Схемотехника усилителей для наушников

[Юрий Сергеевич]

Пожалуй, так и сделаю. Спасибо за идею.

[ZAQ]

Юрий Сергеевич, фоторезистор на входе не защитит от самого опасного - постоянки на выходе, постоянный ток может пойти через катушку при сквозном пробое одного из выходных транзисторов. Для ATH-M30 (1.3Вт 47 Ом) максимум постоянного напряжения, которое они выдержут - это 7.8 Вольт. Есть ещё интересный метод защиты, описанный в "Радио"№7/1997 с.18-19.
__________________________________________
PS обратил более пристальное внимание на М30, сложилось очень хорошее о них впечатление. Действительно, ровненькие мониторы и цена реальная, а размер головок/драйверов, оказывается, оптимизирован для хорошего прилегания амбушюр к ушам. Так что, ещё раз благодарю за честную наводку - буду брать их.

[ZAQ]

Ммм... из пуристских соображений питание трогать не хотелось бы. Компаратор да, но схема с отключением питания будет больше вдвое минимум.

Да, ещё... Не понимаю, почему так категорично "против" пониженного питания. Специально измерял, у меня блок питания (трансформатор ТП121К-1 применён 2х6В), так вот, на холостом ходу выдаёт 10.5В, а под нагрузкой 47 Ом - 7.5В постоянного напряжения на плечо. То есть, хэдрум вполне себе приличный, но при этом, если даже тупо взять и подключить наушники М30 к БП, то им ничего не будет, и не нужно огород городить из защиты, причём она тоже сама по себе имеет тенденцию к неисправностям... С ограничением питания надёжнее как-то. А вот с 250 Омными наушниками - там проще, им и 15В двухполярки - как слону дробина... 600 Омные (AKG K240 например) - так вообще для ламповых схем...

[ДмитрийЗл]

если вдруг кто-нибудь задумает делать простой ушник - обратите внимание на  AD8397 !!!
Оч рекомендую. Недавно слушал его на 250-Омных Beyerdynamics DT880 - хорош, зараза
на 32 Ома может не совсем, но >100 всё будет хакей. Если делать на 32 - лучше запаралелитъ несколько.
Питание ему нужно стабильное <12 В. А для ушника больше и не надо, по идее.

Очень линейный ОУ с бешенным выходным током. Можно не городить композит и умощнять выход повторителями.
Вообще, это наверное самый линейный ОУ для нагрузок  меньше 600 Ом. Отличный лайн-драйвер для длинных кабелей, жаль только низковольтный.

[Tuvalu]

Юрий Сергеевич, можно увеличить R12, R15. На малом сигнале они ни на что не будут влиять, т.к. динамическое R коллекторов на несколько порядков больше. На большом сигнале они ограничат ток до безопасного уровня.

[Юрий Сергеевич]

Юрий Сергеевич, можно увеличить R12, R15

Или источники тока туда поставить на 2 тока покоя.
Кстати, схему обновил, прошлая имеет один недостаток: небаланс токов ИТ течет через ОУ, что не есть хорошо, поэтому верхний ИТ заменил повторителем, теперь вообще красота получилась .
Затрудняюсь вот выбрать С9, С10, С14 чтобы при их разряде в случае КЗ не вылетели транзисторы. Скока надо, не подскажете?
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3414-f70463e1c3.GIF[/img]
Дима, спасибо за информацию, бум знать.

[Tuvalu]

Зачем такие сложности, соберите простой параллельный усилитель. Или непростой - с источниками тока. Будет вам "автоматом" и термостабильность тока покоя, и отсутствие ступеньки.  

[ZAQ]

можно увеличить R12, R15.

Мне почему-то подумалось, что это тоже самое, что понизить питание. По закону Ома получается, что такой же ток через нагрузку потечёт только в том случае, когда на ней будет такое же напряжение. То есть, придётся увеличивать эти сопротивления до тех пор, пока не будет достигнуто на них необходимое падение. А это, в свою очередь, вроде бы окажет влияние на порог насыщения выходников, т.е. тоже самое... Для ОУ - да, там полное питание останется, а смысл?

[ДмитрийЗл]

по пунктам.
1) OP275 сильно плохо реагирует на сопротивление на положител. входе... искажения сииильно растут.
Но есть и хорошие новости - они хорошо компенсируются (одинаковым сопротивлением на другом входе)
Так что, выравнивай сопротивления, не пожалеешь. R1+Rgen||R2 == R3||R9
2) повторители (ЭП) сильно плохо реагируют на сопротивление на входе :-)
Уменьшай R6, R13, R14 вдвое, а то и втрое.
3) что там с током покоя выходниов? Эмитерные резисторы можно смело уменьшить (раз у тебя Vbe multiplier)
Двутактный повторитель имеет минимальные искажения при напряжении 20-25мВ на эм. сопротивлении (каждом)
4) как клипинг? моделируй, смотри, чтоб "сквозняков" не было. Нужно, чтоб ОУ клипил первым. Если что, прищучить ему питание (увеличить R4,5). И к С3,4 ещё парочку мкФ добавить

И самое главное....  
делай паралельный повторитель... или полный однотакт. А так не рыба не мясо

[Юрий Сергеевич]

1) OP275 сильно плохо реагирует на сопротивление на положител. входе... искажения сииильно растут.
Но есть и хорошие новости - они хорошо компенсируются (одинаковым сопротивлением на другом входе)
Так что, выравнивай сопротивления, не пожалеешь. R1+Rgen||R2 == R3||R9

О... про R1 -то я и забыл, точно.

2) повторители (ЭП) сильно плохо реагируют на сопротивление на входе :-)
Уменьшай R6, R13, R14 вдвое, а то и втрое.
3) что там с током покоя выходниов? Эмитерные резисторы можно смело уменьшить (раз у тебя Vbe multiplier)
Двутактный повторитель имеет минимальные искажения при напряжении 20-25мВ на эм. сопротивлении (каждом)

Можно чуть подробнее по этим пунктам. Ток покоя 50 мА, мне хватит с лихвой.

4) как клипинг? моделируй, смотри, чтоб "сквозняков" не было. Нужно, чтоб ОУ клипил первым. Если что, прищучить ему питание (увеличить R4,5). И к С3,4 ещё парочку мкФ добавить

А что ему (усилителю) будет? Имеешь в виду, что ОУ выгорит при клипинге того, что справа?
Насчет полного однотакта - не понимаю чем лучше.
 

[ДмитрийЗл]

Можно чуть подробнее по этим пунктам. Ток покоя 50 мА, мне хватит с лихвой.

2)
- влияние нелинейного базового тока
- с ростом сопротивления источника (Rgen) уменьшается глубина токовой ООС повторителя
http://zpostbox.ru/az3.htm

3)
я глубоко не залазил в тему, похоже там оптимально склеиваются графики крутизны ... вот что писал по этому поводу Агеев:
  „Из теоретических предпосылок минимум искажений выходного каскада при строгой экспоненциальности характеристик транзисторов соответствует падению напряжения на эмиттерных резисторах порядка 65% от множителя экспоненты (т.н. теплового потенциала). Для одиночных "идеальных" транзисторов это будет около 20 мВ." (с)
 
50мА - с 0.47 Ом можно пробовать

А что ему (усилителю) будет? Имеешь в виду, что ОУ выгорит при клипинге того, что справа?

нее, ОУ не сгорит. не должен
Если клипить будет не ОУ, а "то что справа" , то выход из клипа будет долгий, с "залипанием" и возможно звоном.
Это конечно ооочень нереально, (будет громко) , но я привык везде смотреть на хороший перегруз и выход из него... на душе спокойней

однотакт - для ТРУЪ саунда

просто у тебя драйвер однотактный - вот и расскажи, чем он лучше
Паралельный повторитель туда просится.

P.S. В однотакте (если уж) лучше PNP, у них зависимость hfe/ток линейней

[Юрий Сергеевич]

Паралельный повторитель туда просится.

Убедил(и) таки. Посмотрел оно в симуляторе, с ограничением нормально все и искажения чуть ниже, чем у меня. Единственно, сопротивления в эмиттерах первых транзисторов получаются 47 Ом для соотношения токов 5/50мА. Многовато, тем более, что
"2)
- влияние нелинейного базового тока
- с ростом сопротивления источника (Rgen) уменьшается глубина токовой ООС повторителя"
Но, с учетом симметрии, думаю, не так страшно, а?

[ДмитрийЗл]

там - не страшно. девиация тока низкая

Коллекторы первых транзисторов заводи в эм. выходников перекрёстно... или уже?

[Юрий Сергеевич]

Уже все обмерял и посмотрел (в симуляторе).
Стоп... коллекторы первых в эмиттеры выходников???
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3416-914d9ff6a4.jpg[/img]

[Tuvalu]

Зачем резисторы в эмиттерах выходных транзисторов? Ставьте однотипные транзисторы (только не 547...560, они слабоваты для таких токов), обеспечьте хорошую тепловую связь всей четвёрки. Ток задавайте резисторами в первом каскаде.
Один нюанс: в этом случае через все транзисторы будет течь примерно один и тот же ток, но это не беда, т.к. он, этот ток, не очень большой и, если Hfe, скажем, более сотни, то ОУ спокойно прокачает этот каскад. Зато, будет скомпенсированы тепловые искажения. Транзисторы желательно подобрать по равенству Hfe при рабочем токе.

ПС. Не знаю, как другие, но я далеко не сразу понял, что вы такое нарисовали. Советую изображать каскад стандартным образом, а не шиворот-навыворот. Т.е. транзисторы первого каскада лучше поменять местами - сверху pnp, снизу npn.

[Юрий Сергеевич]

Один нюанс: через все транзисторы будет течь один и тот же ток, но это не беда, т.к. он, этот ток, не очень большой и, если Hfe более сотни, то ОУ спокойно прокачает этот каскад. Зато, будет скомпенсированы тепловые искажения.

