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:

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 70oC, 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.

Beta 22

http://www.audiologs.com/ozrenbilan/tripo1.pdf





Shema oba kanala

Kako bi potenciometar bio u optimalnom radnom području (srednji dio) u ovisnosti o glasnoći slušalica, pomoću dva preklopnika regulira se pojačanja sklopa. Mogu biti na pločici s gornje ili s donje strane. Optimalan položaj je 0 dB.






Shema napajanja

Izvorna shema ne podudara se u svim detaljima s izvedbom kitova

U verziji II pojačala 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






POPIS MATERIJALA

Šifra vrijednost Komponenta na tiskanoj ploči

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 Ω 4 R1, R2, R3, R4

7 Ω 1 R5

60-591-98 220 Ω 2 R6, R8

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

60-591-81 47 Ω 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 Ω 2 R23, R26

60-592-31 4.7 k 2 R24, R25

60-592-39 10 k 2 R28, R29

60-591-76 30 Ω 0.6 W ± 1% (10 Ω 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 slični po izboru 1 U3

LED po izboru 1

Code switch 2 SW1, SW2

50 k DACT Type SMD Stepped Att ili ALPS 50 k Ω 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

Šifre su prema Elfa katalogu ili Fanell, a odnose se na tiskanu pločicu na slici desno. Komponente s popisa znatno su više kvalitete od onih u izvornom uređaju. Na pločici ne moraju biti indikatori napajanja sa LED diodama. Izvorni Philips poluvodiči više se ne proizvode, a zamjenski na uređaju su

ON SEMI Brand: BC550C ON SEMI Brand: BC560C

FAIRCHILD: BD139-16

ST: BD140-16






Tipične vrijednosti hFE

BC179C - 560

BC179C - 420 BC109C - 470-475

BD139 - 132-152

BD140 - 125-163

BC550 – 8 - 11 BC560 – 9 - 20

Tiskana pločica TIP I Drugi tip pločice s pojednostavljenjem TIP II

Treći tip pločice TIP III Četvrti tip pločice TIP IV

Pločice su slične kvalitete izrade ali razlike ipak postoje.






Peti tip pločice TIP V

Naponi na izvornoj pločici uređaja i kompenzacija ofseta Vrijednosti su tipične, a neznatno se mijenjaju od pločice do pločice u ovisnosti temperature i elemenata.






Naponske vrijednosti se mijenjaju ovisno o proizvođaču elemenata. Najčešće su proizvođači:

ON SEMI Brand: BC550C BC560C

FAIRCHILD: BD139-16 ST: BD140-16

Tvornički podešene vrijednosti su +14.7V i -15.2V. Kako je opisano, trimerom se podesi ofset pri čemu se napon napajanja najčešće smanji na tipičnu vrijednosti +14.1V i -14.2V. Treba težiti simetričnom ofsetu bez obzira na napon napajanja. Mala vrijednost razlike napona napajanja npr. 0.1 V može rezultirati na ispravnom uređaju razlikom ofseta lijevog i desnog kanala od 4 do 5 mV. Bez podešavanja trimera ofset je najčešće razl ičit u lijevom i desnom kanalu, a može biti od 0 do 20 mV. U praksi je potpuno normalno da se ofset može povećavati smanjenjem faktora pojačanja. Tako npr. pri pojačanju od 20 dB možemo imati ofset od 6mV, a smanjenjem pojačanja ofset može rasti npr. do 12 mV. Kompenzacija smanjenjem vrijednosti emiterskog otpora

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






Kompenzacija trimerom u napajanj

Moguće je u sklopu LM317/337 zamijeniti otpornik od 1.1K s dvije zener diode 13V 1.3W kako bi se dodatno smanjio šum 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 najčešće nesimetrični (npr. LM317 = +14.7V, a LM337 = -15.2). Zbog toga je optimalno reguliranje simetrije i ofseta trimerom. Pri radnoj temperaturi ovim načinom ofset se može namjestiti na manje od 1 mV iako pri tome napon može biti i do 1V manji od 15V. Najviši ofset pokazuju AD797, a najmanji OP2107, a sve se mijenja promjenom pojačanja. U takvoj situaciji najelegantnije je promijeniti otpornike regulatora serijskom kombinacijom otpornika i trimera, kako je prikazano na prethodnoj slici. Tada korisnik može mijenjati operacijska pojačala u podnožju i nakon što se sklop zagrije na radnu temperaturu, podesiti optimalni ofset. Područje rada pojačala je od 12 do 18V, sa zvučno optimalnim vrijednostima oko 14,5V. Međutim, ne treba ići ispod 14V jer će biti vrlo velika disipacija na regulatoru. Maksimalni pad napona na regulatoru ne bi smio biti veći od 6V, a pojačalo je točno na granici. Relativno veći ofset značajan je samo ako se koriste nisko impedancijske slušalice. Takve slušalice zahtijevaju vrlo male napone za pobudu. U slučaju slušalica visoke impedancije, ne smeta ni ofset do 20 mV zbog istog razloga. Utjecaj operacijskih pojačala Neki korisnici primijetili su promjene zvuka korištenjem različitih operacijskih pojačala ali je riječ o suptilnim nijansama jer su današnja operacijska pojačala prikladna za sve zahtjeve prosječnih slušatelja. NE5532 – starije čuveno pojačalo uravnoteženog zvuka. OPA 6104 - bolje od NE5532, točno i linearno, posebno u visokom dijelu spektra. OPA 2604, LME47920 – vrlo slični ugodnog toplog zvuka. OPA 627 - vrlo dobar ali ovisi o aplikaciji, promjenjivih rezultata OPA 2111AM – dobra sredina ali vrlo svijetle karakteristike BB – operacijska pojačala vrlo stabilna OPA 2107 je šireg opsega od OPA 627 ali ima manje izražajnu sredinu. Za AKG K701 nije optimalan uz jaki bas i širu zvučna scena. AD797 mnogo je bolji za DAC nego za slušalice – osjetljiv na izvedbu napajanja. OPA 604 ili OPA 2604 mnogo atraktivniji zvuk od OPA2132 OPA2134. OPA2132, 2134 dobar za sve






