Усилвател за слушалки с TPA6120A2

Настоящата статия е посветена на проект за слушалков усилвател с високо качество (HiFi) на базата на интегрална схема TPA6120A от BurrBrown (притежание на Texas Instruments понастоящем). Тази интегрална схема представлява два операционни усилвателя с висока мощност в един корпус. Изведени са по отделно входовете за захранване на двата усилвателя, като всички изводи са симетрично подредени от двете страни на корпуса, за да се улесни проектирането на платка с голяма гъстота. ТРА6120 впечатлява със своите параметри, които доказват посоченото в документацията приложение за професионални цели. Основните параметри са както следва:

  • 80 mW при 600 Ома товар от ±12-V захранващ източник и 0.00014% THD + N
  • Архитектура с токова обратна връзка
  • Динамичен диапазон надвишаващ 120 dB
  • SNR от 120 dB
  • Изходен напреженов шум от 5 µVrms при Gain = 2 V/V
  • Диапазон на захранващото напрежение: ±5 V до ±15 V
  • 1300 V/µs скорост на нарастване
  • Диференциални входове
  • Независими захранвания за ниско прослушване
  • Защита от късо съединение и прегряване

Избраната от мен схема можете да видите на чертежа по-долу.

HPAMP

Първо ще отбележа, че към схемата не е включен захранващ трансформатор и токоизправител. За целта ще бъдат използвани тороидален трансформатор и грец схема с шотки диоди. Както можете да забележите схемата е напълно симетрична от началото до края. Печатната платка също не изменя на това правило, но всичко по реда си. Захранващото напрежение преминава през четири филтрови кондензатора за всеки канал – електролитните C1, C2 и C3, C4 и неполярните C5, C6 и C7, C8. Говорейки за HiFi схема няма как да работим с какви да е компоненти. Електролитните кондензатори са серия FC на Panasonic, а неполярните са полипропиленови отново произведени от Panasonic (и по-конкретно в Япония). Доставката на екзотичните 100nF-ови кондензатори и висококачествените електролити отне близо месец, но както знаем хубавите неща стават бавно. Продължаваме със самия усилвател. Схемата на свързване е неинвертираща с усилване 2V/V. Това разбира се доведе до проблем със сериозна постоянно-токова съставна на изхода, която почти унищожи чифт слушалки. Проблемът беше решен с помощта на резисторите R9 и R10, като постоянната съставна беше понижена до приемлива стойност, не носеща опасност за слушалките или осезаема промяна в звученето. Свързани са два входни и два изходни резистора, които имат за цел предпазване от самовъзбуждане в следствие на паразитни капацитети, изходен капацитет на входния източник и капацитет изграден в кабела на слушалките. Стойностите им са препоръчани в документацията на усилвателя. Всички резистори с изключение на тези в обратните връзки (R3-R6) са с толеранс от 1% (водят се професионални). Резисторите в обратната връзка са избрани с толеранс от 0,1% (водят се прецизни) за гарантиране на максимална симетричност на схемата. Всички резистори са тип MELF (Metal Electrode Leadless Face) и са подбрани от асортимента на Vishay. Сигналните конектори, както и изходния също са подбрани с добро качество, за да не отстъпват на останалата част от схемата.

Печатната платка, която се вижда на снимките най-долу е специално проектирана за този проект. Спазени са всички изисквания, споменати в документацията на ТРА6120, като минимални разстояния между елементите и минимални дължини на печатните проводници към входовете и от изходите на интегралната схема. Платката е изградена максимално симетрично, за да отговаря на схемата и да няма както схематични така и физически различия в пътя на сигнала. Спазено е и специфичното изискване платката да не бъде обляна с маса около входните пътища и от двете страни, за да не се създават паразитни капацитети. Специално предвидени опроводени отвори спомагат за максималното охлаждане на интегралната схема, снабдена с ThermalPad от долната си страна.

Дългото чакане на компоненти, многото време отделено за проектиране на платката и нейната оптимизация с цел симетричност и минимизация на сигналния път дадоха своя резултат. Мисля, че изработеният усилвател може да се нарече аудиофилен, а дори да не е такъв, той е далеч над нивото на всичко, вградено в масовите аудио системи. Естествено подобен усилвател изисква качествен източник и качествени слушалки, за да се получи добро впечатление от звученето.

На вашето внимание представям няколко снимки на сглобения усилвател. Първите три снимки са на платката със споменатите по-горе компоненти, а вторите три са с полиестерни неполярни кондензатори от Vishay и резистори в обратната връзка с толеранс 1%. Това значително понижава крайната цена, като качеството продължава да бъде високо. На третата снимка вместо 10кОм-ови резистори Vishay паралелно на входа се виждат най-обикновени 1%-ови резистори 0806. Това е така, защото снимката е правена докато чаках доставката на резисторите от Vishay.

HPAMP (1) HPAMP (2) HPAMP (3)

HPAMP (4) HPAMP (5) HPAMP (6)

7 thoughts on “Усилвател за слушалки с TPA6120A2

  1. Второто копие на схемата (това от долните 3 снимки) с по-достъпните като цена компоненти се продава. Конекторите за входния сигнал не са запоени, но мога да ги запоя по желание. Оставени са така защото може да се ползват такива за панелен монтаж и платката да се вгради в по-голяма кутия.

    ЦЕНА 20 ЛЕВА Мога да изпратя платката по куриер с наложен платеж и разходи за сметка на купувача.

    Платката е тествана. Изисква двуполярен захранващ източник с напрежение в границите 5-15V и минимална изходна мощност 2W.

  2. ПРОДАДЕНО

    Излишното за мен копие на усилвателя беше купено от един много коректен господин от София, който ще си го слуша с удоволствие. Де да можеше всички участници в търговията през интернет да бяха като него.
    Нямам претенции за авторски права върху схемата, така че всеки желаещ да се чувства поканен да я копира и подобрява ако има такава възможност.

  3. Можеш ли да дадеш Схемата на платката, защото и аз от известно време искам да направя такъв усилвател обаче проблемами е, че не мога да намеря схемата наплатката, а и още не съм чак толкова напредал, че да зглобя платка по тези схеми.🙂

  4. Схемата е дадена в статията по-горе. Отделно в следващите части на проекта има и схема на захранващия блок. Липсва само свързването на трансформатора към него и към мрежата, но това е елементарно и нямаше нужда да го добавям. Ако питаш за чертеж на платката, мога да ти предложа файлове от OrCAD 16.0. Там обаче липсват двата резистора R9 и R10, които добавих на платката до другите компоненти без да им е отделено специално място. Пространството беше достатъчно и спойките станаха отлични. Ако нямаш достатъчно опит в това, не те съветвам да се опитваш да си правиш платка сам. Дори да си поръчаш да ти произведат такава от моите файлове запояването на миниатюрните компоненти също не бих го препоръчал при липса на опит. Особено запояването на чипа. Нямам и останали бройки, за да ти предложа. Може би не е лоша идея да потърсиш такъв усилвател за покупка от интернет. Вероятно няма да е с такива скъпи компоненти, но пак ще е далеч по-добър от звуковата карта на компютър или други бюджетни решения.

  5. може ли тел за връзка да си закупя 1 брой сл. амп
    юлиян 0895663683

Your comment:

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s