Усилитель для наушников класс А

Усилители для наушников менее популярны чем полноценные УНЧ к АС, но многие аудиофилы всё-же интересуются такими конструкциями на основе полевых транзисторов и радиоламп. Среди многих классов аудиоусилителей, большинство работают в классе AB, который характеризуется относительно высокой энерго эффективностью и низким уровнем искажений.

Класс A характеризуется более низким КПД, потому что через элементы силового каскада (лампа, транзистор), независимо от того подается сигнал или нет, постоянно течет высокий ток покоя, что приводит к большим потерям мощности. Как следствие высвобождается большое количество тепла, которое необходимо отводить за пределы корпуса.

Но усилители класса А, несмотря на свои недостатки, пользуются интересом среди меломанов благодаря своим многочисленным преимуществам: более мягкий звук, хорошая динамика и малые искажения. Усилители для наушников имеют гораздо меньшую мощность, чем обычные усилители звука для колонок, поэтому отличаются более простой конструкцией. Для питания типичных 32-омных наушников достаточно УНЧ мощностью 100-200 милливатт, так что несмотря на работу в классе A, не возникает серьезных проблем с отводом тепла.

Усилитель для наушников — варианты схем

Усиление тут не должно быть большим — 2-5 достаточно для питания наушников от магнитофона или другого источника с высоким уровнем сигнала. Например DVD-проигрыватели имеют высокий уровень выходного сигнала (2 В), поэтому возможно питание наушников с коэффициентом усиления 1 (то есть без усиления). Будем использовать это свойство для построения простейшего усилителя, состоящего из одного активного элемента (транзистор или лампа).

В простейших усилителях для обеспечения адекватной эффективности тока и низкого выходного сопротивления, в качестве выходных элементов используется транзистор или лампа, работающая в конфигурации повторителя. Схема следовательно работает без усиления.

УНЧ с одним транзистором. Это самый простой усилитель, построенный на одном транзисторе типа MOSFET. Можете использовать любой транзистор, например дешевые и легкодоступные IRF 530-540, IRF 630-640 или BUZ10, BUZ11.

Делитель напряжения, состоящий из резисторов R1 и R2, обеспечивает правильную полярность затвора G транзистора. Напряжение смещения должно быть около 10 В. Ток смещения, протекающий через транзистор, настраивается с помощью резистора R4. Ток, достаточный для питания популярных наушников мощностью до 100 мВт, должен составлять около 100 мА. Значение тока можно увеличить, например, до 150-300 мА, помня, однако, что с увеличением тока потери мощности возрастают как на транзисторе T1, так и на резисторе R4.

Поскольку на резисторе R4 будет выделяться много тепла, его мощность должна быть не менее 5 Вт. Значение сопротивления следует подбирать экспериментально. Это будет зависеть от напряжения питания и значения выходного тока, которого хотите достичь, как правило оно будет меньше 30 Ом.

Питание усилителя от 12-15 В постоянного тока вполне достаточно. Напряжение должно быть стабилизировано, например с помощью стабилизатора 7812, 7815 или LM317 (плюс 2 резистора для установки напряжения). Оба канала могут питаться от одного источника питания.

На транзисторах и на стабилизаторе следует размещать небольшие радиаторы, например, из алюминиевой пластины. Более высокий ток требует большего по размерам радиатора.

Чтобы улучшить параметры усилителя, стоит добавить источник тока в цепь питания транзистора T1, то есть просто стабилизатор (как в этом УНЧ). Источник тока обеспечивает неизменный базовый ток протекающий через транзистор, что делает его независимым от рабочей температуры транзистора, а нелинейные искажения также уменьшаются. Источником тока может быть включенный стабилизатор напряжения LM317. Регулирование осуществляется с помощью резистора R4 со значением несколько Ом. Его следует выбирать так, чтобы получить желаемое значение тока схемы.

Более удобным способом стабилизировать ток является использование второго полевого транзистора, идентичного T1. Регулировка тока осуществляется путем изменения напряжения смещения затвора G транзистора T2, то есть с помощью регулировки потенциометра P2. Из-за различных потенциалов на транзисторах T1 и T2 их нельзя размещать на общем радиаторе, используйте шайбы и винты с изоляцией.

Конечно, усилитель также должен питаться от стабилизированного напряжения 12-15 В. Как видите, для построения такого усилителя для наушников не нужно много радиоэлементов. Данный усилитель может быть построен на универсальной печатной плате или даже навесным монтажом.

Добавим в схему предусилитель

Все схемы усилителей, представленные выше, имели коэффициент усиления менее 1, поэтому необходимо запитать их звуковым сигналом высокой амплитуды. Чтоб сделать усилитель более универсальным, в котором музыкальный сигнал усиливается в несколько раз, предварительный усилитель добавляется к усилителю мощности — на основе одного или нескольких транзисторов или на лампе. Усиления напряжения в 2-5 раз достаточно, потому что обычно наушники характеризуются высокой эффективностью (обычно более 90 дБ) и небольшим уровнем сигнала, необходимого для управления ими.

Вот схема для создания полноценного усилителя для наушников на основе полевых транзисторов, работающих также в классе A. Питание однополярное, сам УНЧ требует +15 В (с учётом падения напряжения на стабилизаторе берем 17-20 вольт.

Онлайн калькулятор