сделать его неотъемлемой частью устройства. В этом случае не приходится говорить о преимуществах альтернативных решений вроде хорошего потенциометра.

    4.Нечувствительность к емкостной (и вообще "сложной") нагрузке. УНЧ должен оставаться стабильным при любой емкости на выходе (совсем уж чрезмерная емкость просто вызовет срабатывание защиты).

    5. Наличие минимально необходимых защит: от переходных процессов при включении, от перегрузки по напряжению и току (включая короткое замыкание в нагрузке), от постоянки на выходе.

    С точки зрения схемотехники (речь не о инженерно-достаточных требованиях, чтоб удовлетворить формальное ТЗ, а о некоторых аспектах получения субъективно приемлемого звука):

    1. Усилитель с глубокой ОС. Глубина должна быть достаточной, чтоб ОС была способна не перераспределять искажения (как в типичному случае, когда вторая-третья гармоники преобразуются в "расческу" на ВЧ и замыливание интермодуляцией на СЧ), а задвигать их гораздо ниже уровня шума.

    2. Выход, работающий в классе А (как минимум, для рабочих уровней звукового давления).

    3. Наличие фильтра для помех, наводимых на антенну выходного кабеля. Их проникание в цепь ООС недопустимо.

    4. Отсутствие модуляции звуковыми частотами тока, потребляемого УНЧ от источника питания.

    Ну и понятно, что необходимо упомянуть о печатной плате - самом трудоемком моменте при разработке, который оказывает решающее влияние на итоговое качество. Все вышеперечисленное не имеет никакой ценности (кроме воображаемой) без соответствующей платы.
    [свернуть]


    *От входа к выходу*

    Скрытый текст

    Входной сигнал можно завести как на обычный вход (рекомендуемый вариант), так и на дополнительный, отделенный конденсаторами для отсечения постоянной составляющей.
    К сожалению, реализовать балансный вход соответствующего качества (с уровнем искажений, меньшим чем у самого усилителя) не очень просто и требует немало места.
    Регулировка громкости осуществляется ступенчатым регулятором. Плата разведена под сигнальные реле серии IM от AXICOM, которые, пожалуй, являются оптимумом для подобного применения.

    Реле управляются посредством микроконтроллера по сигналу от потенциометра. Практически все время (собственно, кроме момента регулировки громкости) микроконтроллер деактивирован с полным гашением всех внутренних процессов. Чтоб разбудить его из такого глубокого сна, требуется дополнительная схема, детектирующая вращение ручки громкости (оконный компаратор).
    Помимо этого, в неактивной фазе контроллер еще и переводит выходы в высокоимпедансное состояние, практически отключая обмотки реле от процессора, что (совместно с ВЧ развязками по питанию МК) исключает проникновения помех в звуковые цепи.

    По аналогии со схемой балансного усилителя, входной ОУ охвачен местной ОС, стабилизирующей его параметры на частотах, критичных для петлевого усиления. В звуковом диапазоне этот ОУ добавляет ~60 дБ усиления. Каскад на этом ОУ расположен на "чистом" (в смысле наводок и паразитных токов) участке платы. Поскольку схема не балансная, все потенциалы отсчитываются от локальной "земли", а это предъявляет особые требования к ее чистоте. Для минимизации импеданса земляные заливки есть на всех четырех слоях (они сшиты большим количеством переходных отверстий). Чтобы исключить смешивание токов питания ОУ и сигнальных, применен сдвоенный ОУ, питание и силовая земля которого подведены к полигонам под ОУ по отдельной линии, изолированной от остальных цепей синфазными дросселями.
    В качестве входного ОУ отлично прижился старый добрый ОУ с полевым входом - AD8066. Если РГ сделан под меньшее чем 10 кОм сопротивление, например на 3.6 кОм, то можно ставить и достаточно высокочастотный биполярный ОУ, например OPA1632.


    В качестве выходного каскада в данной конструкции вместо дискретного параллельного повторителя применен ADSL драйвер. В каждом канале стоит сдвоенная микросхема, выходы половинок которой соединены вместе через малоомные резисторы и смещены разной полярностью от источника небольшого внешнего напряжения. Напряжение смещения (деленное на сопротивление этих резисторов) определяет ток покоя ВК. Т.е. выходной каскад искусственно введен в класс А, при котором активно используется по одному плечу в каждом из двух каналов сдвоенной микросхемы. Меняя напряжение смещения, легко установить требуемый ток покоя. Если ток в нагрузке превысит удвоенный ток покоя, буфер просто перейдет в свой обычный режим работы (АВ), причем нагрузка будет раскачиваться обоими выходами сдвоенного драйвера. Т.е. в отличие от обычных схем, выход из класса А не сопровождается увеличением выходного сопротивления, такой "двойной" выходной каскад линейнее обычного при работе в классе АВ.

    Микросхемы драйверов установлены над внутренними полигонами питания. На этих полигонах смонтировано 6 электролитических конденсаторов (2х небольших low-esr на 1000 мкФ, и 4х банки 4700 мкФ). Внешние слои - земляная заливка, именно она ответственна за отвод тепла. Площадь теплорассеяния (ограниченная разрезами в полигонах) можно оценить в ~30см^2, что предполагает перегрев корпуса микросхем относительно среды на ~40°. В реальности отвод тепла по нижнему слою оказывается не очень эффективным из-за установленных элементов, также сложно оценить влияние больших банок электролитических конденсаторов. Так или иначе, температурный режим в практическом случае можно признать удовлетворительным (палец терпит ).

    Каждый из двух выходных драйверов охвачен довольно компактной цепью местной ОС на ВЧ (CRC Т-цепь). Эта ОС, а также то, что нагрузка отделена от выхода устройства малоомным резисторами (теми самыми, что задают ток покоя), определяет высокую устойчивость драйверов на ВЧ. Дополнительно способствует устойчивости усилителя отделение емкости нагрузки (и реактивности кабеля) посредством R||L + RC цепочки.
    На низких частотах драйверы охвачены неглубокой местной обратной связью (~20 дБ), только чтобы хватило для относительно стабильного поддержания постоянного смещения на выходе (тока покоя). Небольшая попутная линеаризация на звуковых частотах, по сути, непринципиальна.

    Основную линеаризацию на звуковых частотах делает "большая" петля ООС, которой охвачен весь усилитель с точки соединения резисторов смещения (кстати, эта точка заземлена через конденсатор в 470 пФ, что нивелирует емкость нагрузки и шунтирует на землю ВЧ помехи с выходной линии).
    Эта петля ООС не только снижает искажения буферного каскада, но и уменьшает выходное сопротивление усилителя (определяемое резисторами смещения) до пренебрежимо малой величины.
    Частотная полоса "большой" петли ООС не очень широка - до нескольких МГц и выбрана минимально возможной, которая при этом еще обеспечит требуемую суммарную глубину ОС - ~ 100-110 дБ на 20 кГц.

    Особого внимания требует питание выходного каскада. В двухтактном классе А (в не балансной схеме) ток звуковой частоты в нагрузке модулирует ток, потребляемый от источников питания. По моему мнению, образно выражаясь, эти колебания тока - один их путей "утечки" субъективного качества звука. Эффективный способ исключить их влияние - применить стабилизатор/фильтр питания параллельного типа, оптимизированный по критерию максимального подавления пульсаций тока питания.
    В данной конструкции использовано подключение нагрузки к источнику тока, реализованного на структуре Шиклаи. С целью минимизации потерь на тепло, на плате усилителя установлен только фильтр питания с малым (менее вольта) падением напряжения.
    Фильтр питания - общий на два канала. Для облегчения теплового режима в регуляторе фильтра применены сдвоенные транзисторы (в sot223), установленные по разные стороны платы (сверху и снизу). Тем не менее, чтобы рассеивать тепло, требуется значительная поверхность сплошной заливки.
    Эффективность транзисторного узла фильтрации составляет более 60 дБ подавления пульсаций тока (суммарное подавление, с учетом электролитов в питании - до 90 дБ). "Подводный камень" в том, что паразитная емкость между теплорассеивающими полигонами транзисторов (соединены с коллекторами) и земляным полигоном, совместно с паразитными индуктивностями (их минимизация обязывает применять земляные полигоны вместо дорожек) образует вредный резонанс, который делает неустойчивой работу многих схем "из букваря". Потому, чтобы исключить фазовые проблемы в петле слежения, АФЧХ петли обратной связи фильтра приходится формировать (с учетом конкретного конструктива) дополнительными конденсаторами. Из-за этого полоса эффективной работы фильтра оказывается меньше ожидаемой/теоретически достижимой, и составляет "лишь" несколько МГц. В силу вышеозначенных причин, чтоб не получить "захватывающий звук", очень не рекомендую самостоятельное повторение такого узла.

    В принципе, ничего страшного не случится если ток в нагрузке увеличить за пределы нормальной работы фильтра. Его перегрузка (запирание регулирующих транзисторов) не приведет ни к чему, кроме ухудшения формы питающего напряжения ВК. Т.е. стоит ожидать некоторого ухудшения характеристик. Но на то и ООС, чтоб стараться нивелировать подобные нехорошести.
    Чрезмерное увеличение тока в нагрузке (вариант - короткое замыкание) приведет к тому, что цепь ООС усилителя перестанет справляться (срыв регулирования). Этот момент отслеживает узел на компараторах U3, отключая нагрузку на пару секунд. Т.е. практически можно считать, если реле не отключило нагрузку, усилитель работает нормально.
    Но в любом случае стоит понимать, что сильный вылет за класс А не является штатным режимом. Возможный перегрев может вызвать повреждение элементов, да и разрыв контактов реле под большим током не добавляет им долговечности. В этом смысле, особенно нежелателен режим короткого замыкания. Внутренние цепи выходных буферов ограничивают максимальный ток в нагрузке на уровне ~1 Ампера, при рабочем токе реле до 2-х Ампер это выглядит формально нормальным. Но нужно понимать, что ресурс реле может сокращаться не только в плане надежности коммутации, но и в смысле "малосигнальности" контактов. Т.е. никто не даст гарантии, что после нескольких десятков коммутаций тока короткого замыкания, реле по прежнему будет идеально отрабатывать микротоки звукового сигнала.


    Тепловой баланс платы базируется на том, что на микросхемах выходных буферов задается около 2х 1 Ватт. Это довольно безопасный режим при работе без дополнительных радиаторов. Чуть меньше тепла равномерно распределяется по 4-рем регулирующим транзисторам фильтров питания (по ~0.3-0.5 Ватт на корпус).
    С учетом потребления остальных элементов, общую теплоотдачу платы можно оценить в ~ 3.5 - 4.5 Ватт.

    Первичный стабилизатор (который нужен для "выбирания" колебаний сетевого напряжения) вынесен на плату блока питания. Там можно расположить радиаторы (причем не обязательно "под плату", а практически любые), которые позволят обеспечить необходимый теплоотвод. Попытка рассеять еще и это дополнительное тепло с платы УНЧ была бы, имхо, уже перебором.
    В силу того, что в нормальном режиме ток, потребляемый усилителем практически не меняется, никаких особых требований к первичному стабилизатору не предъявляется. Поэтому максимально дешевый вариант на на обычных микросхемах 317-ой серии более чем достаточен.
    Потребляемая устройством суммарная мощность ориентировочно составляет ~ 5.5-8 Ватт, что обуславливает выбор силового трансформатора с мощностью ~10 Ватт. Предлагаемые платы допускают установку тороидных трансформаторов Талема или трансформаторов на П сердечнике от Block или Hahn. Рекомендовать можно Block, как обладающий малой межобмоточной емкостью и не очень большим током покоя. Но если предполагается тесный корпус, в котором трансформатор окажется ближе чем 4-5 см от платы усилителя, стоит подумать о тороиде. При этом в цепи первичной обмотки стоит использовать секционированный дроссель индуктивностью в десяток (или более) миллигенри.
    [свернуть]


    Картинка основной усилительной части:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	HeadAmp_A6012_base.png 
Просмотров:	10900 
Размер:	43.9 Кб 
ID:	291612

    Фотографии плат усилителя и блока питания:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	HeadAmp_A6012_r1.2_TOP_.jpg 
Просмотров:	5102 
Размер:	207.1 Кб 
ID:	291614 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	HeadAmp_A6012_r1.2_BOT_.jpg 
Просмотров:	4750 
Размер:	239.7 Кб 
ID:	291602
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	HeadAmp_A6012_PSU_rev1.2_TOP_.jpg 
Просмотров:	3892 
Размер:	110.3 Кб 
ID:	291603 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	HeadAmp_A6012_PSU_rev1.2_BOT_.jpg 
Просмотров:	3044 
Размер:	100.4 Кб 
ID:	291604

    Ну и традиционно, конструкция на отладочной "фанерке"
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	HeadAmp_A6012_.jpg 
Просмотров:	3947 
Размер:	133.4 Кб 
ID:	291605

    Меняя номиналы, можно получить несколько вариантов, различающихся коэффициентом усиления (1 - 4, изменяется номинал одного резистора в канале - R118), напряжением питания ВК (2х 6.5 - 10.6 Вольт) и током покоя (45 - 80 мА) под наушники разного сопротивления.
    Но любой из вариантов вполне может эксплуатироваться в качестве универсального.

    Искажения оценивались методом вычитания входного сигнала из выходного (пояснение, почему графики двухцветные - там же, по ссылке)
    Ниже картинки для "высокоомного" варианта (Ку ~ 2.5, 2 х 10.6 Вольт, 45 мА), который вполне может использоваться как для высокоомных (250 - 600 Ом), так и для низкоомных нагрузок (16 - 32 Ом).

    Скрытый текст

    "Практический максимум в типовом случае". Нагрузка 32 Ом, амплитуда 5 вольт пик-пик, что дает мощность в нагрузке ~100 мВт (120 дБ для наушников чувствительностью 100 дБ/мВт):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	_5Vpp_32Ohm_1kHz.png 
Просмотров:	1863 
Размер:	9.9 Кб 
ID:	291606 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	_5Vpp_32Ohm_1819kHz.png 
Просмотров:	1579 
Размер:	10.1 Кб 
ID:	291607
    Это как раз выход на границу класса А.
    Группа пиков слева - наводки на провода к анализатору (плата вычитания вход-выход и провода не экранированы)

    Естественно, что выходя в АВ, усилитель может обеспечить и больше мощности. Для примера, амплитуда увеличена на 3 дБ, до 7-ми вольт пик-пик, мощность в нагрузке ~200 мВт.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	_7Vpp_32Ohm_1kHz.png 
Просмотров:	1533 
Размер:	9.8 Кб 
ID:	291608 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	_7Vpp_32Ohm_1819kHz.png 
Просмотров:	1450 
Размер:	10.4 Кб 
ID:	291609
    Видно, что принципиального ухудшения характеристик не наблюдается. Судя по всему, THS6012 не очень любит большие выходные амплитуды. Нагрузка 100 Ом, амплитуда 12.5 вольт пик-пик, мощность в нагрузке ~200 мВт:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	_12Vpp_94Ohm_1kHz.png 
Просмотров:	1434 
Размер:	9.8 Кб 
ID:	291610 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	_12Vpp_94Ohm_1819kHz.png 
Просмотров:	1370 
Размер:	10.4 Кб 
ID:	291611
    Можно заметить, что несмотря на значительное снижение рабочего тока (2/3 от максимального в классе А), искажения возрастают. Впрочем, называть их "чрезмерными" (особенно учитывая громкость в 123 дБ в наушниках чувствительностью 100 дБ/мВт) едва-ли стоит
    [свернуть]
    дополнение:
    был собран вариант с более глубокой ОС, с более низкими искажениями и субъективно более качественным звуком.
    Его спектры для 12 вольт пик-пик на 94 Ом нагрузки выглядят как-то так
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	12Vpp_94Ohm_1kHz.png 
Просмотров:	2430 
Размер:	9.8 Кб 
ID:	292900 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	12Vpp_94Ohm_1819kHz.png 
Просмотров:	2604 
Размер:	11.1 Кб 
ID:	292901
    Другие картинки можно посмотреть там-же.
    Ну а так.. все по заветам, по возможности короткий спектр

    Cхема и список деталей версии 2 (под напечатанные платы):
    HAMP_A6012_R2_20180220.pdf
    Hamp_6012A_r21_Components_List_20170827.xlsx
    Прошивка - см следующий пост (ограничение количества вложений):


    П.С. Поскольку эпизодически все-же возникает интерес, объявление:
    Просьбы интересующимся на предмет плат обращаться в личку. Если наберется достаточное количество желающих, будет отпечатана серия плат второй ревизии (УНЧ + БП).
    По желанию, возможна установка на плату выходных драйверов THS6012 (пропайка термал пада) и прошитого микроконтроллера управления громкостью.

    П.П.С. По второй версии, немного конкретики тут и тут.
    Последний раз редактировалось ViktKors; 21.02.2018 в 13:31.

  2. #781
    Частый гость Аватар для sanctus
    Регистрация
    12.01.2013
    Адрес
    Питер
    Сообщений
    274

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от EDDiE Посмотреть сообщение
    А чем та штука типа ALPS (и что это такое?) управляет, - напряжением подаваемым на МК?
    Да, только не Apls, а дешевый моторизированный пот с линейной характеристикой на 100кОм. На его основе МК переключает реле в лестничном РГ на плате.

    P.S. Можно было, конечно, и без него попробовать обойтись - "скрестив", например, плату управление от Antecom, но понадобилось бы тогда дополнительно:

    1. Самостоятельно прошивку дорабатывать.
    2. Фрезировать лиц. панель для размещения элементов индикации уровня громкости.

  3. #782
    iN GOD We TRUSt Аватар для EDDiE
    Регистрация
    13.02.2006
    Сообщений
    13,094

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от sanctus Посмотреть сообщение
    Да, только не Apls, а дешевый моторизированный пот с линейной характеристикой на 100кОм. На его основе МК переключает реле в лестничном РГ на плате.
    А где такой берут, а то я ALPS 10к использую для этих целей.
    У него лог зависимость, но, я линеаризовал его доп резистором.

  4. #783
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для ViktKors
    Регистрация
    03.05.2010
    Сообщений
    3,532

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от sanctus Посмотреть сообщение
    Попутно увеличил КУ до ~3.7, снизил чувствительность к постоянке (R78,R82,R86,R89 по 100кОм).
    Также первоначально хотел увеличить границы класса А устройства (на 2х пред. страницах много информации от Виктора по этому поводу) - уже увеличил конденсаторы C11,C12,C15,C16 на плате до 10 000 мКф и на плате питания до 6800 мКф, заменил D10-D13 с 1n4148 на BAV116 (чуть больший ток покоя). Но еще раз подумал, что я делаю и зачем и решил все-таки остановиться - резисторы тока покоя THS и шунтов (R26-R29 и R39, R45) не трогал - оставил как есть.

    Не знаю, что из сделанного повлияло - но явно вырос "комфортный" уровень громкости при прослушивании - ручка РГ постоянно во второй половине регулировки находится, часто - в последней четверти.
    Сначала даже подумал, что КУ устройства уменьшился - но замеры при синусе на разъеме наушников показали, что все корректно - амплитуда совпадает с расчетной.
    Спасибо за отзыв.
    Если я правильно помню, у Вас относительно высокоОмные наушники, с ними эффект увеличения емкости/тока покоя не должен быть особо заметен. Но кто знает, что именно оказалось важнее - другая разводка в корпусе или действительно емкости.
    Так что я постараюсь тоже попробовать послушать с увеличенной емкостью.

  5. #784
    Частый гость Аватар для sanctus
    Регистрация
    12.01.2013
    Адрес
    Питер
    Сообщений
    274

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от EDDiE Посмотреть сообщение
    А где такой берут
    А где-то на просторах ebay нашел, точно уже не помню продавца.

    Цитата Сообщение от ViktKors Посмотреть сообщение
    Если я правильно помню, у Вас относительно высокоОмные наушники
    Виктор, наоборот - у меня "проблемная" по части усиления изодинамика HiFiMan HE-560 - 50 Ом и всего 90 дБ/мВт.

  6. #785
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для ViktKors
    Регистрация
    03.05.2010
    Сообщений
    3,532

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от sanctus Посмотреть сообщение
    Виктор, наоборот - у меня "проблемная" по части усиления изодинамика HiFiMan HE-560 - 50 Ом и всего 90 дБ/мВт.
    Приношу извинения, упустил этот момент.

    В принципе, по выходному напряжению сабж вполне сносно их раскачивает, но этим-то наушникам нужен при этом еще и заметный выходной ток.
    Для самого усилителя требуемые 160-180 мА в общем-то не проблема, и ток покоя дальше увеличивать смысла нет.

    Но вот БП, конечно, не рассчитывался под такой режим. При наличии в фонограмме ощутимых НЧ есть опасность перегруза/отсечки БП (что безопасно, но для звука, конечно, не самое лучшее).
    И если уж теперь стоят именно Bav116 (т.е. от БП стало отбираться чуть больше тока чем раньше, и резервы БП уменьшились) то я бы все-же посоветовал уменьшить резисторы R39,R45 с 15-ти до 10 Ом.
    Тогда УНЧ будет способен отрабатывать побольше выходного тока не вгоняя БП в перегруз/отсечку.

    Увеличение емкости в питании для такой нагрузки -это конечно безусловное благо. И понятно, что именно в Вашем случае реально имеет значение.

  7. #786
    Частый гость Аватар для sanctus
    Регистрация
    12.01.2013
    Адрес
    Питер
    Сообщений
    274

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    ViktKors,
    Виктор, спасибо за детальный ответ и пояснения.

  8. #787
    Частый гость Аватар для sanctus
    Регистрация
    12.01.2013
    Адрес
    Питер
    Сообщений
    274

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Виктор, если позволите, пара глупых вопросов:

    1.
    Цитата Сообщение от ViktKors Посмотреть сообщение
    Но вот БП, конечно, не рассчитывался под такой режим
    А что именно является ограничивающим фактором для БП? Макс. ток вторичной обмотки?
    У меня кстати, трансформатор чуть мощнее рекомендованного (не смог "нужный" найти с вменяемым сроком поставки) - вместо Hahn BV UI 392 0093 (2x12В 416мА) использован BV UI 393 0081 (2х12В 583мА)

    2.
    Цитата Сообщение от ViktKors Посмотреть сообщение
    я бы все-же посоветовал уменьшить резисторы R39,R45 с 15-ти до 10 Ом.
    Тогда УНЧ будет способен отрабатывать побольше выходного тока не вгоняя БП в перегруз/отсечку.
    А в чем причина такой возможности обработки большого тока?

  9. #788
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для ViktKors
    Регистрация
    03.05.2010
    Сообщений
    3,532

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от sanctus Посмотреть сообщение
    что именно является ограничивающим фактором для БП?
    Смотрите картинку (Это кусочек БП сабжа):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Shunt.png 
Просмотров:	293 
Размер:	22.4 Кб 
ID:	359993

    Скрытый текст

    Схема поддерживает примерно постоянным напряжение в ~0.9 вольта - это напряжение база-эмиттер Q8 + падение напряжения на R42.

    Это напряжение и определяет общий ток потребления устройства - Icom.
    Ток получается делением этого напряжения на сопротивление параллельно включенных резисторов R44, R45.
    В случае на схеме это примерно 150 мА.

    По мере нагрева платы, напряжение база-эмиттер Q8 чуть уменьшается, так что там реально чуть меньше.
    Если нужно немного подстроить этот ток, можно делать это изменяя R44, R45 (довольно грубо) или R41 (в пределах 560-1200 Ом, плавная подстройка).

    После R44, R45 этот общий ток разветвляется
    а) на усилитель - туда идет удвоенный ток покоя THS, т.е. 2х50 мА = 100 мА
    и
    б) на шунт - Q3,Q9 - то, что осталось, в данном случае 150 мА - 100 мА = 50 мА.

    Вот эти самые 50 мА и являются ограничивающим фактором для БП. Если даже транзисторы шунта полностью закроются, на усилитель, так или иначе придет не более 150 мА.
    Т.е. даже если выход усилителя вылетит в класс АВ, когда одно плечо усилителя закроется полностью, а второе полностью откроется, на выход усилителя пройдет не более выдает БП - 2х 75 мА тока.

    Т.е. если желать "идеальной" отработки выходного тока в 150 мА на канал (что нормально для указанных наушников), ток шунта должен быть 300 мА, а потребляемый 400 мА.
    Это проблематично, потому что такой шунт рассеивал бы более 3 Ватт тепла, что очень много для пары транзисторов в sot223. Учитывая, что таких стабов два, получаем мощность в 6 ватт (плюс еще 2 ватта с THS) - более 8 ватт тепла, для такого нужен уже очень немаленький радиатор.

    Но тут есть маленькая "хитрость". Усилитель в классе А потребляет с среднем за период стабильный ток, равной току покоя.
    Поэтому УНЧ подключен к БП через RC цепочку. Ее частота среза в сабже ~30 Гц.
    Т.е. выше этой частоты колебания потребления тока усилителем передаются на БП только частично (и только на НЧ), соответственно, шунт и не должен отрабатывать весь ток покоя усилителя.
    Т.е. при токе покоя усилителя 100 мА, тока шунта в 50 мА обычно вполне хватает.
    При таком токе шунта на каждом из его транзисторов Q3,Q9 рассеивается по 0.25 Ватта тепла. Это нормально, и даже если учитывать, что транзисторы стоят парам, вполне можно при необходимости чуть увеличить ток покоя.
    В принципе, при нормальных условиях охлаждения платы, с транзистора можно снять 0.4, даже 0.5 Ватта. Просто для обычных наушников в этом нет особого смысла, поэтому разумнее чуть разгрузить плату по теплу, в расчете на не всегда оптимальные условия монтажа.

    **
    Если усилитель вылетает в режим АВ, средний ток потребления возрастает относительно значения тока покоя.
    Соответственно ток шунтов делется меньше обычного, и сглаживание колебаний тока посредством конденсаторов приобретает большее значение.

    На самом деле, пик фактор реальной музыки довольно высок, так что среднее потребление даже в классе АВ все еще вполне приемлемо для шунтов (при условии повышенной емкости конденсаторов), так что особо задирать ток покоя нет смысла даже в этом случае.
    Но все-же стоит поднять его раза в полтора.

    Потому я и предлагаю уменьшить R45 до 10 Ом (вместо 15 Ом)
    Суммарный ток потребления вырастет до 180 мА (вместо 150 мА)
    Ток шунта возрастет до 80 мА (вместо 50 мА), каждый транзистор будет рассеивать свой разумный максимум ~ 0.43 Ватта тепла.

    Соответственно, на несколько дБ вырастет и "безартефактная" выходная мощность на музыке. Для обычных наушников это обычно не имеет смысла, но для упомянутых, эти несколько дБ могут иметь значение.
    [свернуть]

    Цитата Сообщение от sanctus Посмотреть сообщение
    Макс. ток вторичной обмотки?
    У меня кстати, трансформатор чуть мощнее рекомендованного (не смог "нужный" найти с вменяемым сроком поставки) - вместо Hahn BV UI 392 0093 (2x12В 416мА) использован BV UI 393 0081 (2х12В 583мА)
    Ну это не очень принципиальный момент. В том смысле, что мощности 10 Ваттного трансформатора вполне хватит для работы, правда нужно отметить, что впритык по теплу.
    При работе на емкостной выпрямитель трансформатор нагревается больше при том-же среднем токе. Вполне можно ориентироваться на удвоенное значение.
    Т.е. указанные 583 мА нужно разделить на 1.4 (чтоб учесть, что после выпрямления там будет не 12 вольт, а больше), и еще на 2, чтоб учесть импульсный характер потребления - это грубая оценка с запасом, просто для ориентира.
    Т.е. от 583 мА останется 208 мА - это вполне достаточно для тока потребления усилительной части в 180 мА (с учетом остальных цепей)

  10. #789
    Частый гость Аватар для sanctus
    Регистрация
    12.01.2013
    Адрес
    Питер
    Сообщений
    274

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    ViktKors,
    Виктор, огромное спасибо за подробное объяснение.
    Каждый ваш комментарий по техническим\схематическим вопросам - просто кладезь полезной информации.
    Уверен, что и не только для меня

  11. #790
    Завсегдатай Аватар для Jenyok
    Регистрация
    05.11.2007
    Адрес
    Moscow
    Сообщений
    2,589

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Подскажите, какая версия усилителя для наушников правильная ?
    См. прикрепленные файлы (картинки).
    Обе схемы усилителей - инвертирующие.
    На схемах по разному запараллелены операционные усилители ОУ .
    .
    Заранее благодарен за ответы.
    .
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	UsTel_single_emded_141.png 
Просмотров:	244 
Размер:	213.5 Кб 
ID:	370312
    .
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	UsTel_single_emded_142.png 
Просмотров:	203 
Размер:	225.6 Кб 
ID:	370311
    .
    Последний раз редактировалось Jenyok; 23.04.2020 в 20:53.

  12. #791
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для ViktKors
    Регистрация
    03.05.2010
    Сообщений
    3,532

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Jenyok,

    Offтопик:
    Цитата Сообщение от Jenyok Посмотреть сообщение
    Подскажите, какая версия усилителя для наушников правильная ?
    См. прикрепленные файлы (картинки).
    Обе схемы усилителей - инвертирующие.
    На схемах по разному запараллелены операционные усилители ОУ
    Второй вариант "противозаконен". Например, немного разные напряжения смещения ОУ приведут к тому, что напряжения на выходах ОУ будут заметно отличаться, что может привести к проблемам даже при отсутствии сигнала.

    Первый вариант (который по мотивам учебников) скорее всего будет нормально работать, нужно будет только подобрать коррекцию. Тут вопрос скорее в том, получиться ли реализовать задуманное. 32 Ома нагрузки, даже распределенные между четырьмя ОУ - это все равно не очень легко. При этом вклад первого ОУ в искажения будет значителен, этот ОУ нагружен как и остальные, а глубина ООС вокруг него - символическая (при Ку -8, да учитывая малый, емнип ~10 МГц, GWB).
    Опять-же, такой высокий Ку при низкоОмности нагрузки типичен для усилителей под наушники вроде тяжелых магнетостатов, но им явно требуется более энергичный усилитель.



    ************************
    Собственно, (не прошло и три года ) вспомнил, что для сабжа предполагалась чуть другая прошивка, функциональный аналог той, что давно работает во "взрослом" усилителе для наушников.

    На сабжевой плате по нее поставлены пады для резисторов R144 и R145. На схеме эти резисторы обозначены серым цветом, ориентировочные номиналы - 330 кОм и 100 кОм, соответственно. Эти резисторы подают сигнал защиты/мьюта/перегрузки на контроллер, ослабляя его с ~24 до ~5 вольт. Сейчас я рекомендовал бы запаять что-то вроде пары 180 кОм и 47 кОм (R144 и R145, соответственно).

    За счет этого сигнала реализуется плавное нарастание громкости до предустановленной после включения.
    Второй момент - всякий раз после срабатывания защиты громкость поднимается на уровень на одну ступень (1.25 дБ) ниже, чем было до этого.
    Таким образом реализуется максимальная "безклиповая" громкость.
    Первоначальная громкость (заданная положением ручки потенциометра) может быть возвращена небольшим поворотом ручки громкости. Достаточно чуть пошевелить, даже меньше, чем требуется для смены ступени).

    Фактически, если нужна максимальная громкость, можно просто сразу вывернуть ручку громкости на максимум, контроллер и клип-детектор за несколько щелчков сделают остальное, ну конечно если не очень жалко контакты реле при коммутации нагрузки ;).


    Чтоб прошить МК нужно обязательно снять джамперы J3 и J4 возле МК (если они трухольные) или распаять контактные площадки на нижней стороне платы, если джамперы были замкнуты каплей припоя.

    HeadAMP_A6012_rev2_200504.rar
    Последний раз редактировалось ViktKors; 05.05.2020 в 01:45.

  13. #792
    Новичок Аватар для svikiran
    Регистрация
    11.02.2006
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    7

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от ViktKors Посмотреть сообщение
    Чтоб прошить МК нужно обязательно снять джамперы J3 и J4 возле МК (если они трухольные) или распаять контактные площадки на нижней стороне платы, если джамперы были замкнуты каплей припоя.
    HeadAMP_A6012_rev2_200504.rar
    Здравствуйте, Виктор!
    Не подскажите, какие настройки должны быть в программе (AVRDUDE) для прошивки МК.
    С уважением,
    Кирилл

  14. #793
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для ViktKors
    Регистрация
    03.05.2010
    Сообщений
    3,532

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от svikiran Посмотреть сообщение
    Не подскажите, какие настройки должны быть в программе (AVRDUDE) для прошивки МК.
    Если честно, без понятия, какие там есть настройки. Главное, под эту прошивку не нужно трогать никакие фьюзы. Т.е. делать все по дефолту.
    По факту процедура проста
    0. Запаять упомянутые резисторы.
    1. расконнектить джамперы на плате (как в почте выше);
    2. подключить программатор (можно питать его от усилителя, на разъеме ISP присутствуют 5 вольт);
    3. как только МК определился, стереть старую прошивку;
    4. Влить новую. Можно убедиться, что все получилось сравнив с оригиналом.
    5. Расконнектится, восстановить джамперы.

  15. #794
    Новичок Аватар для svikiran
    Регистрация
    11.02.2006
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    7

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Спасибо, Виктор!

    С уважением,
    Кирилл

  16. #795
    Завсегдатай Аватар для -Rik-
    Регистрация
    04.07.2008
    Адрес
    Минск
    Возраст
    65
    Сообщений
    1,346

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Может быть, у кого-то лишняя плата осталась (или соберется достаточное количество желающих для печати ещё одного заказа)?
    Прощальным костром догорает эпоха
    И мы наблюдаем за тенью и светом
    (© ДДТ)

  17. #796
    Частый гость Аватар для petersam
    Регистрация
    28.07.2005
    Адрес
    Western Siberia
    Возраст
    61
    Сообщений
    117

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от -Rik- Посмотреть сообщение
    Может быть, у кого-то лишняя плата осталась (или соберется достаточное количество желающих для печати ещё одного заказа)?
    Я один собрал. Понравился. Хочу еще пару комплектов.

  18. #797
    Завсегдатай Аватар для -Rik-
    Регистрация
    04.07.2008
    Адрес
    Минск
    Возраст
    65
    Сообщений
    1,346

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    renovator Вадим, личка переполнена, не могли бы почистить?
    Прощальным костром догорает эпоха
    И мы наблюдаем за тенью и светом
    (© ДДТ)

  19. #798
    Старый знакомый Аватар для Konstantin Kuzmenko
    Регистрация
    21.06.2006
    Адрес
    Ukraine
    Возраст
    47
    Сообщений
    697

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Посмотрел я на параллельное включение 6012 и подумалось - вроде банальные NE5532 должны неплохо параллелиться. Сверился с внутрянкой - и правда! IMHO можно одноименные выводы тупо друг с другом соединить, в DIP исполнении это вообще элементарно делается, поставить 4-6 этажей и... не надо никаких 6012.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	predusilitel-na-ne5532-shema_93.jpg 
Просмотров:	77 
Размер:	20.7 Кб 
ID:	374548

  20. #799
    Особо опасный рецидивист Аватар для belka
    Регистрация
    03.01.2005
    Адрес
    Одесса
    Сообщений
    3,871

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от .Васильев Посмотреть сообщение
    с дерьмом съели меня за это предложение. а я на скорую лишь проверить послветовал. типа времянки. и даже за запараллеливание с цепями оос ругают.так что такие брат пироги
    Пироги такие, что так делал SIA_2 сто лет в обед и даже платка по сети ходила фотография.
    Хай-эндЪ не терпит суеты.

  21. #800
    Завсегдатай Аватар для Walter
    Регистрация
    13.12.2004
    Адрес
    Юг Украины
    Возраст
    46
    Сообщений
    2,560

    По умолчанию Re: Современный любительский усилитель для головных телефонов

    Цитата Сообщение от Konstantin Kuzmenko Посмотреть сообщение
    вроде банальные NE5532 должны неплохо параллелиться.
    Соотношение цена/выходной ток неочень у такого решения.

Страница 40 из 43 Первая ... 303839404142 ... Последняя

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •