Усилитель для наушников

[ZAQ]

Зацените, набросал схемку, планирую собрать. Симулировал в MC10 и NI MS12 - обе программы показали очень неплохие результаты по искажениям и частотному отклику. От оптического реле всё-таки отказался, планирую поставить электромагнитное повышенной чувствительности. От перегрузки по постоянке на выходе - защита плавкими быстродействующими предохранителями.

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3882-19fa3b30ce.GIF[/img]

img-3882-19fa3b30ce.GIF

[real64]

ZAQ  а не кривые ли модели операционников используются в программах. Уж очень всё благостно получается. Как будто применяется идеальный ОУ. Если же глянуть на даташит, то там всё уже не так радужно. А если ещё и на цену - то тучи закроют всё небо
  .
   Я попробовал схемку в мультисиме. Так тоже всё замечательно. При 18 Вт на 2.5 Омах КНИ меньше 0.001 %.   .
  Не верю.  

[Beermonza]

Зацепить выключение питания на потенциометр громкости - изначально нехорошая идея. Я уже 3 раза менял потенциометр такого типа (с выключателем) в одном и том же пульте активной акустической системы 5+1. Именно из-за необходимости постоянно им крутить до упора и щелчка на выключение потенциометр изнашивается очень быстро, начинает шуршать. А надо всего лишь выставить обычный уровень и крутить им взад вперёд на 20% максимум и достаточно редко, все ведь знают на какой громкости они слушают музыку. Меньше вращений - дольше служба потенциометра, разбирать и перепаивать каждый год ещё тот гемор. Поэтому с отдельной кнопкой питания и мьютированием на время намного целесообразнее.

[ZAQ]

real64 , поэтому и выложил на обсуждение, жаль только, пока не все темы, связанные с этим проектом поддерживаются, и больше походят на простомонологи с кучей просмотров...
Думается, что идеальный ОУ искажений не имеет вообще, а цифры какие-то, хоть и мизерные, но обе программы выдают. Могу попробовать посмотреть ещё в TINA, там точно модели прямо от производителя(только не помню, считает ли она искажения). Просто надеялся на помощь форума, т.к. одному сразу со всем справляться хлопотно весьма... За качество данного опера не сомневаюсь, помню, что-то попадалось на нём вроде схемы измерения параметров высококачественных пьезодинамических головок. Цена - да, но их немного есть у меня. Кстати, с более дешёвой TDA2030 тоже в программах работает, но цифры похуже и ток покоя намного выше. Проект примерно прикинул, платы уже развёл, но ожидаю ответы на вопросы, может, придётся ещё подкорректировать... Потенциометры пришли не те, которые заказывал - вернул деньги, поэтому, реле из БП я исключу вообще, будет всё предельно просто. Клип индикатор уже почти весь запаян, не хватает компаратора - жду, скоро должен придти. Буду проверять, подавая входное постоянное напряжение от регулируемого БП. Наушники новые проверял звучат классно, хотелось бы под них заточить усилитель, чтобы было без разницы, к какому источнику подключать. Вот такие не особо грандиозные планы у меня на этот счёт...
_____________________
PS
Бир, спасибо за совет, это, действительно, так. Честно, стал подумывать тоже над этим, но уже после того, как заказал несколько шт. Зато обстоятельства сами определили исход.

[ZAQ]

Я попробовал схемку в мультисиме. Так тоже всё замечательно. При 18 Вт на 2.5 Омах КНИ меньше 0.001 %.  .
  Не верю.

Какая версия NI MS? У меня 12, результаты(18W, 2.5Ω):
1кHz - 0.001%, 7кHz - 0.004%. Микрокап десятый: 1кHz - 0.00088%, 7кHz - 0.00409%, питание +/- 35V. По даташиту всё мрачнее.

Результаты расчётов ТHD для моего усилителя у меня получились такие:

NI MS12:
Uin(p-p)=1V 1кHz - <0.000%, Uin(p-p)=1V 7кHz - 0.002%
Uin(p-p)=2V 1кHz - 0.001%, Uin(p-p)=2V 7кHz - 0.004%

MC10:
Uin(p-p)=2V 1кHz - 0.00036%, Uin(p-p)=2V 7кHz - 0.00248%

Сильный рост искажений (клиппинг) адекватно показывают при повышении Uin конкретного значения при выбранном питании +/-15V, на нагрузку и Кус тоже адекватно реагируют, кто его знает...

У TINA TI 9 есть конкретная модель из дополнительной библиотеки, скачивал с офф. сайта TI, но не знаю, как в ней вычислить THD, разбираюсь пока...
_____________________________
PS Разобрался вроде, TINA считает сразу всё сама. Вот результаты для 18W 2.5Ω:

[ZAQ]

Теперь больше похоже на правду. Вот какие искажения она посчитала для моей схемы при 1кHz, Uin(p-p)=2V, 763mW развиваемой полной мощности на комплексной нагрузке, не так уж и мало получилось.
___________________________________
ЗЫ странно, но искажения не снижаются ниже 0.0089% даже с 10кОм в нагрузке и значительном уменьшении входного уровня, а на 7кГц вообще 0.07% кажет. Видимо, снова косяк? Кому тогда верить?

[Tuvalu]

Никакой симулятор не считает правильно искажения схем на ОУ, т.к. модели ОУ неполные, они создавались не для этого. С полными моделями расчёты заняли бы намного больше времени.
OPA544 - низкочастотный ОУ, малые искажения во всей звуковой полосе на ней не получить. Хотя, получится вполне нормальный хифи.

[real64]

ZAQ Советовать можно только если сам делал. Потому и просмотров много а ответов мало.
  Мультисим у меня 14.
  Я  и засомневался в корректности моделей потому что сам последнее время увлёкся телефонными усилителями и собрал целый зоопарк. Причем сначала идею проверял в мультисиме, затем собирал в железе и измерял для проверки в RMAA  Спектраплюсе. В принципе параметры коррелировали удовлетворительно.
  По поводу заточить усилитель под наушники,  если интересно, могу в отдельной теме, на примере сборки одного из усилителей, рассказать о своих соображениях  и выводах на эту тему, возникших в процессе изготовления и настройки.

[ZAQ]

Никакой симулятор не считает правильно искажения схем на ОУ

Понял, для чего же тогда практически в каждом есть этот инструмент? Не считает THD, ну и не беда, а так - пусть неверно, но зато что-то высчитывает... Абсурд.

OPA544 - низкочастотный ОУ, малые искажения во всей звуковой полосе на ней не получить

1.4МГц - это низкая частота для ЗЧ, ясно. Сколько нужно? 250? Может 4Гига?   Что уж сказать про "гурманов", которые возвращаются к германиевым выходным транзисторам...

в отдельной теме, на примере сборки одного из усилителей, рассказать о своих соображениях и выводах

Это по желанию, но интересующихся будет валом, однозначно.

[ДмитрийЗл]

для чего же тогда практически в каждом есть этот инструмент?

В симуляторе удобно проверять/подгонать частотно-скоростные параметры ОУ.
В моделях обычно заложены только эти параметры.

На THD можно даже не смотреть.

1.4МГц - это низкая частота для ЗЧ

1.4МГц полосы действия ООС - очень мало. Особенно, если исходной  линейностью девайс не блещет.
8V/us SR - тоже очень мало.

Частота высокая нужна не для того, чтоб эти сигналы усиливать, а чтоб петлевое на нужных частотах было повыше

 

[ZAQ]

8V/us SR - тоже очень мало.

Уровень сигнала на выходе способен достигнуть 8V при импульсе частотой 1МГц и на нагрузке 15 Ом, я так понимаю этот параметр? Меня устроило бы 5V на нагрузке 47 Ом и частоте до 20кГц. Что, не успеет нарасти сигнал? Не понимаю.

[Tuvalu]

Понял, для чего же тогда практически в каждом есть этот инструмент? Не считает THD, ну и не беда, а так - пусть неверно, но зато что-то высчитывает... Абсурд.

Внимательней читай, то что я написал - не "вообще всех схем", а "схем на ОУ". Если самому составить корректную модель ОУ, то посчитает точно - настолько, насколько точно сделана модель. Вот с этим основная трудность, т.к. даже имея схему ОУ, невозможно самому сделать адекватную модель, потому что неизвестно много чего.
А танзисторные схемы он считает на ура.

1.4МГц - это низкая частота для ЗЧ, ясно. Сколько нужно? 250? Может 4Гига? Что уж сказать про "гурманов", которые возвращаются к германиевым выходным транзисторам...

Ирония Незнайки. Разберись, что такое 1,4 МГц. У древнего 741, кстати, 1,5 МГц. Посмотри в даташите 544 график TOTAL HARMONIC DISTORTION + NOISE vs FREQUENCY - до 0,1% на 1 кГц и до 1% на 10 кГц. Там, правда, для 15 Ом, но никакой симуляторной кучи нулей после запятой в этой схеме не получить.
Для сравнения посмотри даташиты на "наушниковый" ОУ TPA6120 и особенно на его прародителя THS6012 (он подробней), отбраковкой которой и является TPA. Посмотри скорости нарастания, полосу и сравни со своим 544.

[ДмитрийЗл]

Уровень сигнала на выходе способен достигнуть 8V при импульсе частотой 1МГц и на нагрузке 15 Ом

Не совсем.

Этот параметр говорит, что при достижении этой скорости амплитуда тока какого-то каскада (чаще всего первого) достигнет его тока покоя,
т.е. девиация тока через транзистор будет 100%-ой.

Работать транзисторный каскад (кроме выхода естественно) должен в малосигнальном режиме (изменение тока < 1% ). Чем меньше, тем лучше.
Только тогда можно получить низкие начальные искажения.
 

[ZAQ]

Разберись, что такое 1,4МГц.

Да в том-то и дело, что помню, что это граничная частота, на которой Кус ОУ снижается до 1. У меня по схеме Кус = 12.5дБ. Смотрю на график, вижу, что усиливать будет до 800кГц без проблем. Может, действительно, не знаю чего-то важного, а пока буду разбираться, возможно, и соберу к пенсии...

[Beermonza]

По поводу "абсурдности" симуляторов.

Ну, скачали Вы "официальную" LTSpice модель от кого-то там. Ну, например для NE5532:

[size=8]
.SUBCKT NE5532   1 2 3 4 5
C1   11 12 7.703E-12
C2    6  7 23.500E-12
DC    5 53 DX
DE   54  5 DX
DLP  90 91 DX
DLN  92 90 DX
DP    4  3 DX
EGND 99  0 POLY(2) (3,0) (4,0) 0 .5 .5
FB    7 99 POLY(5) VB VC VE VLP VLN 0 2.893E6 -3E6 3E6 3E6 -3E6
GA    6  0 11 12 1.382E-3
GCM   0  6 10 99 13.82E-9
IEE  10  4 DC 133.0E-6
HLIM 90  0 VLIM 1K
Q1   11  2 13 QX
Q2   12  1 14 QX
R2    6  9 100.0E3
RC1   3 11 723.3
RC2   3 12 723.3
RE1  13 10 329
RE2  14 10 329
REE  10 99 1.504E6
RO1   8  5 50
RO2   7 99 25
RP    3  4 7.757E3
VB    9  0 DC 0
VC    3 53 DC 2.700
VE   54  4 DC 2.700
VLIM  7  8 DC 0
VLP  91  0 DC 38
VLN   0 92 DC 38
.MODEL DX D(IS=800.0E-18)
.MODEL QX NPN(IS=800.0E-18 BF=132)
.ENDS
[/size]

Вот и смотрите какие внутри модели для. У диодов D(IS=800.0E-18) у транзисторов NPN(IS=800.0E-18 BF=132), т.е. идеальные модели. На секунду, более менее приемлемые модели:

.model 1N4148 D(Is=2.52n Rs=0.568 N=1.752 Cjo=4p M=0.4 tt=20n Iave=200m Vpk=75)

.model 2N3904 NPN(IS=1E-14 VAF=100 Bf=300 IKF=0.4 XTB=1.5 BR=4 CJC=4E-12 CJE=8E-12 RB=20 RC=0.1 RE=0.1 TR=250E-9 TF=350E-12 ITF=1 VTF=2 XTF=3)

А у конденсаторов и резисторов есть по три параметра: ёмкость, сопротивление, индуктивность. Вот и не доверяйте вообще симулятору, если используются "чёрные ящики с выводами" от кого-то там. Стройте схему на дискретных компонентах, поскольку они имеют более точные модели.

Проблема №2 - схемы с точными моделями симулятор считает очень долго. К примеру, обратноходовый ИБП с полевым транзистором с точной моделью, вместе с внутренними ёмкостями и паразитным биполярным транзистором и с обратными связями симулятор считает 30 минут, пока я увижу выход на штатный режим, ...при том, что у меня процессор Core 2 Duo 1,8 ГГц.

[ZAQ]

Ну да, напоролся на результаты симуляции, не спорю. Вот, кстати, макромодель OPA544 из библиотеки TINA (преобразовал в .txt):

[Beermonza]

Ну да, напоролся на результаты симуляции, не спорю. Вот, кстати, макромодель OPA544 из библиотеки TINA (преобразовал в .txt):

Аналогично. Упрощённые полупроводники.

[ZAQ]

Для сравнения посмотри даташиты на "наушниковый" ОУ TPA6120 и особенно на его прародителя THS6012 (он подробней), отбраковкой которой и является TPA.

То есть, можно просто-напросто использовать два лайн драйвера в THS6012 и не париться?

[Tuvalu]

В принципе, да. Только там критична разводка, т.к. схема очень шустрая. Как-то так: http://pavouk.org/hw/tpa6120headamp/en_index.html или http://www.vidalgo.com/DYA/pcb-THSADA.htm
В сети есть темы про эту микруху, например, на Веге, Датагоре.

[ZAQ]

Микрушек заказал этих. Входные токи большие, я так понял. SMD у меня валом, интересно, а с выводными металлоплёночными резисторами будет фунциклировать?
_______________
ЗЫ ещё LT1795 активно хвалят...