Усилитель для наушников просто и быстро, Данная статья рассчитана на начинающих

Автор данной статьи: sergrt

Предисловие

Данная статья рассчитана на начинающих паяльщиков или людей совсем без опыта, так как рассматриваемое устройство довольно простое и не требует какой-то подготовки. Людям более-менее продвинутым тут, пожалуй, ничего интересного не откроется.

Несмотря на простоту, девайс звучит вполне прилично, а усиливает вообще замечательно, так что если есть желание что-то сделать своими руками, не тратя на это неделю — добро пожаловать. Если же вам просто нужен усилитель для наушников, то сходите и купите. Это будет дешевле и проще.

Будет 10фот. и много текста. Закончу дам знать

Зачем

Как многие разработчики, я люблю работать в наушниках. Это создает необходимый барьер между мозгом и разговорами/телефоном/пр. шумами офиса. Не так давно я купил себе относительно неплохие наушники AKG 272 HD, и втыкаю я их в SB Audigy 2. Звуковая картина в целом радует и дарит всяческие наслаждения, но обнаружился один момент — при прослушивании не очень современной музыки, музыки, не затронутой войнами громкости, а также композиций, не страдающих болезненной компрессией и перегейном, громкости звучания недостаточно, даже при вывернутых на максимум ползунках. Вероятно, это связано с чувствительностью используемых динамиков.

Для решения этого вопроса я решил потратить свободный вечер на постройку небольшого усилителя для наушников.

Подобные устройства не редкость, и их довольно много по цене «от 15$», в большинстве своём made in China. Подобная покупка лично мне кажется а) неспортивной и б) труднопрогнозируемой по качеству звука. Что находится внутри коробочки за 20$ можно узнать только после получения, а на какой чип нанесена маркировка пафосного аудио усилителя — вообще навсегда останется загадкой. Ходить же по локальным магазинам и слушать разные модели — банально лень и жалко времени.

Требования

Каких-то особых требований к устройству я не предъявлял, основные моменты таковы:

- стерео;
- внешнее питание, чтобы не заморачиваться с батарейками;
- умеренные габариты;
- качество звука выше сносного (учитывая, что прослушивание в наушниках, строить hi-end смысла нет);
- простота схемы.


Под эти требования подходит тысячекратно проверенная CMoy Pocket Amplifier. В интернете имеется довольно много англоязычных ресурсов с разбором этой схемы и деталей её работы. Русскоязычной информации почему-то не очень много.

Под какие-то исключительные наушники и звуковую карту эта схема, пожалуй, не подойдет, но для нормального «бытового» оборудования вполне годится.

В оригинальной схеме используется относительно качественный (и довольно дорогой) Burr-Brown OPA132, который, помимо прочего, еще и довольно редок в наших краях, но существует целый ряд альтернатив (ссылка на тестирование в конце статьи) так что можно смело собирать. Других редких или дорогих деталей в схеме не используется.

Это сообщение отредактировал neonion2011 - 3.02.2012 - 03:56

На ЯПе пора новый раздел заводить - "Юный техник"

PS.

ТС прости, наломал

Это сообщение отредактировал Termostat - 3.02.2012 - 03:57

Подготовка

Схема устройства представлена на рис. 1. Точнее, там схема питания и половина схемы усиления — на один канал.

Рис. 1. Схема питания и одного канала

Это сообщение отредактировал neonion2011 - 3.02.2012 - 03:57

Как видно, схема предельно проста. Не мудрствуя лукаво, разводим плату как получится, под размеры имеющихся деталей. У меня получилось как показано на рис. 2.

Сразу отмечу — устройство я собирал из того, что было под рукой — резисторы 0.5 Вт 5%, высоковольтная пленка, большие электролиты. Маленькой коробочки под рукой тоже не было, поэтому в размерах я не стеснялся. При желании это всё можно сделать раза в три меньше.

Рис. 2. Эскиз печатной платы

Это сообщение отредактировал neonion2011 - 3.02.2012 - 03:59

Теперь собираем детали — по сусекам или в магазине.

Полезные советы закупающимся впервые:

- не забудьте купить панельку для микросхемы в корпусе dip 8 (и, соответственно, саму микросхему покупайте в этом корпусе). Панелька нужна чтобы легко менять микросхемы и подбирать их на слух, ну и перегреть её паяльником не получится;
- резисторы пойдут 0.25Вт. Чем точнее, тем лучше, но без фанатизма;
- электролитические конденсаторы брать на напряжение 35В и выше;
- если будете делать светодиод — не забудьте держатель для него, соответствующего диаметра.


Теперь можно приступать непосредственно к изготовлению.

Изготовление платы

С помощью любого удобного способа нужно изготовить плату. Я использовал ЛУТ, у меня уже есть опыт и отличный боевой утюг:

Рис. 3. Утюг

Это сообщение отредактировал neonion2011 - 3.02.2012 - 04:20

Для травления таким способом понадобятся следующие устройства и материалы:

- Фольгированный текстолит;
- Ножовка по металлу или бормашинка с отрезным кругом;
- Лазерный принтер;
- Глянцевый журнал (лучше без женщин, чтоб не отвлекаться);
- Утюг, который не жалко;
- Мелкая наждачная бумага;
- Ацетон;
- Тряпки или ватные диски;
- Хлорное железо;
- Посудина для травления;
- Раковина, мыло.


Детальные фотографии процесса приводить не буду (сказать и показать что-то новое по поводу ЛУТа довольно трудно, в интернете всё есть). Вкратце процесс таков:

- Вырезаем подходящий кусок текстолита. В идеале — обработать получившиеся кромки напильником, так легче равномерно проутюжить потом;
- Зачищаем медный слой мелкой наждачкой, промываем водой с мылом, и стараемся больше не касаться его пальцами;
- Печатаем лазерным принтером разводку платы на странице из глянцевого журнала;
- Вырезаем, прикладываем рисунок на текстолит, накрываем листом белой бумаги, и утюжим горячим утюгом до тех пор, пока бумага не пожелтеет (это индикатор того, что текстолит прогрелся достаточно). Утюжим старательно, равномерно, не забывая углы. Перегревать текстолит не следует — расплывется печать, а также текстолит может деформироваться;
- Кладем текстолит (осторожно, он горячий) с приклеившимся рисунком в толстую книгу (ненужную!), и становимся всем весом сверху на пару минут;
- Вынимаем, кидаем в ёмкость с горячей водой (я использую глубокую тарелку) минут на 5-10;
- Под краном с горячей водой осторожно отслаиваем бумагу, «катышками». В итоге останутся только черные дорожки;
- Изучаем. Если получилось совсем плохо — смываем всё ацетоном идем к п. 3. Мелкие дефекты можно выправить — расплывы удалить кончиком ножа, а плохо прилипшие дорожки подправить чем-нибудь — например, взять у подруги лак для ногтей, удобно и прочно;
- Разводим раствор хлорного железа в подходящей посудине. Важно! Соблюдайте технику безопасности! Сначала вода, затем железо, и понемногу. Нельзя заливать железо водой — если хлорное железо хорошее, то будет выделяться очень большое количество тепла. Разводим до цвета крепкого чёрного чая;
- Побалтывая, ждем пока сойдет медь. Лучше делать это в проветриваемом помещении, в тепле (чем выше температура, тем быстрее скорость реакции);
- Вынимаем плату, тщательно промываем и смываем порошок ватным тампоном/диском с помощью ацетона. Всё, плата готова!


После этого можно начинать сверлить отверстия. В итоге у меня получилась вот такая плата (постарайтесь не перетравить, как это вышло у меня. Это некритично в данном конкретном случае, каких-то больших токов тут не протекает, а заряженные частицы и так найдут где двигаться, но всё же):

Рис. 4. Рассверленная плата.

Это сообщение отредактировал neonion2011 - 3.02.2012 - 04:04

Меры предосторожности:

- Не используйте хороший утюг — поцарапаете всю подошву и получите нагоняй от его водителя;
- При работе с хлорным железом соблюдайте меры предосторожности. Избегайте попадания на кожу, вдыхания паров, попадания хлорного железа на металлические предметы.


Далее плату лудим и запаиваем детали:

Рис. 5. Лужение

При сборке я сразу запаял резисторы R5 (обозначения по схеме) для уменьшения шумов, однако после испытаний от них отказался, впаяв перемычки. В остальном от оригинальной схемы не отступал.

Переключатель питания и светодиод я делать не стал, поскольку батарейное питание и экономия энергии для меня неактуальны, и устройство будет работать от внешнего блока питания.

Как видно на рис. 6, я использовал сдвоенный пот ALPHA и изолированное от корпуса гнездо для питания (это важно).

Также использовались 1/4" разъемы, просто потому, что они у меня в ходу, как и соответствующие штекеры, хотя в данном проекте логичнее использовать разъемы 3.5 мм. Мои экземпляры не изолированы от корпуса, и я даже получил земляную петлю таким образом, однако на уровень шумов это не повлияло заметным на слух образом.

Подключаем, крутим ручку, радуемся результату. Настройки не требуется, разве что попробовать разные типы ОУ и напряжение питания. Теперь можно приниматься за корпус.

Рис 6. Плата в сборе

Корпус

Под руками оказалась такая вот коробочка:
Рис. 7. Корпус Gainta G0124.

Это сообщение отредактировал neonion2011 - 3.02.2012 - 04:12

Купить такой можно, например, тут. Материал — силумин, обрабатывается крайне легко и приятно. Через десять минут получаем результат:

Рис. 8. Рассверленный корпус

Собственно, на этом всё. Запихиваем разъемы в корпус, обрезаем и перепаиваем избыток проводов, лепим на нижнюю крышку (с внутренней стороны) что-нибудь непроводящее (чтобы не позамыкать на плате всякое), и получаем готовое устройство.
Всего на изготовление от поиска схемы до включения готового устройства в розетку потребовалось около 3-4 часов. По деньгам (с чипом OPA2227PA) выходит около 500 рублей. Учитывая получившийся результат — вполне неплохо. Со своими задачами девайс справляется замечательно, profit цель достигнута.
UPD. Да-да, я знаю, что плата получилась плохо (несвежий раствор + забыл вытащить вовремя), контролируйте процесс и постарайтесь не перетравить, медь должна быть гладкой, блестящей и радовать глаз.

У меня Все.

очень мало осталось в наше время народа который еще помнит для чего нужно хлорное железо... и что паяльник используют не только для ректально- термальной криптографии

автору зелень. Давно не брал я в руки шашек паяльник

Тут хватает паяльника с широким жалом?

Практически позабыл я это дело. Много лет назад паяльник был вообще никакой, но я к жалу прикрутил кусок 2мм медной проволоки для точных работ и отформовал микро-жало. Также под рукой был спиртовый раствор активированной канифоли. С помощью всего этого дорожки шириной около 1 мм лудились за один проход.

Недавно пытался опять, паяльник другой, флюс только внутри припоя -- как-то неохотно липнет (спасибо ещё, что на месте пайки держится).

Да ладно! Вы подскажите, хотя бы еще один вариан тприменения. Кроме травления плат. А метод лазерник-утюг так вообще идеален, ввиду дешевизны, удобства и практичности.

А маркер для плат? И быстрее и гемора меньше на порядок

Травить можно и смесью обычной соли с медным купоросом в пропорции 3:1. Только в отличии от хлорного железа, процесс совсем не быстрый - на ночь можно оставить. Зато без вони и не перетравишь случайно. А за правильныо вставленные руки и особенно за желание ими что-то настоящее сделать - автору заслуженный плюc!

заказы принимаешь?

Это сообщение отредактировал СВИНКС - 3.02.2012 - 07:28

Просто и быстро?
ТС, прошу прощения, конечно, но...

После прочтения заголовка темы мне захотелось апнуть свои мониторы.
Ну, если просто и быстро - почему нет? В реальности дело оказывается НЕ простым и НЕ быстрым.

К автору:
Не все люди обладают навыками работы с различными инструментами (я в том числе).

Тема прекрасная и я думаю многих заинтересует (без сарказма). Но нужно оценивать не только СВОИ силы и возможности.

Так и делал, а дорожки РИСОВАЛ лаком для ногтей- некрасиво и криво, но работало! Эх, восмидесятые!

neonion2011
ясный пень, что я сама это смогу сделать только в следующей жизни...
вопрос из любопытства : зачем покупать усилок, если можно подобрать "уши" с оптимальными частотами?
(у меня сейчас panasonic rp-ht850) громкость реактивного самолета и ясный звук даже на моем допотопном acer

Я собирал по этой схеме. По материалам TANk с Датагора.

на таком куске текстолита можно было 6 таких усилителей зделать!ну а так молодец

Это сообщение отредактировал thelik - 3.02.2012 - 08:55

Забавно.

Давно хочу подобный усил хочу пересадить из кофейной банки в кожаный корпус, в котором мне подарили часы. Но только вот уже давно лишился своих Зенхайзеров и EMU. Так, что буду собирать себе сначала ЦАП для ноутбука, а потом закончу усил и прикуплю себе стоящие уши. Кстати никто не знает, какой самый идеальный тип ЦАПа, работающего от USB. C микрухой, которая работает на прямую с USB, или лучше сначала конвертировать USB поток в SPDIF или во что нибудь еще более наработанное?