Собранная плата усилителя для наушников на микросхеме TPA6120A
Усилитель шел в одной посылке вместе радиатором
mySKU.me/blog/china-stores/56687.html на бесплатный обзор от магазина. Посылку или кто-то забрал на почте вместо меня, или я ее где-то потерял, дома до сих пор не нашел. Заказал заново тоже самое за свои деньги в этом магазине. Дошли руки до обзора. Хотел написать обзор типа «смотрите какой крутой усилок я сам собрал из китайских плат», но тут похоже много дозаказывать надо еще будет. Затянется обзор. Только про плату тут напишу.
Обещают следующие характеристики для УНЧ:
Оригинальные микросхемы TPA6120A and NE5534
metal film резисторы на плате с 5 кольцами!
Защиту наушников
Напряжение питания: AC 15V-0-15V (двойное переменное 15 В)
Сопротивление наушников: 32 Ohm -600 Ohm
АЧХ: 20HZ-20KHZ
Размер: 104mm * 88mm
TI TPA6120A — микросхема усилителя для наушников класса АВ с отличными характеристиками —
www.ti.com/lit/ds/slos431b/slos431b.pdf. Народ повсеместно хвалит ее. Решил заказать на пробу УНЧ на этой микросхеме. Обзоры подобных УНЧ на этой микросхеме были тут уже. Поиск «TPA6120». Например, обзор
edsik-а
https://mysku.me/blog/aliexpress/48706.html
Пришло обтянутое полиэтиленом.
Плата. Нет коннектора питания, два переключателя — изменение коэф. усиления УНЧ, два подстроечника — для выравнивания напряжения на шинах питания после стабилизатора, только два отверстия для крепления платы к корпусу:
Получше сфотографировал:
Обратная сторона — флюс на 4-ку отмыт:
Высота:
Плата двухсторонняя с использованием SMD компонентов.
Подобные конструкторы продают в виде кита. Стоит чуть дешевле. Но те, кто собирал — говорят паять основную ИМС — еще то мучение. Проще готовую плату купить и потом ее мучить.
Разные детали на плате - подробности, кому интересно
Основная ИМС TPA6120A. Конденсаторы синие (не красные), конденсаторы фильтров питания фирмы Nichichon:
Буферный ОУ (обычный, не сдвоенный):
Реле защиты внезапно на 5В:
Напряжение на этом реле при работе УНЧ:
На обратной стороне — нет SMD диода выпрямительного 4007-го (питание защиты наушников). Пришлось купить этот диод 4 р. и допаять по фоткам обратной стороны платы в инете.
Тратим дополнительно 500 Р и покупаем такой трансформатор
(дорого же блиннн!!!) — хобби же бесценно! Народ юзал и трансы на 10 VA. У меня в доступности был такой тор.
Все влезает в корпус от CDROM:
Довести до ума — работы примерно на два выходных. Точно менять регулятор громкости (РГ). По-началу думал, что с ним все хорошо. Но оказалось — не так. Косячит на маленькой громкости. Менять на ALPs. Отверстия на плате под RK27 есть. EMI фильтр поставить. Переднюю панель сделать. Кнопку питания и проч. Как доделаю, возможно в коменты фото добавлю потом. Сейчас цель — нужно ли доводить до ума этот усилитель. Результат тестов и прослушивания — буду доводить.
Послушал эту плату на наушниках Beyerdynamic DT 990 Pro. Играет чисто, нейтрально, звук не красит, фона не слышно. Сцена хорошо прослушивается. Впрочем, это свойства данного чипа указывали и авторы других обзоров на этом сайте и на других сайтах.
Тут нет ничего интересного. Все ок. Замеры
Схемотехника УНЧ и улучшения
Схема УНЧ. Рисовал по плате. Возможны косяки. Микросхема защиты — UPC1237:
Для сравнения - схема УНЧ из обзора edsik-а https://mysku.me/blog/aliexpress/48706.html У него в обзоре схемы нету.
Тема на международном форуме про эти усилители —
http://www.diyaudio.com/forums/headphone-systems/272286-schematic-request-tpa6120-ne5534-ebay-amp.html.
В одном из коментов форума рекомендуется сделать следующие модернизации. Разговор идет про схему из обзора edsik-а — но многое и для этой актуально.
Оригинал
www.diyaudio.com/forums/headphone-systems/272286-schematic-request-tpa6120-ne5534-ebay-amp-post4927227.html
1) Problem: relay in the kit is of wrong voltage rating (5V) and would cause both the relay and resistor R1 to heat up. Unlike indicated in the schematic, the relay draws current from the non-regulated supply (that could be as high as 24V) in the PCB layout.
Mod: Changed the relay to a 12V rating one and R1 to 910R. This reduces the coil current to 1/3 that otherwise case. Heating up no more.
2) Problem: NE5534 is spec-ed for stable operation at gain of minimum 3x, yet the gain as in the schematic was set to 2x, and they put a 1000pF cap right at the NE5534 output to GND to try to seemingly «stabelize» it.
Mod: Changed the gaing setting resistors (10K SMD on the bottom side) to 22K to set the gain to slightly higher than 3x, removed the 1000pF caps, cut the PCB traces and insert a 50R resistor between NE5534 output and TPA6120 inout.
3) Problem: Volume pot was part of NE5534 DC bias circuit, and therefore, it can have ill effects, A — it can introduce wiper noise and B — it can affect the DC offset at the amplifier output.
Mod: cut the PCB traces and re-wired the DC-blocking capacitors (missing from the supplied schematic) to have them AC-couple the volume pot to NE5534 input, and the volume pot re-wired directly to the signal input terminals. Replaced the two regular polar type electrolytic caps with non-polar type for signal coupling. The 10K resistors at the non-inverting input of NE5534 are changed to 6K8 to cancel out the DC offset from the input bias current of NE5534.
4) Problem: Copper foil for the TPA6120 thermal pad was floating
Mod: short it out to GND
5) Problem: the supplied volume pot is 50Kohm, a bit too high for the NE5534 gain stage that has an input impedance under 10Kohm.
Mod: replace with 10K volume pot.
1. Реле в наборе на 5В. Рекомендуют заменить на 12-ти вольтовое (с заменой обвязки).
У меня при работе на этом реле 3.2 В. Вроде все ок. Думаю зашунтировать это реле диодом, как обычно делают на платах защиты от постоянки. В этом УНЧ нет этого шунтирующего диода.
2. Для стабильной работы ОУ NE5534 рекомендуется выставить коэф. усиления минимум в 3 раза. Коэф. усиления опредиляется резисторами R18/R19 (R24/R25) по схеме усилка из этого обзора. Тут вроде не все так плохо. Особенно, если включить режим усиления (переключатели на плате в положение ON). Тогда будет отношение 3К/1.1К
3. Предлагается заменить электролиты на входе усилителя (для блокировки возможного постоянного напряжения на входе усилителя) на неполярные конденсаторы. Автор того коммента установил конденсаторы по 1 мкФ. В этой схеме подобного конденсатора вообще нет на входе. Нет защиты от постоянки на входе. Но установлена защита от постоянки на выходе на микросхеме UPC1237. Более того на плате просто нет места под эти конденсаторы. Могут быть весьма габаритными. Как вариант — установить эти конденсаторы на входные гнезда, а потом подавать сигнал на плату УНЧ (на РГ)? Так у аудиоманьяка в его УНЧ на LM3886 сделано.
5. Заменить РГ с 50 кОм на 10 кОм (для лучшей работы ОУ NE5534). Так как РГ все равно менять, по почте идут как раз два ALPs 10кОм RK27. Возможно им РГ заменю.
Замечания по моим испытаниям и прослушиваниям:
1. Заменить ОУ NE5534. Эти китайские ОУ — непредсказуемого качества. Я их заменил на OPA134 в DIP8. Звук лучше стал. Хорошо, что ОУ стоят на панельках. А так советуют менять на OPA132, OPA604,OPA627(на плате такие обозначены),LME49710,LME49990,AD843,AD8610,AD797. Вопрос только цены (такой апгрейт может стоить в разы дороже этой платы УНЧ) и доступности. В том же ЧиД предлагают кучу вариантов OPA627 ценой от 500 р. — до 3000 р. (
https://www.chipdip.ru/search?searchtext=OPA627). Вопрос — какие брать и где оригинал?
2. Усилитель имеет высокий коэф. усиления. Т.е. РГ работает только в очень маленьких границах. Иначе можно оглохнуть в наушниках. Чтобы уменьшить усиление (и тем самым регулировать громкость в больших пределах), возможно поставлю перед РГ по пути сигнала резистор в 10-20 кОм (после замены РГ на 10 кОм Alps RK27).
Шлирлиц не был так близко к провалу…
но блин, ребята, выкладывать такие мутные несфокусированные фото
— это просто неуважение к читателям. Фотоаппарат всегда можно найти, было бы желание.
Что имелось в виду???
Я когда про 5 колец увидел — первая мысль была про цветовую маркировку. Но увидел смд детали, а не обычные резисторы.
Зы. еще раз посмотрел на странице продавца — увидел выводные резисторы. Потом увидел их и в обзоре. Озадачен:)
ЗЗЫ. Вот для чего нужны хорошие фото:))
Некоторые еще и направленность у резисторов слышат
Встречал еще мнение, что смд резисторы для звука куда лучше всех остальных.
Короче, всяк кулик свое болото хвалит:))
Как и пяти полосные 10%
Маркировка резисторов
«Следует отметить, что иногда встречаются резисторы с 5 полосами, но стандартной (5 или 10 %) точностью. В этом случае первые две полосы задают первые знаки номинала, третья — множитель, четвёртая — точность, а пятая — температурный коэффициент.»
Так что изучаем матчасть :-)
Немного не в тему, но может кто нибудь подскажет как срезать частоту на данном усилке для саба? Реально ли это вообще, а то музыку слышно в месте с басом.
Находим, например, такое
например aliexpress.com/item/TPA6120A-Headphone-Amp-Board-ALPS-Tone-Tuning-Deluxe-Edition/32423498646.html
на фотках на этом резисторе угадываеться даже 100КА
и еще — вот такой сильно лучше будет? стоит почти в 3 раза дороже
aliexpress.com/item/New-HIFI-A2-Headphone-Amplifier-DIY-Kit-Dual-15-18V-Reference-Beyerdynamic-A2/32814543463.html
Стоит он в 3 раза дороже из-за трансформатора. Это клон Beyerdynamic A2. Там другая схемотехника.
То, что все на одной плате — это хорошо. Операционники под замену, возможно под замену и конденсаторы на входе.
Вот здесь боюсь Вас (как и, наверное, многих) разочаровать.
Серия RK27 не выпускается APLS'ом уже много лет. Это, кстати, тоже обсуждено на форумах, если что. А лучше всего, посмотрите на номенклатуру переменных резисторов на сайте производителя. Вместо нее идет серия RK271, в которой есть только один номинал в 100кОм.
Все что шлют китайцы под видом RK27 — это копии различного качества. Если на том, что Вы получите, будет написано ALPs, и на валу будет сделана накатка,
а контакты самого резистора не будут черными от окислов,у Вас будет хороший шанс вернуть свои деньги за полученную подделку.Резистор в 10кОм поледовательно с 10кОм переменником добавит Вам ослабление в 6dB (2 раза), что реально совсем чуть-чуть. 20кОм — уже лучше: 9.5dB (в 3 раза), хотя тоже не Бог весть что, но имейте в виду, что в принципе, замена переменника и прочие переделки резисторов, изменят частоту среза фильтра на входе. Так что будьте готовы заменять еще и С15/С16.
Просто после вашего обзора заказал эту плату, кстати, пришла с диодом :-) но пока нес домой с почты — уронил и сломал переменный резистор, который менять не планировал, но теперь уже придется на альпс.
Зашел на Mouser и вижу там доступный alps на 10К и на 100К. Но учитывая ваши отзывы о высоком КУ и что регулятор работает в малом диапазоне, думаю, что 10К маловато, даже с учетом допайки на постоянной основе 10К последовательно, так как 20К не будет покрывать диапазон первоначального 50К. То есть звук будет в любом случае на выходе.
Или я чего-то не понимаю?
mySKU.me/blog/aliexpress/48476.html
Но там только TPA6120A. Это, впрочем, не мешает собрать приличный усилитель для наушников. Сравнив результаты Ваших и своих измерений преимуществ установки на входе операционника я не увидел. Напротив, нет проблем с большим КУ. Да и цена почти в три раза меньше.
А не пробовали подавать на вход этого усилителя меандр 100 КГц? Там фронты и спады выглядят поинформативнее.
А 100 КГц может быть вот так:
Первый усилитель
Второй усилитель
Последнее фото. Специально каналы осциллографа, подключенные ко входу и выходу, усилителя для наглядности сместил по вертикали.
Для первого этого делать не стал.Тоже для наглядности.Сигнал на Выходе практически совпал с входным
Смотрите на развёртку!!! 1 и 10 мкс!!! на первой и второй фотографии для одного усилителя. Все огрехи видны с меньшей развёрткой и скрадываются при большей. Отсюда и надо смотреть на меньшей — лучше проверяется на вшивость. При этом частота меандра в 100 кГц позволяет увидеть и фронт и спад на одном экране.
Теперь собственно к вашему акценту. Музыкальный сигнал — это далеко не синусоида. И чтобы его правильно воспроизвести скорость нарастания выходного сигнала и полоса пропускания усилителя должна быть значительно шире 20 кГц. Вот насколько — это я тоже хотел бы знать.
По второй части, да, вопрос интересный, но не ограничится одним лишь усилитетлем. Подобные фронты должны и звуковые излучатели отрабатывать, а они, как мне кажется и будут из-за своей инерционности растягивать фронты. Разве нет?
Эти два это о каких речь? Один я так понимаю о котором обзор, а другой?
А то я в небольшом поиске усилителя для наушников. Много лет пользовался technics rp-f880 и для меня они играли воздушного и объёмно, но потом один капсуль вышел из строя. Купил взамен sennheiser hd599. Не ощущаю я в них объем как в предыдущих. Подумал, что усилитель мне поможет вернуть объём. Обозреваемый уже приехал, но пока не включал, жду трансформатор.
напряжение холостого хода 19,5 В
под нагрузкой получается 17,2 В. При этом ток потребления каждой из вторичных обмоток 20 мА.
Не подскажите, откуда такие рекомендации по мощности трансформатора в 10 Вт?
Хотя, вставил в розетку ваттметр и он показывает, что трансформатор из розетки потребляет при этом 18 Вт. Т.е. трансформатор потребляет 18 Вт, выдает 0,02 *17*2 = 0,68 Вт и сам при этом не греется (ни обмотки. ни магниторовод). Мне непонятно куда они в трансформаторе деваются, если приборы не врут.
Но при этом на плате греются за порядка 10 секунд, если обратиться к схеме в обзоре, R8,R12, R4,R16. Дольше 20 секунд я его включенным не держал, но уже за это время они разогреваются так, что начинают потрескивать и к ним не прикоснуться.
Если что резисторы эти, на более мощные такого же сопротивления можно поменять.
Наушники подключали? Осциллограф есть?
Загадку с трансформатором решил: измерял ток на выходе трансформатора мультиметром ночью и забыл, что мой домашний переменный ток не измеряет, поэтому 20мА это в режиме постоянного тока. Так что ваттметру верю.
На работе есть осциллограф, правда электронный, но флюк и мультиметры разные. Пока предварительно на работе посмотрел — в сети 210 В, на выходе трансформатора в хх 18 В, под нагрузкой 15,8 В. R8,R12, R4,R16 греются уже меньше.
Подключал наушники «капельки» какие не жалко было спалить. С омическим сопротивлением 32 Ом.
Пока «из коробки» на работе не впечатлил меня усилитель. Ток покоя покрутить желание есть. Ну и остальное промерить. Займусь этим, попутно вникая в теорию. Ну и получается с трансформатора надо бы насколько витков вторички смотать, чтобы спокойнее жилось.
Сопротивление их 57 Ом, если верить маркировке. От уровня громкости, кстати, напряжение на них не меняется. Получается, по пол ватта на каждом резистор выделяется, а судя по размеру они на 0.25 Вт. При этом со вторичной обмоток было по 17… 17.2 В и ток с одной 0,3 А, с другой 0,27 А.
Просто в комментариях выше: «там на плате, голубенькие резюки, на выходе вешаете тестер и регулируете, в моем случае как подключил правый канал попердывал и шум шел, померил выходы, на правом постоянка».
Пока не очень разобрался в теории, потому каша в голове.
И еще такой момент. Насколько мне удалось понять, транзисторы участвуют в стабилизации напряжения, «умощняя» TL431. Подтстроечные резисторы стоят в цепи делителя, задающие напряжение стабилизации для TL431. До конца на пальцах пока не очень понимаю как это функционирует и связи, но пытаюсь вникать дальше. Верно понимаю?
Ток покоя — ток который потребляет усилитель при отсутвии сигнала. Мерить например по падению ПОСТОЯННОГО напряжения по резистору в шине питания, При увеличении громкости он растёт в этом УнЧ