logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

VooDooAmp1 - Dyskretny wzmacniacz słuchawkowy

_._ 29 Lis 2020 12:12 16008 22
  • Cześć, zbudowałem sobie prosty wzmacniacz słuchawkowy, a że nawet działa i zmarnowałem całą sobotę na pytke to się pochwale ;)
    Jest to projekt własny, kontynuacja wątku https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3748261.html

    VooDooAmp1 - Dyskretny wzmacniacz słuchawkowy

    Wzmacniacz klasy A zbudowałem w ramach nauki i eksperymentowania, chciałem zaprojektować układ na elementach dyskretnych żeby nauczyć się liczenia parametrów. A więc, jest to prosty układ oparty o dwa stopnie tranzystorowe w układzie wspólny emiter, dwa żeby faze sygnału trzymać w okolicach 0/360 stopni, następnie mamy wtórnik który wstawiłem aby wysterować dwie pary tranzystorów w układzie push pull. Mimo, że push pull to końcówka działa w klasie A ze względu na bias tranzystorów ustawiony tak aby ciągle płynął przez nie prąd spoczynkowy. Zasilanie za pomocą stabilizatora liniowego z wtyczkowego zasilacza 12V AC.

    Układ jest prymitywny ale działa przyzwoicie. Przy okazji działa jak mini grzejnik (klasa A). Jak ogarne jak liczyć parametry wzmacniacza różnicowego, luster i źródeł prądowych oraz pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego to zrobie kolejną wersje. Niestety, pewnie za miesiąc dwa ze względu na objętość rozdziałów w "Sztuka Elektroniki" ;)

    VooDooAmp1 - Dyskretny wzmacniacz słuchawkowy

    Układ zaprojektowałem początkowo w LTspice, następnie sprawdziłem na płytce stykowej, działał fajnie to stwierdziłem, że zrobie mu PCB.
    Schemat i płytka zaprojektowałem w Kicad, był problem ze znalezieniem modeli do gniazd RCA czy włącznika więc musiałem zrobić własne footprinty.

    VooDooAmp1 - Dyskretny wzmacniacz słuchawkowy

    Rozmiar płytki ok 94x94mm, chciałem aby była wymiarów DAC który stoi na biurku, po czym jak już zrobiłęm to okazało się że źle zmierzyłem... Na płytce jest stosunkowo wiele elementów więc oczywiście skomplikowałem sobie życie i zrobiłem dwu stronną. Że na szybko, to zrobiłem zbyt małe pola lutownicze do tranzystorów, a lutując okazało się, że pod jeden z dużych kondensatorów muszę zalutować "od góry" więc musiałem ratować się kawałkiem kabla który to obchodzi. Chyba słabo puszczona jest ścieżka do włącznika bo leci pod opornikami wzmacniacza więc (chyba) może indukować szumy.

    VooDooAmp1 - Dyskretny wzmacniacz słuchawkowy VooDooAmp1 - Dyskretny wzmacniacz słuchawkowy

    Generalnie jestem zadowolony bo działa, szumów nie słychać, dźwięk jest lepszy niż się spodziewałem po elementach, które kosztują grosze, ale wiem, że da radę zrobić to lepiej więc za jakiś czas spróbuję ponownie.

    Pasmo przenoszenia min 20Hz...25kHz. Wzmocnienie ok 10dB przy amplitudzie 1Vpp. Jeden z kolegów z forum podliczył THD i wyszło 0.9% więc cytując Dyatlova "not great, not terrible" :P

    Całość, testuję na słuchawkach 80ohm, natomiast układ projektowałem aby działał z obciążeniem od 32 do 250 ohm. Dzwiękowo, za równo skompresowana muzyka na YT czy FLAC z DAC na USB jest spoko :)

    // Dla zainteresowanych w załączniku jest projekt Kicad, schemat, płytka pcb i dodatkowo schemat dla LTspice.

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    _._
    Poziom 11  
    Offline 
  • #2 19077543
    khoam
    Poziom 42  
    _._ napisał:
    zbudowałem sobie prosty wzmacniacz słuchawkowy, a że nawet działa i zmarnowałem całą sobotę na pytke to się pochwale

    Nie zmarnowałeś, wyszło całkiem przyzwoicie. Jaką planujesz obudowę? ;)
  • #3 19077563
    _._
    Poziom 11  
    khoam napisał:
    _._ napisał:
    zbudowałem sobie prosty wzmacniacz słuchawkowy, a że nawet działa i zmarnowałem całą sobotę na pytke to się pochwale

    Nie zmarnowałeś, wyszło całkiem przyzwoicie. Jaką planujesz obudowę? ;)

    Dzięki. Obudowy nie planuje, postawiłem sobie na biurku tak jak widać na focie, żeby mnie denerwował i zmotywował do nauki żeby zrobić to lepiej. Wtedy będzie i obudowa :)
  • #4 19077629
    pikarel
    Poziom 38  
    Schemat wygląda, jak żywcem wzięty z książki Wojciechowskiego Nowoczesne zabawki :)
    Chyba tak musi być, bo ałdiowudu bazuje na schematach wręcz poglądowych, koniecznie w klasie A, kategorycznie zakazane jest też jakiekolwiek sprzężenie zwrotne, które traktowane jest jako samo zło wcielone dla wyznawców ałdiowudu.

