Eine Kopfhörerverstärkerschaltung, die definitiv Aufmerksamkeit verdient. Hier auch der verdoppelte Ausgangsstrom und das Fehlen von Sperrkondensatoren im Signalpfad. Gleichzeitig ist die Kopfhörerverstärkerschaltung sehr einfach und unkompliziert.
aktualisiert von : Der Eingangsblockierkondensator wurde aus dem Stromkreis entfernt. Die Werte der Eingangswiderstände wurden geändert.
Kopfhörerverstärkerschaltung
Regelmäßige Wanderungen durch endlose Weiten Müllcontainer ein Wissensspeicher - das Internet, führte zu einem interessanten Fund. Es war ein PDF von Burr Brown. Was mich dazu inspirierte, einen Operationsverstärker-Kopfhörerverstärker zu entwickeln. Aus der Sprache eines potenziellen Feindes kann sein Name wörtlich wie folgt übersetzt werden: Verdoppelung des Ausgangsstroms in eine Last mit zwei OPA2604-Audio-Operationsverstärkern .
Die Datei besteht aus zwei Seiten, wobei nur die erste wertvoll ist. Die dort vorgestellte Kopfhörerverstärkerschaltung wurde neu gezeichnet und von unnötigen pfiffigen Beschriftungen befreit.
Lernen Sie dieses zukünftige Herz unseres Verstärkers kennen. Genauer gesagt handelt es sich um ein Einkanalschema. Wir werden 2 Kanäle haben, was bedeutet, dass wir zwei duale Operationsverstärker benötigen ( OU ).
Zum Schutz der Ausgänge der Operationsverstärker werden Widerstände R3 und R4 mit einem Widerstand von 51 Ohm benötigt.
Was ist der "Trick" dieses Verstärkers?
Das Schema ist keineswegs neu und aus den Datenblättern der 90er Jahre bekannt. Das Interessante an der Schaltung ist jedoch, dass beide Operationsverstärker dasselbe Signal verstärken. Dies ist jedoch keine Brückenverbindung. Die Ausgangssignale beider Operationsverstärker sind in Phase und ihre Ausgangsströme werden addiert.
Diese Einbeziehung löst das Problem des niedrigen Ausgangsstroms vieler Operationsverstärker. Dies erhöht die Anzahl der Operationsverstärker, die in einem Verstärker verwendet werden können, erheblich. Es reicht jetzt aus, dass jeder Operationsverstärker 35-40 mA Ausgangsstrom bereitstellen kann, statt 70-80 bei einem Operationsverstärker pro Kanal.
Der Maximalwert des Ausgangsstroms ist immer im Datenblatt des Operationsverstärkers angegeben.
Gewinnen
Die Signalverstärkung wird durch die Widerstände bestimmt R1 und R2 ... Sein genauer Wert wird durch die Formel bestimmt:
K = 1+ R2 / R1
Konzentriert man sich auf einen linearen Ausgang mit einem Signalpegel von 1 Volt, dann reicht für die meisten Kopfhörer eine Verstärkung von drei völlig aus. Wir werden mit drei ausgleichen.
Es ist wünschenswert, dass die Widerstände, die die Verstärkung einstellen, eine Genauigkeit von . haben nicht schlechter als ± 1% ... Im Handel sind oft nicht allzu viele Präzisionswiderstände erhältlich. Aber in diesem Fall können Sie mit Widerständen gleichen Werts auskommen.
In den Kästen des Schranks wurden Präzisionswiderstände von 7,5 kOhm gefunden, die zu einem Widerstand wurden R1 ... Als R2 zwei 7,5 kΩ Widerstände wurden in Reihe geschaltet. Das gleiche kann durch Parallelschalten von zwei 15kOhm-Widerständen als R1 , und ein 15k Ohm Widerstand als R2 .
Um die Verstärkung zu ändern, ist es besser, den Widerstand zu ändern R2 ... Für Operationsverstärkerschaltungen wird normalerweise empfohlen, Widerstände mit einem Nennwert von 1 ÷ 100 kOhm zu verwenden. Widerstand R1 wird eine weitere wichtige Funktion erfüllen, daher vorzugsweise 7.5kΩ.
Wir erinnern uns an das Schema
Das im Dokument dargestellte Diagramm ist etwas unvollständig und gibt nur das Wichtigste wieder. Für den Normalbetrieb sollte die Schaltung mit Eingangskreisen ergänzt werden, sowie parallel zum Widerstand R2 ein kleiner Kondensator sollte hinzugefügt werden. Es wird benötigt, um eine Selbsterregung des Operationsverstärkers auszuschließen.
Lassen Sie uns zunächst das Rad nicht neu erfinden und die Eingangsschaltung vom Kopfhörerverstärker ausleihen. FiiO Olympus E10. In diesem Fall sieht die Schaltung unseres Verstärkers wie folgt aus:
Das Diagramm zeigt die Beine für einen dualen Operationsverstärker in einem DIP8-Gehäuse. Das Schema funktioniert vollständig und erfordert keine Anpassung.
Werfen wir den Kondensator aus dem Eingang
Der Operationsverstärker verstärkt sowohl Wechsel- als auch Gleichspannung gleich gut. Kondensator( C1 ) wird benötigt, um die Gleichspannung am Eingang abzuschalten. Einerseits liefern normale Signalquellen keine konstante Leistung. Auf der anderen Seite, wenn es plötzlich auftaucht, muss es abgeschnitten werden. Und sogar die Kopfhörer können verbrannt werden.
Aber die Leute wollen aktiv keine zusätzlichen Kondensatoren im Signalweg sehen, also werden wir aussteigen.
Noch einmal lesen" Die Kunst der Schaltung Horowitz und Hill fanden, wonach er suchte. Um einen AC-Verstärker zu erhalten, müssen Sie einen Kondensator ähnlich wie C1 , in Reihe mit dem Widerstand R1.
In diesem Fall funktioniert die Rückkopplung des Operationsverstärkers nur bei Änderung und die Notwendigkeit eines Kondensators am Eingang entfällt. Daher können Sie sich sicher bewegen C1 vom Eingang des Verstärkers zum Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers.
Gebildet ( R1 , C1 ) unterbricht sowohl die Gleichspannung als auch die infra-niedrigen Frequenzen ( <10Гц ). Sie tragen keine brauchbaren Informationen, belasten den Verstärker aber stark strommäßig.
Außerdem verringert diese Einbeziehung des Kondensators die Spannung der Op-Amp-Asymmetrie an den Eingängen. Und es wird übrigens auch verstärkt und dem Ausgangssignal beigemischt. Dabei hat der Kondensator im Rückkopplungskreis im Gegensatz zum Kondensator am Eingang praktisch keinen Einfluss auf den Klang. Im Allgemeinen weisen einige Pole eine solche Permutation auf.
Eingangswiderstände
Das Entfernen des Kondensators aus dem Eingang erzwang einen genaueren Blick auf die Widerstände R5 und R6, am Eingang bleiben. Und warum werden sie überhaupt benötigt und wie berechnet man sie?
Widerstand R5 wird als Kompensation bezeichnet und ist notwendig, um die Widerstandsgleichheit zwischen jedem der Eingänge und Masse sicherzustellen. Sein Wert ist definiert als der Parallelwiderstand der Widerstände R1 und R2 .
Wir haben jedoch konsequent mit R1 da ist ein kondensator C1. Der Widerstand des Kondensators hängt von der Frequenz ab und wird zum Widerstand des Widerstands addiert. Der Widerstand eines Kondensators bei einer bestimmten Frequenz wird bestimmt aus dem Verhältnis:
R С = 1 / (2 × π × F × C),
Wo F in Gegrtsy, MIT in Farad, und R C in Omaha
Um den Widerstand zu bestimmen R5, Zuerst wurden die Werte der Widerstände eines 2,2-μF-Kondensators bei Frequenzen von 20 Hz und 20 kHz berechnet. Dann wurden für beide Fälle die Werte der Kompensationswiderstände berechnet. Es stellte sich heraus, dass der Widerstandswert des Widerstands R5 sollte dazwischen liegen 8,91 kOhm (für 20 Hz) und 6,81 kOhm (für 20kHz). Ohne zu zögern stecken 7,5 kΩ.
Mit einem Kondensator haben wir den invertierenden Eingang des Verstärkers von der DC-Masse entkoppelt. Der Operationsverstärker muss jedoch sowohl bei Wechselstrom als auch bei Gleichstrom mit Masse verbunden sein. Dafür ist ein Widerstand da. R6 ... Sein Wert wurde gleich 75 kOhm gewählt. Sie können aber auch 100 kOhm eingeben. Unter 75 kOhm, bei einer variablen Änderung von 50 kOhm, würde ich nicht empfehlen, es einzustellen. Zusammen mit einem Widerstand R5 sie beginnen, den variablen Eingangswiderstand zu umgehen.
In der Grafik wurde auch die Ausgabe leicht verändert. Die Werte von R3 und R4 wurden auf 10 Ohm reduziert und ein Widerstand R7 mit dem gleichen Widerstandswert in Reihe geschaltet. Dies sollte eine bessere Summation der Ausgangssignale ermöglichen.
Verstärkerleistung
Die Qualität des Netzteils ist sehr wichtig für den Klang. Diese Schaltung ist für eine bipolare Versorgungsspannung ausgelegt. Dies erspart uns die Mühe, dem Audiopfad zusätzliche Details hinzuzufügen, und ist im Allgemeinen besser für den Klang.
Heutzutage gibt es Operationsverstärker, die mit ± 1,5 V arbeiten, aber die meisten Operationsverstärker arbeiten mit einer bipolaren Versorgungsspannung von ± 3 V bis ± 18 V. Die optimale Spannung kann als ± 12 V bezeichnet werden, die im Versorgungsbereich der meisten Operationsverstärker enthalten ist.
Die genauen Werte der maximalen Versorgungsspannung finden Sie in der Dokumentation zu bestimmten Mikroschaltungen.
Bauteilqualität
Es ist nicht notwendig, sofort teure Teile zu kaufen. Zunächst können Sie etwas aus dem Sortiment des nächsten Radioteilehändlers nehmen und nach und nach durch qualitativ hochwertigere Komponenten ersetzen. Der Vorstand wird an allen Details arbeiten.
Kondensator C1 muss unpolar sein. Besser Polypropylen oder Folie. Es ist besser, einen Keramikkondensator C2 zu verwenden. Die Genauigkeit der Kondensatoren ist nicht sehr wichtig. es ist jedoch besser, es mit einer Genauigkeit von mindestens 5% zu verwenden.
Die Preise für Operationsverstärker variieren stark und bedeuten nicht immer einen besseren Klang. Für den Anfang können Sie etwas preiswertes und erschwingliches installieren, zum Beispiel den geliebten NE5532 (0,3 $). Es ist sehr wünschenswert, dass es von Phillips hergestellt wird.
Anschließend können Sie mit dem Austausch des Operationsverstärkers so viel spielen, wie Sie möchten. Betrachten wir den Operationsverstärker als eine höhere Klasse, dann haben sich OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397 ... klanglich gut bewährt.
Ich empfehle nicht, Mikroschaltungen bei Aliexpress und anderen chinesischen Geschäften zu bestellen. Es gibt einige Rezensionen, in denen Leute berichten, dass die Mikroschaltungen nicht original sind. Ja, der Operationsverstärker funktioniert wie er sollte, aber es ist möglicherweise nicht der von Ihnen bestellte OPA2134, sondern ein ziemlich billiger TL061 mit der Aufschrift OPA2134 ...
Fazit
Die resultierende Verstärkerschaltung, die auf dem OPA2132 montiert ist und selbst bei einer Versorgungsspannung von ± 5 V arbeitet, lässt den ziemlich straffen Sennheiser HD380 Pro frei zittern.
Ich beschreibe den Klang nicht gerne mit subjektiven Begriffen wie „die Höhen wurden kristallklar“ oder „der Bass ist warm“, ich kann nur sagen, dass dieser Kopfhörerverstärker bei Verwendung eines guten Operationsverstärkers einen ausreichenden Lautstärkespielraum hat und Ausgangsleistung. Gleichzeitig erfordert es kein Tuning und verwendet ein Minimum an Details, während es eine ordentliche Klangqualität bietet.
Das überlegte Schema führte zu der Idee, einen tragbaren Kopfhörerverstärker zu schaffen. Also kam es auf ... Die Essenz besteht darin, ein komplettes Design eines tragbaren Kopfhörerverstärkers mit Ihren eigenen Händen von Grund auf neu zu erstellen.
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