Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PLC Fatek
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.

miwi69 17 Lip 2008 22:19 22517 34
  • Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.
    Witam :)
    Złożeniem projektu było wykonanie prostego i taniego wzmacniacza słuchawkowego na elementach dyskretnych. Po krótkich poszukiwaniach wybór padł na układ przedstawiony kiedyś w czasopiśmie EdW, jest do wzmacniacz pracujący w klasie A zrealizowany na tranzystorach mosfet (AVT2464).

    Całość postanowiłem potraktować jako dobrą okazję do nauki, zaznajomić się dobrze z zasadą działania i parametrami takiego wzmacniacza. Dodatkowo chciałem przerobić schemat, by lepiej dopasować go do posiadanych słuchawek o dość dużej impedancji(600Ω).

    Oryginalny schemat przedstawia rysunek poniżej:

    Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.

    Krótki opis działania:

    Dzielnik napięciowy zrealizowany na rezystorach R1, R2 i potencjometrze PR służy wstępnej polaryzacji bramki tranzystora T1, na którą poprzez kondensator C1 podawany jest sygnał wejściowy. Wzmocnienie stopnia wejściowego wyznaczone jest przez stosunek R3/R6 . Wzmocniony i odwrócony w fazie sygnał wejściowy podawany jest z drenu T1 na bramkę tranzystora T2, który pracuje jako wtórnik napięciowy. Zastosowany rezystor R7 zmniejsza prawdopodobieństwo wzbudzania się wzmacniacza dla wysokich częstotliwości. Obciążenie tranzystora T2 stanowi źródło prądowe, zrealizowane na tranzystorze T3 spolaryzowanym dzielnikiem napięciowym złożonym z rezystorów R8, R9 i potencjometru PR2. Zastosowanie kondensatorów C2,C3 jest konieczne w celu odfiltrowania składowej stałej sygnału wyjściowego. Rezystor R11 ma natomiast za zadanie ich rozładowanie w przypadku odłączonego obciążenia.


    Symulacja:

    By dopasować elementy do innego obciążenia postanowiłem przeprowadzić symulację w programie LTSPice.
    Wartości rezystorów R3 ,R6 można łatwo oszacować znając spodziewane wzmocnienie. W moim przypadku jest ono niewielki około 2 V/V, co odpowiada rezystorom R3=120 Ω i R6=55Ω. Wartości kondensatorów C1,C2,C3 dobieramy do oczekiwanego pasma przenoszenia. W przypadku C1 ze względu na bardzo dużą rezystancje stopnia wejściowego 1μF jest wartością zupełnie wystarczającą. W przypadku kondensatorów na wyjściu, dla obciążenia 300Ω i 600Ω, C3 powinno wynosić około 100μF. Zastosowanie słuchawek o mniejszej impedancji np. 32Ω wymusza zastosowanie większej pojemności. Pozostawienie 100μF spowoduje w takim przypadku przesunięcie częstotliwości dolnej zdecydowanie powyżej 20Hz. Zastosowane równoległe połączenie kondensatora elektrolitycznego i foliowego ma za zadanie zmniejszenie negatywnego wpływu rezystancji i indukcyjności pasożytniczej tego pierwszego.





    Kolejnym punktem symulacji jest dobranie odpowiednich punktów pracy tranzystorów. Wzmacniacz pracujący w klasie A charakteryzuje się kątem przewodzenia równym 2Π, oznacza to, że prąd drenu tranzystorów w czasie pracy nie może spadać do zera. Wymaga to ustawienia dość wysokiego prądu spoczynkowego co skutkuje niestety w efekcie małą sprawnością i dużymi stratami mocy w tego typu wzmacniaczach. Zastosowane tranzystory to IRF530.

    Punkty pracy tranzystorów:

    T1: Id=54mA (UR6=3V)
    T2: Id=66mA (UR10=1,4V)

    Wyniki symulacji:

    Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.
    Wzmocnienie i faza sygnału wyjściowego. Obciążenie 570 Ω

    Przedstawiona charakterystyka potwierdza zakładane wzmocnienie około 2 V/V.
    Wzmocnienie ku = 6,35 dB
    Częstotliwość dolna fd = 5,7 Hz
    Częstotliwość górna fg = 1,71 MHz


    Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.
    Przebieg czasowy sygnału wejściowego i przesterowanego wyjściowego.

