Усилитель для наушников класса A

Представляем очередной успешный проект усилителя, работающий в чистом классе A на основе схемы из зарубежной радиолюбительской литературы. Предполагалось иметь компактную конструкцию, то есть блок питания и усилитель как одно целое, чтобы все элементы могли находиться в небольшом алюминиевом корпусе.

Электросхема УНЧ класса A

Элементы, которые использовались, выбраны наиболее подходящие для типичных аудиоустройств. Это прецизионные резисторы с низким уровнем шума, конденсаторы Panasonic и Rubycon, потенциометры, задающие ток покоя транзисторов, также высококачественные многооборотные Murata.

Схема блока питания усилителя

Что касается прослушивания, УНЧ на наушниках звучит просто сенсационно и послушав в нём музыку каждый сможет узнать, в чем прелесть аудиофильных устройств высокого класса (разница с простыми схемами очевидна). Все дополнено позолоченными штекерами и качественным разъемом для наушников.

Сразу заметна существенная разница в построении сцены, она определенно глубже, кроме того что пространственность и разрешение находятся на высоком уровне, отдельные инструменты стали хорошо представлены, особенно электрогитара, саксофон, а низкие регистры не сочетаются с вокалом, что делает каждый звук услышанным очень точно. В общем усилитель звучит так, как и хотелось по задумке.

Токи покоя установлены 125 мА в каждом плече, один канал потребляет около 250 мА.

Этот усилитель имеет высокое входное сопротивление, поэтому трудно устранять полностью гул. Лучше убрать потенциометр 2×47 кОм и поставить 2×1 кОм. Это уменьшит входное сопротивление и согласует вход с линейным выходом компьютера, который имеет сопротивление нагрузки как раз около 1 кОм. Это симметричный усилитель, поэтому на выходе при подключенных наушниках измеренное напряжение постоянного тока на землю должно быть 0 В. Если оно положительное или отрицательное, постоянный ток протекает через наушники и вызывает отклонение мембран, увеличивая их нелинейную работу и снижая динамику. Нужно отрегулировать схему так, чтобы выходной сигнал был строго 0 В, чем ближе к нулю — тем лучше. Установка выходов производится на подключенных наушниках и заземленных входах.

P1 регулирует ток покоя T11 и T12. Выходная симметрия 0 В может быть отрегулирована путем выбора R21 и R22. Вместо одного из этих резисторов можно подключить регулируемый резистор 33 кОм и, измерив выходное напряжение, точно установить напряжение на нагрузке равным 0 В. Диапазон регулировки должен быть в пределах ± 1,5 В, поэтому можно легко установить 0 В на выходе.

В усилителях звука проблема шума может заключаться и в чем-то другом, например в очень широкой полосе пропускания УНЧ, которая достигает десятков МГц. Транзисторы BC550 и BC560 имеют частоту среза 150 МГц, частота среза выходных транзисторов около 70 МГц. Поэтому ничто не мешает усилителю передавать частоты, рассчитанные в 9 МГц. Здесь начинается ступенька, потому что между соединительными кабелями и дорожками есть паразитные емкости, которые могут вызвать радиочастотную обратную связь и усилитель возбуждается. Типичными симптомами в этом случае являются повышенный уровень шума и тока.

Второй вариант схемы УНЧ

К сожалению, автор оригинальной схемы усилителя не защитил её от возбуждения, и эту ошибку следует исправить. Ниже приведена схема модернизированного усилителя, на которой добавлены несколько элементов, препятствующих возбуждению.

Эти элементы — на входе C9 100 пФ, этот конденсатор замыкает высокие частоты на землю. На выходе C10 470 пФ, который увеличивает обратную связь и, таким образом, уменьшает усиление для частот выше 100 кГц, и R24 — C11, которые нагружают усилитель на высоких частотах. Это важно, потому что наушники имеют определенную индуктивность и, следовательно, определенное реактивное сопротивление, а реактивное сопротивление увеличивается с увеличением частоты. Это приводит к тому что сопротивление нагрузки не будет равномерным во всем диапазоне частот усилителя. Элементы R24 и C11 компенсируют реактивное сопротивление наушников и, таким образом, нагрузка более — менее одинакова для более высоких частот.

Предложенная модификация не вызывает ухудшения усиления в полосе низких частот и частота среза усилителя составляет 80 кГц, где напряжение падает на 3 дБ относительно частоты 1 кГц.