Integrovaný sluchátkový zesilovač lze postavit v podstatě pouze ze dvou obvodů. Jeden je TPA6120A2, ten je dvoukanálový a druhý je LME49600, který je pouze mono. S prvním obvodem jsem již zesilovač stavěl, takže jsem tentokrát použil dva kusy LME49600. Zesilovač lze zároveň použít jako předzesilovač pro výkonový zesilovač.
Zapojení odpovídá doporučenému katalogovému zapojení. LME49600 je buffer s výstupním proudem až 250mA. Je zapojen ve zpětné vazbě operačního zesilovače LME49720. Tento operační zesilovač je přímo navržen pro použití v HiFi audio zapojeních. Jeho druhá polovina je použita jako DC servo. Celé zapojení je navržené tak, že na vstupu a ani na výstupu nejsou vazební kondenzátory, které by měly negativní vliv na zvuk.
Budu popisovat zapojení pouze pro levý kanál. Druhý kanál je zapojen stejně. Vstupní signál prochází přes potenciometr P1A na neinvertující vstup operačního zesilovače IC1A. Jeho výstup vede na vstup bufferu IC3. Zesílený signál je veden přes rezistor R11 na přední sluchátkový výstup a přes R13 na zadní výstup pro připojení koncového zesilovače. Oba rezistory slouží pro lepší stabilitu zesilovače v případě připojení kapacitní zátěže. Z výstupu bufferu IC3 je vedena zpětná vazba přes R3 na invertující vstup operačního zesilovače a společně s R1 nastavují zesílení na 2. Na invertující vstup je také připojen výstup z DC serva přes R5, který se jeví jako kdyby byl připojen na zem, tedy paralelně k R1. To způsobí, že skutečné zesílení je nastaveno na 3. Já jsem naměřil při nastavení výstupu D/A převodníku na 0dB napětí zhruba 5.6Vpp a za zesilovačem při plně vytočeném potenciometru 16.5Vpp. Změřené parametry odpovídají celkovému zesílení 3x. Výstupní buffer má zesílení 1x.
IC1B, je zapojen jako integrátor. Kombinace R7 a C5 nastavuje horní hraniční frekvenci na 0.16Hz. To je dostatečně nízko, aby DC servo neovlivnilo reprodukci ani na nízkých kmitočtech. Zapojení se snaží vykompenzovat případné stejnosměrné výstupní napětí z důvodu teploty a tolerance součástek a udržet ho kolem nuly. Na výstupu levého kanálu jsem naměřil DC offset 10.1mV a na pravém kanálu 4.3mV.
Deska má na vstupu ještě blokovací kondenzátory C17 a C18 a filtrační kondenzátory C19 a C20. IC1 má z důvodu stability co nejblíže pouzdra kondenzátory C1 a C2. Obdobně jsou u výstupního bufferu umístěny kondenzátory C9, C10 a C13, C14. Na desce je ještě umístěn síťový vypínač a LED signalizující přítomnost napájecího napětí.
Jako první jsem osadil buffery IC3 a IC4. Nejdříve jsem lehce pocínoval jak plošky na plošném spoji tak spodní stranu čipů. Měl jsem strach, aby nebyly zoxidované, ale cín na ně chytal výborně. Následně jsem oba čipy připájel na desku krajními vývody 1 a 5. Nyní jsem obvod zatížil těžítkem a začal jsem hrotem páječky jezdit podél horní strany pouzdra společně s trubičkovým cínem. Obvod se zahřál, nasál pod sebe další cín a po chvilce viditelně klesnul celou plochou k plošnému spoji. Po vychladnutí jsem dopájel zbylé vývody. Při pájení je vhodné používat dostatek tavidla. Nejlepší je gelové, ale postačí i kalafuna. Cín jsem použil kvalitní s olovem, protože dělá mnohem lepší spoje než bezolovnatá pájka. Následně jsem osadil postupně SMD rezistory a kondenzátory. Pozor na polaritu elektrolytických kondenzátorů. Dále jsem osadil operační zesilovače, konektory, vypínač a nakonec potenciometr. Pod potenciometr jsem raději nalepil kousek izolační pásky, protože vedle vývodů jsou také kovové výstupky spojené s vývody, které by mohly teoreticky prodřít izolační lak na plošném spoji. Je potřeba dát zvlášť pozor při montáži konektorů mezi desky aby byly napájené přesně kolmo. Potom bez problémů zajedou do dutinek sousední desky. Také je třeba výškově nastavit LED, aby přesně zapadla do otvoru v předním panelu.
