Усилитель для наушников, что это?

Зачем нужны портативные усилители для наушников на примере OPPO HA-2

Технические характеристики

  • Импеданс нагрузки от 16 до 300 Ом;
  • Выходная мощность: 2×220 мВт для 16 Ом, 2х150 мВт для 32 Ом, 2х17 мВт при 300 Ом;
  • Максимальный уровень сигнала линейного выхода до 1 Vrms;
  • Подключение 3.5 мм, а также USB, microUSB – устройства Apple, Android (USB on the Go), ПК любого типа;
  • Встроенный Li-Ion аккумулятор емкостью 3000 мАч, полное время зарядки – 1 час 20 минут, возможность быстрой зарядки фирменным адаптером за 30 минут наполовину. Работа в качестве PowerBank. При подключении в аналоговом режиме время работы – до 13 часов, при цифровом подключении – до 7 часов;
  • Размеры – 68х175х12 мм, вес – 175 грамм;
  • Материалы корпуса – алюминий и кожа.

Комплект поставки

  • Портативный усилитель
  • Зарядное устройство
  • Соединительные кабели
  • Резинки для крепления к устройству
  • Инструкция

Для чего нужны портативные усилители для наушников

На свете почти не найдется людей, которые бы уверяли, что им не нравится качественное звучание музыки, вне зависимости от того, какой жанр они предпочитают. Доходит до смешного, есть люди, что годами не слушают никакую музыку, кроме той, что услышат случайно, но и они ратуют за то, что предпочитают наилучшее. При этом понимание, что такое хорошо, а что такое плохо, в отношении музыки сугубо индивидуально, тут могут быть даны только приблизительные ориентиры, а дальше каждый должен пробовать и выбирать то, что нравится конкретно ему. Мы созданы по разным чертежам, за что спасибо нашим родителям, и по-разному слушаем и слышим музыку, что очевидно и не требует каких-либо объяснений. Например, мой опыт подсказывает, что хорошая аудиосистема требует не только разных компонентов, но и соответствующего помещения, в которой ее можно слушать. Те, кто заморочен на «идеальном» звуке, даже делают специально ремонт под установку аудиосистемы, так как это позволяет выжать из нее максимум. Но это крайний случай, который нетипичен для большинства.

Мир постепенно становится мобильным, мы все время куда-то бежим, едем в другие страны, и времени остановиться и качественно послушать музыку у нас нет. С появлением детей моя аудиосистема отправилась жить в кладовку – было бы жалко, если бы разбили, а закрывать гостиную от мелких как-то не хотелось. Да и времени слушать музыку не осталось совсем, во всяком случае, в спокойной домашней обстановке. Мой сценарий использования стал совсем другим, музыка стала звучать в машине, в дороге, но чаще всего в поездках. Безусловно, в этом случае для проигрывания музыки использовались портативные плееры, а также хорошие наушники. Но проблема в том, что качество звучания даже в самых дорогих и качественных наушниках очень сильно отличается от домашней аудиосистемы. Единожды попробовав качественный звук, вы будете слышать отличие в тех же композициях. Портативное аудио – это всегда компромисс, на который приходится идти, удобство и доступность музыки в вашем плеере или телефоне перевешивают недостатки звучания. В какой-то момент поймал себя на мысли, что стал совсем неразборчив и слушаю на комплектных наушниках Google Play Music, сервис, по качеству далекий от идеала, он предлагает очень среднюю оцифровку (в модели подписки, при покупке альбомов там все отлично, как и в iTunes). И тут же попытался привести все в порядок, загрузил в телефон музыку в хорошем качестве на год вперед.

Руки не доходят носить с собой плеер, ограничиваю себя телефоном, причем обычно это флагманы на Android, изредка планшеты iPad. И тут надо отметить, что подавляющее большинство таких устройств, не ошибусь, если скажу, что 99.9 процентов портативной техники, имеют плюс-минус сходное звучание, отличия только в улучшалках звука, которые, на самом деле, его сильно искажают. Проблема портативного аудио стара как мир, чтобы выдать качественное звучание, нужно поднять выходную мощность усилителя, что очевидным образом приведет к росту энергопотребления. Учитывая, что для многих покупателей аудио в телефонах и планшетах отходит даже не на второй, а на третий и последующие планы, то производители на это просто не идут. А когда что-то улучшают в этом направлении, то и вовсе молчат. Пример последнего времени – это режим Hi-Fi Audio в Alcatel Hero 2, в котором встроенный усилитель поднимает выходную мощность, что позволяет прокачать большую часть наушников, снижает искажения и делает звук по ощущениям чище. Но энергии при этом затрачивается в два раза больше.

Для подавляющего большинства потребителей хороший звук – это мантра, на деле их устраивает то, как звучит их телефон/плеер, и переплачивать за лучшее качество они готовы теоретически. На практике подкованность таких пользователей останавливается на моменте, что нужно купить качественную гарнитуру и тогда телефон зазвучит совсем по-другому. Этим пользуется множество компаний, которые с помощью маркетинга создают свои бренды, не имея в штате даже ни одного инженера. Раскрученные марки, в которых больше маркетинга, чем самого продукта, к таковым, например, относится Beats. Хочу отдельно подчеркнуть, что наушники Beats по звучанию нравятся очень многим людям, другое дело, что они не предлагают хорошего соотношения цена/качество и, по сути, относятся к массовому сегменту, должны стоить заметно меньше.

В телефонах и другой портативной технике крайне редко указывают значение выходного напряжения для усилителя, но на практике оно колеблется в диапазоне 0.2-0.3 В, для специализированных плееров 0.5-0.7 В (как пример можно привести модели HiSound, ColorFly), максимум 1 В. Чем больше плеер, тем обычно выше выходное напряжение, так как разработчики позаботились об этом и пожертвовали компактностью, но это модели для любителей. До сих пор мучаюсь вопросом, стоит ли покупать плеер Sony ZX1, который мне понравился по звучанию, но большую часть моих наушников не прокачивает, ему не хватает мощности.

Но в конце концов, другие ограничения этого плеера никуда не денутся. Это еще одно устройство, которое надо таскать с собой. В городе ходить с большими наушниками как-то странно, предпочитаю затычки, пусть и хорошие. Однако в качестве компромиссного устройства можно рассмотреть приобретение портативного усилителя для наушников, такие устройства стоят от десяти долларов до тысячи и решают несколько проблем портативной аудиотехники. Во-первых, они позволяют получить большую мощность на выходе, но это не значит, что они просто усиливают звук и добавляют искажения, отнюдь. Звук может быть очищен за счет того, что обходятся ограничения встроенного усилителя. Во-вторых, так как современные устройства позволяют отдавать звук как есть, а не только в аналоговом виде, то внешние усилители обзаводятся своими процессорами для его обработки (ЦАПами) и, как результат, дают совершенно иное звучание, оно не только имеет больший запас по громкости, но и воспринимается совершенно иначе. Подобные продвинутые версии портативных усилителей для наушников можно смело назвать самостоятельными плеерами, так как в них отсутствует только устройство хранения музыки, они получают ее извне. В остальном это отличный плеер, который умеет улучшать звук и выводить его на качественно иной уровень.

В зависимости от вашего бюджета и представлений о прекрасном, можно добиться очень неплохого звучания с телефона, а затратить на это меньшие деньги, чем даже стоит отдельный плеер, в котором в итоге звуковые характеристики будут такими же, либо даже хуже. Но расплатой за это станет то, что это дополнительная коробочка, для которой надо найти место в кармане, что делает портативность сомнительной. Лично для себя я нашел такой сценарий применения – в поездках беру хорошие наушники и портативный усилитель, слушаю музыку в хорошем качестве, когда на это есть время. Дома иногда тоже слушаю музыку в наушниках, чтобы не отвлекать своих домашних. Для меня это реальный сценарий использования, но говорить о том, что он аналогичен для многих других людей, нельзя – да и продажи портативных усилителей для наушников пока остаются довольно незначительными. Те, кто понимает их роль и значение, составляют исчезающе малую аудиторию. Но это реальная возможность улучшить звучание почти всех наушников на портативной технике и услышать, как та же музыка может звучать иначе. Давайте расскажу на примере OPPO HA-2, что предлагают лучшие портативные усилители сегодня и как их можно использовать.

К содержанию >>>

Коробочка OPPO HA-2, как управлять и что можно получить

Любой портативный усилитель для наушников должен отличаться компактностью и возможностью использовать его в любых условиях. В качестве экзотики отмечу появление ламповых усилителей, которые обыгрывают тот самый теплый ламповый звук, но совершенно непригодны для ношения в карманах и перевозке вне коробок. Скорее это недорогой вариант, заменяющий стационарные усилители, для тех, кто не хочет тратиться на что-то более серьезное.

Модель OPPO HA-2 выполнена как небольшой прямоугольный брусок, корпус из алюминия, снаружи – накладка из натуральной кожи. Производитель попытался придать налет люкса этому продукту, получилось в целом неплохо, он не выглядит дешево, да и не является дешевым продуктом, его стоимость на уровне аналогичных решений от более известных производителей.

Забавное наблюдение – поставить HA-2 на какой-либо торец, несмотря на прямоугольную форму, не получится. Левая сторона закруглена, на других есть выступающие переключатели. Это никак не сказывается на эргономике или функциональности решения, просто наблюдение из жизни.

Металлический верньер включает усилитель, он находится на верхнем торце. Около него есть зеленый светодиод, он показывает, что устройство включено. На верхнем торце – два 3.5 разъема, один для наушников, второй – это Line In либо Line Out, в зависимости от того, что и как вы подключили к усилителю.

На нижнем торце есть microUSB-разъем, к нему можно подключить Android-устройства, требуется поддержка USB on the Go и соответствующий кабель (он входит в комплект), также есть полноразмерный USB-разъем, к нему подключается ПК либо техника Apple через кабель Lightning. Также на нижнем торце есть переключатель A-B-C, с его помощью вы коммутируете подключения, то есть вставив USB-кабель, подключенный к iPhone, вы должны установить B, чтобы услышать звук.

