Sluchátkový zosilňovač s TPA6120

Sluchátkový zosilňovač s TPA6120
Wili Pridal  Wili
  758 zobrazení
12
 4
Audio zapojenia

Všade na internete a hlavne od čínskych výrobcov nájdete množstvo lacných variácií sluchátkového zosilňovača s TPA6120. Tento obvod ma excelentné parametre a pri troche snahy je z neho možné dostať neuveriteľne dobrý predzosilňovač. Problém je často v implementácii, väčšina či už čínskych alebo aj iných lepšie implementovaných preampov z DIY stránok je vždy tak trochu DIY modul, je potrebné veľa káblovať, nevyzerá to ako továrenský výrobok alebo nemá nejaké doplnkové extra funkcie navyše a slúži len pre jediný účel. Keďže som potreboval maličký a kvalitný sluchátkač a zároveň preamp navrhol som kompletné riešenie, ktoré obsahuje všetko na jednej doske.

Funkcie

Je to veľmi jednoduchý linkový predzosilňovač s výstupom pre slúchadlá, vrátane DC ochrán, oneskoreného pripojenia výstupu, obvodom standby pre zapínanie tlačítkom alebo remote signálom (napr. +5V cez USB z PC). Je tu aj remote out +5V výstup, ktorým je možné na diaľku zapnúť koncový zosilňovač. S voliteľne vypínateľným linkovým výstupom je potom možné používať toto ako veľmi praktický preamp. Preamp má veľmi optimalizované napájanie všetkých audio obvodov a separátnu stabilizáciu pre každý kanál samostatne.

Zdroj

Preamp je napájaný maličkým tieneným audio toroidom 2x18V/15W. Zvažoval som implementovať napájacie trafko priamo na DPS ale neurobil som to z viacerých dôvodov... Tienený audio toroid vyrobený u nás vyjde cenovo rovnako ako poľský zalievaný netienený toroid. Je neporovnateľne vyššej kvality, podporím lokálny trh a spľňuje 2. bezpečnostnú triedu a nemusím mať sieťové napätie na DPSke! Vďaka tomu je možné ho dvojitou izoláciou pripojiť na sieťový dvojkolík a mať celý preamp bezpečne v 2.triede. To umožní excelentný odstup od brumu, šumu a akékoľvek problémy pri prepájaní rôznych audio komponentov.

Transformátor je k usmerňovaču pripojený cez 2W poistkové 10R odpory. Tieto sú veľmi dôležité, pretože plnia funkciu poistky v prípade fatálnej poruchy, obmedzujú nárazový prúd a vďaka tomu chránia kontakty relé aby neprekročilo povolené hodnoty a malo dlhú životnosť. Pri usmerňovaní je zdroj rozdelený na 2 časti: Nesymetrickú, ktorá napája doplnkové obvody cez jednoduchý 12V stabilizátor a je stále aktívna/standby/, a potom spínateľnú symetrickú, ktorá napája audio obvody. Pre spínanie AC je tu použité kvalitné 3A mini relé. Výsledné symetrické napätie cca 2x33VDC je stabilizované na 2x2x15VDC cez LM317/337 na dve symetrické oddelené vetvy pre každý kanál samostatne. Keďže TPA6120 je veľmi rýchly a citlivý obvod je v jeho okolí veľmi dobre blokované napájanie keramikami a tiež veľmi dobre optimalizované zmnenie. Layout zdroja, zemí a napájania sa naozaj podaril a má super parametre a ešte aj dobre vyzerá :) Z 15V je potom ešte ďalej pre lepšie oddelenie cez RC napájaný vstupný operačný zosilňovač.

Podporné obvody

Periférne obvody sú stále pod napätím 12V a bežia v standby čo je signalizované červenou farbou dvojfarebnej LED. Hlavné relé napájania je ovládané jednoduchým preklápacím obvodom 555 ktoré umožnuje zapínanie tlačítkom. Relé je možné ovládať aj cez externé napätie oddelené optočlenom. Po zapnutí sa aktivuje druhá 555ka aby s oneskorením pripojila audio výstup(y). Toto oneskorenie, resp. Mute výstupov / aktivácia ochrany / je signalizovaná kombinovanou farbou LED. V prípade červeno-bielej ledky = ružová. Táto farba by bola aktívna aj v prípade poruchy / aktivácie ochrany počas prevádzky a prítomnosti DC na výstupe. Farba u dvojfarebných led sa nastavuje zložito, pretože rôzne farby LED majú rôzny úbytok napätia, preto je tu odpor R34 (3k3) ktorým je možné vyladiť farbu podľa želania. Po ubehnutí času oneskorenia sa pripojí sluchátkový výstup čo signalizuje biela farba led. Linkový výstup zo zadu je v režime mute pri zasunutých slúchadlách v prednom jack konektore. Ak sa jack slúchadiel vytiahne von, mute linkového výstupu sa zruší a zároveň sa aktivuje +5V signál remote out aby sa zapol prípadný koncový zosilňovač na diaľku. Toto zapínanie je voliteľné jumperom na doske označným "remote". Ak sa jumper skratuje zapína sa remote pri zapnutí preampu, ak sa jumper otvorí zapína sa remote pri vytiahnutom jacku = Remote ma teda funkcie "on power / on demand". Ak je remote zapojené "on power" tak zapínací signál je oneskorený a podmienený DC ochranou.

Všetko prepínanie a logika je dobre premyslená tak, aby bola čím jednoduchšia, blbuvzdorná a najmä bez potreby použitia MCU.

Schéma zapojenia

Shéma zapojenia zosilňovača

Osadzovací plán

Zosilňovač

Vstupný signál je privedený na potenciometer a zregulovaný poslaný do prvého OZ. V ceste signálu je tu len jeden väzobný kondenzátor a preto je dobré použiť čo najkvalitnejší polypropylén. Za LP filtrom je signál napäťovo zosilnený na prvom OZ. Je tu naschvál použité DIP púzdro, aby kto chce mohol osadiť paticu a laborovať s rôznymi OZ. Ja som použil lacný a veľmi dobrý LM4562 bez pätice :) Za tým nasleduje priamo TPA ktoré už signálu len dodá prúd. Signál je rozdelený na obe strany dosky pre slúchadlá aj linkový výstup. Keďže väčšina slúchadiel má nízku citlivosť a pozícia hlasitosti by bola úplne mimo pri použití linkového signálu pre zosilňovač a reproduktory je tu na linkovom výstupe delič. Na doske je nakreslený cez 4k7 odpory ale odporúčam každému nastaviť delič podľa jeho potreby a citlivosti vstupu pripojeného zosilňovača / slúchadiel. Výstupy sú samozrejme chránené a zapojenie DC ochrán je stará dobrá klasika. V prípade ich aktivácie len resetuje 555ku a odpojí relé.

Mechanická časť

Krabička je namieru, panel z quickpanelu a hmatník potenciometra z číny. Bol dosť problém osadiť všetko to do tak maličkej škatuľky pretože konektory sú na dps aj z predu a aj zo zadu, preto je panel namontovaný o krabičku až po namontovaní DPS. DPS je uchytená prevažne o konektory, ale má aj tak zopár oporných bodov pre nízke stĺpiky.

Video

Priložené video znázorňuje funkciu REMOTE

Merania

Prikladám aj zopár meraní v rámci možností focusrite solo. Pri meraní som použil externý batériou napájaný ultra low thd generátor. 50Hz násobky rastú v rámci možností LM317/337 a v závislosti od zaťaženia, v priemere okolo -120dB az -130dB. Druhé meranie ukazuje rovnaké nastavenie meracieho aparátu ale s odpojeným cinchom na preampe, tj. otvoreny vstup a niečo ako SNR >100dB vsimnite si 50Hz a 100Hz :-) toľko k tienenému audiotrafku.

Skreslenie

SNR

Záver

Tento preamp je veľmi dobre premyslené, malé, usporné a pritom komplexné zariadenie, ktoré má vysokú praktickú hodnotu a v mnohých ohľadoch prekonáva lacné TPA moduly. Sám som neveril že bude až tak dobrý a je natoľko praktický, že ako jeden z mála mojich výtvorov skončil na stole a používam ho každý deň. Zvukovo je analyticky presný a prekonáva mnoho iných zapojení. Sranda bola merať sluchátkač, jeho skreslenie je mojim vybavením v podstate nemerateľné - nameral som loopback mojho generátora tj. ~0,00020% !!! TPA je neskutočná technická dokonalosť, ale zvukovo mám pocit že ten čip má pri plnom vybudení svoj charakter. Keď to porovnám so svojim lampovým OTLkom ktoré má po nedávnom tuningu tiež 0,004-0,0008% THD tak lampy hrajú proste o kúsok lepšie, obzvlášť pri vyšších výkonoch, tie najvyššie špičky signálu sú oveľa lahodnejšie. Celkový zvuk TPA je ale za danú cenu absolútna bomba, je praktický a úsporný. Nehreje sa a može byť zapnutý celý deň na stole :)

Podklady na výrobu zosilňovača

Gerber súbory - klikni

Záverečné upozornenie a doporučenie autora

Táto konštrukcia, schéma zapojenia, návrh dosky plošných spojov ako aj iné podklady, návody a doporučenia pre jej stavbu ponúkané na stránke Elektro Lab.eu, sú zdarma pre nekomerčné použitie. Ja ako autor si preto výhradne neprajem aby sa toto zapojenie používalo na generickú výrobu za účelom zisku. Toto je autorské zapojenie a vyhradzujem si plné právo akéjkoľvek zmeny zapojenia, alebo výmeny / zámeny komponentov. Toto zariadeie je funkčné v danej konfigurácii tak, ako je na stránke Elektro Lab.eu publikované. Tak isto nie je dovolené kopírovanie tohoto článku, jeho častí a podkladov v nich bez vedomia redakcie ElektroLab.eu.
Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 200.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Juraj Grossmann pred 5 mesiacmi

Pekná konštrukcia. Pekné čisté prevedenie. Čo mi chýba je sumár technických parametrov, na začiatku alebo na konci.
Rozmery, napájanie, vstupy výstupy príkon, výkon, rozsah regulácie, S/N, skreslenie, frekvenčná charakteristika....

Wili pred 5 mesiacmi

Dobrý nápad, dík za tip, doplním...

Martin Siska pred 4 mesiacmi

Konštrukcia ma oslovila. Bol by k dispozícii výkres krabice, resp. dá sa objednať?

Wili pred 4 mesiacmi

Skusim sa pozriet ci ho niekde vyhrabem. Mam ale navyse jednu komplet stavebnicu vratane uplne vsetkeho tusim niekde zahrabanu v krabici skusim pohladat, predaval som to jeden cas na inzeratoch za 240e ale nikto to nechcel.

Mam este aj jednu samostatnu krabicku (bez panelu) ak by si chcel, ale je to nejaka pokusna a tusim je zvnutra par lahkych skrabancov a jedna mala diera na spodnej stene, ktora tam nemusi byt. Zvonku je inak ok. Tu by som dal za 10e ak chces.

Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo
PCBWay Promo
PCBWay Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Webwiki Button