    Przesterowanie wzmacniacza pozwala określić maksymalne amplitudy przenoszonego sygnału: 6,41V, –7,19V.


    PCB

    Dość prostą płytkę zaprojektowałem w programie Eagle.

    Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.

    Jest to tylko jeden kanał, do stereo trzeba dwóch płytek :)

    Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.
    Zlutowany układ

    Przeprowadzone pomiary potwierdziły wyniki symulacji
    Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.

    Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.




    Odsłuch:

    Brzmi to całkiem miło i ciepło, potrafi przykuć na kilka godzin a to chyba najważniejsze. To co najbardziej się rzuca "w uszy" to duża precyzja budowanej sceny. Brak mi raczej porównania do lepszy konstrukcji, na tym więc lepiej będzie skończyć.




    Obudowa:

    Straty mocy na elementach to koło 10W, pomimo zastosowania radiatorów na elementach aktywnych i tak potwornie się grzeją. Obudowa musiała być więc przewiewna i najlepiej z elementów znalezionych w domu. Myślę że udało mi się to zrealizować. Wykonana jest z drobnej metalowej siateczki i drewnianych boków :)

    Wzmacniacz słuchawkowy klasy A. Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.


    Wzmacniacz słuchawkowy klasy A. Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.


    Koszty

    Dużo części posiadałem więc wątpie bym wydał więcej niż 50 zł :)


    Fajne!
  • Semicon
  • #2 18 Lip 2008 01:13
    redelektron
    Poziom 18  

    W pierwszej chwili gdy zobaczyłem fotkę pomyślałem że to taki mały lampiaczek :D. Bardzo fajny projekt. Obudowa prosta i chyba w tym tkwi jej cały urok. Naprawdę fajna zabaweczka. Ode mnie DUŻY PLUS. Ciekaw jestem tylko jak szybko pojawi się ktoś komu się ten układzik nie będzie podobał i wszystko w nim będzie źle :D.Pozdrawiam

  • #3 18 Lip 2008 01:35
    msthhk
    Specjalista - HDD i odzyskiwanie danych

    To zdjęcie jak z bajki - piękne. I niech mi ktoś powie, że potrzebne jest 10MPix w kompakcie. Zdjęcia z A60 - 2MPix i dobre oko. Gratuluję projektu i dokumentacji zdjęciowej.

  • #4 18 Lip 2008 02:02
    hipek99
    Poziom 20  

    witam !
    Zainspirowałeś mnie tym wzmacniaczem . Mógłbyś napisać skąd wyprułeś taką siateczkę ?

  • #5 18 Lip 2008 02:54
    Marek_RADOM
    Poziom 18  

    Mi się wydaje, że siateczka jest z koszyczka na długopisy. Poza tym ciekawa konstrukcja, może kiedyś złożę to jako mój pierwszy wzmacniacz tranzystorowy.

  • #6 18 Lip 2008 07:52
    harrry
    Poziom 15  

    taka siateczkę dają też na głośniki go samochodu :D

  • Semicon
  • #7 18 Lip 2008 09:06
    _tad_
    Poziom 11  

    Fachowa robota :)
    Symulacja przed polutowaniem to rzadkość, a szkoda, bo czasami pozwala wyeliminować jakieś oczywiste błędy.
    Gratuluję warsztatu i podejścia :)

    Zastanawia mnie tylko zafalowanie charakterystyki przenoszenia ok. 100 Hz. Może lepszy elektrolit C3 jeszcze polepszy brzmienie ? A może to filtracja zasilania ?