На правой стороне можно видеть индикатор заряда для встроенного Li-Ion аккумулятора, с его помощью можно заряжать внешние устройства. Емкость аккумулятора – 3000 мАч, полное время зарядки с помощью комплектного устройства – около 1 часа 20 минут (50 процентов заряжается за 30 минут). Если заряжать некомплектной зарядкой, то уйдет примерно 3 часа. От компьютера – намного больше (0.5А, 5В).

Наличие встроенного аккумулятора – это необходимость, так как это позволяет обойти ограничения портативных устройств, в которых как раз и экономят энергию, и поэтому выходная мощность довольно маленькая. Здесь все ровно наоборот, ниже обсудим, в каких режимах и как работает усилитель.

Также на правой стороне есть переключатель Bass+ (понятно, что это усиление басов), а также переключатель Gain (коэффициент усиления, настраивается под наушники).

Для того, чтобы проверить, как работает усилитель, я взял наушники OPPO PM-1, на которые как-то незаметно с лета подсел и часто ими пользуюсь в поездках либо дома.

Также для сравнения взял свои наушники Sennheiser HD800 плюс различные арматурные затычки. В принципе, работа усилителя со всеми наушниками была плюс-минус сравнимой, поэтому описывать их отдельно не стану. Но напомню, что при покупке такой техники вам стоит сравнивать сопротивление наушников и то, что умеет усилитель, чтобы понимать, что вы сможете получить на выходе. В идеале надо ехать и слушать, что получается, как звучит ваша музыка.

Итак, беру iPhone 6 Plus и подключаю его стандартным кабелем к USB-разъему, запускаю плеер, включаю усилитель. Звук идет в наушники, он имеет совсем другое звучание, нежели напрямую с телефона на тех же ушках. Проверено с десятком наушников, использование усилителя раскрывает звучание даже на недорогих моделях, такой звук выдать сам телефон не в состоянии.

В HA-2 встроен ЦАП, это двухканальный чип ESS Sabre32 ES9018 серии 2М, он способен декодировать сигнал PCM в качестве до 384 КГц/32 бит. Поток DSD декодирует с частотой дискретизации 2.8, 5.6 и 11.2 МГц. Для меня эти цифры мало что говорят, я предпочитаю слушать звук на практике и выносить сугубо субъективное мнение – нравится или не нравится.

Звук в HA-2 мне очень нравится. Тут есть одна фишка, а именно использование разъема на верхнем торце Line Out или обычного для наушников. При использовании Line Out возможности встроенного ЦАП не задействуются никак, то есть обработки звука как таковой нет. Это позволяет продлить время работы усилителя, по заявлению производителя, он проработает около 13 часов в таком режиме. Но если воткнуть наушники в обычный разъем, то будет задействован ЦАП, качество звучания изменится – мне больше нравится, как идет обработка звука в этом варианте. Да что греха таить, не просто больше, а намного больше. Звук становится насыщенным, композиции звучат совсем иначе, у вас появляется возможность регулировать громкость в широком диапазоне, максимальные значения не нужны, хватает половины.

Скажу самое важное – звучание привычных композиций с помощью OPPO HA-2 становится принципиально другим, он отлично раскрывает музыку. Безусловно, на рынке можно найти множество портативных усилителей, у меня не было задачи сравнивать их все, также как и возможности попробовать большинство из них. У меня есть несколько портативных усилителей, сравнивал звук в них с HA-2, в том числе слушал HA-1 от OPPO. Большой разницы не заметил, это продукты примерно одинакового уровня. Звучит очень достойно, для меня это самое главное.

Из нераскрытого осталось использование HA-2 в качестве внешней батарейки, тут все просто – можно слушать музыку и заряжать устройство, достаточно зажать на пару секунд кнопку проверки состояния батарейки. Удобно.

Прослушивание музыки с компьютера не представляет сложности – на Mac не требуется ровным счетом ничего, а вот на Windows надо будет поставить драйвера, но в целом, это минутное дело.

Осталось сказать про стоимость – в США традиционно она будет минимальной, порядка 400-450 долларов. В России предполагается, что HA-2 появится в конце января по цене 19-20 тысяч рублей, но многое будет зависеть от курса доллара. Как по мне, так свою стоимость HA-2 отрабатывает вполне и такой усилитель можно рекомендовать. Впрочем, его надо слушать, для звука никакие эксперты и оценки невозможны, все мы индивидуальны, имеем разный опыт и предпочтения, поэтому только личная оценка и ничего иного. Не стоит верить в то, что нравится другим, надо смотреть на то, что нравится именно вам.

В этом небольшом обзоре мне хотелось убить сразу двух зайцев. С одной стороны, рассказать о портативных усилителях для наушников, о них многие просто не знают. С другой стороны, описать возможности OPPO HA-2 как новичка на этом рынке, и при этом довольно интересного. Для тех, кто уже знает, что такое портативные усилители, интерес представляет только описание HA-2. Но еще раз подчеркну, что сравнение такой техники с аналогами может быть весьма условным, тут все надо слушать, и поэтому не буду приводить аналоги. Я их не слушал и не знаю, как они звучат, а сравнение со стационарными усилителями по понятным причинам не имеет никакого смысла.

К содержанию >>>

Ссылки по теме

Зачем нужен усилитель для акустических систем?

Скажите честно, задумывались ли вы хоть раз, как появляется звук в колонке? Вы наверняка слышали, что для того, чтобы акустика работала и играла музыку, нужен усилитель. В некоторых акустических системах усилитель уже спрятан внутри, но в большинстве случаев в системах используются отдельные устройства – усилители.
На фото: «Black Power Set» — вот так выглядит классический стерео комплект: источник, усилитель и акустическая система
Конечно, большое количество людей весьма подкованы в этом вопросе и прекрасно разбираются в типах усилителей, их назначении, да и вообще, как собрать хороший акустический комплект. Но мы все чаще сталкиваемся с вопросом от представителей самых разных поколений, а зачем нужен усилитель? И как понять, в каких системах он нужен, а в каких нет? Так давайте разберемся.

На фото: SYNTHESIS Soprano — вот так может выглядеть современный ламповый усилитель высокого класса
На самом деле, усилитель нужен всегда, когда требуется, чтобы динамик начал звучать – он есть в смартфонах и телевизорах, да даже в «говорящих» детских игрушках.
В этой статье мы попробуем максимально простым языком ответить на вопросы: «что такое усилитель?» и «зачем он нужен для звука в акустических системах?»

Как вообще рождается звук?

Самое простое объяснение принципа работы любого усилителя для акустики кроется в самом процессе, как рождается звук нашей любимой музыки, которую мы слышим из колонок. И вот несколько простых определений для нашей базы:

Звук – это физическое явление, энергия, которая распространяется в пространстве в виде упругих волн вследствие механических колебаний.

Т.е. движение какого-то объекта создает колебания в воздухе, эти колебания волнами начинают заполнять пространство вокруг, а наше ухо слышит характерный этому движению звук. Если резко махнуть рукой, то тот самый звук «шух», который вы услышите – это и есть новорожденный звук, появившийся после конкретного механического движения вашей рукой.
В данной статье частотные диапазоны, амплитуды колебания и прочие термины мы затрагивать намеренно не будем.

Как появляется звук в колонке?

Излучатель звука – это устройство для преобразования электрических сигналов в акустические волны (звук) и излучения их в окружающее пространство.

Излучатели различают сразу нескольких типов по принципу действия, но мы пока остановимся, пожалуй, на самом распространенном и понятном примере – электродинамический громкоговоритель или, просто, «динамик».

На фото: фирменный медный динамик Klipsch Reference — таким мы, чаще всего, динамик себе и представляем
Мы обязательно напишем отдельную и подробную статью об устройстве динамика и принципе его работы. Сейчас же акцентируем внимание на самой сути, простыми словами.
Электрический сигнал приходит в динамик и дает ему информацию, как ему «толкать воздух», он создает механические колебания и толкает воздух таким образом, чтобы в звуковых волнах мы услышали именно ту музыку, которая и была заложена в исходном электрическом сигнале.
Сам этот электрический сигнал берется из источника звука – проигрыватель винила, CD-плеер, кассетный плеер, медиа плеер, телевизор, плеер внутри смартфона (и все другое виды, какие только сможете придумать).


На фото: проигрыватель винила Pro-Ject Essential III — классический аналоговый источник, золотой стандарт Hi-Fi индустрии

Извлечение звука и его усиление

Но почему этот сигнал изначально «слаб» и его нужно усиливать? Здесь важна небольшая историческая справка.
Очень давно процесс извлечения звука и его воспроизведения был полностью механическим. Например, помните громоздкие патефоны с огромным рупором? Так вот, там механическая игла «скребет» канавки пластинки, а считанные колебания усиливаются с помощью раструба-рупора. Когда мы говорим в рупор, наш голос тоже становится громче по такому же принципу.

На фото: патефон с рупором начала XX века
С развитием Hi-Fi индустрии в середине 20 века в такую чисто механическую схему приходит преобразование этих механических колебаний в электрический сигнал. Как раз в погоне за более высоким качеством воспроизведения звука. Первооткрывателем этого стандарта стала легендарная датская компания Ortofon, которая разработала звукосниматель (картридж проигрывателя винила) как раз для решения этой задачи.

Полученный с помощью этого картриджа электрический сигнал сам по себе не обладает достаточной мощностью, чтобы быть сразу преобразованным в звук динамиком. Вот тут-то и появляется задача для усиления этого сигнала.

На фото: Ortofon MC Windfeld Ti — звукосниматель считывает с пластинки механический сигнал и преобразовывает его в электрический

Причем, на нашем примере, чем громче мы хотим услышать звук, тем более мощный динамик нам нужен, а это значит, что еще более мощный сигнал должен приходить в этот динамик.
С цифровым сигналом ситуация слегка иная, но схожая. Для того чтобы цифровую музыку в виде электричества подать на динамики, ее сначала нужно преобразовать из цифры в аналог. Для этого используются цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), о них мы много и подробно поговорим в других статьях. Важно то, что и у них электрический сигнал на выходе точно также «слаб» для любого динамика и тоже требует усиления.

На фото: SYNTHESIS Roma 14DC+ — пример современного CD-проигрывателя класса High End

Усилитель – это устройство (цепочка устройств), которое позволяет исходному электрическому сигналу от источника обрести достаточную мощность, чтобы быть поданным на динамик акустической системы. И в результате получится громкий и четкий звук, которым мы с вами и будем наслаждаться.

На фото: современный ламповый усилитель Hi-Fi класса TAGA Harmony
Надеемся, что на таких простых примерах нам удалось объяснить, зачем же нужен усилитель и какова его роль в звуке Hi-Fi-системы. Еще лучше вы сможете разобраться в вопросе, поняв внутреннее устройство усилителя, его самые важные параметры, принцип работы, а также, какие типы усилителей бывают и где используются. И об этом мы поговорим с вами в следующих статьях.

Усилители для аудиотехники

Усилители для наушников и микрофонов необходимы любым пользователям, которые ценят высокий уровень качества воспроизведения и записи звука. Оборудование данного вида способно проявить свою эффективность в большинстве ситуаций. Наиболее распространенными устройствами, относящимися к усилителям для наушников и микрофонов, являются усилители для наушников. Усилители этого типа особенно актуальны в случае, если вы используете наушники высокого класса, подключая их не к технике соответствующего уровня (например – к плееру Hi-Fi), а к универсальному устройству (в качестве которого чаще всего используется смартфон). Звук, обработанный усилителем, будет намного качественнее. Чем больше разница в классе между наушниками и источником звука, тем явственнее вы сможете почувствовать преимущества от использования усилителя. При выборе усилителей для наушников и микрофонов необходимо учитывать соответствие не только разъемов, но и электрических параметров. Например, для усилителей для наушников главным фактором (помимо выходной мощности) является сопротивление. Сопротивление нагрузки (в данном случае – наушников) должно соответствовать заявленным параметрам усилителя (минимальное и максимальное сопротивление). Другим важнейшим фактором является тип усилителя – стационарный или портативный. Портативные усилители получают питание от аккумулятора. Усилители для наушников и микрофонов, выпущенные ведущими производителями в этой области, вы сможете приобрести в интернет-магазине DNS. Дистанционный выбор товара порадует вас удобством и скоростью.

РазвернутьСвернуть

Линейный транзисторный усилитель для наушников

Усилитель

Предлагаемый усилитель я разработал больше из спортивного интереса. Интерес состоял в том, чтобы используя лишь распространенные транзисторы сделать однотактный усилитель с минимальной (максимально короткой) ООС, который по объективным параметрам бы не уступал усилителям в которых линейность обеспечивается сверхглубокой ООС по всему тракту с применением ОУ. Усилитель потребляет 130мА/канал и работает от нестабилизированного источника питания напряжением 12В или выше. Ток потребления практически не зависит от напряжения питания и усиливаемого сигнала. Измеренные гармонические искажения на частоте 1КГц составляют менее 0.001% при амплитуде сигнала 3В на нагрузке 34 и 68 Ома. Так же при повышении уровня питающего напряжения до 24В усилитель способен отдать амплитуду 7.5В (больше – у меня нету источника) на нагрузку 136Ом при сопоставимом THD. Отчет RMAA, который был снят со звуковой картой EMU0404USB и который можно просмотреть с помощью RMAA — в файлах статьи. На словах скажу, что если не доводить схему до крайности клиппинга — на графиках THD фигурируют первые две гармоники. Вот для примера график THD+шумы при амплитуде 3V на нагрузке 34 Ома:

(Пики в области высоких частот и ультразвука — это помехи от работающих неподалеку импульсных БП). А вот общие цифры для измерений различных нагрузок/уровней:

Повышенный уровень THD при 4В на 34Ома объясняется выходом схемы из режима минимальных девиаций тока коллектора в таких условиях. Попросту — не хватает тока покоя выходного каскада, т.к. 4V/34 Ома > 100mA. Замечу еще, что собственный уровень THD звуковой карты в режиме лупбэка, который следует “отнимать в уме”, составляет 0.0008%.

Аналогичные цифры выдавало и моделирование в Microcap 9. Усилитель обладает так же отличными АЧХ и ФЧХ. У меня нет инструментов, способных их корректно измерить в железе, но моделирование показывает плоскую АЧХ до мегагерца а ФЧХ — до двух сотен килогерц:

Субъективно звук усилителя тоже порадовал, кажется он даже лучше чем звук другого устройства, в тракте которого применены не дешевые ОУ OPA2211. Хотя я привык не очень доверять субъективным ощущениям. Сегодня они одни, а завтра могут оказаться совершенно другими.

Собственно схема усилителя вот (учтите, что 1m = 1000u, то есть конденсатор, обозначенный 3.3m – это 3300мкФ):

Функционально усилитель состоит из двух каскадов, первый – усилитель напряжения, усиливающий амплитуду в 3 раза (что я считаю в самый раз для ушника), а второй – повторитель напряжения, усиливающий ток. Каждый из каскадов имеет свою локальную короткую петлю обратной связи, обеспечивающей минимальную девиацию коллекторных токов транзисторов сигнального тракта, что и обеспечивает максимальную линейность, а так же дает дополнительные бонусы. Так, к примеру усилитель практически не чувствителен к частотным характеристикам источника питания, потому порода электролитических конденсаторов по питанию не имеет особого значения. Единственные конденсаторы, которые желательно использовать покачественней – разделительные входной и выходной. Еще – усилитель обладает крайне низким выходным сопротивлением и в то же время ток короткого замыкания выходного каскада ограничен безопасным для его элементов значением.

Еще несколько неочевидных моментов по работе и наладке схемы:

  • Диоды D1, D2, D3 обеспечивают оптимальное смещение при значительных изменениях (12..24В) напряжения питания.
  • Резистор R2 в жизни — переменник-триммер, с помощью которого после сборки задается оптимальное смещение на выходе усилителя напряжения (узел ‘preout’), которое должно составлять примерно половину напряжения питания + 0.7В. То есть 6.7В при питании 12В.
  • C10 – желательно пленка, я использовал WIMA.
  • L1/R18 на выходе – обязательны и нужны для устойчивости усилителя при работе с длинным ушным проводом. Я намотал L1 проводом толщиной 1.2мм – 12 витков на каркасе диаметром 12мм (в качестве каркаса использовал маркер Eddin 404) Можно использовать другой провод, но мотать так чтобы индуктивность была не менее указанной. К примеру, проводом диаметром 1мм на таком же каркасе нужно намотать 10..11 витков.
  • R17 задает ток выходного каскада порядка 110мА. Уменьшая его – можно увеличивать ток, чтобы повысить нагрузочную способность усилителя при работе на низкоомные наушники. Но греться транзисторы от этого будут сильнее. Так же значительно повышая ток покоя стоит прогнать модель – возможно при этом потребуется и подгон номиналов других элементов.
  • Резисторы R14,R17 должны быть рассчитаны на мощность не менее половины и двух ватт соответственно, чтобы выжить в режиме продолжительного КЗ выхода. Я использовал несколько SMD резисторов типоразмера 2512, но затем предусмотрел на печатке место для R17 и для их длинноногих собратьев.
  • Транзисторы требуют установки радиаторов. Я использовал радиаторы под скромным названием ‘718’, выглядящие вот так:
    Практика же показала, что при питании повышенным до 24В напряжением желательно использовать что-нибудь более массивное или же предусмотреть по больше вентиляционных отверстий в корпусе над- и под транзисторами, просверлив в плате отверстия под радиаторами (это можно, если осторожно). Радиаторы нижними краями упер вплотную в плату, для пущей устойчивости скрепив их капелькой нейтрального силикона сверху:

Питание

Усилитель может питаться от не стабилизированного источника напряжением от 12В постоянки или от 9В переменки и до победы. Шутка. Я тестировал питая девайс от 9В и 18В переменки (соответственно — 12В..24В постоянки), верхний предел определяется выносливостью примененных элементов и охлаждением выходных транзисторов. К слову, моя конструкция пожалуй чересчур плотновата для питания 18В, и если планируется такое питание – надо подумать о лучшем охлаждении. Непосредственно на плате усилителя я смонтировал двойной мостик на диодах Шоттки, вход первого мостика – подключен напрямую к входным клеммам питания, второй – через два фазосдвигающих неполярных конденсатора по 1000мкФ каждый. Этот прием слегка сглаживает зубья пилы на выходе сглаживающего фильтра выпрямителя, укорачивая в итоге спектр сетевых пульсаций. Обычно с такой целью применяют CRC фильтр, но у него есть свой недостаток — на резисторе слегка проседает напряжение питания — то есть теряются драгоценные ватты, выделяясь в виде тепла в корпусе усилителя, а не в виде децибел звукового давления в ушах. Между мостиками и непосредственно схемой усилителя я установил три дросселя индуктивностью 470мкГн каждый – с целью минимизации уровня сетевых помех, если таковые будут. В результате усилитель получился достаточно всеядным – его можно питать как от источника переменки напряжением 9..18В так и от источника постоянного напряжения 12..24В, причем этим источником может выступать как 12вольтовая “зарядка”, так и бортовая сеть авто – дроссели позволяют эффективно фильтровать ВЧ помехи от таких источников.

Разумеется усилитель прекрасно сможет работать и через одинарный мостик безо всяких дросселей в питании, но уровень фона и помех, приходящих по сети (включая «земляную петлю») будет несколько выше.

В качестве “комплектного” БП я сделал на скорую руку трансформаторный БП в формате “здоровая-такая-зарядка”, всунув в корпус Z64J трансформатор TL48D-090-0555. Последний имеет две обмотки по 9В, потому я приделал сбоку переключатель и подписал его снаружи “9VAC/18VAC”. Выглядит это все так:

Защита

Поскольку в усилителе я применил выходной конденсатор с довольно большой емкостью (3300мкФ) то было бы довольно безрассудно позволять ему при включении/выключении заряжаться/разряжаться через наушники. С другой стороны применение конденсатора с меньшей емкостью может заметно подпортить ФЧХ в области низких частот, потому я решил применить схему релейной защиты наушников при включении/выключении усилителя. Обычно подобные защиты в однотактных усилителях с конденсаторным выходом делают так: контакты реле коммутируют непосредственно нагрузку, а обмоткой реле управляет схема задержки, которая подает ток на обмотку с некоторой задержкой, в течении которой конденсатор усилителя успевает зарядиться через специальный резистор. При пропадании питании эта схема просто обесточивает реле и то мгновенно отключает нагрузку. У такого варианта есть парочка недостатков, которые я решил побороть несколько нетрадиционным образом. Первый недостаток состоит в том, что обмотка реле потребляет некоторую мощность, которая приводит к небольшому дополнительному повышению теплоотдачи всей схемы. К примеру — парочка герконовых реле на 12В будут иметь общее сопротивление порядка 500Ом и потреблять примерно 0.3Вт, что с одной стороны немного, но с другой – это +10% к тепловыделению всего усилителя. Вторая проблема – контакты китайских реле, коммутируя нагрузку – могут (не)заметно подпортить звук. Как я уже писал, я решил пойти нестандартным путем и чтобы побороть эти недостатки – решил сделать схему, которая, во-первых, подает ток на обмотку кратковременно после включения и (внезапно) после выключения усилителя. Поскольку это усилитель, а не вечный двигатель, то питание обмотки после выключения я решил поддерживать мелким ионистором. Так же, чтобы исключить влияние контактов реле на качество звучания я решил вместо отключения нагрузки при помощи реле включать кратковременно параллельно нагрузке резистор сопротивлением 11 Ом, таким образом, большая часть энергии заряда/разряда конденсатора будет проходить через этот резистор, сберегая обмотку наушников от перегрева.

Схема управления защитным реле выглядит так:

Она питается от своего личного мостика, что позволяет ей быстро “среагировать” на пропадание питания. Схема состоит из двух частей: на элементах R1,D3,C5,Q1,Q2 собран простейший стабилизатор на 5В, далее от этого стабилизатора запитана остальная часть схемы, включая ионистор емкостью 0.47 Ф (C4), рассчитанный на рабочее напряжение 5.5В. Ионистор имеет довольно высокое внутреннее сопротивление, потому для эффективного подавления пульсаций питания параллельно ему добавлен обычный электролитический конденсатор (C2). Реле я использовал герконовые, с обмоткой на 5В и сопротивлением 500 Ом (2 в параллели –> 250 Ом). Внутри самих реле параллельно обмотке имеется диод гашения ЭДС самоиндукции, потому обращаем внимание на положение первого вывода (оно обозначено на моей печатке цифрой 1). Схема задержки выполнена на полевых транзисторах Q3,Q4, время задержки при включении задается цепью C1R4 и пороговым значением напряжения отпирания транзисторов, которое должно быть поменьше. Помимо моделированных IRF7404 в жизни прекрасно работают и IRF7410. Полезное замечание для сборки: вначале стоит смонтировать именно часть-стабилизатор и конденсатор C2, после чего, подав на нее питание – убедиться что конденсатор C2 заряжается до адекватного напряжения 5В+-0.3, и лишь после этого – запаивать в плату остальные, более дорогостоящие детали.

Если вы надумаете собирать усилитель без такой (или какой либо другой) схемы защиты наушников от переходных процессов — следует поубавить емкость выходного конденсатора – чтобы наушникам не поплохело.

Печатки

В одном из прилагаемых архивов – печатные платы, нарисованные в Sprint Layout 6. Я старался по максимуму использовать возможности SMD монтажа, и большинство резисторов – именно такие мелкие, которые паять комфортно лишь при помощи мелкого паяльника/станции. Печатки были слегка поправлены после распайки первой модели, но все должно быть хорошо 🙂 Печаток две: одна – усилитель с питающим его двойным мостовым выпрямителем, вторая – схема релейной защиты + выход, вход и регулятор громкости. Для ЛУТа печатки следует отзеркалить (впрочем, печатка усилителя паяется с любого зеркального варианта). А для БП печатки нету — я ее сразу рисовал маркером на плате. В исходниках печаток указаны так же наименования моделей многих элементов, которые я применил и под которые рисовал печатки. Многие дырки в печатках (особенно – в релюшечной) – имеют неверный диаметр, то есть рассверливал до нужного диаметра я их уже по факту. Так же положение круглого бока транзисторов в корпусе TO-92 местами не соответствует реальности, тут следует ориентироваться на соответствие назначения выводов, а не на рисунок корпуса транзистора. Две печатки соединяются проводами и в моей конструкции были смонтированы одна над другой в компактном корпусе:

Провода, подключающие вход усилителя – тонкий антенный коаксиал — для минимизации наводок и паразитных обратных связей, которые возможны в такой тесносте. Собранный девайс выглядит так:

К слову, самые внимательные возможно заметили “лишний” разъем в торце. Это 4х пиновый minixlr, который подключен параллельно обычному TRS и которым я пользуюсь со своими наушниками чтобы минимизировать влияние переходного сопротивления разъема и общего провода наушников на разделение каналов. Эргономичность размещения RCA разъемов на морде конечно сомнительна, но оно сделано так для минимизации наводок цепи питания на сигнальные провода.

В аттачах помимо архивов и результатов RMAA имеются так же файл модели усилителя для Microcap 9.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Схема усилителя
2x Q1, Q4 Биполярный транзистор BC548C 4 именно C Поиск в Aliexpress В блокнот
2x Q2 Биполярный транзистор BC558B 2 B или C Поиск в Aliexpress В блокнот
2x Q6 Биполярный транзистор BD139-16 2 вероятно пойдет любой BD139, но я использовал именно BD139-16 от fairchid Поиск в Aliexpress В блокнот
2x Q3, Q5, Q7 Биполярный транзистор BD140 6 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x D1..D5 Выпрямительный диод LL4448 10 Поиск в Aliexpress В блокнот
D6-D13 Диод Шоттки SS14 8 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C6, C13 Электролитический конденсатор 3300мкФ 35В 4 Jamicon TK Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C14 Электролитический конденсатор 3300мкФ 25В 2 Jamicon TK Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C16 Электролитический конденсатор 4700мкФ 35В 2 Jamicon TK Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C2 Электролитический конденсатор 100мкФ 25В 2 Jamicon TK Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C8 Электролитический конденсатор 470мкФ 25В 2 Jamicon WL Поиск в Aliexpress В блокнот
C17, C18 Электролитический конденсатор НЕПОЛЯРНЫЙ 1000мкФ 25В 2 Capxon NP Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C1 Пленочный конденсатор 6.8мкФ 250В 2 WIMA MKP4 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C2, C9 Пленочный конденсатор 470нФ 100В 4 WIMA MKS2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C4, C12 Пленочный конденсатор 1мкФ 63В 4 WIMA MKS2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C11 Пленочный конденсатор 330пФ 100В 2 WIMA FKP2 Поиск в Aliexpress В блокнот
L3, 2x L2 Дроссель на колечке DPT470A3 (470мкГн. 3А) 3 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x L1 Дроссель самодельный 1мкГн 2 12витков на 12мм каркасе проводом 1.2мм Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R18 Резистор лапчатый, металлопленочный 33 Ома 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R9 Резистор лапчатый, металлопленочный 130 Ом 2 можно 100 Ом, если есть осциллограф Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R17 Резистор лапчатый 6.8 Ом 2Вт 2 или две парочки SMD2512 по 13 Ом Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R11 Резистор лапчатый 3.3 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R1 Резистор SMD1206 3.6 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R4 Резистор SMD1206 56 кОм 2 или 62 кОм Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R5 Резистор SMD1206 33 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R3, R8 Резистор SMD1206 1 кОм 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R7 Резистор SMD1206 2 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R6, R16 Резистор SMD1206 330 Ом 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R12 Резистор SMD1206 3.3 кОм 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R13 Резистор SMD1206 33 Ом 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R14 Резистор SMD2010 или SMD2512 33 Ом 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R10 Резистор SMD1206 6.8 Ом 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C10 Конденсатор SMD1206 NP0 240пФ 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x C5 Конденсатор SMD1206 NP0 22пФ 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
C19, 2x C7, C15 Конденсатор SMD1206 NP0 примерно 1нФ 5 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x R2 Переменный резистор (триммер) 1.5 кОм, синенький 2 у некоторых ноги идут в ряд, у некоторых — треугольником, печатка рисована под треугольник Поиск в Aliexpress В блокнот
2x Q6, Q7 Радиатор 718 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
Элементы усилителя, стоящие на плате защиты
X1 Переменный резистор (потенциометр) двойной, логарифмический, от 10кОм до 50кОм 1 регулятор громкости Поиск в Aliexpress В блокнот
Разъем питания 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
Разъем TRS6.3 (под джек) JC-215 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
Разъем 2xRCA CC-130 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
Блок питания
трансформатор TL48D-090-0555 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
переключатель-тумблер 1 для переключения обмоток: 9V/18V AC Поиск в Aliexpress В блокнот
Схема релейной защиты
Q2 Биполярный транзистор BC847C 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
Q1 Биполярный транзистор BD139 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
Q3, Q4 MOSFET-транзистор IRF7410 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
C4 Ионистор EECF5R5U474 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
C2 Электролитический конденсатор 2200…3300мкФ 6.3В 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
4x D1 Выпрямительный диод 1N914 4 Поиск в Aliexpress В блокнот
D2 Выпрямительный диод LL4448 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
D3 Стабилитрон в MELF или SOT23 корпусе 6.2В 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
R2, R3 Резистор SMD2010 или SMD2512 33 Ома 6 один резистор на схеме — 3 параллельно включенных элемента на плате Поиск в Aliexpress В блокнот
R5 Резистор SMD1206 62 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
R4 Резистор SMD1206 560 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
R1 Резистор SMD1206 10 кОм 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
C1 Конденсатор SMD1206 4.7 мкФ 1 Поиск в Aliexpress В блокнот
C3, C5 Конденсатор SMD1206 1 мкФ 2 Поиск в Aliexpress В блокнот
2x L1 Герконовое реле R1-1A0500 2 учитываем расположение первой лапы! Поиск в Aliexpress В блокнот
Кнопочный переключатель ПКН61 Н2-1-2-0-2 1 выключатель питания Поиск в Aliexpress В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *