Мини-усилитель для наушников / усиление низких частот: 6 ступеней (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Я слушаю музыку, когда еду на метро. Поскольку в метро очень шумно, низкие частоты музыки имеют тенденцию маскироваться. Поэтому я сделал небольшой усилитель для наушников, который при необходимости может усиливать басы.

Я перечислил свои требования, как показано ниже, и начал проектировать.

• Используйте две батарейки AA или AAA (я не хотел использовать батарейки 9 В)
• Длительное время автономной работы
• Достойное качество звука - не обязательно аудиофильского уровня, так как он будет использоваться в основном в метро.
• Переключаемое усиление низких частот

Шаг 1: Проектирование схемы

Я нашел подходящую микросхему усилителя под названием LM4880. Эта ИС была разработана для портативных аудиоустройств и широко использовалась в компьютерных звуковых картах. Для работы требуется всего 2,7 В, но он способен управлять динамиками с сопротивлением 8 Ом.

Лист данных LM4880

Согласно паспорту, вам потребуются конденсаторы блокировки постоянного тока на выходе, что типично для усилителей с однополярным питанием. Однако вы можете изменить схему, чтобы использовать двойное питание, чтобы исключить необходимость в этих конденсаторах большой емкости.

Шаг 2: Проектирование схемы (продолжение)

Как видите, используя каждую батарею как положительный и отрицательный источник питания (двойной источник питания), вы можете отказаться от выходных конденсаторов. Это большой плюс для портативной конструкции, не говоря уже об экономии (высококачественные конденсаторы большой емкости, необходимые для выхода усилителя, стоят недешево).

Прямое соединение (как в этой схеме) выхода усилителя и динамика / наушников улучшает качество звука, устраняя в выходном тракте конденсатор, ухудшающий звук.

Шаг 3: добавление усиления низких частот

LM4880 позволяет настраивать усиление с помощью внешних компонентов для установки отрицательной обратной связи - так же, как в типичной схеме операционного усилителя. Я решил включить компоненты синхронизации (комбинацию конденсаторов и резисторов), чтобы усилить басы усилителя. Топология называется «полочный фильтр».

Я использовал 3-позиционный переключатель для переключения между отключением наддува и двумя уровнями наддува.

Вы можете настроить значения компонентов, чтобы изменить частоту усиления и величину усиления в соответствии с вашими телефонами и музыкой, которую вы слушаете.

Если вы хотите узнать, как рассчитать частотную характеристику полочного фильтра, посетите эту страницу:

Я пробовал несколько разных значений, пока не нашел звук, который мне понравился.

Шаг 4. Множество версий прототипов…

Я сделал несколько версий прототипов - батарейки AA / AAA, с / без регулятора громкости и немного другие конфигурации схем …

Окончательный вариант принципиальной схемы прилагается здесь.

Шаг 5: Создайте себе и наслаждайтесь

Если вы хотите собрать его, вы можете заказать печатную плату в OSH Park:

Спецификация

• IC1: LM4880 или LM4881 (SOIC8)
• R2 (x2), R3 (x2), R6 (x2): резина, металлическая пленка, 27 кОм (0603)
• R1 (x2), R4 (x2): резина, металлическая пленка, 62 кОм (0603)
• R5 (x2) *: Резина, металлическая пленка, 1 кОм (0603)
• R7: Res, 1 кОм (0603)
• R8: Res, 1 МОм (0603)
• R9: Res, 330 кОм (0603)
• C1 (x2): крышка, пленка или керамика (C0G), 0,1 мкФ (1206)
• C2 (x2): крышка, пленка или керамика (C0G), 68 нФ (1206)
• C3: колпачок, керамический, 1 мкФ, 6,3 В (0603)
• Cs1, 2, 3, 4: крышка, керамическая, 100 мкФ, 6,3 В (1210)
• Cb: колпачок, керамический, 0,1 мкФ, 6,3 В (0603)
• VR1: потенциометр, двойной, конус B 100 кОм или конус A 10 кОм
• SW1: Ползунковый переключатель DPDT
• SW2: ползунковый переключатель DP3T
• CN1, CN2: стереоразъем 3,5 мм

(* дополнительные компоненты)

Я рекомендую использовать металлопленочные (тонкопленочные) резисторы вместо толстопленочных (углеродных) резисторов для снижения шума.

Конденсаторы, через которые проходит аудиосигнал, должны быть пленочными или керамическими типа C0G. Избегайте использования керамических конденсаторов других типов (таких как X5R, X7R и т. Д.) Для аудиотракта, поскольку они будут искажать звук. Я попробовал и пленку (серия Panasonic ECH-U), и керамику C0G и не обнаружил разницы в качестве звука. Однако керамические конденсаторы воспринимают вибрации как шум (слышны только при прямом касании конденсатора) - некоторым из вас это может не понравиться.

Я использовал настройку усиления -7,22 дБ, что необычно, но я использовал наушники-вкладыши, которые очень чувствительны и нуждались только в небольшой мощности, чтобы получить достаточно громкую громкость. Однако я рекомендую настройку единичного усиления (0 дБ) для большинства случаев - просто поменяйте местами R1 и R2, как описано на схеме.

Этот простой усилитель для наушников обеспечивает резкий звук и длительное время автономной работы. Вы также можете использовать перезаряжаемые батареи AAA для большей экономии.