← Home

Усилитель для наушников Cmoy

By Брендель В. М.

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).