Model Frekvencijska širina 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, može se zamijeniti snažnijim koji će se manje grijati. Preporučljivi su proizvođači Talema, Block, Weiss i drugi. Mnogo više vidi ovdje. Talema 30VA 2x15V postoji u dvije inačice s primarom od 220V ili 115/230V. S inačicom 115/230V oba primara spajaju se u seriju. Može se koristiti inačica s sekundarom 2x15 ili 2x18V. Ako se koristi napajanje od 2x12 V izlaz radi bliže klasi B. Izvorno pojačalo LBCL ugrađuje transformator od 30 VA, a u samogradnji ga korisnici povećavaju do 50 ili 80 VA. Tada treba zamijeniti osigurač zbog veće struje pri početnoj magnetizaciji. Važi iskustveno pravilo da je stvarna snaga transformatora oko 80 % nazivne snage. Ako se čuje šum transformatora tj. u mreži postoje izražene smetnje, bolje je primijeniti EI jezgru. U toj situaciji nisu ni potrebni kondenzatori paralelno spojeni s ispravljačkim diodama niti brze ispravljačice. Izabere li se transformator od oko 60VA, stvarna snaga će biti oko 50VA ili manja. Budući da je pojačalo dvokanalno s protutaktnom izvedbom, svaki kanal će onda imati na raspolaganju oko 25VA pri 1,5 A. To je potpuno nevažno pri pobudi visoko omskih slušalica impedancije 600 Ω, ali za nisko omske može biti važno zbog povećanih strujnih zahtjeva. Više o svemu tome vidi ovdje.




http://www.audiologs.com/ozrenbilan/sitemap.htm

http://www.audiologs.com/ozrenbilan/sitemap.htm



Tehničke 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 može ući 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 pojačala bit će 0 Ω. Neki korisnici ne stavljaju 100 pF kondenzatore na operacijskom pojačalu. Oni imaju ulogu filtriranja gornje granične frekvencije operacijskih pojačala u ovisnosti o položaju potenciometra i sprječavaju osciliranje. Prema uputama proizvođača nije potrebno povećavati izlazne kondenzatore regulatora LM317/337.






Detalj ožičenja pojačala (tip pločice III) Eventualni problemi očituju se u ofsetu ili šumu. Šum je najčešće posljedica problema sa spajanjem mase i uzemljenja. Oklop (širm) kabela ne smije dodirivati masu kućišta i mora biti spojen i na konektorima i na pločici. Sa potenciometrom na maksimumu, bez ulaznog signala, ne čuje se nikakvi šum na slušalicama impedancije 250 Ω.

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






Pomoću dualnog termometra sa sondom pričvršćenom pomoću štipaljke na hladnjake izlaznih tranzistora, kondenzator,…itd. izmjerene su, nakon 30 minuta, slijedeće temperature: Izmjerena temperatura uređaja pri sobnoj temperaturi 27°C nakon 30 minuta u otvorenoj kutiji:

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

Iako je maksimalna radna temperatura operacijskih pojačala OPA627 oko 80°C, optimalna radna temperatura ne bi trebala biti iznad 45°C te se može nalijepiti hladnjak po potrebi. Tehničke karakteristike

Ulazna impedancija 47kΩ

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

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

Odnos signal/šum >95dB pri pojačanju 0dB

Ukupno harmonijsko izobličenja <0.001% 6mW/300Ω

Izlazna snaga 200 mW na 300Ω

Impedancija izlaza za slušalice 5Ω

Potrošnja snage 10W

Pojačalo nema nikakvu zaštitu pa se ne preporučuju preklapanje DIP prekidača pri radu niti uključivanje slušalica

UPC1237 može se dodatno ugraditi kad pojačalo nema zaštitu

kraj 2. dijela




Documents

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: