Усилитель для наушников класса а схема

на промышленной плате

В этом усилителе нет никакой магии, просто техника.

Профессор А. Дамблдор

Я уже писал про новый усилитель наушников с однотактным выходным каскадом, работающем в классе А. Для этого усилителя наушников я изготовил платы промышленным способом. Здесь описывается вариант усилителя именно для промышленной платы, но есть много дополнительных сведений и по «самодельному» варианту, так как это один и тот же усилитель. В чем-то материал повторяется, но много и нового, поэтому он будет полезен и тем, кто захочет сделать печатную плату самостоятельно. В статье по ссылке (усилитель на «самодельной» плате) описаны принцип работы и назначение элементов, а также стратегия его разработки — много материала, полезного для понимания работы усилителя.

Самое главное: этот усилитель никак не приукрашивает сигнал. На выходе имеем точь-в-точь то, что и на входе. При этом усилитель отлично работает с любыми наушниками, кроме электростатических. По своим параметрам услитель превосходит многие молели ценой $1000 и выше, но недорог и доступен для самостоятельного изготовления.

По определению разница между тем, что подается на вход и тем, что получается на выходе, называется искажениями. Поэтому если искажения намного меньше порога чувствительности слуха, то мы их наверняка не слышим. И именно очень маленькие искажения усилителя позволяют мне говорить о том, что звук на выходе точно такой же, как и на входе. Спектр нелинейных искажений на частоте 1 кГц показан на рисунке 1.

Усилитель для наушников класса а схема

Рис. 1. Спектр искажений усилителя на частоте 1 кГц. Полоса учитываемых частот до 96 кГц.

Спектр очень узкий – в нем присутствуют только вторая гармоника, которая «красиво звучит» и немного третья. Чем больше номер (порядок) гармоники, тем неприятнее она для слуха. Третья гармоника еще не является сильно неприятной, а других – большего порядка – и нет, они настолько малы, что не определяются даже чувствительной аппаратурой. Маленькая составляющая частотой порядка 12 кГц не является гармоникой, так как присутствует и на втором графике. Скорее всего, это какая-то помеха. Коэффициент нелинейных искажений Кг (THD) равен 0,0012%. Это примерно в 10 раз меньше разрешающей способности слуха. То есть мы эти нелинейные искажения наверняка не слышим и поэтому в наушниках имеем только то, что и на входе – не больше и не меньше.

Обычно на этом и останавливаются. Но мне хотелось изучить усилитель более подробно. Поэтому вот спектр гармоник при возбуждении усилителя частотой 10 кГц (рис. 2). Это более жесткий тест – на высоких частотах усилители работают хуже, поэтому такой тест никто делать не любит. Я сделал. В тесте учитывались частоты вплоть до 90 кГц, то есть до 9-й гармоники включительно. Но этих гармоник нет, усилитель очень линейный, видимые искажения имеют максимум 4-й порядок. А общая их величина Кг (THD) = 0,011%. Это снова намного меньше разрешающей способности слуха на этой частоте.

Усилитель для наушников класса а схема

Рис. 2. Спектр искажений усилителя на частоте 10 кГц. Полоса учитываемых частот до 96 кГц.

Следующий тест – интермодуляционные искажения IMD. Тест проводился в наиболее жесткой форме: на вход подавалась сумма частот 18 и 19 кГц (рис. 3). На высоких частотах искажения максимальны, так что то, что показано на рисунке – это максимум возможных искажений усилителя. IMD = 0,005%, что опять же меньше разрешающей способности слуха. И снова обратите внимание на небольшое количество возникающих дополнительных частот около возбуждающих сигналов 18 и 19 кГц. Это свидетельствует о том, что порядок нелинейности усилителя небольшой, а значит, производимые им искажения не являются неприятными для слуха.

Усилитель для наушников класса а схема

Рис. 3. Интермодуляционные искажения усилителя (IMD).

Итак, измерения подтверждают, что усилитель отличный и не вносит сколько-нибудь заметных искажений в сигнал. Частоты, кратные частоте 50 Гц – помехи от сети на самом деле также не слышные. При установке усилителя в металлический корпус, помехи от сети снижаются.

