Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Computer ControlsComputer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wzmacniacz słuchawkowy klasy A.

miwi69 17 Lip 2008 22:19 23255 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! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    miwi69
    Poziom 10  
    Offline 
    miwi69 napisał 47 postów o ocenie 3, pomógł 0 razy. Mieszka w mieście Wrocław. Jest z nami od 2004 roku.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #2
    redelektron
    Poziom 19  
    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
    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.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #5
    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
    harrry
    Poziom 15  
    taka siateczkę dają też na głośniki go samochodu :D
  • #7
    _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
    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
    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
    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
    piotrek_bak
    Poziom 22  
    Sennheiser HD 540.

    Dobra konstrukcja dla tych słuchawek.


    Pozdrawiam.
  • #13
    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
    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
    bobekdt00
    Poziom 14  
    Ja bardzo podobną siatkę kupiłem w sklepie ogrodowym i mieli naprawdę spory wybór, kupuje sie to na metry.
  • #16
    Piotrek_Kilan
    Poziom 11  
    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
    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
    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.
  • #19
    11111olo
    Poziom 42  
    Dobrze że Kolega napisał że to tylko wykonanie gotowego projektu z AVT - bo inni się podszywają że to ich dzieło.
    Dziwi mnie tylko czemu Kolega nie zastosował gotowej płytki z AVT?
  • #20
    charles1991
    Poziom 14  
    Jeśli chodzi o tę siatkę, to można ją bez problemu kupić przez Internet (Wpiszcie w jakąś wyszukiwarkę "siatka pleciona"). Pozdrawiam.
  • #21
    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
    michal512
    Poziom 14  
    Estetyka wykonania godna pochwały. Czy trudno sie obrabia taka siatkę ??
    Chodzi chociażby o wykonanie kilku okrągłych otworów :P
  • #23
    brofran
    Poziom 38  
    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
    grumar1
    Poziom 12  
    To jest wzmacniacz a klasie A, czyli pobiera duży prąd spoczynkowy.
  • #25
    11111olo
    Poziom 42  
    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
    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
    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
    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
    brofran
    Poziom 38  
    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
    carsonpoland
    Poziom 12  
    obudowa dosyc przewiewna, jak lubisz majstrowac przy biurku to uwazaj zeby Ci tam przypadkiem nie wpadlo cos co moze zrobic zwarcie ;)