Plošný spoj je navržen jako dvoustranný. Co největší plocha desky se používá jako chlazení bufferů, což bohatě stačí. Spoje jsou navrženy s důrazem na hvězdicovité vedení napájení a správné rozvedení země. Většina součástek je umístěna co nejdále od zdrojové desky, která by mohla způsobovat rušení. Deska by měla mít ideálně tloušťku 2mm, aby se přesně vešla do drážky krabičky Hammond. Plošný spoj jsem si nechal vyrobit u firmy Seeed Studio. Požadované Gerber a Excellon soubory je možné vygenerovat ve Free verzi programu Eagle z podkladů, které jsou zde k dispozici.
Pohled do plně osazené otevřené krabičky.
Pohled na horní stranu.
Pohled na spodní stranu.
Pohled na přední panel.
Součástky lze koupit např. u firmy Farnell. Potenciometr jsem koupil u firmy SOS Electronic. Nejmenší SMD součástky mají velikost 1206, aby se relativně dobře pájely v amatérských podmínkách.
| označení | hodnota a typ | počet |
|---|---|---|
| C1-C8 | 1uF SMD1206 keramický | 8ks |
| C9-C12 | 4u7/25V SMD tantal vel. B | 4ks |
| C13-C18 | 100nF SMD1206 keramický | 6ks |
| C19, C20 | 100uF/25V SMD tantal vel. D | 2ks |
| IC1, IC2 | LME49720 DIL8 | 2ks |
| IC3, IC4 | LME49600 TO-263 | 2ks |
| LED1 | Zelená 2mm s plochým čelem | 1ks |
| P1 | 10k/G dvojitý potenciometr ALPS-RK27 | 1ks |
| R1-R6 | 1k SMD1206 | 6ks |
| R7-R10 | 1M SMD1206 | 4ks |
| R11-R14 | 10R SMD1206 | 4ks |
| R15 | 4k7 SMD1206 | 1ks |
| S1 | P-KNX125 | 1ks |
| X1, X2 | Jumper lišta 4 piny S1G4 90° | 2ks |
| X3 | Jumper lišta 2 piny S1G2 90° | 1ks |
| X4 | Konektor Neutrik NMJ6HCD2 | 1ks |
Zesilovač hraje velmi dobře. Bez problému utáhne i vysokoohmová sluchátka. Chová se velice stabilně při všech druzích zátěže. Jeho parametry jsou špičkové, ale při plném vytočení potenciometru doprava je slyšet drobné rušení s nízkoohmovými sluchátky. Je třeba ovšem dodat, že při takovém výkonu hrozí zničení sluchátek. Velmi slušná hlasitost je už kolem 1/4 natočení potenciometru u sluchátek 32ohmů. Zesilovač se chová lineárně pro celé zvukové spektrum. Díky předimenzovanému zdroji není problém ani s nízkými kmitočty. Co mi dost vadí je ale poměrně dost velká rána do sluchátek při zapnutí a vypnutí napájení. Možná ještě zkusím vyměnit stabilizátor ve zdroji, protože napájení není úplně symetrické. Obavy z nedostatečného chlazení se nepotvrdily a čipy jsou po delší době provozu jen lehce vlažné.
-
English
Česky