of 12 /12
Tri pojačala za slušalice 2. dio Prvo pojačalo za slušalice Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 1 PRVO POJAČALO ZA SLUŠALICE Električna shema Ulazni stupanj nije direktno spregnut nego pomoću kondenzatora vrlo visoke kvalitete, te je frekvencijska širina pojasa ograničena ulaznim niskopropusnim filtrom. Za naponsko pojačanje izvorno je primijenjen OPA 2134, a izlazni stupanj je dijamantni buffer temeljen na klasičnim bipolarnim tranzistorima umjesto jakostrujnih MOSFET-a. Izlazni stupanj nema ni negativnu povratnu reakciju zbog čega može nastati istosmjerni ofset, a ne dolazi do redukcije izobličenja. Sustav je dvokanalan s pasivnim uzemljenjem umjesto trokanalni s aktivnim uzemljenjem. Ispravljač je integriran na pločici s elektronikom, a naponski regulatori su klasični LM317/LM337. Dakle, prilično tradicionalno s izuzetkom dijamantnog buffera . Ukoliko se napravi simulacija pa usporedi navedena konfiguracija sa protutaktnom komplementarnom simetrijom dobivaju se vrlo slični rezultati te prividno izgleda da je protutaktna komplementarna simetrija mnogo bolje prilagođena za projekt pojačala za slušalice. Dakle, možemo se upitati zašto je u diskretnom projektu primijenjen dijamantni buffer umjesto potpuno komplementarne protutaktne konfiguracije ? Analiziramo li audiofilske sklopove uočavamo kako simulacije i mjerenja imaju značajnu ulogu samo u početnoj aproksimaciji konačnog rješenja. Sva naknadna poboljšanja temeljena su isključivo na – slušnim usporedbama. Dakle, audiofilski sklop je ujedno znanost i umjetnost. Dijamantni buffer ima prednost više ulazne impedancije, termički je prilično stabilan dok mu se ofset može namjestiti na manje od 1 mV. Klasa A, pri radnoj temperaturi od približno 70 o C, omogućava optimalne karakteristike primijenjenih poluvodiča te u krajnjoj liniji, po mišljenju najvećeg broja korisnika, zvuči bolje. Jednostavnim konstrukcijskim rješenjem u pojačalu se kondenzatori zagrijavaju na optimalnu temperaturu.

Tri pojačala za slušalice . dio Prvo pojačalo za slušalice ...audiologs.com/ozrenbilan/tripo2.pdf · Tri pojačala za slušalice 2. dio Prvo pojačalo za slušalice Poveznice:

Embed Size (px)

Text of Tri pojačala za slušalice . dio Prvo pojačalo za slušalice...

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 1

    PRVO POJAALO ZA SLUALICE

    Elektrina shema Ulazni stupanj nije direktno spregnut nego pomou kondenzatora vrlo visoke kvalitete, te je frekvencijska irina pojasa ograniena ulaznim niskopropusnim filtrom. Za naponsko pojaanje izvorno je primijenjen OPA 2134, a izlazni stupanj je dijamantni buffer temeljen na klasinim bipolarnim tranzistorima umjesto jakostrujnih MOSFET-a. Izlazni stupanj nema ni negativnu povratnu reakciju zbog ega moe nastati istosmjerni ofset, a ne dolazi do redukcije izoblienja. Sustav je dvokanalan s pasivnim uzemljenjem umjesto trokanalni s aktivnim uzemljenjem. Ispravlja je integriran na ploici s elektronikom, a naponski regulatori su klasini LM317/LM337. Dakle, prilino tradicionalno s izuzetkom dijamantnog buffera. Ukoliko se napravi simulacija pa usporedi navedena konfiguracija sa protutaktnom komplementarnom simetrijom dobivaju se vrlo slini rezultati te prividno izgleda da je protutaktna komplementarna simetrija mnogo bolje prilagoena za projekt pojaala za slualice. Dakle, moemo se upitati zato je u diskretnom projektu primijenjen dijamantni buffer umjesto potpuno komplementarne protutaktne konfiguracije? Analiziramo li audiofilske sklopove uoavamo kako simulacije i mjerenja imaju znaajnu ulogu samo u poetnoj aproksimaciji konanog rjeenja. Sva naknadna poboljanja temeljena su iskljuivo na slunim usporedbama. Dakle, audiofilski sklop je ujedno znanost i umjetnost. Dijamantni buffer ima prednost vie ulazne impedancije, termiki je prilino stabilan dok mu se ofset moe namjestiti na manje od 1 mV. Klasa A, pri radnoj temperaturi od priblino 70oC, omoguava optimalne karakteristike primijenjenih poluvodia te u krajnjoj liniji, po miljenju najveeg broja korisnika, zvui bolje. Jednostavnim konstrukcijskim rjeenjem u pojaalu se kondenzatori zagrijavaju na optimalnu temperaturu.

    Beta 22

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 2

    Shema oba kanala

    Kako bi potenciometar bio u optimalnom radnom podruju (srednji dio) u ovisnosti o glasnoi slualica, pomou dva preklopnika regulira se pojaanja sklopa. Mogu biti na ploici s gornje ili s donje strane. Optimalan poloaj je 0 dB.

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 3

    Shema napajanja

    Izvorna shema ne podudara se u svim detaljima s izvedbom kitova

    U verziji II pojaala umjesto vrijednosti otpornika u

    napajanju od 1.1 kOhm i 100 Ohma, postavljene su

    vrijednosti od 2.2 kOhma i 270 Ohm.

    Shem iz aplikacije LM

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 4

    POPIS MATERIJALA

    ifra vrijednost Komponenta na tiskanoj ploi

    1200808 2.2uF, 400V, EPCOS (ili MKS 4 WIMA) 2 C6, C7

    1413949 2.2nF, 1%, 250V, 2 C6, C7

    1198551 6800 uF 50v, 2 C8, C9

    1166009 0.15 uF 100v, MKT 4 C1, C2, C3, C4, C5

    1166009 0.15 uF 100v, MKT 4 C10, C12, C13, C15

    1848452 480 uF 35v, 6 C16, C17, C18, C19, C20, C21

    9520660 100 pF 1% 630V, Polystyren 2 C24, C25

    9520430 22NF, 63V, Polystyren 2 C22, C23

    eBay 10 uf 35v Tantal 2 C11, C14

    60-591-57 4.7 4 R1, R2, R3, R4

    7 1 R5

    60-591-98 220 2 R6, R8

    18C6023 BZX85-C13 13V, 1.3W, paralela x2 4 R7, R9

    60-591-81 47 8 R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17

    60-592-19 1.5 k 4 R18, R19, R20, R21

    60-592-23 2.2 k 3 R22, R27, R34

    60-592-10 680 2 R23, R26

    60-592-31 4.7 k 2 R24, R25

    60-592-39 10 k 2 R28, R29

    60-591-76 30 0.6 W 1% (10 2W) 12 R30, R31, R32, R33

    70-096-07 BYV27/200, Philips 4 D1, D2, D3, D4

    1084508 BD139-16 2 Q5, Q7

    1084566 BD140-16 2 Q6, Q8

    71-014-64 BC550C (ili BC109C) 2 Q3, Q4

    71-014-66 BC560C ( ili BC179C) 2 Q1, Q2

    2102581 LM317T, FAIRCHILD 1.2V to 37V 1 U1

    1013829 LM337T, FAIRCHILD -1.2V to 37V 1 U2

    OPAMP LME49720HA ili OPA 2604 ili slini po izboru 1 U3

    LED po izboru 1

    Code switch 2 SW1, SW2

    50 k DACT Type SMD Stepped Att ili ALPS 50 k 1 VR1

    1611441 HEATSINK, TO-220, 24.4C/W 6

    3.5MM JACK, 3POLE 1

    TRAFO 2 X 15V, 25 - 50VA (Talema, Weiss ili BLOCK) 1

    ifre su prema Elfa katalogu ili Fanell, a odnose se na tiskanu ploicu na slici desno. Komponente s popisa znatno su vie kvalitete od onih u izvornom ureaju. Na ploici ne moraju biti indikatori napajanja sa LED diodama. Izvorni Philips poluvodii vie se ne proizvode, a zamjenski na ureaju su

    ON SEMI Brand: BC550C ON SEMI Brand: BC560C

    FAIRCHILD: BD139-16

    ST: BD140-16

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 5

    Tipine vrijednosti hFE

    BC179C - 560

    BC179C - 420 BC109C - 470-475

    BD139 - 132-152

    BD140 - 125-163

    BC550 8 - 11 BC560 9 - 20

    Tiskana ploica TIP I Drugi tip ploice s pojednostavljenjem TIP II

    Trei tip ploice TIP III etvrti tip ploice TIP IV

    Ploice su sline kvalitete izrade ali razlike ipak postoje.

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 6

    Peti tip ploice TIP V

    Naponi na izvornoj ploici ureaja i kompenzacija ofseta Vrijednosti su tipine, a neznatno se mijenjaju od ploice do ploice u ovisnosti temperature i elemenata.

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 7

    Naponske vrijednosti se mijenjaju ovisno o proizvoau elemenata. Najee su proizvoai:

    ON SEMI Brand: BC550C BC560C

    FAIRCHILD: BD139-16 ST: BD140-16

    Tvorniki podeene vrijednosti su +14.7V i -15.2V. Kako je opisano, trimerom se podesi ofset pri emu se napon napajanja najee smanji na tipinu vrijednosti +14.1V i -14.2V. Treba teiti simetrinom ofsetu bez obzira na napon napajanja. Mala vrijednost razlike napona napajanja npr. 0.1 V moe rezultirati na ispravnom ureaju razlikom ofseta lijevog i desnog kanala od 4 do 5 mV. Bez podeavanja trimera ofset je najee razl iit u lijevom i desnom kanalu, a moe biti od 0 do 20 mV. U praksi je potpuno normalno da se ofset moe poveavati smanjenjem faktora pojaanja. Tako npr. pri pojaanju od 20 dB moemo imati ofset od 6mV, a smanjenjem pojaanja ofset moe rasti npr. do 12 mV. Kompenzacija smanjenjem vrijednosti emiterskog otpora

    Ako otporu 1,5 k dodamo u paralelu npr. 18k, struja mirovanja (izvorno 57 mA) promijenit e se za manje od 2mA. Alternativno zamijenimo otpor 1.5 k sa serijom 1,2 k + trimer 330 . Otpornik se lako doda na ploicu izmeu baze tranzistora i kondenzatora (na slici).

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 8

    Kompenzacija trimerom u napajanj

    Mogue je u sklopu LM317/337 zamijeniti otpornik od 1.1K s dvije zener diode 13V 1.3W kako bi se dodatno smanjio um regulatora. Prema literaturi LM regulatora najbolje je za ADJ i OUT postaviti tantal pri tomu obratite pozornost da napon bude dvostruke vrijednosti (35V). Nakon toga provjeriti ofset. Regulatori su u praksi najee nesimetrini (npr. LM317 = +14.7V, a LM337 = -15.2). Zbog toga je optimalno reguliranje simetrije i ofseta trimerom. Pri radnoj temperaturi ovim nainom ofset se moe namjestiti na manje od 1 mV iako pri tome napon moe biti i do 1V manji od 15V. Najvii ofset pokazuju AD797, a najmanji OP2107, a sve se mijenja promjenom pojaanja. U takvoj situaciji najelegantnije je promijeniti otpornike regulatora serijskom kombinacijom otpornika i trimera, kako je prikazano na prethodnoj slici. Tada korisnik moe mijenjati operacijska pojaala u podnoju i nakon to se sklop zagrije na radnu temperaturu, podesiti optimalni ofset. Podruje rada pojaala je od 12 do 18V, sa zvuno optimalnim vrijednostima oko 14,5V. Meutim, ne treba ii ispod 14V jer e biti vrlo velika disipacija na regulatoru. Maksimalni pad napona na regulatoru ne bi smio biti vei od 6V, a pojaalo je tono na granici. Relativno vei ofset znaajan je samo ako se koriste nisko impedancijske slualice. Takve slualice zahtijevaju vrlo male napone za pobudu. U sluaju slualica visoke impedancije, ne smeta ni ofset do 20 mV zbog istog razloga. Utjecaj operacijskih pojaala Neki korisnici primijetili su promjene zvuka koritenjem razliitih operacijskih pojaala ali je rije o suptilnim nijansama jer su dananja operacijska pojaala prikladna za sve zahtjeve prosjenih sluatelja. NE5532 starije uveno pojaalo uravnoteenog zvuka. OPA 6104 - bolje od NE5532, tono i linearno, posebno u visokom dijelu spektra. OPA 2604, LME47920 vrlo slini ugodnog toplog zvuka. OPA 627 - vrlo dobar ali ovisi o aplikaciji, promjenjivih rezultata OPA 2111AM dobra sredina ali vrlo svijetle karakteristike BB operacijska pojaala vrlo stabilna OPA 2107 je ireg opsega od OPA 627 ali ima manje izraajnu sredinu. Za AKG K701 nije optimalan uz jaki bas i iru zvuna scena. AD797 mnogo je bolji za DAC nego za slualice osjetljiv na izvedbu napajanja. OPA 604 ili OPA 2604 mnogo atraktivniji zvuk od OPA2132 OPA2134. OPA2132, 2134 dobar za sve

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 9

    Model Frekvencijska irina pojasa Slew Rate Struja mirovanja Cijena TL072 3 Mhz 13V 2.8 mA 2.00 NE5532 10MHz 9V 8 mA 5.80 MC33078DG 16 MHz 7V 4.1 mA 6.70 OPA 2237 1.4 Mhz 0.5V 23.10 OPA 2228 33 Mhz 11V 7.4 mA 25.30 OPA 2209 18 Mhz 6.4V 4.4 mA 25.47 OPA 2134 8 MHz 20V 8 mA 27.20 OPA 2277 8 MHz 0.8V 0.79 mA 27.90 OPA 2822 400 MHz 170V 4.8 mA 33.50 OPA 2227 8 MHz 2.3V 3.7 mA 37.80 Transformator Zbog velikog utjecaja na kvalitetu zvuka minimalna vrijednost snage transformatora je 25VA. Ako korisnik ipak primijeti kako se transformator grije, moe se zamijeniti snanijim koji e se manje grijati. Preporuljivi su proizvoai Talema, Block, Weiss i drugi. Mnogo vie vidi ovdje. Talema 30VA 2x15V postoji u dvije inaice s primarom od 220V ili 115/230V. S inaicom 115/230V oba primara spajaju se u seriju. Moe se koristiti inaica s sekundarom 2x15 ili 2x18V. Ako se koristi napajanje od 2x12 V izlaz radi blie klasi B. Izvorno pojaalo LBCL ugrauje transformator od 30 VA, a u samogradnji ga korisnici poveavaju do 50 ili 80 VA. Tada treba zamijeniti osigura zbog vee struje pri poetnoj magnetizaciji. Vai iskustveno pravilo da je stvarna snaga transformatora oko 80 % nazivne snage. Ako se uje um transformatora tj. u mrei postoje izraene smetnje, bolje je primijeniti EI jezgru. U toj situaciji nisu ni potrebni kondenzatori paralelno spojeni s ispravljakim diodama niti brze ispravljaice. Izabere li se transformator od oko 60VA, stvarna snaga e biti oko 50VA ili manja. Budui da je pojaalo dvokanalno s protutaktnom izvedbom, svaki kanal e onda imati na raspolaganju oko 25VA pri 1,5 A. To je potpuno nevano pri pobudi visoko omskih slualica impedancije 600 , ali za nisko omske moe biti vano zbog poveanih strujnih zahtjeva. Vie o svemu tome vidi ovdje.

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/sitemap.htmhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/sitemap.htm

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 10

    Tehnike karakteristike transformatora s EI jezgrom Primary pin assignment: PIN 1 7 Secondary pin assignment 2: PIN 8 - 9 / 13 - 14 Design UL 506 Secondary voltage 2 x 15 V Primary voltage 230 V Power 25 VA Weight 680 g Height 53 mm Length 64.5 mm Width 54.5 mm Type 85/409 Secondary current 833 mA

    Dimenzije vrlo kvalitetnog WEISS EI transformatora obratite pozornost: po visini ne moe ui u standardnu kutiju visine 50 mm. Spajanje transformatora sa dva primara i dva sekundara Neki korisnici zamjenjuju ulazni otpornik od 10k nakon potenciometra kratkim spojem. Ako se ovaj otpornik zamjeni kratkim spojem, a potenciometar je na minimumu ulazna impedancija pojaala bit e 0 . Neki korisnici ne stavljaju 100 pF kondenzatore na operacijskom pojaalu. Oni imaju ulogu filtriranja gornje granine frekvencije operacijskih pojaala u ovisnosti o poloaju potenciometra i sprjeavaju osciliranje. Prema uputama proizvoaa nije potrebno poveavati izlazne kondenzatore regulatora LM317/337.

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 11

    Detalj oienja pojaala (tip ploice III) Eventualni problemi oituju se u ofsetu ili umu. um je najee posljedica problema sa spajanjem mase i uzemljenja. Oklop (irm) kabela ne smije dodirivati masu kuita i mora biti spojen i na konektorima i na ploici. Sa potenciometrom na maksimumu, bez ulaznog signala, ne uje se nikakvi um na slualicama impedancije 250 .

    Temperatura komponenti pri radu Skoro svi korisnici Lovely Cube primijetili su da se kuite izuzetno zagrijava; toliko da se skoro ne moe dodirnuti rukom nakon 30 minuta rada. Pojaalo radi u klasi A i ako pogledamo karakteristike komplementarnih izlaznih tranzistora BD139/140 primijetit emo da su optimalne pri temperaturi od 70C. Kondenzatori od 470uF najbolje radi pri temperaturi od oko 50C. Pogledamo li izvorne hladnjake na izlaznim tranzistorima vidjet emo da su hladnjaci pod-dimenzionirani te postavljeni vodoravna, a ne okomito kako bi se manje uinkovito hladili. Kondenzatori od 470uF naslonjeni su na hladnjak kako bi se dodatno zagrijavali. Iz istog razloga kutija nema otvore za hlaenje kako bi se topli zrak zadravao na pravom mjestu. Ni u kojem sluaju ne treba poveavati rashladna tijela niti buiti otvore na kutiji to e pogorati karakteristike i subjektivni osjet zvuka. Maksimalna temperatura PN spoja tranzistora BD139/140 je 150C prema http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchild/BD139.pdf

    http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo3.pdfhttp://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo4.pdf

  • Tri pojaala za slualice 2. dio Prvo pojaalo za slualice

    Poveznice: 1. dio 2. dio 3. dio 4. dio 12

    Pomou dualnog termometra sa sondom privrenom pomou tipaljke na hladnjake izlaznih tranzistora, kondenzator,itd. izmjerene su, nakon 30 minuta, slijedee temperature: Izmjerena temperatura ureaja pri sobnoj temperaturi 27C nakon 30 minuta u otvorenoj kutiji:

    Izmjerena temperatura ureaja pri sobnoj temperaturi 27C nakon 30 minuta u otvorenoj kutiji: Operacijsko pojaalo OPA 2134 32C Operacijsko pojaalo OPA 627 (vea struja) 42C Izlazni tranzistori 67C 470uF kondenzator 55C 10000uF kondenzator 36C transformator 30VA EI jezgra 29C

    Iako je maksimalna radna temperatura operacijskih pojaala OPA627 oko 80C, optimalna radna temperatura ne bi trebala biti iznad 45C te se moe nalijepiti hladnjak po potrebi. Tehnike karakteristike

    Ulazna impedancija 47k

    Pojaanje promjenjivo 0dB, 10dB, 18db, 20dB

    Frekvencijski odziv 10Hz - 35kHz (-1dB)

    Odnos signal/um >95dB pri pojaanju 0dB

    Ukupno harmonijsko izoblienja