Еще одно интересное свойство усилителя: звук возникает не в центре головы, как иногда бывает при прослушивании наушников, а где-то непонятно где. Как будто по ободу наушников. Мне трудно объяснить словами свои ощущения, но они приятные, музыка не долбит мозг, а окружает тебя. Почему так получается – не знаю. Я даже не представляю причин такого эффекта, поэтому не знаю где их искать.

Схема усилителя приведена на рисунке 4. Это та же самая схема, что и в описанном ранее усилителе, поэтому, почему она такая, в чем ее достоинства, как она работает, какими свойствами обладает – все это есть в статье по ссылке. Здесь будут описаны особенности сборки этой платы, применяемые детали, рекомендации по использованию усилителя.

Усилитель для наушников класса а схема

Рис. 4. Схема усилителя.

Печатная плата. Она двухслойная, поэтому в тех же габаритах удалось сделать более плотный монтаж, и уместить на плате не только сам усилитель, но и его блок питания. Так что получился законченный узел: подключаешь силовой трансформатор, регулятор громкости, входные и выходные разъемы, и усилитель готов. При этом удалось избежать применения SMD компонентов, так что монтаж усилителя доступен даже начинающим. Все просто, доступно и качественно. Внешний вид самой платы показан на рисунке 5, а усилитель в сборе – на рисунке 6.

Усилитель для наушников класса а схема

Рис. 5. Печатная плата.

Усилитель для наушников класса а схема

Рис. 6. Усилитель в сборе.

Плата рассчитана на установку качественных компонентов – раз заявлено высокое качество усилителя (а оно действительно высокое), то и детали должны быть соответствующие. Но качественные – не значит дорогие, хоть и иностранного производства. Они вполне доступны и по цене, и по возможности приобретения. На самом деле усилитель не ухудшится и от применения отечественных конденсаторов и даже транзисторов, но отечественные конденсаторы больше по габаритам, и могут просто не влезть (влезут, но будет некрасиво), а с отечественными транзисторами качество несколько снизится. Резисторы можно использовать любого производства (естественно нормальные).

Спецификация (перечень элементов) доступна для скачивания.

Применяемые детали.

Все комплектующие не дефицитны. Я ориентировался на интернет-магазин Чип и Дип. Не потому, что я его сотрудник или фанат, просто там всегда есть нужные детали, они сравнительно недороги, кроме того, есть доставка по почте в любую точку страны.

Конденсаторы С1 и С3 обрезают частотный диапазон усилителя в области высоких частот. Их частоты среза 48 кГц (может увеличиваться до 58 кГц при низком сопротивлении R2) и 70 кГц соответственно. Их использование защищает усилитель (и слушателя) от ультразвука, улучшает переходные процессы в усилителе и исключает возникновение динамических искажений. Естественно, что при этом слегка захватывается звуковой диапазон – на частоте 20 кГц спад АЧХ составляет 1 дБ. На самом деле это очень мало – меньше разрешающей способности слуха на этой частоте (если кто-то на самом деле слышит такую частоту – по результатам недавно проведенных мною исследований среди студентов, частоту 20 кГц с уровнем 90 дБ слышит порядка 3% молодежи, а с возрастом слух падает). Если такой завал АЧХ вам кажется слишком большим – уменьшите С1 до величины 1000 пФ. Частота среза усилителя по уровню -3 дБ составляет 36 кГц. То есть можно сказать, что усилитель работает до частоты 35 кГц. Подача на вход более высоких частот не перегружает усилитель, он их просто подавляет. В качестве С1 и С3 допустимо использовать конденсаторы с диэлектриком (температурным коэффициентом емкости – ТКЕ) класса НП0 (западное обозначение NP0). Последний символ в обозначении – цифра 0, вместо нее продавцы могут использовать букву О – это то же самое. Такой диэлектрик линейный, и конденсаторы не будут вносить искажения. Если для конденсаторов тип диэлектрика неизвестен, их применять не следует – может заметно снизиться качество звучания.

