Усилитель для наушников своими руками: схема четырехканального варианта на 4 пары наушников, высококачественного и простого усилителя звука

В статье разберем 4 принципиальные схемы усилителей для наушников: от дешевых на простых транзисторах до элитных на лампах

Схема USB усилителя звука для наушников

Схема USB усилителя для наушников довольно проста и имеет минимальное количество радиоэлементов в обвязке. Напряжение питания микросхемы TDA7050 находится в диапазоне 1,6 В…6 В. Поэтому ее можно питать непосредственно от USB порта, имеющего стандартное напряжение 5 В.

TDA7050 схема

Для регулировки величины входного сигнала и соответственно громкости звука в наушниках применяется сдвоенный переменный резистор с логарифмической характеристикой сопротивлением 20 кОм.

Однако, на мой взгляд, лучшим решение будет установить стабилизатор напряжения с минимальным падением напряжения. Таким интегральным стабилизатор напряжения может послужить микросхема MCP1702. Она имеет достаточно низкое падение напряжения по сравнению с аналогами и составляет 0,65 В. На выходе ее 3,3 В. Поэтому для стабильной работы MCP1702 достаточно подать на ее вход 4 В.

Схема USB усилителя звука для наушников TDA7050

Для сглаживания различного рода пульсаций тока на входе и выходе MCP1702 установлены конденсаторы. Максимум на стабилизатор можно подавать 13,2 В. Таким образом, применяя стабилизатор напряжения, USB усилитель звука для наушников можно питать в широком диапазоне напряжения: от 4 В до 13,2 В. Или даже от одной батарейки, если подключиться к TDA7050 после стабилизатора.

Разводку печатной платы и документацию на микросхемы можно скачать здесь

TDA7050 разводка печатной платы

Если Вы только начинающий радиолюбитель, то рекомендую ознакомиться со статьей, как сделать любой усилитель звука.

USB усилитель звука для наушников

Теперь, я надеюсь, Вы сможете собрать любой USB усилитель звука для наушников своими руками.

Электроника для начинающих

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Зачем нужен усилитель для наушников

Вопрос о том, нужно ли усиливать звук в головных телефонах, волнует многих пользователей наушников. Ведь практически в каждом устройстве, воспроизводящем аудиосигналы (плеер, магнитола, персональный компьютер, смартфон и пр.) имеется встроенный усилитель, оснащенный отдельным выходом для подключения наушников. Мало того, измерение параметров встроенных усилителей, проведенные без подключения нагрузки (на холостом ходу), показывает, что все они отвечают требованиям, необходимым для качественного звучания головных телефонов. Однако все дело в том, что при подключении к воспроизводящему устройству ситуация кардинально меняется, причем не в лучшую сторону. И проблема заключается именно в согласовании этих устройств между собой.

Усилитель для наушников

Совет! Поэтому специалисты советуют при подключении головных телефонов к источнику звука обращать особое внимание на рекомендованную изготовителем последнего величину сопротивления нагрузки. Иначе при прослушивании фонограмм возникнут искажения, способные существенно ухудшить качество звучания.

При несоответствии выходного сопротивления звуковоспроизводящего устройства импедансу головных телефонов возможны следующие последствия:

  • высокая чувствительность низкоомных наушников способствует появлению фонового шума;
  • при подключении высокоомных головных телефонов к низкоомному входу источника звука громкость звучания фонограммы может значительно снизиться и т. д.

Избежать означенных проблем можно, если подключать наушники к источнику звука через внешнее усилительное устройство с достаточно большим (свыше 20 кОм) входным сопротивлением. Такой прибор прекрасно взаимодействует с любым встроенным усилителем, поскольку функционирование последнего на высокоомную нагрузку мало чем отличается от его работы на холостом ходу. О сопротивлении наушников подробнее можно узнать из нашей статьи.

На заметку! Встроенный усилитель без труда обеспечивает максимально возможные характеристики воспроизводящего устройства, а вот полностью раскрыть потенциал подключенных головных телефонов — это задача усилителя для наушников.

