แอมป์หูฟังขนาดเล็ก /w Bass Boost: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ฉันฟังเพลงเวลาเดินทางโดยใช้รถไฟใต้ดิน เนื่องจากในรถไฟใต้ดินมีเสียงดังมาก เสียงเบสของเพลงจึงมักจะถูกปิดบังไว้ ดังนั้นฉันจึงสร้างแอมพลิฟายเออร์หูฟังขนาดเล็กที่สามารถเพิ่มเสียงเบสได้ตามต้องการ

ฉันระบุความต้องการของฉันด้านล่าง และเริ่มออกแบบ

• ใช้แบตเตอรี่ AA หรือ AAA สองก้อน (ฉันไม่ต้องการใช้แบตเตอรี่ 9V)
• อายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนาน
• คุณภาพเสียงที่ดี - ไม่จำเป็นต้องเป็นแบบออดิโอไฟล์ เพราะส่วนใหญ่จะใช้ในรถไฟใต้ดิน
• เพิ่มเสียงเบสแบบสลับได้

ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบวงจร

ฉันพบ IC แอมพลิฟายเออร์ที่เหมาะสมชื่อ LM4880 IC นี้ได้รับการพัฒนาสำหรับอุปกรณ์เสียงแบบพกพา และถูกใช้อย่างกว้างขวางในการ์ดเสียงของคอมพิวเตอร์ ต้องการเพียง 2.7V ในการทำงาน แต่สามารถขับลำโพง 8 โอห์มได้

LM4880 เอกสารข้อมูลสินค้า

ตามเอกสารข้อมูล คุณต้องใช้ DC blocking capacitors ในเอาต์พุต ซึ่งเป็นเรื่องปกติของแอมพลิฟายเออร์แหล่งจ่ายเดียว อย่างไรก็ตาม คุณสามารถปรับเปลี่ยนวงจรเพื่อใช้แหล่งจ่ายไฟคู่เพื่อขจัดความจำเป็นในการใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เหล่านี้

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบวงจร (ต่อ)

อย่างที่คุณเห็น การใช้แบตเตอรี่แต่ละก้อนเป็นแหล่งจ่ายไฟบวกและลบ (แหล่งจ่ายไฟคู่) คุณสามารถกำจัดตัวเก็บประจุเอาต์พุตได้ นี่เป็นชัยชนะครั้งใหญ่สำหรับการออกแบบแบบพกพา ไม่ต้องพูดถึงการประหยัดต้นทุน (คุณภาพสูง ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับเอาท์พุตแอมพลิฟายเออร์นั้นไม่ถูก)

การต่อพ่วงโดยตรง (เช่น วงจรนี้) ของเอาต์พุตแอมพลิฟายเออร์และลำโพง/หูฟังช่วยปรับปรุงคุณภาพเสียงโดยกำจัดตัวเก็บประจุที่ลดคุณภาพเสียงในเส้นทางเอาต์พุต

ขั้นตอนที่ 3: การเพิ่ม Bass Boost

LM4880 อนุญาตให้ตั้งค่าเกนโดยใช้ส่วนประกอบภายนอกเพื่อตั้งค่าการป้อนกลับเชิงลบ - เหมือนกับวงจร op-amp ทั่วไป ฉันตัดสินใจที่จะรวมส่วนประกอบเวลา (การรวมกันของตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน) เพื่อเพิ่มเสียงเบสของแอมพลิฟายเออร์ โทโพโลยีเรียกว่า "ตัวกรองชั้นวาง"

ฉันใช้สวิตช์ 3 ตำแหน่งเพื่อสลับระหว่างการปิดบูสต์และบูสต์สองระดับ

คุณสามารถปรับแต่งค่าส่วนประกอบเพื่อเปลี่ยนความถี่บูสต์และปริมาณบูสต์ เพื่อให้เหมาะกับโทรศัพท์และเพลงที่คุณฟัง

หากคุณต้องการทราบวิธีการคำนวณการตอบสนองความถี่ของตัวกรองชั้นวาง โปรดดูหน้านี้:

ฉันได้ลองใช้ค่าที่แตกต่างกันไปสองสามค่าจนกระทั่งพบเสียงที่ฉันชอบ

ขั้นตอนที่ 4: ต้นแบบหลายรุ่น…

ฉันสร้างต้นแบบสองสามรุ่น - แบตเตอรี่ AA/AAA มี/ไม่มีตัวควบคุมระดับเสียง และการกำหนดค่าวงจรที่แตกต่างกันเล็กน้อย…

เวอร์ชันสุดท้ายของแผนผังวงจรได้แนบมาไว้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 5: สร้างหนึ่งสำหรับตัวคุณเองและสนุก

หากต้องการประกอบเป็นชิ้นเดียวสามารถสั่งซื้อ PCB ได้จาก OSH Park:

บอม

• IC1: LM4880 หรือ LM4881 (SOIC8)
• R2(x2), R3(x2), R6(x2): Res, ฟิล์มโลหะ, 27k ohm (0603)
• R1(x2), R4(x2): Res, ฟิล์มโลหะ, 62k ohm (0603)
• R5(x2)*: Res, ฟิล์มโลหะ, 1k ohm (0603)
• R7: ความละเอียด 1k โอห์ม (0603)
• R8: ความละเอียด 1M โอห์ม (0603)
• R9: ความละเอียด 330k โอห์ม (0603)
• C1(x2): หมวก ฟิล์ม หรือเซรามิก(C0G), 0.1uF (1206)
• C2(x2): หมวก ฟิล์ม หรือเซรามิก(C0G), 68nF (1206)
• C3: หมวก, เซรามิก, 1uF 6.3V (0603)
• Cs1, 2, 3, 4: หมวก, เซรามิค, 100uF 6.3V (1210)
• Cb: หมวก, เซรามิก, 0.1uF 6.3V (0603)
• VR1: Pot, Dual, 100k ohm B taper หรือ 10k ohm A taper
• SW1: สวิตช์สไลด์ DPDT
• SW2: สวิตช์สไลด์ DP3T
• CN1, CN2: แจ็คสเตอริโอ 3.5 มม.

(* ส่วนประกอบเสริม)

ฉันแนะนำให้ใช้ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ (ฟิล์มบาง) แทนตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา (คาร์บอน) เพื่อลดเสียงรบกวน

ตัวเก็บประจุที่สัญญาณเสียงผ่านไปควรเป็นประเภทฟิล์มหรือเซรามิกประเภท C0G หลีกเลี่ยงตัวเก็บประจุเซรามิกประเภทอื่น (เช่น X5R, X7R เป็นต้น) สำหรับเส้นทางเสียง เนื่องจากจะทำให้เสียงผิดเพี้ยน ฉันลองใช้ทั้งฟิล์ม (ซีรีส์ Panasonic ECH-U) และเซรามิก C0G และพบว่าคุณภาพเสียงไม่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกจะรับการสั่นสะเทือนเป็นเสียงรบกวน (จะได้ยินก็ต่อเมื่อคุณแตะตัวเก็บประจุโดยตรง) ซึ่งบางท่านอาจไม่ชอบสิ่งนั้น

ฉันใช้การตั้งค่าเกนที่ -7.22db ซึ่งไม่ปกติ แต่ฉันใช้โทรศัพท์แบบใส่ในหูที่มีความละเอียดอ่อนมากและต้องการพลังงานเพียงเล็กน้อยเท่านั้นเพื่อให้ได้ระดับเสียงที่ดังเพียงพอ อย่างไรก็ตาม ฉันแนะนำการตั้งค่า unity gain (0db) สำหรับกรณีส่วนใหญ่ - เพียงสลับ R1 และ R2 ตามที่อธิบายไว้ในแผนผัง

แอมพลิฟายเออร์หูฟังที่เรียบง่ายนี้ให้เสียงที่หนักแน่นและอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนาน คุณสามารถใช้แบตเตอรี่ AAA แบบชาร์จไฟได้เพื่อการประหยัดที่ดีที่สุดเช่นกัน