  • #8 18 Lip 2008 09:47
    kris6661991
    Poziom 25  

    O ile dobrze kojarzę to widziałem już ten schemat w Elektronice Dla Wszystkich :) w jednym numerze sprzed ok roku był zamieszczony podobny na tranzystorach MOS FET. Wzmacniacz ładnie wykonany, podoba mi się ta krateczka :)

  • #10 18 Lip 2008 09:52
    kris6661991
    Poziom 25  

    A że jeszcze zapytam, jakie słuchaweczki tym napędzasz? Po napisie HD... poznaję że chyba (mój ulubiony :) ) Sennheiser? czy się nie mylę?

  • #11 18 Lip 2008 10:47
    dymbol1992
    Poziom 18  

    Projekt super. A ja znam inne zastosowanie dla tego urządzenia, kiedyś chciałem podłączyć mp3 do mojej wieży ale sygnał był za cichy, wiec tym urządzonkiem śmiało możesz wzmocnić taki sygnał. moja ocena to 10/10

  • #12 18 Lip 2008 13:59
    piotrek_bak
    Poziom 22  

    Sennheiser HD 540.

    Dobra konstrukcja dla tych słuchawek.


    Pozdrawiam.

  • #13 18 Lip 2008 14:37
    pietach
    Poziom 22  

    A czy taki wzmacniacz nadaje się do "napędzania" słuchawek przy radiu KF-owym.
    Bo jest wyjście na zewnętrzny głośnik ale to na 8 ohm a słuchawki mają więcej.
    Czy przez dopasowanie przez taki wzmacniacz poprawi się jakość dźwięku w słuchawkach?
    Pietach

  • #14 18 Lip 2008 16:55
    miwi69
    Poziom 10  

    Niestety nie wiem skąd ta siateczka, miałem w domu arkusz A4, ale gdzie można to kupić nie mam niestety pojęcia. Podobno używają czasem takich rzeczy w drukarniach przy sitodruku ale moja ma dość duże oczka.

    Schemat jak napisałem pochodzi z Elektroniki dla Wszystkich, został przerobiony troszkę do moich słuchawek, ale dla standardowych 32Ω wystarczy zbudować oryginalny układ.
    http://sklep.avt.pl/photo/_pdf/AVT2464.pdf?sess_id=91a4edee0a1ba9d7613c67ffca692f7a
    To artykuł w którym jest wszystko dość dokładnie opisane :)

    Słuchawki to jak napisał piotrek_bak, Sennheiser HD540, starsza wersja Reference o impedancji 600Ω. Mają pewnie koło 20 lat ale grają po prostu wspaniale :)

  • #15 18 Lip 2008 18:47
    bobekdt00
    Poziom 14  

    Ja bardzo podobną siatkę kupiłem w sklepie ogrodowym i mieli naprawdę spory wybór, kupuje sie to na metry.

  • #16 18 Lip 2008 21:51
    Piotrek_Kilan
    Poziom 10  

    Ja również dołożę sie do pochwał tej konstrukcji. Jak wszystkim mi też podoba się ta obudowa z siatki. popatrzcie sobie siatki tuningowe albo coś takiego co się nazywa "blaszka ryflowana fototrawiona" na "aledrogo". Autor napisał, że pomimo zastosowania radiatorów elementy nadal się mocno grzeją... pomyślałem sobie że te drewniane boki obudowy zastąpić jakimiś zgrabnymi radiatorami, ale wtedy to i płytkę trzeba by było przerobić. Pozdrawiam i gratuluję udanej konstrukcji.

  • #17 18 Lip 2008 22:54
    SONIAK12
    Poziom 23  

    Witam
    Dla mnie po prostu geniusz w swojej prostocie. Też tak się kiedyś bawiłem, w takie proste konstrukcje , jednak brakowało mi takiego zapału do wykończeń. Moje gratulacje i oby tak dalej.
    Wielki szacunek i życzę jeszcze "ładniejszych' konstrukcji.
    Pozdrawiam: Soniak

  • #18 19 Lip 2008 09:56
    MaThiR
    Poziom 16  

    Mnie osobiście obudowa bardzo się podoba. Prosiłbym tylko o zdjęcie jej spodu. Duży plus za symulację działania układu i jego własną przeróbkę. Według mnie godne polecenia podejście do pracy, wszystko od początku do końca przemyślane i przetestowane nim został jeszcze zrobiony.

