Внимание! Статья изобилирует специальными терминами, и может показаться излишне скучной и утомительной для неподготовленного читателя. Однако же...


Многие из тех, кто слушает музыку при помощи высокоомных, либо слабочувствительных наушников (особенно это касается, например, любителей iPod-ов), сталкивались с тем, что "А чего так тихо?", даже на максимальной громкости. Собственно, с этой проблемой в последнее время пришлось столкнуться и мне, ввиду окончательного повреждения старых добрых Koss porta pro после очередного ремонта. В наличии остались только высокоомные Beyerdynamic DT990. Поэтому изготовление нижеописанного устройства было вызвано скорее сугубо жизненной необходимостью, нежели потехи ради; а потому, сроки требовались как можно более короткими. Надо сказать, получилось всё не очень быстро, хотя по сути это "конструкция выходного дня". Но ввиду некоторой специфики, пришлось значительное время затратить на продумывание конструкции и подбор комплектующих. А вернее - и то, и другое в комплексе, что в условиях современного рынка скорее усложнило задачу. Но, долго ли коротко ли - в течение пары недель понемногу всё решилось.

Итак...

Портативный усилитель для наушников

Техническое задание: необходимо собрать компактный малопотребляющий усилитель, способный раскачать наушники сопротивлением до 600 Ом. При этом, крайне желательно получить стойкость к внешним воздействиям. Так же хотелось бы видеть более-менее технологичную конструкцию (ибо квалификация не даёт права делать устройства типа "пучок проводов в коробке".)

Собственно, в той или иной мере это было достигнуто, и результат получен.... Но обо всём по порядку.

1. Задумка.

Сначала был предпринят нехитрый поиск, который практически безоговорочно указал на этот вариант: http://tangentsoft.net/audio/cmoy-tutorial/. Единственное, что меня в нём не устроило - это авторский вариант конструкции, который, при относительно компактных размерах, выглядел несколько хлипковатым. Возможно, для автора это была экспериментальная поделка, я же думал сделать устройство для повседневного использования в самых разных условиях. В общем, схема проста и вполне понятна, осталось подумать о реализации.

1.1. Конечно, для капитальной конструкции необходим хороший корпус - его предстояло выбрать из существующего многообразия. Но прежде я прикинул, какие понадобятся компоненты, и их размеры - иначе велика вероятность промахнуться. После долгих раздумий, я взял такой корпус: http://www.platan.ru/img_base/nn_jpg/376464106.jpg - соотношение цена/качество у него весьма хороши, материал - алюминиевый сплав. Я правда поначалу боялся, что не всё нужное туда войдёт; но в процессе изготовления о выборе не пожалел.

1.2. Поскольку сделать надо было быстро, в качестве печатной платы взял макетную плату - благо, знаю место, где их продают довольно дёшево. Это, конечно же, сильно упростило дело, не сказавшись при этом на "лётных качествах". Выглядит конечно не очень эстетично, но внутрь обычно смотрят редко, да и конструкция по сути пилотная - после удачных испытаний вполне можно развести полноценную печатную плату.

1.3. Регулятор громкости был взят малогабаритный, для впайки в плату. И он вполне неплохо вписался в общий колорит.

1.4. Выбор разъёмов, пожалуй, доставил больше всего хлопот. Толстые стенки корпуса - это конечно хорошо, но вот подобрать разъём под "джек" 3,5 мм, который можно было бы без ухищрений ввернуть в такую стенку - в наших краях, пожалуй, вряд ли возможно. Поэтому были закуплены 3 варианта разъёмов для экспериментов.

1.5. В "Чип и Дипе" нашлись весьма удобные держатели для 9-вольтовых батареек - http://lib.chipdip.ru/217/DOC000217426.jpg. И несмотря на дороговизну магазина, их без сомнения было решено приобрести.

1.6. Активные и пассивные компоненты - частично закуплены в Митино, частично - взяты из собственных запасов. С этим, пожалуй, больших проблем не возникло.

2. Реализация.

Закупка компонентов, конечно же - это только начало. Это даже не конструктор, а скорее материал для его "кирпичиков". Ибо собрать все эти детали наилучшим образом - воистину творческая задача! Тем сложнее это было для меня, но, в то же время - и тем приятнее положительный результат!

Итак, после многочисленных прикидок, я понял, что иначе как с помощью двухплатной конструкции, хорошей компоновки не получить. Было решено вырезать основную плату, на которой бы располагались держатели с элементами, резистор и кнопка выключения, и к ней под 90 градусов бы крепилась плата с самим усилителем. После не слишком продолжительных раздумий, был сделан набросок расположения элементов, на основе которого также довольно быстро была спаяна плата усилителя:



Собственно, о применённых элементах:

- сдвоенный операционный усилитель OPA2134 - микросхема, специально разработанная для аудио, довольно известна среди тех, кто в теме, и признана довольно неплохой для звука;
- входные конденсаторы - Wima;
- электролитические конденсаторы в питании - Jamicon, малогабаритные;
- резисторы - советские, 0,125 Вт - позаимствованы с некогда "родного" завода. Надо отметить, что с резисторами мне очень повезло, ибо они имели очень маленький разброс реальных значений сопротивления - а это в данной схеме важно, поскольку надо иметь два идентичных канала (А малейший разбаланс звука в наушниках очень хорошо слышен!) Например, резисторы 1 кОм имели разброс не более 0,1%, хотя было бы вполне достаточно и 1%... Да и размеры у них меньше большинства китайских, что тоже сыграло важную роль в минимизации конструкции. В общем, элементы с военной приёмкой - безусловно, хорошо
- для беспроблемной постановки платы и электрической связи был применён угловой штыревой разъём, штыри которого впоследствии были впаяны в плату.

Всё это было подпилено под размеры корпуса, и отложено до изготовления основной платы:



Она, в общем-то, тоже была сделана достаточно быстро, только под ось резистора нужно было высверлить отверстие в корпусе. После непродолжительной разметки, с помощью свёрл подходящего диаметра были сделаны отверстия, причём достаточно точно - подпиливать пришлось недолго. Кстати, разъёмы входа и выхода я решил вынести назад (и это был первый технологический просчёт, хотя и вынужденный). Под них тоже были высверлены отверстия, а проблема их крепления решилась сразу же - они довольно плотно вошли впритирку, и под воздействием вставляемого "джека" не проваливались. Хотя, конечно, потом надо будет эпоксидкой приклеить... Кстати, с её помощью стойки для платы были вклеены в имеющиеся отверстия, ибо нарезать в них резьбу М3 было нереально, а стоек под М4 не было. Впрочем, и так получилось довольно жёстко.

Внешний вид корпуса, подготовленного под установку плат:



В конце концов, платы были спаяны и установлены на свои места. Оставалось только подсоединить выводы разъёмов к соответствующим точкам платы. Было решено сделать экранированные провода с запасом длины, для удобства доставания платы при необходимости замены батареек. Выбор экранированных проводов был невелик, и от имеющегося куска (кстати, тоже некогда "предоставленным" заводом ) было отрезано 4 проводника, которые были помещены в термоусадку. Поначалу я решил, что это был второй технологический просчёт - провода получились достаточно жёсткими, и складывать их при установке платы довольно трудно. Но, как показала практика - особых проблем это не создало, и провода исправно выполняют свою функцию до сих пор, хотя я их много раз уже перегибал в процессе смены батареек.

В конце концов, устройство было собрано. Вот его внешний вид без верхней крышки:

Конечно же, в первую очередь требовалась проверка работоспособности. Что и было произведено... Итак, я включил... И услышал, что оно:

1. Работает! (а собственно, почему бы и нет? )
2. И ещё как работает! Звук, как по громкости, так и по качеству - меня поразил! Несмотря на встроенную звуковую карту ноутбука, возникло то самое вожделенное всеми желание - переслушать фонотеку заново! Что уж, всё-таки согласование входного и выходного сопротивлений - великая сила! И, да - мне показалось, что теперь я явственно услышал ущербность mp3 как минимум, не-максимального битрейта... А ведь у меня бОльшая часть фонотеки - ниже 320-го... Ужас и фейспалм!

В общем, устройство было признано относительно удачным, и предназначенным для дальнейшей доводки.

Итак, посмотрим, что хорошего мы получили в итоге:

1. Очень хороший звук для своей схемотехники и элементной базы!
2. Физическая неубиваемость - ибо литой корпус с 3-мм стенками вряд ли может быть окончательно повреждён, если только по нему танк не проедет. Да и в случае чего, корпус легко заменить - он есть в продаже, и недорог.
3. Несмотря на монтаж с примененнием макетных плат - довольно надёжная конструкция. Это достигнуто прежде всего качеством пайки, и удачным расположением элементов.
4. Ну и, конечно - что может быть приятнее, чем пользоваться собственноручно сделанным устройством!

Хотя, конечно, и без недостатков не обошлось:

1. Затруднительна замена батарей - надо разбирать корпус, отгибать неудобно расположенные провода... Их, конечно, можно и заменить при повреждении. А вот резьба в алюминиевом сплаве при частом раскручивании довольно быстро портится...
2. Несмотря на относительно небольшие размеры - устройство всё же получилось не слишком компактным, да и к тому же довольно тяжёлым - в карман не положишь. Но тут уж вариаций немного - всё же батарейки ему нужны хорошие, а от их габаритов не избавиться никак. Кстати, впоследствии я сравнил соотношение их габаритов и максимальной ёмкости с аналогичными параметрами других элементов, и оказалось, что в этом плане они проигрывают всем остальным популярным типам элементов питания. И почему их вообще до сих пор используют (например, в гитарных примочках)?! Сила традиций, блин...
3. Кроме компакнтности, не очень хорошо сказалось на удобстве и расположение внешних элементов, ибо в карман разъёмами вниз класть опасно, из-за возможности перегиба провода; а положение регулятором вниз неудобно. Хотя, можно приноровиться крутить ручку громкости через одежду, да и вообще - управлять громкостью с плеера.
4. Применён не слишком дорогой регулятор громкости, поэтому присутствует вполне ожидаемая неравномерность по громкости между каналами в самом начале шкалы. Но поскольку этот участок небольшой (не более 15 градусов), и им в реальной жизни почти не пользуются, это не доставляет никаких неудобств.

Каковы же напраления дальнейшего развития?

1. Для устранения первого недостатка - очень неплохо было бы иметь возможность зарядки батарей, не вынимая их из корпуса. Надо подумать над зарядным устройством...
2. Для дальнейшего снижения габаритов желательно подумать о варианте с SMD-элементами - они в принципе тоже закуплены, однако уж под это дело надо сразу делать хорошую плату. Также неплохо было бы применить питание от встроенного аккумулятора, увеличив его напряжение до необходимого с помощью импульсного преобразователя - это тоже здорово сократило бы размеры при сохранении, а то и увеличении времени автономной работы.
3. При обдумывании следующей конструкции больше внимания уделять расположению внешних элементов - всё-таки носиться прибор должен удобно.

Собственно, вот и весь сказ... Приятно, что всё же пусть даже такой простой проект, но удалось довести до конца! *смахивает пот со лба*

P. S. Не так давно я нашёл сумку от давно несуществующего фотоаппарата, которая как раз подошла для размещения усилителя и плейера. В принципе, довольно удобно вышло. Хотя, сейчас уже ясно, что следующая модель будет раза в 2-3 компактнее. А первый вариант усилителя, может быть, возымеет спрос в соответствующих местах - например, в Челябинске

Максим Иванович, ты молодец! Не каждый сможет сначала поставить для себя такую задачу, а потом её успешно реализовать) Технический ум великое дело))

Подтверждаю-звук хороший! Довелось мне послушать музыку через этот усилитель, когда сидели в Белфасте))) Даже эхем фоновая музыка не заглушала ничего) Слушал разное-от Кари Руэслоттен до Иммортал

ShadowWolfSmith, да ладно, это ещё только начало Давно пора уже вещи посерьёзнее делать... Спасибо за отзыв, приятно, когда собственное творение нравится не только мне!