Mạch khuếch đại tai nghe tự chế. Chúng tôi tự làm điều đó

25.10.2023

Mọi đài phát thanh nghiệp dư mới vào nghề, sau những thử nghiệm thành công đầu tiên, cảm nhận được vị ngọt của những chiến thắng của mình, đều muốn thử làm một điều gì đó thực tế. Không phải một món đồ chơi, mà là một thứ thực sự có chức năng. Một chiếc tự chế đơn giản có thể được lắp ráp bằng đôi bàn tay khéo léo chỉ trong vài phút là hoàn hảo cho việc này.

nó có thể được sử dụng ở đâu? Thứ nhất, vì mục đích đã định của nó, cụ thể là để tăng cường tín hiệu từ bộ điều khiển âm thanh hoặc bộ tiền khuếch đại, tức là ở nơi tín hiệu quá yếu và không thể kết nối tai nghe. Trong trường hợp này, bạn có thể tạo một bộ khuếch đại tai nghe bằng tay của chính mình.

Thứ hai, nó sẽ hữu ích như một công cụ bổ sung. Một bộ khuếch đại tai nghe di động khá phù hợp để thử nghiệm các mạch điện. Rốt cuộc, thường cần phải tìm điểm ngắt tín hiệu trong mạch mới mà bạn đã lắp ráp, nhưng nó không muốn hoạt động. Ví dụ: bạn đã tạo ra bộ khuếch đại tai nghe tương tự bằng chính đôi tay của mình. Nó sẽ giúp tìm ra nguyên nhân của sự cố. Với nó, bạn có thể nhanh chóng tìm ra điểm mà tín hiệu biến mất. Rốt cuộc, điều này thường xảy ra vì một chuyện vặt vãnh: một bộ phận được hàn kém, tụ điện bị lỗi, v.v. Có thể khó tìm ra nguyên nhân một cách trực quan hoặc sử dụng máy kiểm tra.

Thật dễ dàng để tạo ra một bộ khuếch đại tai nghe bằng tay của chính bạn vì mạch đơn âm chỉ bao gồm năm phần. Nó dựa trên chip TDA7050, có giá 30-80 rúp. Nhưng tôi nghĩ rằng trong kho linh kiện vô tuyến mà bất kỳ ai đam mê kinh doanh lĩnh vực này đều có sẵn, sẽ có một vi mạch như vậy. Nó thường được sử dụng trong máy cassette và các thiết bị tái tạo âm thanh đơn giản khác.

Sử dụng cùng một con chip, bạn có thể tạo ra một bộ khuếch đại tai nghe âm thanh nổi bằng chính đôi tay của mình. Để làm điều này, bạn sẽ phải thêm hai tụ điện cực vào đầu ra (có thể sử dụng một tụ điện chung) và đầu vào có thể được tạo từ một tụ điện kép

Bản thân vi mạch nằm trong một gói có kích thước bình thường (DIP8). Điện áp cung cấp hoạt động là từ 1,6 đến 6 volt. Không tiêu tốn nhiều năng lượng. Công suất tín hiệu đầu ra phụ thuộc vào điện áp nguồn. Ở phiên bản âm thanh nổi, với tải 32 ohms và điện áp 3 volt, bạn sẽ nhận được khoảng 130 miliwatt đầu ra trên mỗi kênh. Khi kết nối qua mạch cầu ở phiên bản mono, công suất sẽ tăng gấp đôi. Đầu ra của vi mạch được bảo vệ khỏi

Sơ đồ được đưa ra trong Hình 1. Tín hiệu đầu vào được cung cấp cho chân 1 và 3, và tai nghe 32 Ohm được kết nối với chân 7 và 8. Theo điều kiện kỹ thuật, ở chế độ cầu nối, tải không được nhỏ hơn 32 Ohms. Để làm mịn điện áp, các tụ điện C1 và C2, 100 và 0,1 μF tương ứng được kết nối với bus nguồn. Điện trở R1 có điện trở là 22 kOhm. Chà, đó có lẽ là tất cả mô tả về mô hình đầu tiên của chúng tôi.

Mạch thứ hai trong Hình 3 thường được sử dụng trong các thiết bị sản xuất tại nhà máy cỡ nhỏ. Nó không khó hơn nhiều để làm cho nó. Sơ đồ hiển thị tất cả các chi tiết cần thiết. Hình 2 hiển thị sơ đồ tương tự để kết nối loa. Như bạn có thể thấy, sự khác biệt là nhỏ. Trong mạch loa, các tụ điện phân cực được sử dụng ở mỗi kênh đầu ra, còn đối với tai nghe, có một tụ điện chung tại điểm mà vỏ mạch được kết nối với chúng.

Những người đôi khi thích nghe nhạc to hơn trên tai nghe đều biết rằng thẻ âm thanh tiêu chuẩn trong PC chỉ cho phép điều này rất khó khăn - do đó cần phải tạo một bộ khuếch đại riêng.

Sơ đồ

Mạch dựa trên op-amp NE5532 và hai cặp bóng bán dẫn BD139+BD140:

Mạch điện ANC cho tai nghe loại A

Sau lần lắp ráp đầu tiên, bộ khuếch đại bắt đầu hoạt động ngay lập tức, tuy nhiên, sau khi lắp vào hộp (máy biến áp vẫn còn bên trong hộp), người ta nghe thấy một tiếng vo ve nhẹ.

Với âm nhạc lớn, nó thực tế không thể nghe được - nhưng đó không phải là vấn đề. Do đó, chúng tôi đã rút máy biến áp ra khỏi thùng máy và nó ngay lập tức giúp ích: không nghe thấy tiếng vo ve bên ngoài nào trong âm nhạc. Trải nghiệm nghe nói chung là tốt - tai nghe tạo ra âm trầm tốt hơn nhiều so với nghe trực tiếp từ PC và có thể tăng mức âm thanh lên giá trị mạnh mẽ mà không cần đưa RG đến giữa chiết áp.

Theo kết quả đo được, điện áp là 2,2 V đối với tai nghe 32 Ohm.

Nó hoạt động hoàn hảo, nhưng thay vì NE5532, bạn có thể sử dụng các vi mạch OP2604, LM833, OPA2134 được những người đam mê âm thanh khuyên dùng.

Bộ khuếch đại công suất hoạt động ở loại A. Đối với tai nghe 32 ohm thông thường có trở kháng giảm xuống 16 ohm, dòng điện sẽ chỉ ở mức 80 mA khi hoạt động ở loại A. Độ lợi mạch quá cao để xử lý tín hiệu card âm thanh, dẫn đến kết quả là mức tăng mạch quá cao để xử lý tín hiệu card âm thanh. khuếch đại tiếng ồn không cần thiết và giảm hiệu quả phản hồi. Do đó, chúng tôi khuyên bạn nên thay thế điện trở trên trong bộ chia phản hồi bằng điện trở 2k2 và song song với tụ NP0 hoặc C0D, ví dụ 100p.

Có thể lắp ráp một bộ khuếch đại guitar nhỏ dựa trên bóng bán dẫn JFET và chip LM386 trong bộ khuếch đại công suất 1 watt bằng sơ đồ và hướng dẫn sau. Các giai đoạn đầu vào của bộ tiền khuếch đại trên hai bóng bán dẫn J201 cung cấp âm thanh gần như ống, bộ điều khiển âm thanh có thể điều chỉnh có phạm vi rộng và op-amp LM386 mạnh mẽ với giai đoạn đầu ra có thể điều khiển một loa nhỏ hoặc bất kỳ tai nghe nào. Dự án này lý tưởng như một dự án nhỏ tự chế, với tất cả các chức năng chính của các thiết bị có thương hiệu:

Có thể điều chỉnh âm lượng/âm lượng/tăng âm.
Đầu ra loa/tai nghe.
Đầu vào guitar/mp3.
Nguồn 9 V DC - đầu nối đầu vào tiêu chuẩn.

Mạch điện khuếch đại đàn guitar

Bản vẽ PCB (không có tập tin)

Mạch có thể được chia thành 5 khối một cách có điều kiện: giai đoạn đầu vào sử dụng bóng bán dẫn JFET, bộ điều khiển âm thanh, bộ tiền khuếch đại, bộ khuếch đại công suất trên LM386 và bộ nguồn. Tầng đầu vào cách ly bộ khuếch đại với đàn guitar trong khi vẫn duy trì chất lượng tín hiệu. Sau đó, điều khiển âm thanh sẽ định hình đáp ứng tần số mong muốn, bổ sung thêm âm trầm/âm bổng nếu cần.

Với bóng bán dẫn JFET, bộ tiền khuếch đại sẽ tăng cường tín hiệu sau khi điều khiển âm sắc và chuẩn bị cho bộ khuếch đại công suất, cuối cùng nhận được công suất lên tới 1 Watt. Đầu vào Aux/MP3 bổ sung cho phép bạn kết nối máy đếm nhịp, máy nghe nhạc MP3 và hỗ trợ các bản âm thanh bên ngoài.

Nguồn điện ULF

Bộ nguồn cung cấp điện áp 9 volt cho tất cả các phần tử của mạch; ngoài ra còn có cơ chế bảo vệ chống phân cực ngược của các kết nối và một bộ lọc bổ sung được lắp đặt để loại bỏ tiếng ồn nhỏ nhất.

Đầu nối CONN4 có thể chấp nhận bất kỳ loại bộ chuyển đổi 9V nào (cực âm), nó sẽ tự động ngắt pin khỏi mạch khi bộ chuyển đổi AC 9V bên ngoài được kết nối với nó.

Giắc cắm đầu vào âm thanh nổi của đàn guitar được sử dụng làm công tắc, kết nối cực (-) của pin với mặt đất khi kết nối đàn guitar điện.

Diode D1 - bảo vệ bộ khuếch đại khỏi nguồn điện ngược ngẫu nhiên. LED D2 sáng lên khi kết nối pin 9V hoặc adapter + đàn guitar. Đặt điện trở R14 có điện trở cao hơn để giảm thiểu dòng điện.

Âm lượng ở đầu vào Aux được điều khiển từ một thiết bị bên ngoài; điều này được thực hiện để đơn giản hóa thiết kế mạch và giảm mức độ nhiễu có thể xảy ra.

Bộ suy giảm đầu ra LM386

Công suất đầu ra của LM386 quá cao đối với tai nghe; tín hiệu có thể bị suy giảm vì mục đích này. Đáp ứng tần số suy giảm đầu ra:

Như bạn có thể thấy, bộ suy giảm đầu ra sẽ thay đổi đáp ứng tần số, giảm lượng âm trầm không cần thiết trong tai nghe. Không có bộ suy giảm (phần màu tím): bộ lọc thông thấp được hình thành bởi C7 (220uF) và loa (hãy coi nó là 8 ohm), tần số cắt là 90 Hz (được tính là FC=1/(2nRC)) và các sóng hài bên dưới 90 Hz sẽ bị suy giảm.

Cài đặt

Sơ đồ điện này hiển thị điện áp cần thiết tại các điểm điều khiển của mạch, cần có để lắp ráp không có lỗi.

Thảo luận bài viết BỘ KHUẾCH ĐẠI GUITAR CHO TAI NGHE

Tôi đã muốn làm một bộ khuếch đại tai nghe riêng từ lâu - tôi chưa có thời gian, mặc dù tôi đã mua tai nghe được hai năm. Không có gì đặc biệt, Sennheiser HD 558 nhưng âm thanh ở mức chấp nhận được với mình.
Tôi đã xem lại rất nhiều sơ đồ và đọc rất nhiều thông tin và diễn đàn. Tôi muốn mạch đơn giản và có âm thanh chất lượng cao. Nghĩ về những gì tôi muốn, tôi đi đến kết luận rằng tai nghe cần tương đối ít năng lượng và một loại op-amp nào đó được cung cấp bởi bóng bán dẫn hoặc chỉ là một op-amp mạnh mẽ có THD+N thấp, có thể nói là một “trình điều khiển” nên thích hợp. Và sau đó một vi mạch của TI xuất hiện, được thiết kế đặc biệt cho những mục đích này, TPA6120.

Về cốt lõi, nó là một op-amp rất mạnh mẽ và rất nhanh với THD+N cực kỳ thấp (ít nhất là đối với tôi). Sau khi lướt qua một chút trên Google về các thiết kế và kết hợp vi mạch khác nhau, tôi đã tìm thấy một lựa chọn tốt cho mình trên một trang web của đài phát thanh nghiệp dư người Séc Pavel Ruzicka. Micrô được kết nối bằng mạch không đảo, với chiết áp 50 kOhm của công ty ALPS nổi tiếng của Nhật Bản ở đầu vào. Tôi quyết định chỉ thực hiện tùy chọn này.