    Proponuję poczytać publikacje o wielostopniowych wzmacniaczach,
    szczególnie skupić się na różnicach w paśmie przenoszenia przy otwartej i przy zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego
    oraz jak wpływa to na szumy własne wzmacniacza.
    Proszę też zahaczyć o TIM, jak, gdzie i dlaczego powstają i jak je eliminować.
    Potrafisz przecież dobrze wykonywać PCB, więc ten wzmacniacz mogłeś sobie darować i zaprojektować już o krok dalej, wzmacniacz ze źródłami prądowymi, pętlą sprzężenia, w głębokiej klasie AB, czyli ałdiowudu, "ino z recami i nogoma".

    Wykonanie PCB podoba mi się; mechaniczne elementy obsługi wzmacniacza traktujesz pierwszoplanowo,
    to bardzo ważne w całym projekcie, szczególnie, kiedy "pakujesz" PCB do obudowy.
    Korzystasz z dobrych wzorców, to pochwalam.
  • #5 19078842
    hajy
    Poziom 21  
    Pikarel tak się spytam gdzie w tym wzmacniaczu widzisz sprzężenie zwrotne?
  • #6 19078847
    pikarel
    Poziom 38  
    hajy napisał:
    Pikarel tak się spytam gdzie w tym wzmacniaczu widzisz sprzężenie zwrotne?

    Czytasz czasem wypowiedzi przed zadaniem pytania? Co ja tu napisałem?
    pikarel napisał:
    Schemat wygląda, jak żywcem wzięty z książki Wojciechowskiego Nowoczesne zabawki :)
    Chyba tak musi być, bo ałdiowudu bazuje na schematach wręcz poglądowych, koniecznie w klasie A, kategorycznie zakazane jest też jakiekolwiek sprzężenie zwrotne (...)

    Sie wyrwał...
  • #7 19081056
    remiorn
    Poziom 18  
    hajy napisał:
    Pikarel tak się spytam gdzie w tym wzmacniaczu widzisz sprzężenie zwrotne?

    Pozwolę się wtrącić.
    Stopnie wzmocnienia napięciowego pracują że sprzężeniem zwrotnym.
  • #8 19081135
    pikarel
    Poziom 38  
    remiorn napisał:
    hajy napisał:
    Pikarel tak się spytam gdzie w tym wzmacniaczu widzisz sprzężenie zwrotne?

    Pozwolę się wtrącić.
    Stopnie wzmocnienia napięciowego pracują że sprzężeniem zwrotnym.

    Poszczególne stopnie - tak (praca ze stabilizacją punktu pracy tranzystora).
    Wzmacniacz NIE posiada żadnej pętli sprzężenia zwrotnego.
  • #9 19081352
    remiorn
    Poziom 18  
    pikarel napisał:
    remiorn napisał:
    hajy napisał:
    Pikarel tak się spytam gdzie w tym wzmacniaczu widzisz sprzężenie zwrotne?

    Pozwolę się wtrącić.
    Stopnie wzmocnienia napięciowego pracują że sprzężeniem zwrotnym.

    Poszczególne stopnie - tak (praca ze stabilizacją punktu pracy tranzystora).
    Wzmacniacz NIE posiada żadnej pętli sprzężenia zwrotnego.


    Gdybyś chciał być w pełni poprawny mógłbyś napisać, że wzmacniacz nie posiada żadnej pętli ogólnego sprzężenia zwrotnego. Z czym się oczywiście zgadzam.
    Natomiast odnośnie stwierdzenia, do którego obaj się odwołujemy, to widzę że przyznałeś mi rację i również wskazałeś miejsca, w których sprzężenie zwrotne jako takie występuje.
  • #10 19081575
    Fimek
    Poziom 16  
    Co do zasady ten wzmacniacz produkuje sporo zniekształceń w stosunku do szybkich wzmacniaczy, czy to na elementach dyskretnych, czy opampach, objętych globalną pętlą sprzężenia zwrotnego. Tylko, że może się okazać, że praktyce tych zniekształceń i tak nie słychać, bo na przykład bardziej irytowałyby szumy - a tu pod tym względem jest np w porządku.

