Super shunt pro DAC a sluchátkový zesilovač

[kotel]

Návrh zesilovače pro sluchátka:
EDIT: zde je špatně nastavený klidový proud na koncích, 4mA je moc málo pro vyšší výkon, pak chyba v DC ochraně



Je to klasicky operák s diamond bufferem. Naladěno je to na OPA604 nebo OPA627 (dle spice modelů výrobce). Ty sice nemusí mít kondík ve zpětné vazbě, ale vychází s ním lepší frekvenční charakteristika. Vynechat se dá vždycky.

Obvod má normálně gain 1x, ale dá se přepnout na +22dB. Relé bude ovládané z arduino.
Výstup půjde ještě přes další relé buď na jedny nebo druhá sluchátka.
DC ochrana je z důvodu, že se nemá jak přepálit pojistka ve zdroji. To bude zase vyhodnocovat arduino.

rozsah pro zátěž 16 až 600 ohm: 5Hz - 100kHz (rozdíl max 0,2dB)


Hodnoty odporů pro klidové proudy budu muset ještě ověřit měřením na reálném obvodu, protože v simulacích jsou propastné rozdíly při zkoušení různých tranzistorů.


Zesilovač je nastaven pro impedanci volume kolem 350ohm (bude před vstupem IN), což má attenuator na dalším obrázku. Výhoda tohoto volume je, že má skoro stejnou výstupní impedanci v celém rozsahu, takže neovlivňuje frekvenční charakteristiku zesilovače.

[DJ_Rix]

Ty TL431 jsou zbytečný plýtvání Stačily by dvě 1N4148 do série. Bacha na to, že diamant má sklony ke kmitání. Ta DC ochrana tak, jak jsi ji implementoval, bude fungovat jen když výstup ujede do plusu, do mínusu ne. Výstupní tlumivka je zbytečná, sluchátka si nebudou moc komplexní zátěž Obecně, k té ochraně, nikdo to neřeší, lepší je udělat ten výstup zkratu odolnej a pak není za normálních okolností důvod, aby to zdechlo tak, že to ohrozí sluchátka.

[kotel]

Jo, to je fail. Udělám si ještě testy, co se může stát. DC ochranu asi chci mít, takže to předělám.
Výstupní cívku jsem viděl i u sluchátkáčů, ale když to nic nekazí, tak bych jí tam nechal.

EDIT: místo LT431 jsem dal ty 1N4148. Ono to bude alespoň méně šumět. Na DC ochranu přidán tranzistor, takže to bere i záporný proud. Díky za upozornění.
Teď mi došlo, že průraz konce mi řeší ochrana ve zdroji, takže dávat ji ještě sem je fakt zbytečné.

[mechanik]

Na miesto 4148 by som tam dal červené LEDky. Údajne červená LED aj menej šumí a tiež to pekne svieti :-) Tiež som to tak používal.

Inak diamond mi nikdy nekmital. Akurát na prvej doske so 400MHz tranzistormi s kapacitami okolo 1pF. Ak to niekomu kmitá tak má zle navrhnutú dosku.

[kotel]

To je právě to "údajně". Četl jsem o tom stovky názorů a nenašel jsem jasnou shodu. Četl jsem článek od Walt Junga o ultra nízkošumových led diodách, LTL-4231N. A ta je zelená. Ale spíš by mě zajímalo, zda by nebyl problém dát jen jednu diodu k tranzistoru a pak tam nemusí být ty odpory v emitorech, což by mělo mít větší dopad na šum, ale možná horší na stabilitu.

tady je:
(hlavně, že jsem to četl a pak tam stejně hodil TL431)

[reeb]

Nevim jaky planujes klidak ale ty emitoraky R11,12 vychází pro nejnizsi zkresleni 1-3 R

Add sum- meril to myslim Rix, ta LED se musela preblokovat kondikem jinak sumi...

[kotel]

Testoval jsem s kliďákem 4mA. Nejdřív změřím, jak se budou hřát ty BCčka a dle toho dám co největší. Ideální se jeví jako 20mA, ale to už je 0,3W. Další navyšování už nemělo v simulaci význam jak pro malé tak pro velké výkony.
R11,12 chci dát co nejmenší. Co jsem zkoušel, tak mají vliv na zkreslení až na 6 řádu. Nejdřív jsem je chtěl úplně vynechat, ale prý to úplně vhodné není. Budu zkoušet spíše vliv na zvuk.

[mechanik]

Skreslenie diamond bufferu by som neriešil. Mal som tam tušim okolo 10R a THD bolo pod rozlíšením zvukovky ktorú som vtedy na meranie použíal. To bola ESI Julia. Výsledok asi 0,00025% pri 1kHz ale nemyslím si že to bude s kmitočtom nejako narastať... Ten odpor tam budeš potrebovať aj keď osadíš na miesto diod červené LED.

[reeb]

kotel: jaké máš sluchátka?

[DJ_Rix]

Add sum- meril to myslim Rix, ta LED se musela preblokovat kondikem jinak sumi...

To měření je tady, obrázky byste měli vidět i bez přihlášení.
Ledka z toho všeho vyšla nejhůř.

http://hififorum.sk/phpBB3/viewtopic.php?f=31&t=364

[kotel]

kotel: jaké máš sluchátka?

Hifiman Ananda
https://www.techpowerup.com/review/hifiman-ananda/
a Marshall major 3
https://www.manua.ls/marshall/major-iii-...ifications

...

Takže tak jako tak přeblokovat kondíkem.

[reeb]

Hifiman Ananda

Pro 25 Ohm sluchátka bych se nebál i větší klidák než 20mA takže počítat s chladičem..

[kotel]

Je fakt, že 4mA jsou málo, protože konce se dostávají pod 2mA a pak je na nich sinusovka trochu rozplácnutá. Takže určitě 20 až 30mA. Tak to bude lepší dát tranzistory od toshiby i místo BCček. Stejně jsem jich musel koupit 8 od každého.
Místo 2x 1n4148 dám tedy ledku, protože 1 přechod šumí méně než 2.

[reeb]

Klidak aby ti to nevyjelo z A tridy

[kotel]

Ještě jsem provedl řadu simulací a pro vyšší napětí musí být emitorový odpor 1 ohm, jinak je na koncových tranzistorech sinusovka úplně dodrbaná. Pak je to ok i na 12V. Ale pro gain 1x vyzkouším zapojení bez nich.

Klidový proud bude 60mA, což dá do sluchátek 100mA peak v A třídě.


Ověření charakteristik (a měřáků) pro nižší předpokládané proudy:










Upravené schéma zesilovače.
EDIT: toto je fail, ignorovat

[mechanik]

To je celkom extrémna hodnota kapacity k tej LED. Skôr by som uvažoval nad ESR. Skús nejaku foliu. Možno to tak nezníži šum na nízkych frekvenciách ale 470uF je fakt extrém :-) Možno by si tam mohol dať nejaky malý polymer, keď už... Spätná väzba je až za emitorákmi, kludne tam daj vyššiu hodnotu. Pomáha to stabilite do kapacitnej zátaže. Dal by som aspoň 6,8R. Len ti potom klesne kludový prúd tak si pridaj na tých prúdových zdrojoch... Ten C9 som nikdy nepotreboval. Ale tak vždy je možnosť ho neosadiť. R5 a C3 tiež podla mna nebudeš potrebovať. C2 stačí 4,7uF a aspoň zmenšíš jeho rozmery, cenu a aj prípadnú indukciu 50Hz...

Vlastne určite je dobre že ti to relé odpája aj spätnú väzbu? Takto ti vyletí zisk na max nie? To sa mi nezdá najlepšie... Aj keď možno lepšie než keby išiel zisk na 1. To by si mohol mať problémy so stabilitou a teda kmitanie... Kúp kvalitné relé a daj ho klasicky za spätnú väzbu. Podla mna...

Hlavne nenavrhni takú strašnú roztahanú dosku ako Macura. Inak ti to pri tomto osadení možno aj kmitať bude :-D

[kotel]

Kondíky dám mezi 47u a 470u Panasonic FC, které mi zbydou. S 470u dělali šumové testy diod a tlumilo jim to šum na polovinu, tak nechci dávat nějaký moc malý. V tom místě bych předpokládal, že velký elyt bude mít větší význam než malý fóliový. Každopádně jsem zatím neviděl zapojení, kde by tam vůbec někdo kondík dával (možná je to tajné ).

S emitorovými odpory budu laborovat dle toho, jak to bude znít. Když to bude kmitat nebo nebude pěkná sinusovka na tranzistoru, tak upravím. Kapacitu a jiný bordel od sluchátek by měla řešit výstupní cívka.
To relé bude přepínat jen ty emitorové odpory, takže při přepínání na 1ms sice vyletí zesílení, ale proud stejně nebude mít kam jít, takže na tu krátkou dobu to bude ok. Za výstupem bude ještě relé na sluchátka, která to v tom momentě odpojí, jinak by to byla asi pořádná šupa. No nenapadlo mě, jak jinak to řešit, když chci testovat různé odpory. Po vyzkoušení dám možná 1 odpor natvrdo.
Zesilovač bude mít defaultně zisk 1x. OPA604/627 jsou unity gain stable, takže by kmitat neměly.

R5 a C3 zvedají charakteristiku na vyšší frekvencích, takže nepadá tak rychle dolů.

C2 už jsem koupil (Wima MKP 10) a otevření krabice bylo fakt překvápko, protože jsem předtím nekoukal na rozměry Zrovna 4,7uF ani 3,3uF neměli. Holt dám přes celý zesilovač stínění (jakože desku, krabice bude samozřejmě taky stíněná).

EDIT: ještě mi teď došlo, že tam zas vrátím 2x 1n4148 jako napěťovou referenci, protože šum se u nich nesčítá, takže i 2 sériově budou lepší než 1 ledka

[kotel]

Už jsem měl 3x hotovo a vždycky jsem objevil nějaký fail a předělával půlku desky.

Deska zesilovače(1 kanál) 99x76mm:


deska ve 3D

[Denkez]

Při R11, 12 = 0 nemá klidový proud koncových tranzistorů teplotně co stabilizovat. To nedopadne dobře.
Při nastavení zisku na +22 dB (zapojení R2) ulítne napěťová nesymetrie.
Proč na místě C2 nepoužít Wima MKS2?
K čemu je tam R3?

[rvx73]

C2 je ideální anténa pro chytání "padesátkového" bordelu