Amplificateur de casque avec un excellent circuit sonore. Transistor ULF pour casque. Alimentation ULF

2012

En raison de l'achat d'une nouvelle carte son sans sortie casque, j'avais besoin d'un amplificateur casque de bonne qualité, capable de piloter mon TDS-4 préféré. L'amplificateur devait être compact, facile à assembler et à installer, avec niveau faible bruit et distorsion. En conséquence, l’amplificateur assemblé répondait à toutes les exigences ci-dessus.

2012

L'amplificateur proposé est destiné à être utilisé avec des écouteurs ayant une résistance ≥ 25 Ohms. La source sonore peut être une carte son de PC, des lecteurs CD/DVD, des appareils portables. Permet de « décharger » la sortie de la source, ce qui a un effet positif sur la qualité sonore (réduction de la distorsion harmonique, élimination du « blocage » dans les basses fréquences lors de l'utilisation d'une source avec des condensateurs d'isolation en sortie).

2012

Cet amplificateur vous permet de connecter n'importe quel casque avec presque n'importe quelle impédance de bobine existante en raison de sa très faible impédance de sortie. Cela permet également de ne pas se concentrer sur la réponse en fréquence du casque. L'amplificateur n'a pas de condensateurs inter-étages et il y a donc moins de distorsion.

Ceux qui aiment parfois écouter de la musique plus fort avec des écouteurs savent qu'une carte audio standard dans un PC ne le permet que très difficilement - d'où la nécessité de réaliser un amplificateur séparé.

Diagramme schématique

Le circuit est basé sur un ampli opérationnel NE5532 et deux paires de transistors BD139+BD140 :

Après le premier assemblage, l'amplificateur a commencé à fonctionner immédiatement, cependant, après l'avoir installé dans le boîtier (le transformateur était toujours à l'intérieur du boîtier), un léger bourdonnement s'est fait entendre.

Avec de la musique forte, c'était pratiquement inaudible - mais ce n'est pas la question. Par conséquent, nous avons retiré le transformateur du boîtier et cela a immédiatement aidé : aucun bourdonnement parasite n'a été entendu dans la musique. L'expérience d'écoute est généralement bonne - les écouteurs produisaient des basses bien meilleures par rapport à l'écoute directement depuis un PC, et il est devenu possible d'augmenter le niveau sonore à des valeurs puissantes sans même amener le RG au milieu du potentiomètre.

D'après les mesures effectuées, la tension était de 2,2 V pour un casque 32 Ohm.

Il joue parfaitement, mais à la place du NE5532 vous pouvez utiliser les microcircuits OP2604, LM833, OPA2134 recommandés par les audiophiles.

L'amplificateur de puissance fonctionne en classe A. Pour un casque typique de 32 ohms avec une impédance tombant à 16 ohms, le courant sera de l'ordre de seulement 80 mA pour un fonctionnement en classe A. Le gain du circuit est trop élevé pour gérer les signaux de la carte son, ce qui entraîne. en amplification inutile du bruit et en diminution de l'efficacité du feedback. Nous suggérons donc de remplacer la résistance supérieure du diviseur de rétroaction par une résistance 2k2 et en parallèle par un condensateur NP0 ou C0D, par exemple 100p.

Voyons comment fabriquer de vos propres mains un amplificateur audio USB pour casque à partir des éléments radio les plus abordables. Le plus populaire parmi les amplificateurs de casque est la puce TDA7050 de Philips.

La puce TDA7050 a été conçue pour les mini radios portables, les lecteurs, etc. Elle dispose de deux circuits de commutation : pont et stéréo. Avec un circuit de commutation en pont, un canal est amplifié par « oreille ». Par conséquent, pour les écouteurs, il est nécessaire d'utiliser deux microcircuits connectés en pont. Dans ce cas, la puissance de chaque canal sera très importante pour un casque et s'élève à 140 mW avec une résistance casque de 32 Ohms et une tension d'alimentation de 3 V.

Cependant, la pratique montre qu’un tel pouvoir n’est pas requis dans la grande majorité des cas. Par conséquent, un circuit amplificateur de casque USB stéréo est utilisé. Ici, vous n’avez besoin que d’une seule puce TDA7050. Si le microcircuit est alimenté en 3 V, par exemple à partir de deux piles, alors la puissance de sortie de chaque canal est de 35 mW et à 4,5 V – 75 mW.

Circuit amplificateur audio USB pour casque

Le circuit amplificateur de casque USB est assez simple et comporte un nombre minimal d'éléments radio dans le faisceau. La tension d'alimentation de la puce TDA7050 est comprise entre 1,6 V et 6 V. Par conséquent, elle peut être alimentée directement à partir d'un port USB avec une tension standard de 5 V.

Pour régler l'amplitude du signal d'entrée et, par conséquent, le volume sonore dans le casque, une double résistance de 20 kOhm est utilisée.

Cependant, à mon avis, meilleure solution installera un stabilisateur de tension avec une chute de tension minimale. Le microcircuit MCP1702 peut servir de tel stabilisateur de tension intégré. Il présente une chute de tension assez faible par rapport aux analogues et est de 0,65 V. Sa sortie est de 3,3 V. Par conséquent, pour un fonctionnement stable du MCP1702, il suffit d'appliquer 4 V à son entrée.

Pour lisser différents types d'ondulations de courant, des condensateurs sont installés à l'entrée et à la sortie du MCP1702. Un maximum de 13,2 V peut être fourni au stabilisateur. Ainsi, à l'aide d'un stabilisateur de tension, un amplificateur audio pour casque USB peut être alimenté dans une large plage de tension : de 4 V à 13,2 V. Ou même à partir d'une seule batterie, s'il est connecté au stabilisateur. TDA7050 après le stabilisateur.

La disposition des PCB et la documentation des microcircuits peuvent être

Si vous n’êtes qu’un radioamateur débutant, je vous recommande de lire l’article.

Nous assemblons l'ULF pour casque sur OPA2134, BD139 +BD140.

Il existe de nombreux sites sur Internet où cela se produit ce schéma un amplificateur de casque de haute qualité basé sur l'ampli opérationnel à faible bruit OPA2134, conçu par Peter Smith. Il s’agit principalement de sites anglophones, dont l’un a été extrait de ces informations. En principe, ce circuit a été publié dans plusieurs magazines de radioamateur, comme Radiohobby No. 2, publié en 2008, le magazine anglophone Everyday Practical Electronics No. 3 pour 2008, mais il n'a pu être trouvé nulle part. circuit imprimé pour cet amplificateur au format LAY. Heureusement, comme beaucoup de gens pensent qu'Internet est une grosse décharge dans laquelle on peut trouver n'importe quoi, nous sommes tombés sur le signe LAY pour ce schéma, et nous avons fait un petit effort pour le rendre compréhensible aux radioamateurs pas très avancés. Pour une meilleure lisibilité du tableau, nous avons déplacé toutes les étiquettes des éléments vers le calque « U », regroupé quelque chose, ajouté quelque chose, en général, vous verrez ce qui s'est passé à la fin dans les images ci-dessous. Eh bien, pour l'instant, arrêtons-nous à diagramme schématique de cette conception. Et donc, le circuit d'un amplificateur casque haut de gamme sur la puce OPA2134 :

Cet amplificateur fonctionne parfaitement avec des casques dont l'impédance se situe dans une plage très large (de 8 à 600 Ohms).
Il vaut probablement la peine d’attirer votre attention sur les excellentes caractéristiques de cet amplificateur :

Distorsion non linéaire :

0,005 % à une résistance de charge de 8 ohms
0,001 % à une résistance de charge de 32 Ohms
0,0005 % à une résistance de charge de 600 ohms

Puissance de sortie (nominale) :

200 mW en charge 8-32 Ohm
100 mW en charge 60-600 Ohm

Puissance de sortie (maximale) :

575 mW à une charge de 8 ohms
700 mW à une charge de 32 Ohms
130 mW à une charge de 600 Ohms

Le circuit amplificateur est alimenté par une alimentation bipolaire de ±15 Volts. Sur les forums, vous pouvez trouver des informations à ce sujet un grand nombre de information. De nombreuses personnes assemblent des stabilisateurs sur des circuits intégrés tels que LM317 pour un bras et LM337 pour le deuxième bras, mais ils rencontrent souvent le problème du déséquilibre de tension, c'est-à-dire qu'à la sortie du stabilisateur, les tensions dans les bras sont différentes, et puis "Danse avec un tambourin" commence, demandes d'aide sur les forums, etc. Les raisons peuvent simplement résider dans la mauvaise qualité de ces stabilisateurs intégraux, mais nous n'analyserons pas ces raisons dans cet article. De nombreuses personnes conseillent de réaliser une alimentation électrique pour de tels circuits en utilisant des transistors bipolaires. Passons à l'amplificateur.

Toutes les publications publient cette image d'un circuit imprimé avec la disposition des éléments dessus :

La différence entre cette image et la chevalière au format LAY6 sur laquelle nous avons travaillé est qu'il n'y a pas deux, mais une prise à la sortie du circuit. Autre petite différence : deux condensateurs apolaires d'une capacité de 10 mF sont utilisés en entrée, et sur le signet il y a deux électrolytes polaires de 20 mF chacun, connectés en série avec les mêmes pôles ensemble, une telle connexion vous donnera une capacité non polaire. Cette mesure a été prise en raison du fait que de nombreuses personnes ont du mal à trouver de tels condensateurs apolaires.

Un microcircuit n'est pas capable de produire un signal de puissance suffisante, donc à la sortie il y a un émetteur suiveur push-pull (Q2, Q4), le courant de repos de l'étage de sortie est de 15...20 mA. L'étage de pré-sortie est monté sur les transistors Q1 et Q3, qui sont des générateurs de courant ; les LED dans les circuits de base de ces transistors fixent la tension de polarisation initiale sur ceux-ci. Grâce aux diodes D1...D4, les courants de collecteur des transistors de sortie sont limités (environ 300 mA), ce qui protège le circuit lors de courts-circuits dans le circuit de charge. Ah oui, le PCB au format LAY6 ressemble à ça :

Vue photo du circuit imprimé de l'amplificateur :

Si vous regardez attentivement le signe, vous remarquerez deux résistances à résistance nulle des deux côtés du microcircuit. C'est-à-dire que des cavaliers sont placés à cet endroit, mais c'est s'il y a un préamplificateur devant cet amplificateur, car dans cette option, la sensibilité d'entrée est d'environ 500 mV. Mais si vous décidez d'alimenter le circuit avec un signal régulier de 250 mV provenant de la sortie linéaire d'un appareil (lecteur MP3, lecteur CD ou ailleurs), au lieu de ces cavaliers, des résistances de 2 kOhm sont installées et une double variable peut être accroché à l'entrée comme contrôle de volume nominal 50 kOhm. Cela ne vaut probablement pas la peine de dessiner une image de la connexion d'une résistance variable : un signal est appliqué à la branche extérieure, il est retiré du curseur jusqu'à l'entrée du circuit, la deuxième branche extérieure est connectée au point GND.

Concernant le gain, il dépend des valeurs des résistances R1, R2. Il peut être calculé approximativement à l'aide d'une formule simple :

KU=1+R2/R1, c'est-à-dire KU=1+1/1=2, cela représente environ 6 dB.

Si vous pensez que ce volume ne vous suffit pas et souhaitez l'augmenter, changez R1(R4) à une valeur nominale de 1,2 kOhm, augmentez la résistance R2(R5) à 7,5 kOhm et remplacez la capacité C1(C2) par 100 pF. En conséquence, vous obtiendrez :

KU=1+R2/R1, c'est-à-dire KU=1+(7,5/1,2)=7,25, et ce sera déjà 17 dB.

De cette façon, le gain peut être presque triplé.

Encore une nuance. Beaucoup voudront se demander pourquoi sur le schéma de circuit deux diodes (D2 et D4) sont dessinées avec une ligne pointillée. Ces diodes sont installées si l'amplificateur fonctionne avec une charge à faible impédance de 8 ohms. Si vous n'envisagez pas d'utiliser de tels écouteurs, ces diodes ne sont pas soudées à la carte.

Concernant l'inductance, qui est parallèle à la résistance de sortie de 47 Ohm, essentiellement un filtre Boucher, en combinaison avec un circuit Zobel formé d'un reristor de 10 Ohm connecté en série et d'une capacité de 47 nF sur GND, ces éléments empêchent l'amplificateur de s'alimenter. La bobine est enroulée avec du fil de cuivre, par exemple PEV-2 d'une section de 0,63 mm, sur un mandrin d'un diamètre de 12 mm. Vous pouvez enrouler 21 tours soit sur un châssis de la taille requise, soit réaliser une version sans cadre, il n'y a aucune différence. La résistance de 47 Ohm 1 W sur la carte est soudée verticalement à l'intérieur de l'inductance.

L’amplificateur opérationnel OPA2134 n’est pas si rare, mais si vous n’en avez pas sous la main, vous pouvez le remplacer par le TL072. Quatre LED - tapa AL307B, LED domestiques ordinaires. Les transistors de sortie BD139 et BD140 sont installés sur de petits radiateurs (voir la dernière photo de l'article). Ils ne chauffent pas particulièrement lorsqu'ils travaillent. Les fusibles d'alimentation sont d'un demi-ampère. Les résistances puissantes (0,5 et 1 W) sur la carte sont étiquetées, toutes les autres sont de 0,25 W. Et enfin, la qualité du son obtenu dépend en grande partie de la qualité des condensateurs utilisés dans le circuit, nous déconseillons donc fortement d'utiliser des condensateurs de qualité manifestement douteuse dans les équipements audio.

Par exemple, voici un circuit imprimé pour une alimentation 2 x 15 Volts sur les stabilisateurs intégrés 7815 et 7915 :

Le circuit d’alimentation est le plus simple et nous espérons qu’il ne nécessite aucune explication. Si des fusibles d'alimentation sont déjà installés sur la carte amplificateur, vous pouvez les éliminer de l'alimentation.

Vous pouvez télécharger le matériel sur l'assemblage d'un amplificateur pour casque de studio sur l'ampli-op OPA2134 (circuit, circuit imprimé format LAY6, source) en un seul fichier via un lien direct depuis notre site Internet, qui apparaîtra au centre de la même page après avoir cliqué sur n'importe quelle ligne du bloc publicitaire ci-dessous à l'exception de la ligne "Publicité payante". Taille du fichier – 0,9 Mo.

DANS cas général Un amplificateur de casque (autrement appelé amplificateur de casque) est un appareil électronique de petite taille capable de fournir aux haut-parleurs un son comparable à la reproduction de systèmes stéréo fixes de haute qualité, y compris ceux assemblés à l'aide de tubes. Si, pour une raison quelconque, il n'est pas possible d'acheter cet appareil, vous pouvez le fabriquer vous-même, mais uniquement avec les connaissances appropriées en ingénierie radio et les compétences de travail soignées. Conseils pratiques sur la façon de fabriquer un amplificateur de casque de vos propres mains - voir le matériel ci-dessous.

Pourquoi avez-vous besoin d'un amplificateur pour casque ?

La question de savoir s'il est nécessaire d'amplifier le son dans les écouteurs inquiète de nombreux utilisateurs de casques. Après tout, dans presque tous les appareils reproduisant des signaux audio (lecteur, radio, Ordinateur personnel, smartphone, etc.) il y a un amplificateur intégré équipé d'une sortie séparée pour connecter des écouteurs. De plus, les mesures des paramètres des amplificateurs intégrés, effectuées sans connexion de charge (au ralenti), montrent que tous répondre aux exigences nécessaires pour un son de haute qualité provenant d'écouteurs. Cependant, le fait est que lorsqu'il est connecté à un appareil de lecture, la situation change radicalement, et pas pour le mieux. Et le problème réside précisément dans la coordination de ces appareils entre eux.

Conseil! Par conséquent, les experts conseillent que lorsque vous connectez un casque à une source sonore, éteignez Attention particulièreà la résistance de charge préconisée par le fabricant de ce dernier. Sinon, lors de l'écoute de bandes sonores, des distorsions se produiront et pourront dégrader considérablement la qualité sonore.

Si l'impédance de sortie du dispositif de reproduction du son ne correspond pas à l'impédance du casque, les conséquences suivantes:

• la haute sensibilité des écouteurs basse impédance contribue à l'apparition de bruits de fond ;
• lors de la connexion d'un casque haute impédance à une entrée basse impédance d'une source sonore, le volume sonore du phonogramme peut être considérablement réduit, etc.

Vous pouvez éviter ces problèmes si vous connectez vos écouteurs à la source sonore via un dispositif d'amplification externe avec une impédance d'entrée suffisamment grande (supérieure à 20 kOhm). Un tel dispositif interagit parfaitement avec n'importe quel amplificateur intégré, puisque le fonctionnement de ce dernier avec une charge à haute impédance n'est pas très différent de son fonctionnement au ralenti. Vous pouvez en savoir plus dans notre article.

Sur une note ! L'amplificateur intégré fournit facilement les performances maximales possibles de l'appareil de lecture, mais il incombe à l'amplificateur de casque de libérer pleinement le potentiel des écouteurs connectés.

Conceptions simples d’amplificateurs de casque

Pour les radioamateurs, l'industrie nationale produit concepteur radio "Gamma", après l'avoir acheté, l'utilisateur peut facilement fabriquer de ses propres mains un bon amplificateur de casque externe (voir photo et schéma sur la figure).

Fig. 1. Circuit amplificateur "Gamma"

Figure 2. Amplificateur "Gamma" assemblé

Il convient aussi bien aux casques basse impédance qu'à haute impédance, est assemblé sur une seule puce telle que NME5532 ou OPA2134 (selon la version), se distingue par une réponse amplitude-fréquence (AFC) ultra-linéaire et fournit les éléments suivants paramètres techniques : plage de fréquences (-1 dB ) - 8-400 000 Hz, distorsion non linéaire - 0,001-0,002 pour cent. Le forfait comprend un livre illustré en couleurs instruction étape par étape, grâce auquel non seulement un radioamateur expérimenté, mais également un radioamateur novice peut assembler et configurer un amplificateur.

Un bon résultat peut être obtenu en assemblant un amplificateur de casque similaire basé sur concepteur radio «Amplificateur à deux canaux Shareconn Hi-Fi 47» fabriqué en Chine. Vous pouvez voir le processus d'assemblage en regardant la vidéo.

Les amplificateurs casque les plus simples

Un simple amplificateur de casque peut être assemblé en une demi-heure sur la puce TDA2822 ou ses modifications. En plus du microcircuit, vous aurez également besoin de :

• condensateurs électrolytiques 100μfx16 V - 4 pièces ;
• prise casque ;
• interrupteur miniature.

Le montage d'un tel amplificateur peut être réalisé soit par montage en saillie (voir figure), soit sur un circuit imprimé, que vous devrez réaliser vous-même. Le câblage et l'apparence du circuit imprimé assemblé sont montrés sur la photo. Après avoir assemblé et vérifié le fonctionnement de l'amplificateur, il est conseillé de le placer dans un boîtier.

Figure 3. Câblage

Figure 4. Apparence Tableau de bricolage

En utilisant le même microcircuit, vous pouvez assembler un appareil plus complexe (voir photo pour schéma électrique), pour lequel vous aurez besoin de radioéléments tels que :

• microcircuit TDA2822 ou TDA2003 ;
• résistances variables d'une valeur nominale de 4,7 kOhm (2 pièces) et 10 kOhm (1 pièce);
• condensateurs électrolytiques et apolaires (à film);
• connecteurs pour connecter des alimentations et des écouteurs.

Figure 5. Circuit électrique de l'amplificateur sur la puce TDA2003

Tous les éléments sont assemblés sur un circuit imprimé, qui est ensuite placé dans un boîtier de taille adaptée.

Important! La présence d'un circuit imprimé est la condition principale pour obtenir un amplificateur de haute qualité.

Un résultat similaire peut être obtenu en assemblant un amplificateur de puissance standard à deux étages utilisant 2 transistors de type KT315. Cependant, pour son fonctionnement stable, vous aurez besoin de :

• sélection précise des tensions fournies séparément à la base, au collecteur et à l'émetteur des transistors ;
• la présence de tensions positives et négatives fournies par des lignes séparées ;
• la présence d'une tension d'alimentation d'une valeur nominale d'au moins 5 V, pour laquelle vous devrez sélectionner spécialement des résistances.

En règle générale, tout amplificateurs faits maison pour les écouteurs, ils nécessitent l'utilisation d'une source d'alimentation avec une tension d'environ 12 V ou plus. Cependant, si vous achetez assemblage terminé MAX4410 (voir photo), fonctionnant à partir d'une source d'alimentation de 1,5-5 V, vous pouvez assembler un amplificateur de poche pouvant fonctionner sur piles (stylo ou lithium). La puissance de sortie maximale de cet appareil est de 80 mW.

Fig.6. MAX4410

Amplificateur casque de haute qualité

Pour les radioamateurs expérimentés, il ne sera pas difficile de fabriquer eux-mêmes des amplificateurs qui leur permettront d'obtenir un son de suffisamment haute qualité dans leurs écouteurs. Par exemple, en utilisant la puce OPA2134P, vous pouvez assembler un clone de l'amplificateur professionnel Lehmann Black Cube Linear. Son circuit représenté sur la figure est un amplificateur de classe A dont les étages de sortie ne sont pas couverts par le négatif. retour(OOS). Seul le préamplificateur est couvert par l'OOS. Structurellement, il est logé dans un boîtier de CD-ROM avec un panneau avant fabriqué soi-même (voir photo).

Figure 7. Schème

Figure 8. Placement constructif

Le câblage des conducteurs sur un circuit imprimé double face est réalisé selon la méthode LUT (laser ironing technology).

Fabrication d'une planche utilisant la technologie laser-fer

LUT est le processus de transfert du câblage dessiné d'une carte de circuit imprimé sur un matériau en feuille.. Est conclu cette procédure dans ce qui suit:

• en utilisant l'un des programmes existants pour créer des circuits imprimés, le tracé du futur élément est réalisé sur l'écran de l'ordinateur ;
• à l'aide d'une imprimante laser, imprimez le motif obtenu sur une feuille de papier glacé ;
• appliquer une feuille de papier avec une image d'une carte de circuit imprimé sur le matériau en feuille préchauffé ;
• utilisez un fer chaud pour repasser le papier avec l'image du circuit imprimé, transférant ainsi le motif sur la surface de la feuille ;
• Une fois le repassage terminé, le matériau en aluminium est placé dans un bain d'eau tiède et le papier est soigneusement retiré afin de ne pas endommager le toner qui y est appliqué.

Attention! L'image du circuit imprimé sur le matériau en feuille sera une image miroir du motif obtenu sur l'écran de l'ordinateur.

Elle est réalisée dans un bain avec une solution de chlorure ferrique. À la fin de cette procédure, la planche obtenue est soigneusement lavée. Ensuite, tous les trous nécessaires y sont percés. Et puis, en utilisant un flux avec une petite quantité de soudure à l’étain, ils étament le côté où les radioéléments seront soudés.

Ensuite, tous les éléments radio sont installés sur le circuit imprimé, en commençant par les circuits d'alimentation. Étant donné que schéma électrique l'amplificateur consomme environ 150 mA par bras d'alimentation, les transistors de sortie doivent être installés sur le radiateur, en utilisant des espaceurs en mica et une pâte thermoconductrice.

Conseil! Pour obtenir une qualité sonore élevée, il est important de sélectionner des transistors avec le même coefficient de transmission, de s'assurer que l'écart des valeurs nominales de toutes les résistances ne dépasse pas 1% et d'acheter un contrôle de volume de haute qualité.

Il faut savoir que les amplificateurs de casque avec une puissance suffisamment élevée caractéristiques techniques peut être assemblé sur la base de microcircuits largement utilisés LM358N, TDA7050, K157UD1 ou leurs analogues. Tous ont un coefficient de distorsion non linéaire minimum et un faible niveau de bruit intrinsèque.

Amplificateurs de casque fabriqués en usine

Vous pouvez acheter et utiliser des appareils spécialement produits comme amplificateur de casque externe. Il en existe plusieurs types.

En résumant ce qui précède, il convient de noter que Fait main construire un amplificateur de casque est une tâche longue et minutieuse qui nécessite des connaissances approfondies en génie électrique et de la persévérance. Si l’une de ces qualités fait défaut, envisagez l’achat d’une version industrielle de l’appareil. Et si le lecteur possède les compétences et les connaissances nécessaires, il peut être intéressé par la manière de le faire de manière indépendante ou.

Les écouteurs les plus fiables de 2019

Casque JBL T500BT sur le marché Yandex

Casque Pioneer SE-MS5T sur le marché Yandex

Casque Audio-Technica ATH-S200BT sur le marché Yandex

Casque JBL Live 500BT sur le marché Yandex

Casque Pioneer HDJ-X10 sur le marché Yandex