    A'propos szumów - wzmacniacz ze wspólnym emiterem jest dość słaby pod tym względem, bo nie ma żadnego tłumienia szumu (ani brumu) z zasilania. Przyjrzałbym się temu. Jak napisali Koledzy powyżej - PCB jest fajnie zaprojektowane i estetycznie wykonane :) Ale sam układ nie ma szans mieć bardzo dobrych parametrów, poza szybkością (której i tak nie będzie słychać). Co nie zmienia faktu, że w praktyce może brzmieć po prostu neutralnie.

    Celując w dobre parametry polecam zaprzyjaźnić się ze LTspice i zrobić analizę Fouriera. W LTspice można swojego wzmacniacza nawet posłuchać :) (można wpuścić na wejście plik .wav, wykonać analizę i zapisać plik wynikowy również jako audio i odsłuchać). Można w ten sposób symulować efekty gitarowe i to naprawde działa.

    PS. Jeśli moge coś zaproponować odnośnie PCB - to puściłbym wszystkie ścieżki na górnej warstwie i nie ciąłbym w ogóle dolnej warstwy. Będzie mniej roboty z wykonaniem płytki - patrząc na schemat mogę powiedzieć, że na 99% da się uniknąć w ogóle ścieżek na dolnej stronie. Jednolita masa to zawsze mniejsze ryzyko wzbudzeń i przesłuchów.

    Pozdrawiam
  • #11 19081708
    lechoo
    Poziom 39  
    Fimek napisał:
    Celując w dobre parametry polecam zaprzyjaźnić się ze LTspice i zrobić analizę Fouriera. W LTspice można swojego wzmacniacza nawet posłuchać :)

    Mając działający model można użyć oprogramowania dedykowanego do pomiarów audio, np. darmowego RMAA - Link. Do takich pomiarów wystarczy sama karta dźwiękowa. W załączeniu zamieszczam przykładowy raport z pomiaru wzmacniacza Pioneer SA-608 - użyłem tłumika 10:1 na wyjściach głośniowych.

    VooDooAmp1 - Dyskretny wzmacniacz słuchawkowy
  • #12 19082179
    _._
    Poziom 11  
    O, super! Obadam, mam zamiar zbudować jeszcze kilka taki zabawek także dla wiekszych mocy więc będe chciał to pomierzyć.
  • #13 19084650
    ORMO_PL
    Poziom 19  
    W sumie to staję teraz przed wyborem konstrukcji dla wzmacniacza słuchawkowego.
    Problemem jest, że większość korzysta z napięcia symetrycznego, ten nie, dlatego jest interesujący.
    Z jakiego DACa korzystasz?
  • #14 19084677
    _._
    Poziom 11  
    W tym przypadku chciałem skorzystać z zasilacza AC, wtyczkowego transformatora dlatego 12VAC. Generalnie widzę, że przy zasilaniu symetrycznym polaryzacja jest względem masy więc nie trzeba stosować kondensatorów w torze audio, i najczęsciej masz wyższe napięcie więc możliwe jest większe wzmocnienie napięciowe.

    DAC - dobry tani stary Audiotrak Prodigy Cube Black, polecam :)
  • #15 19087414
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #16 19088080
    pikarel
    Poziom 38  
    acctr napisał:
    (...) Dzielniki z dużych rezystorów (np. 180k i 51k) i mniejszy rezystor polaryzujący (12k) nie wyglądają dobrze. Powinno być na odwrót, niskie rezystory w dzielniku a wyższy polaryzujący. (...)

    Nie, że powinno być na odwrót, jedynie może być, tylko po co?
    Prąd bazy to kilka mikroamperów - to w jakim celu robić dzielnik, który sam pobiera 100 razy więcej? (tak chcesz projektować np. mikser na 96 kanałów?)

    Poza tym; szumiący rezystor jest włączony w szereg, więc z przodu, czy z tyłu - nie ma znaczenia.
    Jednak w tym układzie wartości są poprawne, brak jedynie kondensatora dołączonego równolegle do rezystora R2 (R4); wtedy prąd szumu rezystora R1 już nie polaryzuje bazy, bo jest zwarty do masy.
    Impedancja wejściowa będzie wynosić wtedy 12 kΩ,
    więc jeśli układ jest sterowany z wyjścia o impedancji większej - należy zmienić rezystor R5 (R6) na odpowiedni do niej i skorygować też wartość R2, ale to przecież oczywiste i proste dla każdego projektanta :)
  • #17 19088109
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #18 19088263
    pikarel
    Poziom 38  
    acctr napisał:
    Czyli jednocześnie nie chcesz i chcesz zmniejszać impedancję źr. nap. odniesienia, zdecyduj się :D

    Przeczytaj jeszcze raz, co napisałem - i wypisuj dziwactw.
    Cytat:
    układ jest sterowany z wyjścia o impedancji większej (...)