Не понял. Если R8,R9,R11,R12  убрать, то получается что-то типа токового зеркала и действительно токи будут все одинаковые. Но что мешает  оставить R8,R9, тогда ток выхода будет больше тока драйверов и в зависимости от их величины? Тепловые искажения.. а стоит ли идти на такие "жертвы" ради их снижения?
Интересная идея, но не перевесят ли минусы от увеличения тока первого каскада плюсы компенсации ТИ?
PS Рисунок поправил.
_______________________________
Tuvalu, подумалось мне - все эти вопросы больше к себе самому, спасибо за вариант реализации. Думаю, что оставлю с резисторами. На выход конечно же не 547, поставлю 1249/3117, есть у меня их как раз 2 пары.

[Tuvalu]

Да, какие там жертвы. Грубо говоря, доли мА ОУ отдаст элементарно. Точно не помню, но при равенстве токов четвёрки, вроде бы, ещё и термостабильность  лучше. Можно найти и почитать. Это для мощного каскада были бы жертвы...

Если R8,R9,R11,R12 убрать, то получается что-то типа токового зеркала и действительно токи будут все одинаковые.

Получается классический параллельный повторитель. Вместо эм. резисторов первого каскаде можно поставить источники тока - уменьшатся искажения. Ещё возрастёт макс. амплитуда на выходе, что, впрочем, в этом случае несущественно.

ПС. Вот, например: http://0hz.nm.ru/ideas/par-shikl_follower.htm

[ZAQ]

однотакт - для ТРУЪ саунда
 

Нет, кроме шуток, если серьёзно:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3423-d020b0454e.GIF[/img]
img-3423-d020b0454e.GIF
 
Ничего подобного раньше не делал, да и в интернете похожего, к сожалению, не нашёл, решил попробовать своими силами... Тоже хочется советов, только томатами сильно не бросайтесь...
Надеюсь, что звук будет по-настоящему "ТЁПЛЫМ" в обоих смыслах этого слова.))))
Ну, или пересчитать под 15Вольт, тогда можно без диодной защиты...
Интересует: есть ли в схеме косяки?
_____________________________
PS один косяк даже два нашёл сам: не правильно перевернул питание, смещение тоже... Исправил схему.

Или приблизительно такой вариант, но транзистор будет рассеивать больше мощности, не знаю, пока, что лучше:
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3424-d020b0454e.GIF[/img]
img-3424-d020b0454e.GIF
Мозг уже устал, тяжеловато такое выдумывать, пока что, для меня... Сбила с толку глава 2.15(рис.2.54) Хоровиц/Хилл "Искусство схемотехники" 5-е изд. про повторитель с расщеплёнными источниками, чуть с катушек не съехал, пока пытался понять принцип, симулятор замучил, не получалось, и всё тут, всё равно полностью не понял пока... Вернул схеме смещение в пол-питания, резистор в эмиттерной цепи выходного транзистора поставил существенно меньше сопротивления нагрузки, только после этого схема перестала искажать, не знаю, в чём дело...

[ДмитрийЗл]

слишком сложно для ТРУЪ саунда!!  

однокаскадный однотакт, только ОУ включить инвертом и транзисторы - PNP (перевернуть)


т.е. из своей схемы выбрось Т3, R11.
Выход на эм Т1
R9 - стабилитрон на пару вольт или светодиод, R10 - ток покоя.

транзисторы - хоть простейшие BD140. (если 7.5v)
если питание 15В - лучше ТО-220 , например 2sa1930

И смело убирай по нолику с R6, R7
Не нужны в обвязке ОУ сопротивления больше 10к.

будет лучше звучать точно

[ZAQ]

ДмитрийЗл, о, спасибо! Кус всего 2?
Просто я подумал, что ОУ будет тяжело(искажения), поэтому добавил ещё маломощный каскад на п-р-п транзисторе, чтобы немного разгрузить ОУ, заодно он компенсирует падение на эмиттерном переходе последующего каскада, поэтому на эмиттере выходного будет ровно пол-питания(отсутствие пост. составл. на нагрузке). Добавить в ИТ стабилитрон, думаю, справедливо, особенно, если питание не стабилизированное.
Далее. Про сопротивления резисторов в обвязке не совсем понял - если их на порядок уменьшить, то уменьшится входное сопротивление, нужно будет потенциометр на входе около 1к ставить, чтобы падения полезного сигнала большого не было. Да ещё ёмкость разделительного конденсатора в 10 раз увеличивать, а это уже электролит, плёнку не поставишь... Резисторы металлоплёночные, токи входные небольшие у ОУ, импеданс входной высокий, Кус малый - неужели так сильно шуметь будет?... в чём выигрыш-то?
Ещё вопрос новичка: для чего резистор ставится в цепь базы с выхода ОУ(R6)?
_____________________________
PS наверное, для однотакта очень серьёзно нужно будет подойти к питанию, а то ток покоя здоровый, гудение, думаю, трудновато будет побороть - есть какие-либо особенности в этом плане? И реально кто-то собирал подобное? И порадовал ли результат?