Схема портативного УНЧ для наушников

Портативный усилитель для наушников

Портативный усилитель для наушников

Усилитель был построен на основе микросхемы TPA6102 от Texas Instruments. Эта небольшая схема требует сверхнизкое напряжение. Для неё достаточно питания 1,6 — 3,6 В, а из других радиодеталей шесть конденсаторов обвязки (другой вариант схемы смотрите тут). На плате усилителя помимо вышеупомянутых элементов, также размещен потенциометр громкости, разъем для наушников, выключатель питания и блок с батареями AAA. Снизу добавлена общая несущая пластина. Несмотря на скромный, минималистичный дизайн устройства, УЗЧ играет на удивление хорошо, гораздо лучше чем средние усилители для наушников многих заводских исполнений.

Портативный усилитель для наушников

Портативный усилитель для наушников

Портативный усилитель для наушников

Расход энергии батареек невелик, всего пару десятков миллиампер, но если вы планируете часто им пользоваться — прикрепите аккумулятор Li-Ion 18650, его хватит при активной работе на месяц. Более совершенный вариант аналогичного УНЧ можно изучить по ссылке.

Схема принципиальная  усилителя

Схема усилителя на пентодахСхема блока питания для усилителя на пентодахПлата печатная усилителя на пентодах

Такие элементы, как резисторы и конденсаторы, имеют обычное качество и продаются в любом магазине электротоваров. Лампы тут импортные пентоды PCL86 (ECL86, 6Ф3П, 6Ф5П).

Передняя и задняя части прикреплены болтами к раме из алюминиевого профиля квадратного сечения 10 мм, просверлено, нарезана резьба и привинчено винтами М4, вышло очень прочное соединение.

Перед и зад корпуса вырезаны лобзиком из деревянной разделочной доски, я не знаю что это за дерево. Хорошо сверлится и шлифуется, имеет маленькие кольца, может быть ясень или бук. Лаковое прозрачное покрытие сверху.

Верх и низ были согнуты из алюминиевого листа толщиной 1 мм. Он легко режется, изгибается и достаточно жесток и долговечен для конструкций такого размера.

Лампы расположены горизонтально в специальной камере, спереди выполнил окно от старого манометра со стеклом, на противоположной стороне — то же самое окно, но без стекла. Внутренняя часть камеры облицована тем же фактурным листовым металлом, что и корпус.

Лампы сверху и сбоку от повреждений и пыли защищены набором из плоских стержней, обеспечивающим к тому же конвективное охлаждение.

УМЗЧ звучит хорошо для моего уха, между песнями можно услышать только очень-очень тихий гул, возникающий из-за близкого расположения сетевого трансформатора рядом с радиолампами. При прослушивании многих дисков я бы добавил немного баса, но тембр тут не регулируется. Хотя другие записи звучат вполне нормально, когда дело доходит до НЧ. По-ходу экспериментов проверил несколько пар наушников, открытых и закрытых, от нескольких десятков Ом до 600 Ом. Особо не заметил никаких искажений звука из-за низкого сопротивления наушников. Он теперь играет часами и к тому же радует взгляд.

Принципиальная схема

В интернете можно найти множество разнообразных предложений, но мы остановились на самой простой и действенной схеме усилителя на основе TDA 2003.

Схема

Собранный портативный усилитель для наушников работает по классу A, а коэффициент усиления у него около 18 единиц — такая мощность удовлетворит самого привередливого меломана. На некоторых форумах в интернете продвинутые радиолюбители весьма положительно отзываются об этом чипе и представленной схеме, поэтому после сборки в вашем активе окажется весьма качественный усилитель для наушников. Звуковой ряд, по заверению тех, кто уже сделал для себя лично аналогичное изделие, достоин похвал: даже низкие тембры передаются в полном объеме без искажений — отдельно собирать УНЧ (усилитель низких частот) нет необходимости.

Упростим себе жизнь

Тех, кто только открывает для себя электронику и качественный звук, непременно порадует факт, что собирать потребуется усилительную часть. Да и то позже будет дана, готовая для повторения, печатная плата и вся остальная необходимая информация

Остальные узлы будут куплены готовыми. Это в разы упростит и удешевит задачу без какой-либо потери качества. Самостоятельная сборка таких узлов прилично усложнит задачу. А обойтись без них в задуманной конструкции не получится.

К тому же при сегодняшних масштабах производства различных модулей, стоимость покупки деталей для такого модуля обходится дороже стоимости готового модуля. Возникает резонный вопрос — че париться то?)

Простые конструкции усилителей для наушников

Для радиолюбителей отечественная промышленность производит радиоконструктор «Гамма», купив который пользователь без особого труда сможет изготовить неплохой внешний усилитель для наушников своими руками (см. фото и схему на рис.).

Схема усилителя «Гамма»

Рис.1. Схема усилителя «Гамма»

Усилитель «Гамма» в собранном виде

Рис.2. Усилитель «Гамма» в собранном виде

Он подходит как для низкоомных, так и для высокоомных головных телефонов, собирается на одной микросхеме типа NME5532 или OPA2134 (в зависимости от исполнения), отличается ультралинейной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) и обеспечивает получение таких технических параметров: диапазона частот (-1 дБ) – 8-400000 Гц, нелинейных искажений — 0,001-0,002 процентов. В комплект поставки входит красочно иллюстрированная пошаговая инструкция, пользуясь которой собрать и настроить усилитель сможет не только опытный, но и начинающий радиолюбитель.

Хороший результат можно получить, собрав аналогичный усилитель для наушников на базе радиоконструктора «Двухканальный усилитель Shareconn Hi-Fi 47» китайского производства. С процессом его сборки можно ознакомиться, посмотрев видеоролик

Простейшие усилители для наушников

Простой усилитель для головных телефонов можно за полчаса собрать на микросхеме TDA2822 или его модификациях. Кроме микросхемы понадобятся также:

  • электролитические конденсаторы 100мкфх16 В — 4 шт.;
  • разъем для подключения наушников;
  • миниатюрный выключатель.

Сборку такого усилителя можно осуществить как с помощью навесного монтажа (см. рисунок), так и на печатной плате, которую придется сделать самостоятельно. Разводка проводников и внешний вид собранной печатной платы показаны на фото. После сборки и проверки работоспособности усилителя его желательно поместить в корпус.

Разводка проводников

Рис.3. Разводка проводников

Плата

Плата в собранном виде

Рис.4. Внешний вид платы, сделанной самостоятельно

На такой же микросхеме можно собрать и более сложное устройство (электрическую схему см. на фото), для которого понадобятся такие радиоэлементы, как:

  • микросхема ТДА2822 или ТДА2003;
  • переменные резисторы номиналом 4,7 кОм (2 шт.) и 10 кОм (1 шт.);
  • электролитические и неполярные (пленочные) конденсаторы;
  • разъемы для подключения элементов электропитания и наушников.
Электросхема усилителя на микросхеме TDA2003

Рис.5. Электросхема усилителя на микросхеме TDA2003

Собирают все элементы на печатной плате, которую затем помещают в подходящий по размерам корпус.

Важно! Наличие печатной платы — основное условие для того, чтобы получить высококачественный усилитель.

Аналогичный результат можно получить, собрав типовой двухкаскадный усилитель мощности на 2 транзисторах типа КТ315. Однако для его стабильной работы понадобится:

  • точный подбор напряжений, отдельно подаваемых на базу, коллектор и эмиттер транзисторов;
  • наличие положительного и отрицательного напряжений, подводимых по отдельным линиям;
  • наличие питающего напряжения номинальным значением не менее 5 В, для чего придется специально подбирать резисторы.

Как правило, все самодельные усилители для наушников требуют применения источника питания напряжением порядка 12 В и выше. Однако, если приобрести готовую сборку MAX4410 (см. фото), работающую от источника питания напряжением 1,5-5 В, то можно собрать карманный усилитель, способный работать на батарейках (пальчиковые или литиевые). Максимальная выходная мощность этого устройства  — 80 мВт.

MAX4410

Рис.6. MAX4410

Высококачественный усилитель для наушников

Для искушенных радиолюбителей не составит большого труда самостоятельно изготовить усилители, позволяющие получить в головных телефонах звук достаточно высокого качества. Например, используя микросхему ОРА2134Р можно собрать клон профессионального усилителя Lehmann Black Cube Linear. Схема его, приведенная на рисунке, представляет собой усилитель класса А, выходные каскады которого не охвачены отрицательной обратной связью (ООС).  ООС охвачен только предусилитель. Конструктивно она размещается в корпусе от CD-ROM с самостоятельно изготовленной передней панелью (см. фото).

Схема

Рис.7. Схема

Конструктивное размещение

Рис.8. Конструктивное размещение                                       

Разводка проводников на двусторонней печатной плате выполнена методом ЛУТ (лазерно-утюжная технология).

Изготовление платы методом лазерно-утюжной технологии

ЛУТ — это процесс переноса нарисованной разводки проводников печатной платы на фольгированный материал. Заключается данная процедура в следующем:

  • используя одну из существующих программ для создания печатных плат, осуществляют на экране компьютера разводку будущего элемента;
  • при помощи лазерного принтера распечатывают полученный рисунок на листе глянцевой бумаги;
  • прикладывают лист бумаги с изображением печатной платы к предварительно нагретому фольгированному материалу;
  • горячим утюгом проглаживают бумагу с изображением печатной платы, перенося таким образом рисунок на поверхность фольги;
  • по окончании проглаживания фольгированный материал помещают в ванночку с теплой водой и осторожно, чтобы не повредить нанесенный на него тонер, снимают бумагу.

Внимание! Изображение печатной платы на фольгированном материале будет зеркальным отображением рисунка, полученного на экране компьютера.

Травление платы осуществляется в ванночке с раствором хлорного железа. По окончании этой процедуры полученную плату тщательно промывают. Затем в ней сверлят все необходимые отверстия. А потом, используя флюс с небольшим количеством оловянного припоя, лудят сторону, где будет производиться пайка радиоэлементов.

Травление плат

Далее на печатную плату устанавливают все радиоэлементы, начиная с цепей электропитания. Учитывая, что электрическая схема усилителя потребляет порядка 150 мА на каждое плечо электропитания, выходные транзисторы нужно установить на радиатор, используя для этого слюдяные прокладки и теплопроводную пасту.

Совет! Для получения высокого качества звучания важно подобрать транзисторы с одинаковым коэффициентом передачи, следить, чтобы разброс номинальных величин всех резисторов не превышал 1% и приобрести качественный регулятор громкости.

Нужно знать, что усилители для головных телефонов с достаточно высокими техническими характеристиками можно собрать на базе широко распространенных микросхем LM358N, TDA7050, К157УД1 или их аналогов. Все они обладают минимальным коэффициентом нелинейных искажений и низким уровнем собственных шумов.

Инструменты и материалы

Перед самостоятельной сборкой звукоусилителя для наушников необходимо подготовить все необходимые инструменты и материалы:

  • микросхема;

  • корпус;

  • блок питания (выходное напряжение 12 В);

  • штекер;

  • провода;

  • выключатель в виде кнопки или тумблера;

  • радиатор для охлаждения;

  • конденсаторы;

  • бокорезы;

  • шурупы;

  • термопаста;

  • паяльник;

  • канифоль;

  • припой;

  • растворитель;

  • крестовая отвертка.

Усилитель для наушников на ОУ

Наиболее удобным вариантом являются схемы на операционных усилителях (ОУ). В таком случае количество элементов сводится к минимуму, а схема не требует никакой наладки.

Большим плюсом операционных усилителей является то, что все они, за исключением специализированных, выпускаются в корпусах DIP8 (Minidip) и SO-8 ( он же SOIC).

высококачественный портативный усилитель для наушников, схема усилителя для наушников на ОУ

Будем ориентироваться на корпус DIP8. По размерам он больше. Поэтому во первых его проще паять, а во вторых он лучше охлаждается, что тоже важно для усилителя. А а для тех микросхем, которых в DIP8 не выпускают можно воспользоваться переходником из SO-8  в DIP8.

Переходник для микросхем из SO8 в DIP8

Назначение выводов ОУ стандартизовано и они взаимозаменяемы. Поэтому можно один раз впаять панельки под микросхемы и просто вставлять микрухи без помощи паяльника. Это не только упростит замену микросхем но и убережет их от возможного перегрева при пайке.

высококачественный портативный усилитель для наушников, схема усилителя для наушников на ОУ

Схема усилителя для наушников

высококачественный портативный усилитель для наушников, схема усилителя для наушников на ОУ

Откуда взялась эта схема и для чего нужна каждая конкретная деталь было подробно описано в статье: Схема усилителя для наушников на ОУ с удвоенным выходным током.

Схема усилителя для наушников четвертая, для «подвинутых» в ламповую сторону

Схема усилителя для наушников класса А на лампах

В данной схеме усилителя для наушников (автор — Б. Каинка, журнал Elektor Electronics, №10/2003 год, с. 70.) используется лампа, применявшаяся в радиостанциях, когда-то стоявших на вооружении Советской Армии (Р-105М, Р-108М, Р-109М и другие). Да и в ДОСААФ такие радиостанции использовались весьма долго — например, для работы в диапазоне 28 МГц подходила Р-108М.

Лампа 1П24Б — пентод прямого накала, тип «стержневая», малогабаритная. Напряжение накала, указанное на схеме, 1,2 Вольта при токе 240 мА.

Анодное напряжение здесь низкое – всего 12 Вольт, так что можно не бояться, что от анодной цепи «долбанет» сотней вольт.

Непосредственно в анодную цепь включаются наушники, сопротивление обмотки которых должно быть не менее 600 Ом (говорят, есть такие «уши» из разряда «студийных»). И конечно же, понадобится две таких лампы — ведь у нас предполагается «стерео»…

Схема источника питания не приводится специально — если  уж вы собрались паять данную схему и нашли такие не особо распространенные на рынке лампы, то в дальнейшем моя помощь в этой конкретной области вам точно не понадобится.

Питания усилителя

Питание напрямую определяет качество звука усилителя. Конечно, лучше использовать более высокое напряжение питания, которое ко всему еще и двухполярное. Для портативной конструкции, которая будет питаться от одного аккумулятора хорошим напряжением можно считать ±5 вольт.

Этого будет с запасом для раскачки большинства наушников, но при этом такую мощность потянет аккумулятор. Для получения требуемого напряжения воспользуемся dc-dc преобразователем. 

DC-DC преобразователь — это устройство способное преобразовывать постоянное напряжение одной величины в постоянное напряжение другой величины.

Самые надежные наушники 2019 года

Наушники JBL T500BT на Яндекс Маркете

Наушники Pioneer SE-MS5T на Яндекс Маркете

Наушники Audio-Technica ATH-S200BT на Яндекс Маркете

Наушники JBL Live 500BT на Яндекс Маркете

Наушники Pioneer HDJ-X10 на Яндекс Маркете

А кто у нас певец?

Напоследок хочется высказать некоторые субъективные замечания по поводу использования компьютера в качестве источника сигнала. Естественно, что собирать схему №3 или №5 для того, чтобы подключить к выходу звуковой карты типа ESS688 особого смысла не будет — разницу в качестве звука не будет слышно из-за особенностей этой весьма старой «звучалки».

Данные схемы просто напрашиваются на работу с картами типа SB Live! и более поздними моделями. Конечно, если у вас в компьютере стоят девайсы, создающие кучу наводок при обращении к ним – качественную музыку придется слушать только в минуты отдыха.

Другой вопрос –— как слушать музыку в наушниках? Лично я использую набор Winamp+DFX. Может, мне просто не встречалось других проигрывателей, качество которых меня устроило? Наверное…

Но дело вот в чем: включите эквалайзер, визуализацию установите в виде анализатора спектра — «тонкие полоски» с максимальным качеством кадров в секунду, «огненный» стиль (когда на пиках верхушки полосок становятся красными). И что вы увидите? Скорее всего, практически все полоски одновременно будут доставать до максимальной отметки… (Интересно, многие ли считают это нормой?)

А теперь попробуйте левый ползунок («preamp» — «предварительное усиление») немного сдвинуть вниз, так, чтобы до верхней отметки цветные полоски доставали только иногда.

Если у вас хорошая акустика и битрейт записи не ниже 160, разницу почувствуете сразу (громкость звука понизится, но это легко компенсировать регулятором громкости). В случае, когда разницу в изменении качества звучания услышать не удается — вы, вероятно, уже давно пользуетесь наушниками при езде в общественном транспорте (прослушивание музыки сокращает дорогу, но при этом сильно ухудшает слух).

Если вы считаете, что при воспроизведении музыки все частоты должны звучать одновременно и на полную громкость — вынужден вас разочаровать. В этом случае такой сигнал не будет иметь к музыке никакого отношения, и в радиотехнике для него даже есть специальное название — «белый шум». Подобной смесью частот проверяют, сколько времени могут выдержать динамики без необратимых механических (и прочих) повреждений. Расслышать при этом все ньюансы звучания инструментов вряд ли получится… Так что, если для вас самое главное при прослушивании музыки — громкость, даже усилители вышего класса могут не оправдать возлагавшихся на них надежд.

Между прочим, изготовление высококлассных усилителей для личного пользования не менее увлекательное занятие, чем разгон процессоров и видеокарт. По крайней мере, мне так кажется…

Чутких вам ушей!

Источник

Двухэлектродные лампы

  • схема усилителей на лампах
  • схема усилителя звука
  • усилитель звука на транзисторах
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...