    Nigdzie nie pisałem o źródle napięcia odniesienia, co Ty wymyślasz...
  • #19 19089288
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #20 19089405
    _._
    Poziom 11  
    Nie żebym sie znał, ale w przypadku tego wzmacniacza impedancja wejściowa to impedancja pierwszego stopnia na Q1/Q2, więc (chyba)

    Z = 10k || (51k + 12k) || B(2k)

    więc pi razy drzwi minus kot kwadrat wychodzi, jeżeli mnie liczydło nie oszukuje i kawa dobrze weszła

    Z = 10k || (51k + 12k) || 500*2k = 8.5k

    źródłem jest wyjście słuchawkowe laptopa/dac/itp przystosowane do obciążenia 32R, to niby po co miałbym dać wyższe wartości rezystorów w pierwszym stopniu, skoro... działa :P

    Jeżeli moje rozumowanie jest poprawne, to największy wpływ na impedancję wejściową, ma potencjonometr logarytmiczny na wejściu, a nie rezystory użyte do polaryzacji bazy, wystarczy użyć innego o wyższej wartości i impedancja będzie kilkukrotnie większa.
  • #21 19089460
    pikarel
    Poziom 38  
    Moja propozycja nie dotyczy Twoich (@acctr) kombinacji, dotyczy TYLKO oryginalnego schematu autora, a dokładnie zmniejszenia poziomu szumów własnych wzmacniacza (rezystory polaryzacji bazy o dużych wartościach, rzędu setek kΩ), który dla potrzeb ałdiowudu nie posiada globalnej pętli sprzężenia zwrotnego, które takie szumy skutecznie zmniejszają.

    Wytłumaczę to, na czym polega proponowane przeze mnie dołączenie kondensatora w sposób prosty, aby laik też zrozumiał, zrobię to na wzór wykładu "jak krowie na rowie":
    -wzmacniacz słuchawkowy z tematu jest sprzętem audiofilskim, jak go sam autor nazwał - wręcz ałdiuwudu.
    Jeśli ten wzmacniacz będzie dołączony do wyjścia słuchawkowego smartfona, tableta, laptopa, czyli do wyjścia niskoimpedancyjnego, to moja propozycja zmniejszenia szumów z rezystora polaryzacji przez dołączenie kondensatora - w tym konkretnym układzie jest do zastosowania bez dalszych modyfikacji.
    Jeśli jednak autor ten wzmacniacz dołączy do wyjścia (np. konwerter DAC) określanego jako Line, które ma naczęściej impedancję 47 kΩ lub więcej - wtedy należy rezystor R5 (R6) zwiększyć do podobnej wartości oraz obliczyć wartość rezystora R2 (R4) dla wymaganego prądu bazy.
    Tu kończy się wykład dla "krowy na rowie"; konstruktor audio wie, co i jak ma obliczyć, a laik nie zrobi tego, bo nie ma na ten temat żadnej wiedzy.

    Jeśli coś dalej jest niezrozumiałe w tekście powyżej - to niestety, ja już nie potrafię pomóc.
  • #22 19090297
    Fimek
    Poziom 16  
    @pikarel: przeczytaj jeszcze raz co sam napisałeś - chodzi o dopasowanie do źródła niskoimpedancyjnego. Ale ze zrozumieniem, jak życzyłbyś sobie tego od Twojego interlokutora ;)

    PS. ja nie przesiaduję w loży szyderców, dlatego później napiszę do czego piję i gdzie jest błąd (wg mnie).

    Pozdrawiam,
    Fimek
  • #23 19094688
    conisl
    Poziom 11  
    W pierwszym stopniu wzmacniacza w emiterze tranzystora dałeś aż 2kom. To trochę dużo, ja dałbym mniej...

Podsumowanie tematu

Użytkownik zaprezentował własnoręcznie zbudowany wzmacniacz słuchawkowy klasy A oparty na elementach dyskretnych, składający się z dwóch stopni tranzystorowych w układzie wspólnym emiter oraz wtórnika do wysterowania tranzystorów w układzie push-pull. Wzmacniacz działa bez pętli sprzężenia zwrotnego, co budzi dyskusje na temat jego parametrów, w tym zniekształceń i szumów. Uczestnicy rozmowy sugerują różne poprawki w projekcie, takie jak zmiana wartości rezystorów, zastosowanie kondensatorów w celu redukcji szumów oraz wykorzystanie oprogramowania do analizy parametrów audio. Użytkownik planuje dalsze eksperymenty z innymi konstrukcjami wzmacniaczy.
Podsumowanie wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA