← Home

Усилитель для наушников Cmoy

By Брендель В. М.

Идея усилителя взята отсюда https://tangentsoft.com/audio/cmoy/.

Усилитель на OP275 играет очень тихо, слышно что есть ограничение (срезаются верхушки пиков напряжения). На LM358 вообще не играет (но тихий шум есть). Пришел к выводу что проблема во входном сигнале, у него большая амплитуда из-за этого усилители перегружаются и глохнут. Все это работает на нагрузку в 32Ом. Сварганил схему в Протеусе, решил покрутить в нем. Оказалось LM358 не переваривает входной сигнал с амплитудой больше 300мВ (срезает верхушку на выходе). А OP275 - 400мВт. У LM358 в даташите Input voltage -0.3В..30В, OP275 -10.5В..10.5В.

P.S. Виртуальная земля организована резистивным делителем 4.7к. Изначально сделал на 22к, подумал что играет тихо, так как ОУ не может выжимать ток из БП из-за большого сопротивление. Поставил 4.7к стало погромче, но несильно. Виртуальная земля плывет где-то на 1В. Т.е. На плюсе ОУ 5, на минусе -3. Вообще это должно быть пофиг насколько я понимаю, но громкость не влияет. Будет сказываться затыками в звуке (ограничение по амgлитуде выходного сигнала). Все это дело тестируется от 12VDC, работать планируется от 9VDC. Для работы на нагрузку с сопротивлением порядка 30 Ом нужен операционник с мощным выходом. Обычные операционники рассчитаны на нагрузку порядка килоом. Попробуйте из наших К157УД1 (выход до 1А), К157УД2 (сдвоенный, до 200-300ма, точно не помню) - они могут работать от +- 3V до 18v, или L272M, L2722 - сдвоенный, с выходами до 1 A, Up 4~22V. Или УНЧ LM386, TDA7052A. Прекрасно, мягко, звучит TEA2025B (2 по 2Вт на 8 0м Up 12v). Где б еще купить TDA2822 по нормальной цене. в Чип и жипе - 93руб. Это явно перебор, для микрухи в полбакса.

Суть вышесказанного что треклятый Cmoy с операционником OP275, вроде как предназначенным для аудиусилителей нифига не работает, так как нагрузка разбалансирует операционик. Нужен операционник который сможет в нагрузку качать больший ток. Решение - забабахать выходной каскад, раскачивающий нагрузку по току. Изучение проблемы привели к осознанию, что все плохо. Даже если сделать выходной каскад на транзисторе, что впринципе не сложно, схема будет жрать кучу тока. Итак решение: Эмитерный повторитель - не усиливает напряжение (даже уменьшает на 0.6В), однако раскачивает нагрузку по мощности, раскачива по току. Недостаток - жуткое КПД (12,5%, 25% при использовании костант курент соурс http://diyaudioprojects.com/Solid/IRF610-Class-A-Headphone-Amp/). Плюс клипперинг по отрицательной полуволне, суть которго в том что сопротивление эмитера и нагрузки образуют делитель а при отрицательно наряжении транзистор просто отключается (про это позже в посте про танзисторы) а ток течет как бы из земли в отриц напряжение, тут и выскакивает напряжение на делители ниже которого сигнал не опустится. Решение, использование коплиментоарной пары, двухтактный эмитерный повторитель. Минус - два транзистора , котрые еще и нужно подбирать, плюс они добавляют переходные искажения. Искажения можно убрать загнав в режим А (введя смещение), КПД повысить используя режим Б(смещение нуль). Есть метод добиться КПД при чистоте А - режим АБ (смещение в половину). Про это и подбор комплементарных пар есть инфа на Headwize. Еще переходные искажени можно уменьшить обратной связь но есть какой-то недостаток (хз какой).

Однако я решил из принципа собирать все возможные варинаты, эмитерный повторитель на КТ815. Комплиментарную пару на КТ815-КТ814. Затем тестировать обратную связь. Снача обратную связь делать на вход тразистора, т.е. только для усиления напряжения. А потом попытаться сделать ее глобальной, т.е. тянуть до выхода на нагрузку. Все протестировать. Третий вариант купить микру с мощным выходом и вставить ее и радоваться - TDA2822 подходит идеально. Стандартные потребительские приборы выдают уудиосигнал с размахом 3В. Однако с ограниченной способностью по току (видимо порядка 20-40мА на нагрузку в 32 Ом).

P.S. Привет из будущего. OP275 имеет внутри токоограничивающий резистор, который ограничивает ток до 30мА при макс напряжении питания. OPA2227 ограничивает ток таким же образом до 45мА. Частенько CMoy делают с усилением 1 (http://nwavguy.blogspot.com/2011/07/cmoy-with-gain.html). В общем и целом выводы были верные, нужен был операционник, способный качать больший ток на нагрузку 32 Ом. Такие вещи лучше сначала првоверять на Spice симуляторе, а потмо браться паять. В общем и целом глобальная обратная связь всегда лучше локальной. При это есть конечно недостаток - чем глубже глобальная отриц связь (тем лучше шумовые характеристики), тем более вероятность что усил уйдет в самовозбуд. Вообще усилитель можно доделать, но смысла нет - эффективность его будет низкой (класс А), шумовые характеристики спорны. Современные специализированные аудиокодеки сразу с цифрового потока I2S выдают оч. хороший звук прямо на нагрузку 4-8 Ом при напряжении 3-5В. Усилитель нужен только, если нужно раскачать большую колонку (то есть усилить нужно именно мощность).