  • #20 19 Lip 2008 13:50
    charles1991
    Poziom 14  

    Jeśli chodzi o tę siatkę, to można ją bez problemu kupić przez Internet (Wpiszcie w jakąś wyszukiwarkę "siatka pleciona"). Pozdrawiam.

  • #21 19 Lip 2008 14:57
    johnny5001
    Poziom 11  

    Perełka,bardzo skromne a zarazem eleganckie.Ciekawe że jeszcze nikt się nie dopomina o migające wskaźniki poziomu,wentylatorki do chłodzenia,przycisk POWER itd....

  • #22 19 Lip 2008 18:27
    michal512
    Poziom 14  

    Estetyka wykonania godna pochwały. Czy trudno sie obrabia taka siatkę ??
    Chodzi chociażby o wykonanie kilku okrągłych otworów :P

  • #23 20 Lip 2008 15:21
    brofran
    Poziom 36  

    Jeszcze troche o zasilaniu. W artykule z EDW napisano ze jeden kanal pobiera 0,1 A (15 V ). Czy to jest prad spoczynkowy ? Wtedy nie ma prawa nic się przegrzewać . A jeżeli nie jest to prąd spoczynkowy , to jaki prąd roboczy przy wysterowaniu pobierają 2 kanały wzmacniacza ??

  • #24 21 Lip 2008 07:13
    grumar1
    Poziom 12  

    To jest wzmacniacz a klasie A, czyli pobiera duży prąd spoczynkowy.

  • #25 21 Lip 2008 08:33
    11111olo
    Poziom 43  

    brofran napisał:
    Jeszcze troche o zasilaniu. W artykule z EDW napisano ze jeden kanal pobiera 0,1 A (15 V ). Czy to jest prad spoczynkowy ? Wtedy nie ma prawa nic się przegrzewać . A jeżeli nie jest to prąd spoczynkowy , to jaki prąd roboczy przy wysterowaniu pobierają 2 kanały wzmacniacza ??


    Czy kolega czytał PDFa z opisem tego wzmacniacza. Na samym końcu jest takie coś.

    Cytat:
    Następnie należy pomału pokręcać PR1 i PR2 i ustalić na R6, R10 napięcia równe 1,5V (1,4...1,6V). Tak wyregulowany układ jest gotowy do pracy.


    Chyba wszystko jasne?

  • #26 24 Lip 2008 11:22
    Tajniaq
    Poziom 11  

    A ja do kolegów mam takie pytanie..
    Co trzeba by było przerobić w tym wzmacniaczu by mógł on działać na napięcie 12V i dawać sygnał na kolumny 4-8om ??

  • #27 24 Lip 2008 12:27
    ferdu
    Poziom 13  

    Cytat:
    a ja do kolegów mam takie pytanie..
    Co trzeba by było przerobić w tym wzmacniaczu by mógł on działać na napięcie 12V i dawać sygnał na kolumny 4-8om ??


    1. Zmniejszyc napiecie zasilania do 12V ;D
    2. Z takim zasilaniem jak jest ten wzmacniacz osiaga 300mW ? To moze sobie glosniczek z telefonu tym napedzisz ....

  • #28 24 Lip 2008 15:14
    hemol
    Poziom 11  

    Ten wzmacniacz jest przystosowany do pracy z obciążeniami o dużej rezystancji, więc podłączenie do niego obciążenia o małym oporze spowoduje uszkodzenie go.

  • #29 24 Lip 2008 15:18
    brofran
    Poziom 36  

    do ferdu : Takie odpowiedzi to dawaj na dział "na wesoło " .
    Zapewne kolega Tajniag nie ma takiej wiedzy , zatem trzeba mu jasno odpowiedzieć , że do napędu kolumny głosnikowej ten wzmacniacz sie po prostu nie nadaje i kropka.

  • #30 24 Lip 2008 16:06
    carsonpoland
    Poziom 11  

    obudowa dosyc przewiewna, jak lubisz majstrowac przy biurku to uwazaj zeby Ci tam przypadkiem nie wpadlo cos co moze zrobic zwarcie ;)