Читайте также:  Роза раш энциклопедия роз

Напоминаю, что описания усилителей, работающих до частоты 1 мегагерц и выше – не более чем рекламный ход. Воспроизводить такие частоты нет смысла. На компакт-диске не бывает сигнала с частотой выше 22 кГц. На виниловую грампластинку реально не записывается сигнал частотой выше 25 кГц. Цифровые источники «высокого формата» ( SACD и DVD — Audio ) в принципе могут содержать и более высокие частоты, но в реальном звуке частот выше 35…40 кГц нет. Так что АЧХ этого усилителя вполне достаточна для высококачественного звуковоспроизведения. Но главное – усилитель подавляет ультразвук, который вредно влияет и на усилитель, и на человека.

Конденсатор С2 исключает возможность попадания на вход усилителя постоянного напряжения, и заодно ограничивает инфразвуковые составляющие в сигнале. Рассказы о том, что пропускание усилителем постоянного тока улучшает качество – это тоже рекламный ход, ничего не имеющий общего с реальностью. Постоянная составляющая реального звукового сигнала – это атмосферное давление. Оно на качество никак не влияет. Другой постоянной составляющей в звуке не существует. А вот инфразвук очень даже может присутствовать, особенно при проигрывании виниловых грампластинок. И инфразвук очень вреден для человека. Поэтому емкость конденсатора С2 выбирается с одной стороны такой, чтобы спад АЧХ на частоте 20 Гц был не очень большим (опять же, давайте учитывать тот факт, что на этой частоте порог чувствительности слуха к изменению АЧХ довольно высок), с другой стороны – чтобы эффективно подавлять инфразвук. Влияние емкости конденсатора С2 на свойства усилителя приведено в таблице 1.

Спад АЧХ на частоте 20 Гц, дБ

Частота среза на НЧ, Гц

Таким образом, ситуация, когда С2=0,33. 0,47 мкФ оптимальна. В моем усилителе, который я слушаю больше года, С2=0,33 мкФ, и нет никаких проблем с низкими частотами. Если вы планируете использовать усилитель для прослушивания винила, и если в усилителе-корректоре винилового проигрывателя отсутствует специальный фильтр инфранизких частот, то можно порекомендовать уменьшить емкость С2 до 0,22 мкФ. Если вы инфразвука не боитесь, и верите в «постоянную составляющую звука», то емкость С2 можно увеличить. Совсем исключать С2 не рекомендую: если вдруг источник сигнала имеет постоянную составляющую выходного напряжения, то усиленное постоянное напряжение попадет в наушники, которые если не сгорят, то диффузоры их динамиков сместятся настолько, что будут сильно искажать звук.

Если есть возможность, можно подобрать конденсаторы С1, С2 и С3 примерно одинаковой емкости в обоих каналах. На самом деле даже с не подобранными конденсаторами ничего плохого не происходит: разница в емкости в пределах разброса конденсаторов (это 5%) дает не настолько большую разницу в фазочастотных характеристиках, чтобы ее было бы заметно (на крайних частотах звукового диапазона чувствительность слуха к фазе очень мала). То есть и без подбора емкости все будет звучать отлично. Но если хотите получить самое-самое лучшее, то можно подобрать конденсаторы по емкости — без фанатизма.

Конденсаторы С4, С5, С9 в принципе любые керамические. Пленочные лучше не использовать – у них частотные свойства хуже. Поскольку конденсатор работают при постоянном напряжении, то их нелинейность на работу усилителя не влияет. Но лучше использовать наиболее качественные конденсаторы с диэлектриком X7R . Емкость может быть другой. Не рекомендуется использовать конденсаторы емкостью менее 0,33 мкФ. Больше 2,2 мкФ конденсаторы использовать можно, но практически нет смысла.

Электролитические конденсаторы С6, С7, С8, С12, С13 можно использовать и на более высокое напряжение, но у них может быть больший диаметр, и они не встанут в плату. Главная задача конденсаторов С7 и С8 – пропустить через себя средне- и высокочастотные составляющие тока нагрузки в обход источника питания. Поэтому в этом месте хорошо использовать качественные конденсаторы не noname, и если есть возможность Low ESR, хотя последнее не обязательно – приведенные измерения искажений сделаны с «обычными» конденсаторами. Применять здесь дорогие аудиоконденсаторы нет смысла.

Конденсаторы фильтра питания С10 и С11 выбраны довольно большой емкости. В данном случае это оправдано: они обеспечивают низкие пульсации и пропускают через себя НЧ составляющие тока нагрузки. В принципе емкость можно уменьшить, но не рекомендуется. Если емкость С10 и С11, равная 1000 мкФ ухудшит свойства усилителя очень мало и на слух незаметно, то меньшая емкость уже будет заметна на слух. Увеличивать их емкость выше 3300 мкФ нет смысла. Использовать конденсаторы Low ESR можно, разницу не услышите, но на душе будет приятно. Конденсаторы должны быть качественные, но и здесь никакие специальные аудиоконденсаторы не нужны. Рекомендуемые типы конденсаторов приведены в спецификации.

Постоянные резисторы металлопленочные, мощностью 0,125 (0,12) Вт, точностью 5% (кроме указанных на схеме). Производитель в принципе не важен (если они не поддельные) – их все делают одинаково, технология давно отлажена. Старые советские резисторы МЛТ тоже можно использовать, но только точностью 5%, менее точные – крайне нежелательно. Использовать R3 и R4 точностью 5% хоть и не рекомендуется, но можно, тогда их надо подобрать по значению сопротивления, чтобы были максимально одинаковыми в обоих каналах. Если есть более точные, чем 1% – используйте, будет немного лучше (хотя 1% вполне достаточно), но они могут иметь большие габариты. Использовать R1 более точный, чем 5% нет смысла, но можно. Вообще, можно все резисторы использовать точностью 1%, но это будет немного дороже. Если увеличивать точность резисторов, то лучше начинать с R9… R12. Точность и качество резисторов R7 и R8 вообще не важны.

Усилитель рассчитан на работу с любыми наушниками, но если вдруг ваши наушники очень низкочувствительные (менее 70 дБ/мВт, я таких не встречал даже в интернет-магазинах, но ходят слухи, что такие наушники существуют в природе), то величину R4 надо (заранее) увеличить до 330 кОм, а С3 уменьшить до 10 пФ.

Резистор R2 регулятор громкости — сдвоенный переменный резистор. Если он не нужен (например, усилитель наушников встраивается в какую-то аппаратуру), вместо него включается перемычка, показанная пунктиром. От качества этого переменного резистора качество звучания зависит довольно сильно. «Хорошие китайские» потенциометры показывают нормальные результаты, но если использовать еще более качественные (вроде Alps), будет лучше. Использовать потенциометр дороже, чем за $25 нет смысла. Рекомендуется резистор с экспоненциальной зависимостью сопротивления от угла поворота ручки. В отечественном обозначении это буква «В» в конце, а в импортном – буква «А». Тогда при вращении ручки громкость будет изменяться от нуля до максимума равномерно.

Определенное внимание следует уделить резистору R6. Он задает ток покоя выходного каскада, а следовательно и максимальный выходной ток без срабатывания диода VD1 – максимальный выходной ток при наилучшем качестве звучания (о назначении диода VD1 смотрим здесь). На самом деле при открывании диода и добавлении в нагрузку выходного тока ОУ, качество звучания снижается очень мало: коэффициент гармоник THD возрастает до 0,003% и спектр гармоник расширяется, рис. 7. Но все равно все это остается ниже предела чувствительности слуха, нормированный коэффициент гармоник, учитывающий тот факт, что чем выше номер гармоники, тем «хуже она влияет на звук» Кг’=0,005% (описание этого параметра, например, здесь). Более того, в реальном звуковом сигнале диод будет срабатывать кратковременно только на пиках сигнала. Искажения на этих пиках сознанием не определяются, и потому незаметны. То есть имеем две причины не бояться этих искажений: их возникновение менее заметно, чем возникновение «обычных» искажений и сами они лежат за пределом порога восприятия человека.

Читайте также:  Крепление для выдвижной столешницы

Усилитель для наушников класса а схема

Рис. 7. Спектр искажений усилителя при открывании диода VD1.

Тем не менее, я перфекционист, и стремлюсь к максимальному качеству звучания. Поэтому рекомендую такую работу усилителя, когда диод не срабатывает, и этих «совершенно не слышимых искажений» вообще не возникает. За такой режим работы и отвечает резистор R6: он задает ток покоя выходного каскада достаточно большим, чтобы питать нагрузку без необходимости токовой добавки через диод. Для подавляющего большинства случаев сопротивление резистора R6, указанное на схеме, является оптимальным. Но если у вас очень низкоомные наушники, да еще с низкой чувствительностью, то ток покоя выходного каскада стоит изменить, изменив сопротивление резистора R6. В таблице 2 приведены значения максимальной выходной мощности для режима, когда диод VD1 не срабатывает (столбец «высококачественная мощность»), и когда VD1 срабатывает, то есть выходная мощность максимально возможная (столбец «импульсная мощность»).

При использовании таблицы 2 не забывайте, что чувствительность наушников указывается в дБ/мВт. Например, при чувствительности 88 дБ/мВт и подводимой мощности в 1 мВт, уровень громкости будет равен 88 дБ. При подводимой мощности в 10 мВт уровень громкости будет равен 98 дБ, а при мощности 30 мВт – 103 дБ. Нормальная громкость лежит в пределах 70…80 дБ, а болевой порог равен 120 дБ. При регулярном прослушивании наушников с уровнем громкости 90…100 дБ, слух очень быстро ухудшается.

И еще, чем меньше значение R6 и выше ток покоя выходного каскада, тем сильнее греются выходные транзисторы и микросхемы стабилизаторов блока питания.

Для наушников с сопротивлением 40 ом и больше значение сопротивления R6 оставляем как указано на схеме. У меня с резистором R6 = 47 ом усилитель достаточно громко работает на шестиомные колонки.

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Усилитель для наушников класса а схема

Усилитель для наушников класса а схема

Недавно прослушанный у друга усилитель побудил тоже сделать себе А-класс УНЧ на наушники. Конструкция этого усилителя настолько проста, что даже начинающим радиолюбителям это удастся. В процессе сборки немного поэкспериментировал со значениями некоторых элементов, напряжением питания и токами покоя, чтобы получить собственное впечатление от лучшего звука. Разница в звучании эпичная, особенно когда сравнивать наушники подключенные через эту схему напрямую к выходу звуковой карты или к ужасающе шумному выходу наушников китайского усилителя от настольной аудиосистемы.

Схема УНЧ А-класса к наушникам

Усилитель для наушников класса а схема

Усилитель был сделан всего за один день, кроме транзисторов и гнезд уже было большинство радиоэлементов. Остальное куплено на радиобазаре за копейки.

Сразу предупреждаю: усилитель А-класса, поэтому неплохо греется. Стоит сделать вентиляцию (на фото вентиляционных отверстий нет, что плохо). Вряд ли долго они выдержат конденсаторы, которые нагреваются в закрытом корпусе. Тем более недавно получил для ремонта оборудование, в котором была та же проблема: высушенные электролиты.

Первоначально предполагалось, что усилитель для наушников будет питаться от старого блока питания ноутбука, но во время прослушивания музыки было слышно как инвертор работает — шум в наушниках — непонятно связано ли это с ошибкой монтажа или низким качеством самого блока питания. В итоге применил трансформаторный источник питания, используя маленькие трансформаторы.

Усилитель для наушников класса а схема

Усилитель для наушников класса а схема

Блок питания работает по классической схеме трансформатор — диодный мост — 2000 мкФ конденсатор зашунтированный 100 нФ. Напряжение 23 В после нагрузки падает до 18 В и остается независимым от громкости с которой слушается музыка.

Усилитель для наушников класса а схема

Всего сделал два усилителя — первый, сделанный по приведенной выше схеме, показался практически идеальным, но так было до тех пор пока не вышел из строя недостаточно охлажденный стабилизатор 7815 и не появилось +30 В на его выходе. Через мгновение перегорели резисторы R10 и транзисторы, не охлаждаемые радиаторами. Так что начал создавать второй, улучшенный усилитель, в котором:

  1. Использовал более слабые транзисторы QFET FQP1N60, которые желательны при характеристиках линейной работы звука при значительно более низком токе, чем BUZ10.
  2. Сделал сетевой фильтр на транзисторе IRFP450 (отдельно для каждого канала), который имеет дополнительную очень приятную функцию: он устраняет все щелчки наушников при включении и выключении устройства.
  3. Увеличил напряжение питания до 30 В (после фильтра), что делает усилитель более мощным и практически нечувствительным к нагрузке различных типов наушников (хорошо работает даже при нагрузке на 16-омные).
  4. Увеличил ток покоя до 1 А, но высокая мощность потерь (65 Вт) потребовала использования радиатора.
  5. Резисторы R10 15 Ом / 0,5 Вт заменены на сборку 5 х 75 Ом / 2 Вт из-за большого количества выделяемого ими тепла.
  6. Все работает от тороидального трансформатора 2 х 24 В, двухполюсного выпрямителя на высокоскоростных диодах SFAF50G, фильтрация 10000 мкФ / 50 В.

Усилитель для наушников класса а схема

Усилитель для наушников класса а схема

В итоге ни шумов, ни гудений — чистая тишина. Тем более там нет потенциометра — вход УНЧ напрямую подключен к выходу USB звуковой карты.

Схема фильтра питания

Усилитель для наушников класса а схема

Вот схема фильтра. Диод — любой кремний, вместо полевика IRFP240 можете использовать IRFP450 или аналогичный, также подойдут те, которые использовались в усилителе. Это классический транзисторный фильтр, схема которого является частью усилителя ZEN V9 Nelson Pass.

Усилитель для наушников класса а схема

Усилитель для наушников класса а схема

В принципе достаточно 1 х 4700 мкФ до и 2 х 2200 мкФ после фильтров, в идеале вместо 1 х 2200 мкФ дать 2 х 1000 мкФ с низким ЭПС. Усилители класса А потребляют почти постоянный ток, в музыке нет колебаний мощности, как в случае с другими классами усилителей, следовательно, гораздо меньше потребность в больших конденсаторах в источнике питания. Представленная схема является правильной и спаянная без ошибок должна сразу заработать.

на основе John Linsley-Hood, версии Geoff Moss’s 2005

Схема усилителя класса А
Усилитель был построен на базе устройства из предыдущей публикации Усилитель для наушников класса а схема
Внешний вид (3D-модель) одного канала усилителя

JLH собирался для наушников Sennheiser HD600 и HD650. До этого пользовался выходом для наушников у звуковых карточек E-MU 0404USB и Onkyo Wavio 55SX USB . После покупки Onkyo, E-MU слушать уже не хотелось. На замену была взята Onkyo Wavio SE-200 PCI Ltd , у нее нет выхода для наушников. Поэтому усилитель и был собран.
Из плюсов данной схемотехники — звучание зависит от каждого компонента, даже от фильтра питания. Соответственно, вы сами можете добиться нужной вам подачи аудиоматериала.
Также важным преимуществом является низкая стоимость — около 500 рублей за 1 канал (учтены все компоненты усилителя и фильтра, включая радиаторы).Вам останется найти корпус и трансформатор (или блок питания на 24В/1А).
Первая схема J.L. Hood (JLH) была разработана в 1969 году. Конечно, с того времени прогресс «шагнул» далеко вперед. Поэтому крайне важно использовать современную элементную базу для сборки усилителя класса А JLH. В остальном изменения коснулись только стабилизации параметров транзисторов: был добавлен стабилизатор напряжения питания (VD1, Q9, Q10) предварительного каскада усиления на транзисторе Q6 и введены стабилизаторы тока на транзисторах Q7, Q8 и Q3, Q4.
Усилитель для наушников класса а схема
Рис. 1. Схема усилителя А-класса для наушников.

Читайте также:  Заземление жилого дома пуэ

В схеме есть ООС по току — R6C4. Установка обычного китайского конденсатора C4 ведет к спаду атаки на НЧ и неразборчивости ВЧ. Замена данного конденсатора на ВЧ-подавляющий (используется в компьютерной технике) исправляет ситуацию. Можно установить конденсатор большей емкости, вплоть до 1000 мкФ.

Конденсатор C3 лучше поставить малогабаритный полипропиленовый WIMA на небольшое напряжение. Отечественные КД-2, К10-17, КМ (зеленые), SMD упрощают звучание и не рекомендованы. Полипропиленовый крупногабаритный на напряжение 275 В (используется для подавления помех в сетях 220 В) может «украсть» «сверхтихие» звуки в ВЧ диапазоне. С4, С6, С7 — на 16 Вольт, С9, С9.1, С10, С11 — на 35 Вольт.

Транзисторы Q1, Q2, Q5, Q6 должны быть наивысшего качества. Транзисторы выходного каскада Q1, Q2 следует подобрать по характеристикам. Достаточно измерять потребляемый ток при фиксированном смещении базы. Достаточно 20% точности. Вместо указанных на схеме 2SC4793 можно поставить 2SC5171 — они примечательны тем, что имеют практически линейный участок характеристики (см. даташит). Подойдут и MJE15032, но первые два поставляются в полностью пластиковом корпусе и могут быть размещены на одном радиаторе без изолирования. Чуть хуже по качеству проявили себя MJE340, еще хуже — TIP31C, советские КТ815 и КТ819 — на последнем месте.

Выбор в качестве Q5, Q6 соответственно BC548C, BC560C обусловлен их малыми вносимыми шумами. Их следует подбирать поканально. Если величины h21э Q5, Q6 в правом канале будут отличаться от величин в левом, станет заметна разница уровней усиления каналов. Транзисторы дешевые — 10 штук за 1 доллар. Так что проблем с точным подбором не будет.

Транзисторы Q3, Q4, Q7, Q8 – любые маломощные с коэффициентом усиления

200-250. Q3, Q7 желательно подобрать поканально. Но это не критично, так как величины смещения в итоге задается подстроечными резисторами.

Вместо Q9, Q10 подойдут TIP31C или КТ815.

Конденсаторы C5, C8 желательно поставить полипропиленовые. C10, C11 – с наименьшим ESR. Тогда можно поставить один конденсатор. Общей емкости на канал в 4700мкФ вполне достаточно.

Дроссель — 30 витков медного провода d=0.4мм на 1-2Вт резисторе с высоким сопротивлением. Если нет возбуждения, можно заменить перемычкой. При использовании импульсного БП на выходе было зафиксирована ВЧ-помеха частотой 1 МГц и величиной 30 мВ, которая была подавлена только параллельным включением к выходу канала конденсатора КМ H30 10n. К10-17 наоборот помеху усиливали. Возможно, это было обусловлено некачественным блоком питания.

Усилитель класса А всегда потребляет некоторый ток. Экспериментально выяснено, что на каждый канал оптимальное потребление — 200мА. Выше — качество не увеличивается, меньше 70мА — становится заметно хуже. Большая часть тока идет на выделение в качестве тепла на выходных транзисторах, что влечет за собой использование либо больших радиаторов либо активного охлаждения.
При использовании транзисторов с металлической подложкой, электрически соединенной с одной из ножек, необходимо изолировать ее от корпуса радиатора. Сделать это лучше всего тонкой слюдой — 0.1-0.2мм с обязательным использованием термопасты (разница температур достигает 20%). Подложки типа «номакон» допустимо использовать только если рассеиваемая мощность около 2Вт (корпус TO-220, разница температур достигает 40%). В противном случае возможен перегрев транзистора.

Схема выпрямителя фильтра питания
Усилитель для наушников класса а схема

Данная схема получена экспериментальным путем. Изначально был обычный выпрямитель и фильтр на двух конденсаторах и резисторе. После введения подавителя пульсаций на транзисторах Q1, Q2 улучшилась атака на НЧ и разборчивость СЧ. Резистором R5 можно немного регулировать выходное напряжение.
Все конденсаторы — на 35 Вольт. Конденсаторы C3, C8 – полипропиленовые. Диодная сборка VD1 рассчитана на ток 6А. Это много для данной конструкции, но учитывая максимальный ток транзистора Q2 в 5А, может быть использована в другой конструкции. К примеру, в усилителе класса А для акустических систем. Диод VD2 – любой на ток

5А.
Транзисторы Q1, Q2 выбраны, исходя из их дешевизны.
Следующим шагом стало подключение такого отдельного выпрямителя-фильтра к каждому каналу (питание каналов организовано от одного трансформатора). В результате сильно улучшилась стерео-панорама (разделение каналов).
Подключение импульсного источника питания напрямую к усилителю (минуя фильтр) несколько ухудшило звучание — снизилась детализация СЧ.
Настройка усилителя

Переменные резисторы R5, R7, R13 устанавливаются в состояние максимального сопротивления. На рис. 1 написаны значения сопротивлений автора схемы.
1. Резистором R13 устанавливается половина напряжения питания на выходе (на дросселе L1)
2. Резистором R7 установить нулевое падение напряжения на резисторе ООС R5.
3. Проверить напряжение на выходе усилителя и при необходимости поправить (см. п.1).
4. Резистором R3 установить ток покоя усилителя.
5. Поместить платы в корпус, закрыть корпус. Включить на 5 минут. Проверить, насколько нагрелись выходные транзисторы усилителя. Если нагрев допустимый, при полностью собранном корпусе включить на 30 минут (как правило, при нагреве выходной ток увеличивается). Проверить все напряжения и ток из пп. 1-4 еще раз.
Данную процедуру провести для второго канала.
Звучание
В данном усилителе важна реализация, а не схемотехника. Заменяя выходные транзисторы и их ток покоя, будете получать совсем иное звучание.
Естественно, никакого фона, помех, китайских басов здесь нет и в помине. Звук в целом реалистичный. Не сравним с тем, который слушал через выход аудиокарты для наушников.
АЧХ:
— по уровню 1дБ — 30-16000 Гц;
— по уровню 3дБ — 16-20000 Гц;
Нелинейные искажения — не более 0.003% (

-90дБ)
В качестве источника выступала Onkyo Wavio SE-200 PCI Ltd. Прослушивание проводилось на наушниках Sennheiser HD280Pro, HD600, HD650. В каждом случае было повышение качества воспроизведения. Что говорит о том, что для усилителя данные наушники не являются пределом качества.
Также есть четкое различие между качеством воспроизведения MP3, 16-bit/44.1kHz и 24-bit/96-192kHz.
Что удивило: между HD-звуком и Losless разница намного выше, чем между Losless и MP3. Также хорошо звучат оцифровки пластинок, но только тех, которые сняты качественным оборудованием. К примеру, очень понравились оцифровки иглой ZYX R-1000 Airy 3-G . Все оцифровки, снятые иглами в ценовой категории до 600$, полностью ей проиграли.
Еще интересна разная подача материала в наушниках Sennheiser HD600 и HD650. В первых ощущение, что сидишь на концерте. Вторые лучше в плане послезвучий, диапазона, но ощущение, что стоишь на сцене рядом с инструментами.
Всё вышесказанное справедливо для примененных деталей. Трудно сказать, сколько раз они заменялись пока не остановился на текущих. Ниже размещено реальное фото усилителя.
Усилитель для наушников класса а схема

Усилитель для наушников класса а схема

Схемы и документы

Послесловие
Несмотря на сугубо положительные отзывы о работе усилителей класса А меня «терзает» мысль, что усилитель на ОУ обеспечит более качественное звучание. В том числе из-за меньшего КНИ (то есть шума), вносимого схемой ОУ по сравнению с усилительным каскадом на 1 транзисторе. О результатах напишу позже.