Mạch khuếch đại tai nghe dựa trên TPA6120 và nguồn điện

Phiên bản kế hoạch của tôi

đơn vị năng lượng

Sau khi nghiên cứu bảng dữ liệu trên TPA6120, tôi vẫn thực hiện một số thay đổi trong mạch. Cái gọi là tụ điện chặn trong bản gốc là phim, nhưng bảng dữ liệu đặc biệt khuyến nghị sử dụng tụ gốm SMD và thậm chí càng gần các cực nguồn càng tốt - để loại bỏ khả năng kích thích của bộ khuếch đại.
Thực tế là tôi vừa phấn khích vừa sợ hãi nhất, vi mạch hoạt động rất nhanh.

PowerPAD đáng sợ đó đã bị đánh bại.

Do thiếu kinh nghiệm sản xuất PCB hai mặt nên người ta quyết định sản xuất bo mạch một mặt. Và sau đó một vấn đề khác xuất hiện. Do vi mạch rất mạnh so với kích thước của nó nên nó có một miếng tản nhiệt trên “bụng” - PowerPAD, được hàn vào miếng đệm dưới vi mạch và cũng đóng vai trò như một dây chung.
Bằng cách nào đó, tôi đã gạt bỏ những suy nghĩ khó chịu sang một bên và quyết định rằng bằng cách nào đó tôi sẽ hàn gắn nó lại. Nhưng điều đầu tiên trước tiên.

Tôi bắt đầu tìm kiếm các thành phần cần thiết và ngay lập tức tôi nhận ra rằng người dân địa phương không có TPA6120, chưa kể ALPS. Người anh em vĩ đại của Trung Quốc một lần nữa giúp đỡ, anh ấy đã đặt mua một vi mạch TPA6120 và một chiết áp ALPS trên Aliexpress.
Tôi mua nhà ở, máy biến áp và các vật dụng nhỏ khác từ người dân địa phương. Sau khi mọi thứ đã trong tay, 4 tháng nữa trôi qua trước khi tôi nhặt được… một chiếc bàn ủi.

Khi thiết kế board khuếch đại, tôi đặc biệt chú ý đến vị trí đặt các điện trở theo đúng trong datasheet sao cho khoảng cách từ các chân các đầu vào và đầu ra đến các điện trở là ngắn nhất, không bị kích thích. Và bây giờ các tấm ván đã được khắc, khoan và đóng hộp. Và ở đây, tôi bắt đầu suy nghĩ nghiêm túc về cách hàn chiếc PowerPAD phức tạp này và nói chung phải làm gì với nó.

Trở lại Internet. Tôi tìm thấy một giải pháp thú vị trên một trong các diễn đàn. Không có súng hàn và PCB hai mặt có lỗ kim loại, chỉ có một lối thoát duy nhất: khoan một lỗ bên dưới vi mạch và thông qua đó cố gắng hàn bộ tản nhiệt tự chế vào PowerPAD của vi mạch.

Tôi đã thử tùy chọn được đề xuất này: Một lỗ 1,5 mm được khoan, một sợi dây đồng được lấy, đóng hộp và quấn thành hình xoắn ốc xung quanh mũi khoan 0,8 mm (tôi quấn quanh một cây kim) dài 2-3 cm. Vị trí và nắm lấy vi mạch, hình xoắn ốc được hạ xuống. lỗ và toàn bộ thứ được chiên bằng mỏ hàn 40 watt, tất nhiên là có thêm chất hàn và chất trợ dung. Mục đích không chỉ là hàn vòng xoắn mà còn để đảm bảo rằng các cạnh của tấm PowerPAD cũng được hàn vào bảng mạch in.

Đây là hệ thống làm mát của tôi cho TPA6120. Bạn có thấy “mùa xuân” kỳ lạ ở trung tâm không?

Tôi cầm mỏ hàn trong vài giây và mọi thứ đã làm ra! Mọi chuyện hóa ra đơn giản hơn tôi nghĩ. Cảm ơn người tốt bụng vì ý tưởng!

Âm thanh

Các bảng đã sẵn sàng, tôi kết nối mọi thứ bằng dây, kiểm tra nhanh. Không có đầu ra liên tục, mình kết nối DAC, Senheisers, bật “The Dark Side Of The Moon” và thưởng thức… Chắc mô tả âm thanh và đặc biệt là chất lượng của nó là một việc vô ơn, bạn cứ tự mình nghe đi. .
Nói chung, tôi sẽ nói rằng tôi thực sự thích âm thanh trong toàn bộ dải tần. Bằng tai có độ méo tối thiểu, đối với tôi đơn giản là không có. Mình từng nghe tai nghe Sennheiser HD 558 có sound card tích hợp. Bây giờ tôi chỉ đơn giản là không nhận ra họ! Âm trầm xuất hiện và âm thanh rất chi tiết.

Tổng cộng

Chúng tôi hát. Không có sự phấn khích nào, và cảm ơn Chúa, may mắn thay, mọi biện pháp đã được thực hiện cho việc này. Tôi nghi ngờ cuộn dây có tản nhiệt tốt nên tôi để nó trong một giờ với âm nhạc ở mức âm lượng vừa phải, chạm vào microcoil - cảm giác như 30-35 độ. Cuộn dây ấm, miếng đệm ở mặt sau cũng hơi ấm, nghĩa là microcoil được hàn bình thường, nhiệt lượng được tản ra tốt và đó là lúc tôi bình tĩnh lại.

Và điều khó khăn và đau đớn nhất đối với tôi bắt đầu - thu thập mọi thứ vào vụ án. Một vài buổi tối với máy khoan, kìm, tua vít, giũa và rất nhiều ngôn từ tục tĩu! Hoan hô, tôi đã nhét mấy tấm ván vào trong hộp. Hộp đựng hóa ra quá lớn so với bộ khuếch đại nhưng lại thuận tiện khi lắp đặt và trông chắc chắn hơn trong hộp lớn. Chỉ còn một nhiệm vụ: tạo dòng chữ trên bảng mặt trước. Nhưng đó là một câu chuyện hoàn toàn khác.

Hãy xem cách tạo bộ khuếch đại âm thanh USB cho tai nghe bằng chính đôi tay của bạn từ các bộ phận radio giá cả phải chăng nhất. Phổ biến nhất trong số các bộ khuếch đại tai nghe là chip TDA7050 của Philips.

Chip TDA7050 được thiết kế cho radio mini cầm tay, máy nghe nhạc, v.v. Nó có hai mạch chuyển mạch: cầu nối và âm thanh nổi. Với mạch chuyển mạch cầu, một kênh được khuếch đại trên mỗi “tai”. Vì vậy, đối với tai nghe cần sử dụng hai vi mạch nối thành mạch cầu. Trong trường hợp này, công suất của mỗi kênh sẽ rất đáng kể đối với tai nghe và lên tới 140 mW với điện trở tai nghe là 32 Ohms và điện áp cung cấp là 3 V.

Tuy nhiên, thực tế cho thấy sức mạnh đó không cần thiết trong đại đa số các trường hợp. Do đó, mạch khuếch đại tai nghe USB âm thanh nổi được sử dụng. Ở đây bạn chỉ cần một con chip TDA7050. Nếu vi mạch được cấp nguồn từ 3 V, ví dụ từ hai pin, thì công suất đầu ra của mỗi kênh là 35 mW và ở mức 4,5 V – 75 mW.

Mạch khuếch đại âm thanh USB cho tai nghe

Mạch khuếch đại tai nghe USB khá đơn giản và có số lượng phần tử vô tuyến tối thiểu trong dây nịt. Điện áp cung cấp của chip TDA7050 nằm trong khoảng 1,6 V...6 V. Do đó, nó có thể được cấp nguồn trực tiếp từ cổng USB với điện áp tiêu chuẩn là 5 V.

Để điều chỉnh cường độ của tín hiệu đầu vào và theo đó, âm lượng trong tai nghe, người ta sử dụng điện trở kép 20 kOhm.

Tuy nhiên, theo tôi, giải pháp tốt nhất là lắp đặt một bộ ổn áp với mức sụt áp tối thiểu. Vi mạch MCP1702 có thể đóng vai trò như một bộ ổn áp tích hợp như vậy. Nó có độ sụt điện áp khá thấp so với các thiết bị tương tự và là 0,65 V. Đầu ra của nó là 3,3 V. Do đó, để MCP1702 hoạt động ổn định, chỉ cần áp 4 V vào đầu vào của nó là đủ.

Để làm dịu các loại gợn sóng dòng điện khác nhau, các tụ điện được lắp đặt ở đầu vào và đầu ra của MCP1702. Có thể cung cấp tối đa 13,2 V cho bộ ổn định. Do đó, bằng cách sử dụng bộ ổn áp, bộ khuếch đại âm thanh tai nghe USB có thể được cấp nguồn trong dải điện áp rộng: từ 4 V đến 13,2 V. Hoặc thậm chí từ một pin, nếu được kết nối với bộ ổn định. TDA7050 sau bộ ổn định.

Bố cục và tài liệu PCB cho vi mạch có thể được