Усилитель для наушников (мини-FAQ)

[sia_2]

господа посоветуйте что поставить на наушниковый выход
собираюсь апгрейдить ему 0202 и заменять опер
пока совет был только один опа2134
уши сенхи 555

5533 (а не 5532!) или сборку из 2 5534. По нагрузочной способности они очень неплохи и недефицитны. Можно еще LM6172, у них тоже нагрузочная хорошая, но при плохом монтаже и высоких сопротивлениях в цепях ООС могут засвистеть..

NE5534 у нас стоит всего 12 рублей , он точно нормально играет на наушники ? я готов купить что т ов районе 100 рублей , именно чтобы наушники держали (кстати точно такие же что у автора ).

На наушники с сопротивлением выше 100...150 ом - да. В отношении нагрузочной способности, лучше, чем 5534, работают очень немногие ОУ, например, LM6171/6172/7171, AD8397. Не забудь еще от выхода ОУ до разъема для наушников поставить балластный резистор примерно 22-30Ом, в схеме он обычно есть, но "кулибины" часто его коротят "для громкости". Если наушники более низкоомные - несколько ОУ включаются в параллель, со своими цепями ООС, и отдельными резисторами от каждого выхода к контакту разъема. Это общепринятое решение в "про" технике, типа "дешево и сердито".

мои наушники 50 ом . NE5534 тянет выше 100...150 ом ?

Тогда сделай параллельное включение по 3-4 шт. 5534 на канал, громоздко, но достаточно дешево и, главное, обеспечит очень приличное качество на 100-150-Омные наушники, лучше, чем практически любой одиночный, а тем более сдвоенный ОУ (за исключением таких, как AD8397). Естественно, не экономить на блокировках, каждому ОУ - по паре нормальных аудио или LowESR кондеров микрофарад минимум на 220, например, хотя бы Jamicon WL.

А THS4062 требует заботу о блокировке. У меня они просто от обычных конденсаторов (с радиорынка) работают, причем не близко расположенных.
Чем опасно отсутствие блокировки ?

Ростом искажений, особенно "переключательных", а в тяжелых случаях - потерей устойчивости, причем часто параметрической (когда сам факт и амплитуда генерации зависят от мгновенного значения сигнала/тока нагрузки).

Кстати, о блокировках.
Нельзя напрямую переносить опыт, полученный в малосигнальных цепях, где ОУ, вплоть до выходного каскада, практически всегда работают в классе А, и можно "играть" с типами блокировочных конденсаторов, на сильноточные.
Если ток потребления - нелинейный и с большим числом высших гармоник, как при работе выхода в AB, то главное требование к ВЧ блокировкам - минимальный габарит при значительной емкости (доли и единицы мкФ). При увеличении габарита резко (примерно квадратично) растет паразитная индуктивность цепей питания, и, как следствие, величина нелинейных помех на шинах питания при работе выходных каскадов в режиме AB. Суть в том, что линейность конденсатора, лучшая, чем единицы процентов, при заведомо нелинейном токе потребления - нафиг не нужна, а важен минимум импеданса на ВЧ. Поэтому если в малосигнальных цепях - самые лучшие по "аудиосвойствам" блокировки получаются из набора 2-6 SMD NPO 1206 (по 1...3 на плечо) в сочетании с электролитами из аудиосерий, имеющими не очень низкое, но линейное ESR, то в сильноточных - нужны Low/Ultra Low ESR электролиты плюс набор из SMD X7R (или, что лучше, X8R) максимальной емкости на данной площади, рассчитанные на напряжение раза в 2-2,5 больше рабочего. (Cм. график C(U) для конденсаторов, нормальные изготовители его приводят, X8R как раз и отличается существенно меньшей нелинейностью). Еще, X7R разных производителей и типов сильно отличаются по величине нелинейности и тензоэффекта (он дает паразитные резонансы на |Z|), поэтому по-хорошему нужно проверять конкретный тип (катушку), причем в припаянном на плату виде. Влияние резонансов от тензоэффекта подавляется набором из конструктивно разных конденсаторов (разных номиналов/типоразмеров), помогает также капля очень вязкого компаунда на блок конденсаторов. В любительских условиях для этой цели годится жесткий термоклей.

Естественно, все вышенаписанное справедливо только при условии предельно компактной разводки с минимумом "конструктивной" индуктивности цепей питания, как минимум, на двухслойной плате.

Как ловить генерацию ОУ ?
На хоботе засек такую фразу:

Если осцилл низкочастотный, то возможно и не увидеть им возбуд быстрого Опера... В таком случае можно применить простейший детектор ВЧ.

Что за детектор такой ?
А то осцил у меня допотопный (советский 10 МГц), так что видимо это про меня.

Детектором можно поймать только генерацию с довольно большой амплитудой, выше примерно 200-400 мВ, и то, если она почти непрерывная. Поэтому скоростной осц, причем лучше аналоговый, а если цифровой - то или с режимом пик-пик (пиковым детектором) или с большой памятью (>>16...64K, чтобы с максимальной частотой дискретизации мог записать хотя бы один период НЧ сигнала), а также высокой частотой дискретизации (минимум втрое-вчетверо выше максимальной возможной частоты генерации) - заменить в данном случае ничем нельзя. Для цифрового желательна также возможность включения фильтра в отображаемый сигнал, чтобы легче отличать возбуд от собственного шума АЦП осциллографа (такой ФВЧ правда, легко слепить из подручных деталей - в виде RC-цепочки, порядка "несколько пф-несколько килоом" и прицепить ее на вход),

Подскажите, как будет лучше в плане искажений - с этим красным резистором или без? С ним мощнее. Но DA1 больше будет искажать, и DA2-4 благополучно это усилят.
Подавать сигнал сразу на все четыре ОУ не получается - входное сопротивление упадет слишком сильно.
Либо нужно ставить что-то получше, чем NE5534. А это нужно купить

Сделай двухкаскадный усилитель. Первый каскад - Ку~=3 на одном 5534 (цепь ООС - скажем, 3.3...3.6К и 1.8К), а его уже нагрузи на 3...4 блока в параллель на 5534 в инвертирующем включении с Ку~=-2 каждый, с номиналами ООС, скажем, 2.4...2.7 и 4.7...5.1 кОм (при этом коррекции ни в один ОУ вводить как раз и не потребуется, в отличие от вариантов с повторителями). Конденсаторы параллельно резисторам ООС - пикофарад 5...8, больше не нужно. На входе - простейший RС-ФНЧ с частотой среза килогерц 200-500, скажем 1.2...1.8 кОм + 220...470 пФ. Выходные суммирующие резисторы - 51...75 Ом от каждого ОУ.
При таком построении достигается максимальная для данных ОУ широкополосность, глубина ООС и линейность (немного компенсируется асимметрия). Довольно громоздко, но звучит хорошо, лучше, чем однокаскадные схемы и на "высокочастотных" ОУ.
То, что усилитель в целом получится инвертирующим, в любительской практике не проблема - при необходимости полярность перевернуть можно где угодно, от наушников до ЦАП.

А если рассматривать композитный ОУ?

Тогда получается примерно то же самое, только дороже и капризнее.
GB у 5534 не маленькое, около 60 МГц, и это мало отличается от +/-15 В "быстрых" ОУ (практически у всех из них GB порядка 70...100 МГц).
Два каскада при этом дают даже бОльшую глубину ООС.

По даташиту, у 826/28 выходной ток - не менее 60мА, а у 5334 -чуть не вдвое меньше. Меня это немного смущает.

Там разные зависимости искажений от выходного тока. Померь реальные искажения под нагрузкой, поймешь. Из "быстрых" ОУ для простых апгрейдов оптимальный в большинстве случаев вариант - LM6171/6172. AD826/828 - хуже них во всех отношениях, кроме доставаемости.

flipper, эт я затупил, ага! Чета решил, что они сдвоенные. Как то кучеряво получается 8 корпусов. И что делать с возможной постоянкой на входе? Не стоит ли серво предусмотреть, ага +2 корпуса, как раз красивое число!
sia_2, не стоит ли серво прикрутить? И может быть стоит 5532, что бы меньше корпусов? Почему?
Не велико ли выходное сопротивление на резиках по ~50 Ом если три ячейки? Особенно для низкоомных ушей?
Сама идея интересная, то же хочу попробовать.

1. Серво с 5534 не слишком нужно, т.к. сдвиг 0 на них невелик, редко больше 10 мВ. ОУ для серво проще взять полевой, какой-нибудь 2132 или 412. Но мне больше нравится симметрирование импедансов по входам ОУ и поставить подстроечник баланса. Можно также первым ОУ поставить LME49710/LM4562.
2. 5532 закорректированы вусмерть и имеют намного худшую нагрузочную способность. НЕ НАДО!
3. 50/3 = 17 Ом, 50/4 = 13 Ом - это нормально. В промышленных редко меньше 22 Ом.

Балансировка таки понадобится, напряжение на выходе 50мВ.

Балансировка - дело тонкое, сначала надо хорошим мультиметром посмотреть напряжения на "+" и "-" входах первого ОУ. Они могут быть практически равны, а смещение возникать из-за падения входного тока на сопротивлении регулятора или цепи отвода входного тока. Должно быть не более 2...3 ком (регулятор уровня сопротивлением 10 ком дает в среднем положении 2,5 кОм). Если такой возможности нет, на вход лучше поставить ОУ с меньшим входным током, тот же 49710.

Сделал оба каскада с усилением =3. Общий 9. И он совершенно зверский, ручку повернуть невозможно, сносит мозги.

Второй каскад надо делать инвертором и с усилением 1.7...2.2, а не 3, в том числе и для снижения нагрузки на первый (больше "входные" резисторы). Усиление входного каскада можно прибрать до 2.5...2.7, ниже не следует. Корректирующие емкости при этом не нужны, если не ставить чрезмерные емкости/сопротивления в цепях ООС.
Не надо "самодеятельности". Вы все время "ищете приключений", зачем они Вам ?

ТЛ-ки? Не столько для коррекции сдвига, а для возможности подключения "без разбора к чему" и без разделительной входной емкости. Просто это тогда получится ушной на самых распространенных копеешных детальках.

Можно (TL072/082), особенно если вводить сигнал от интегратора в цепь ООС первого ОУ через достаточно большой резистор. Но LF412 получше, достаточно распространен и тоже недорог.

А сопротивление на входах инверторов у меня 5к, для снижения нагрузки на первый каскад - это много?

Перебор. Оптимальные значения (2.7 и 4.7 кОм для второго каскада, 3.3...3.6 и 1.8 килоома для первого) указаны были выше, превышать их нет смысла. Естественно, надо проследить за согласованием _отношений_ резисторов ООС во включенных параллельно секциях, желательно уложиться в 0,5%, это очень легко получается, когда резисторы 1% и из "одной бочки" для каждого номинала.

И еще, подскажите как поступить со стабами. Сделал двухполярное питание на двух L7809CV, поставил, как в даташите, керамические шунты и на выход резистор 1 ом, но транс у меня маломощный, и грузить их вхолостую на 100мА нет возможности. Им достаточно нагрузки в виде 8ми ne5534 на холостом ходу, или они будут пищать?

Более чем достаточно, 5534 жрут весьма прилично. 1 ом (если он не последовательно с керамикой на выходе, а напряжение снимается непосредственно со стаба) тоже излишен, нормальный стаб генерить вообще не должен ни при каких условиях.

Паяльник по-серьезному в руки пять лет не брал, а мнее скоро цап делать. Вот и стараюсь по-быстрому вспомнить, где какие шишки набиваются

А, тогда понятно. Еще много будет

Нужно как-то заэкранировать транс, сейчас он дает едва слышимую наводку.
Подскажите, чем? Железа с трансов у меня нет, а жесть/оцинковка как - пойдет?
Транс HAHN, 30x30, 2х9V 100мА, типа такого.
Не ожидал от него такой подлянки с фоном.
Перед разводкой платы вроде прикладывал его к схеме, но фона не расслышал. А он, видимо, был.

Эти трансы (как и большинство их аналогов) имеют зверское поле рассеяния, ибо намотаны "впритык". Их надо утаскивать в дальний угол и закрывать коробкой. Столкнулся однажды, устанавливая в трубочный монитор - на расстоянии 30 см от трубки поплыли цвета. Пришлось перепробовать с десяток разных трансов (сделать на заказ не было возможности).
Для измерительной и нормальной аудиотехники трансформаторы, к сожалению, надо делать на заказ, с разумной индукцией и без завышения напряжения хх.

Объясняю популярно: схема на связке 5534 целесообразна для наушников с сопротивлением примерно от 100 Ом (как у большинства про), она хороша большим выдаваемым напряжением (питание до +/-20 В!).
Для низкоомных наушников, которым большое напряжение не нужно, оптимальное решение - комбинация ОУ и буфера, монолитного или дискретного - почти без разницы. Естественно, с ООС с выхода буфера.
Далее, на 157УД1 тоже можно получить приличный звук, но при совершенно других номиналах в цепях коррекции по сравнению с "даташитом". Такой усь много лет работает у Bishbosh, я за давностью лет уже номиналы не помню - делалось еще в школе..

Угу. Только скажи, почему не мелкую пленку. Не объяснил, а просто сказал - делай так! Не запомнится.

Мелкая пленка, даже stacked, сейчас резко проигрывает по эффективному излучению/индуктивности, т.к. современная керамика даже из самых качественных диэлектриков перешла в микрофарадный диапазон - научились делать слои тоньше пленки. NPO уже есть 0.1 мкФ в 1206. А конденсаторы на SiO2 или Si3N4 в ИС - вообще чемпионы не только по удельной емкости, но и по минимальности паразитных эффектов - к примеру, постоянные времени в десятки лет давно пройденный этап. На недавно сделанном не без моего участия кристалле около 800 пФ однослойных емкостей лежит на площади менее половины квадратного миллиметра, где при этом полно и других компонентов.
Сейчас изготовители пленочных конденсаторов обещают "подтянуть" емкости своих SMD конденсаторов, в типоразмере 1210 сделать 2.2 мкФ PPS без тензоэффекта, но паять их можно будет только оплавлением в печи, обычным паяльником легко повредить (типовой брак пайки PPS более 10%).

Снова: почему? Если у меня будет стоять (условно, будем говорить про одно плече питания) один электролит, а индуктивность дорог я компенсирую пленкой прямо у ноги ОУ? Если я там поставлю 0.33-1 мкФ разве этого будет недостаточно?

Индуктивность дорог компенсировать емкостью невозможно, особенно мелкой - просто получаем резонансный контур, да еще с хорошей добротностью, и прямо в питании, радость необычайная.. Для справки, собственная индуктивность Low ESR кондера диаметром 8...10 мм всего 6...8 нГн (0.006...0.008 микрогенри), это эквивалентно дорожке длиной 5...8 мм при ее ширине 1...2 мм (а шире их не сделаешь, причем зависимость от ширины всего лишь логарифмическая).

Также предположу, что и 6шт. 5534 на канал недостаточно для работы на 64 ома с низкими искажениями. Так же мне приходит на ум мысль о том, что именно панасоник серии FC и FM которые я применил с 5534 ответственны за такой БАС.

Первое верно, второе - не уверен. "Бас", как ни странно, судя по ряду экспериментов, больше всего зависит не от собственно характеристик на НЧ, а от влияния проходящих НЧ на СЧ и ВЧ. Но, повторюсь, вопрос с басами пока "темный", ясности у меня нет, плюс много привходящих факторов.

Вопрос к Sia_2 :
- нет ли у Вас топологии NE5534 и THS6012 (ну мало ли от куда...)
интересно взглянуть и сопоставить физические размеры выходных пар того и другого, есть мнение, что большие кристаллы по целому ряду причин (перечислять не стану) звучат лучше.

Такой связи напрямую нет, т.к. размер структуры (и даже площади эмиттеров) - не играют роли сами по себе. В частности, выходные транзисторы у THS 6012/ТРА6120 имеют площадь эмиттеров почти на порядок больше, чем у 5534. Топологии в электронном виде нет, просто смотрел.
p.s.
Подправил про буфера - https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=124

Класс!!!!
Напишите ещё что нибудь, пожалуйста!
Какие М/С были изучены таким методом?
И какие же более менее отвечали Вашим представлениям об "оптимизированы по усилению на НЧ и тепловым эффектам"?

Изучено было довольно много, но в основном довольно старые и под измерительные цели. Почти все они сейчас сняты с выпуска по разным причинам. Но кое-что приличное осталось, например, OP-37, uA725/LM725/153УД5/551УД1, 5534, LM318, LT1028/1115, LM617X/7171. Из современных тоже есть очень хорошие чипы, но они более специализированы на конкретных применениях и из-за этого не так широко подходят для аудио (нужно учитывать больше особенностей, например, 8065/6 в неинвертирующем включении при малом усилении и большом сигнале запросто дает ~ -80 дБ THD "по входу" на ВЧ, так же, как и OPA132/2132/4132). "Аудиосерия" LME497XX - это практически реинкарнация 5534, и то, компенсация входного тока добавила входной емкости, тока шума и снизила линейность по синфазному сигналу. Зато unity-gain stable без потери GB - это большой плюс, резко упрощает фильтровую электронику на них.

В ОС первого каскада 10пик. По ногам 560 пик + 470мкф FC в первом, 1800пик NP0 и 10мкф X7R во втором.

10 пик многовато, около 5 в самый раз. В цепи ООС вторых ОУ тоже надо несколько пФ. От пикофарад в питании ни холодно, ни жарко, поставь везде несколько мкФ X7R в параллель с электролитами и развязывающие резисторы 2.2...4.7 Ом на каждый корпус. Если есть NPO 0.1 мкФ, в первый ОУ поставь их по паре штук на плечо. Это азы.
Кстати, на однослойке такую схему делать хреново, будут большие контура по питанию. Скажи спасибо, что вообще как-то работает. 2 слоя нужны позарез.
Во входном RC емкость со входа ОУ на землю нужна не менее 100-200 пФ, резистор регулировки громкости - 10 кОм, при этом все равно он сам шумит больше, чем 5534. В общем, ищи бяку у себя - схема типовая, применяется в серии у SSL, мне понравилось, как она работала, я ее перевел на однополярный вход и оптимизировал номиналы.
Конкретный усилитель на NE5534А у меня при закороченном входе имел выходной шум около 10 мкВ в полосе 22 Гц-22 кГц при среднем положении движка (когда шум наибольший), при включении МЭК "А" - около 7 мкВА. Для усиления около 6 раз, это соответствует 1,6...1,7 мкВ и примерно 1,1...1,2 мкВА на входе. Этого не слышно даже на очень чувствительных наушниках. Любой CD плеер при выдаче сигнала (а не в режиме мьюта) дает на своем выходе гораздо больший шум, чем 1,5 мкВА (теоретический минимум для 2 В выхода - примерно 20 мкВ, реально всегда больше). Значения полосы 22-22 связаны с использовавшимся измерителем - у брюлевского измерительного усилителя они такие.