A SDS Lab fejhallgató erősítője

A következőkben bemutatott fejhallgató-erősítőt Sheldon D. Stokes publikálta, és úgy terjedt el, mint a SDS Lab's fejhallgató erősítője. Nem célom az elejétől elmagyarázni e erősítő működését, az megtalálható a csatolt pdf fileban. A mosfetek típusa IRF620 és IRF9620 (a javasolt Harris mosfeteket, az RFP15N05 N csatornást, és a RFP30P05 P csatornást nem tudtam itthon beszerezni), a műveleti erősítő OPA2132 (kipróbáltam az NE5532 és SSM2275 típusú műveleti erősítőket is, de a hangjuk egy kissé mosott volt számomra ebben a kapcsolásban). A nyugalmi-áramkör szintén módosítva lett Jeffrey Baker javaslata szerint, mert az eredeti 4 LED zajosabb és termikusan instabilabb/hő-függőbb. A beállítást a Senheiser HP570-hoz készült, ezért a nyugalmi áramát 100mA-ra választottam (1 V mérhető a kimeneti 10Ω/2W-os source ellenállásokon), de ez az áram teljesen megfelel minden 32Ω-nál nagyobb impedanciájú fejhallgató számára (azon a hangerőn, ahogyan én szoktam használni). A gate-ellenállások értéke 100Ω (ezek csökkentik az erősítő gerjedékenységét), és a lehető legközelebb helyezkednek el a mosfet lábához. Az eredeti kapcsoláshoz képest sokkal több (természetesen ESR) kondenzátort alkalmaztam - lásd a kapcsolási rajzot. Hangzás szempontjából nagyon lényeges a C10 - 1uF MKP meg a C11 330uF-es elektrolit lehetőleg audio kondenzátor legyen (Nichicon Muse, Elna Cerafine stb.)

A tápegységgel kapcsolatban egy érdekes dologgal találkoztam. Az erősítő beüzemelése közben a kimeneten 20mV-os egyenfeszültséget mértem. Kicsit csodálkoztam, mert ez sokkal nagyobb, mint amit az IC katalógusa feltüntet. Jobban szétnézve/méricskélve, feltűnt, hogy a 2 táp kimenetén abszolút értékben vett feszültségei között 90mV-os az eltérés. Oka: az LM317 és LM337 belső referencia-feszültségeinek tág értéktartománya: 1.20-1.30V (katalógus adatlapok szerint) - és a tervben én 1.25V-al számoltam. A kiegyenlítése egy 1MΩ párhuzamos beforrasztásával történt a 12kΩ-al a negatív tápban - de ez IC függő, ki kell mérni/számolni/próbálni minden megépített pélánynál, és az értéket az adott esetre kiszámolni. Ezzel a kis trükkel a kimeneti offset-feszültség kevesebb mint 2mV! Tudott dolog, hogy az előbb említett 2 tápkocka elég zajos - javaslom "csendesebb" példányok alkalmazását (csak megjegyezném, hogy a 78XX és a 79XX széria még zajosabb, alkalmazásuk elkerülendő!).

.

Mindenik mosfet mellett megtalálható a "saját" puffer kondija (alacsony ESR értékű 4700µF/25V) - mert szerintem ebben az elrendezésben tudják legjobban szolgálni a feladatukat. A következő kép még akkor készült, mikor az SSM2275 műveleti erősítővel próbálgattam a panelt. A nyomtatott áramkör kétoldalú, a felső a föld, ami a mosfetek körül ki van karcolva, a galvanikusan leválasztás miatt.

A következő képen a nyomtatott áramkör (nyák) látható - néha, amikor egyszerű áramkört készítek, sokkal egyszerűbb és gyorsabb, ha saját magam rajzolom meg kézzel. A nyákon látható egy óriási többrétegű kerámiakondenzátor - 22µF/16V X7R, ami végül le lett cserélve egy WIMA 1µF/400V-os polypropilén kondira - feladata, hogy csökkentse az elektrolit kondenzátor induktivitását. A legtöbb kerámia, hiszterézise miatt, egy kicsit "elkeni" a hangot.

Következő kép már a szerelt erősítő. Észrevehető, hogy a tápegység teljesen el van választva az erősítőtől. A tápban található nagy szűrő/puffer kondik és a bekapcsolási tranziensek miatt, a kimenetet egy késleltető áramkör kapcsolja rá a fejhallgató-kimenetre (koppanás gátló), megelőzve annak idő előtti elhasználódását. Az időzítés 7 másodpercre van beállítva, ami pont elegendő az összes kondi feltöltődéséhez és a kimenet beállásához.

A kész fejhallgató-erősítő előlapja (a hangerőszabályzás 2 különálló potenciométerrel történik - Cosmo Tokyo típusú, tekercselt 10k, logaritmikus, 2W-os változat - mert egyszerűen nem találtam elfogadható minőségű sztereo potenciométereket amikor készítettem ezt az erősítőt.

A kész fejhallgató-erősítő hátlapja:

Mért műszaki paraméterek:

Kimeneti offset-feszültség: < 2mV

Zaj (Max hangerő, üres bemenet) (Vrms): 0.01mV

Jel/zaj viszony (Max hangerő, 1kHz): 85dB

Csatornák közötti áthallás (Max hangerőn 32ohmmal mérve): 86dB

Feszültségerősítés: 2.2x

Bemeneti impedancia: 100KΩ (hangerőszabályzó nélkül)

Max bemenőfeszültség (32Ω-ra): 2.5Vrms vagy 5.8dBm 600Ω-on

Kimenő teljesítmény ( 32Ω-os terhelésen, max hangerőnél, Vbe max 2.5V): 1W

THD (teljes harmonikus torzítás) 20kHz-en: < 0.01%

Hűtőbordák hőmérséklete 5 óra működés után, nyitott doboznál: 43 º C

A tápegység 100Hz-es zajfeszültsége (teljes terhelésnél): < 0.1mVrms

 

Ugyan ez az erősítő elkészült felületszerelt alkatrészekkel is, vagyis az összes ellenállás fémréteg, a kondenzátorok (csak a hidegítők) mind többrétegű kerámiák. A cél a huzalozás minimalizálása volt:

Megjegyzés: azon alkatrészek, melyek a földpontra csatlakoznak, a nyomtatott áramkör kétoldali fóliája között, vagyis magában a nyákban helyezkednek el, a kétoldali kivezetésük a fóliaoldalakon van beforrasztva - tehát csak 1-1 forrasz pacni látszik mindkét oldalon az alkatrészből. Az előzőhöz hasonlóan itt is a 22uF MLCC le volt cserélve a 0.22µFs WIMA polipropilén kondenzátorra.

Őszintén szólva nem sok különbséget hallok a 2 erősítő között, vagy amit hallok, az szerintem csak belemagyarázás, hogy ez jobb kéne, hogy legyen. A tesztet AKG140 Monitor fejhallgatóval, mint jelforrást: Denon DVD1920 SACD-vel használtam. A drain ellenállások kivételével (10Ω helyett 12Ω), minden alkatrész SMD és azonos értékű az eredeti kapcsolással, páronként válogatva lettek, a tűréshatárok 0.1% alattiak.