Усилитель для наушников своими руками

Наверно многие из вас сталкивались с такой проблемой, когда подключив свои наушники к MP3 плееру или телефону, громкость была недостаточной, иными словами мощности плеера или телефона не хватало для того чтобы обеспечить громкий, чистый звук. И как же быть в этом случае?

Для этого можно собрать усилитель для наушников своими руками. Его схема довольна проста и любой радиолюбитель, неважно, начинающий или опытный сможет сделать его, проявив аккуратность и внимательность.



При создании этого усилителя мне хотелось сделать его необычным, хотелось уйти в сторону от классического пластикового корпуса. Вспомнив что любители моддинга компьютеров часто делают прозрачные корпуса для своих ПК я тоже решил сделать корпус своего усилителя прозрачным. А в качестве изюминки — отказаться от печатной платы и сделать все навесным монтажом.

Разработка схемы велась в программе Eagle. Это классический усилитель на сдвоенном операционнике OPA2107.

Ниже приведена схема усилителя для наушников своими руками:


Список необходимых деталей для блока питания усилителя:

• Разъем питания;
• Светодиод 5 мм (любого цвета);
• R1LED — резистор номиналом от 1К до 10К (1 Вт);
• CP1, CP2 — электролиты 470 мкФ (на напряжение 35 или 50 Вольт);
• RP1, RP2 — 4,7К (1 Вт);

Список деталей для усилителя:

• IC1 — сдвоенный операционный усилитель OPA2107;
  (примечание — на принципиальной схеме операционный усилитель обозначен как OPA2132, дело в том что вначале я планировал использовать его);
• C1L, C1R — 0.68 мкФ 63 В (для входного аудио сигнала);
• C2, C3 — 0,1 мкФ (пленочные, для стабилизации операционного усилителя);
• R2L, R2R — 100К (0,5 Вт);
• R3L, R3R — 1К (0,5 Вт);
• R4L, R4R — 10К (0,5 Вт);
• R5L, R5R — перемычка (не обязательно);
• Стерео джек — 2 шт;

Принципиальная схема в формате PDF (16 Кб).
Так как я решил сделать все навесным монтажом, то я приступил к изготовлению каркаса. Здесь вам понадобятся аккуратность и внимательность, т.к. корпус будет прозрачным и любые недочеты сразу же будут видны.

Для шины питания я использовал одножильный медный провод, 1 мм толщиной, взятый из обрезков кабеля которые использовались для домашней электропроводки.



В качестве блока питания отлично подойдет любой трансформаторный блок питания с напряжением 12 Вольт и выходным током от 300 мА. Желательно использовать трансформаторный БП, так как использование импульсных может привести к наводкам (будет слышен постоянный гул в наушниках).

Для разъема питания я использовал вот такой разъем: (центральный контакт это плюс питания).



Для того чтобы формировать одинаковые выводы резисторов и проводов я использовал обычную отвертку. Вы можете использовать разные диаметры для больших или меньших радиусов.




Немного ниже вы можете увидеть разводку блока питания. На входе у блока питания 12 Вольт, которые затем с помощью делителя напряжения (резисторов RP1 и RP2, по 4.7 кОм) превращаются в +6 Вольт и −6 Вольт. Дело в том, что для операционного усилителя необходимо двухполярное питание. Провод в центре — это так называемая «виртуальная земля», которая ни в коем случае не должна соединятся с настоящей землей (на разъеме питания).



Два больших конденсатора на 470 мкФ 50 Вольт в паре с конденсаторами по 0,1 мкФ необходимы для того, чтобы уменьшить наводки на ОУ и повысить стабильность его работы. Для этого нужно постараться расположить их как можно ближе к выводам ОУ.



Вот еще несколько фотографий с разных ракурсов, на которых видно как я выполнил монтаж.



После того, как вы закончили пайку можно приступить к проверке усилителя. Небольшой совет, для проверки не нужно использовать свои самые классные наушники, достаточно каких-то простых. Дело в том, что если Вы где-то запутались и припаяли детали не по схеме, то вполне возможен такой вариант при котором вы испортите свои наушники. Но надеюсь что при проверке у вас все будет хорошо.



Так как усилитель в дальнейшем будет заливаться эпоксидной смолой, то я решил немного приподнять его, чтобы при заливке он оказался точно по центру корпуса. Для этого я припаял небольшие выводы снизу.



Я подумал что было бы неплохо еще чуть-чуть облагородить дизайн усилителя и поэтому решил распечатать наклейки на аудио разъемы. Я подготовил их в Adobe Photoshop, затем распечатал на тонкой фотобумаге и приклеил к разъемам на двусторонний скотч.



В течении некоторого времени я размышлял над дизайном корпуса и материалом из которого будет сделана форма для заливки. Я остановил свой выбор на 1,5 мм пластике, он отлично режется обычным канцелярским ножом, оставляя при этом очень ровный край.

Затем я разработал форму для заливки, используя все тот-же Eagle. Вырезав все части я приступил к сборке. Для того чтобы облегчить эту процедуру я сначала прихватил все углы с помощью суперклея, затем 2 раза проклеил каждый шов, что обеспечило полную герметичность.



Чертеж формы для заливки (PDF, 10 Кб);

Самый простой способ узнать объем эпоксидной смолы для заливки это залить форму водой, а затем вылить содержимое в чашку и узнать получившийся объем и вес. Конечно, можно измерить объем с помощью линейки — но способ с водой показался мне проще.

Для заливки я использовал прозрачную эпоксидную смолу. Конкретно для этой смолы соотношение отвердителя и смолы должно быть 1 : 50. Было довольно сложно отмерить такое малое количество отвердителя, для этого пригодились ювелирные весы. А вообще же, для разных марок эпоксидных смол соотношение отвердителя и смолы различается, смотрите инструкцию.



Смешанную смолу необходимо медленно вливать по стенке формы, для того чтобы избежать появления пузырьков. На картинке ниже видно что при заливке смолы я налил немного больше чем требуется, смола при этом не выливается благодаря поверхностному натяжению. Это нужно потому что эпоксидная смола при затвердевании немного уменьшается в размерах.



При затвердевании эпоксидной смолы происходит обильное выделение тепла (в моем случае температура была 62 градуса). Затем форма накрывается, для того чтобы предотвратить попадание пыли и мусора на поверхность.



Я оставил затвердевать эпоксидную смолу на сутки. По прошествии этого времени она высохла и я приступил к снятию формы. Для этого я использовал ленточную шлифмашину.



Затем с помощью фрезера я сточил фаски и все острые углы.



Для полировки корпуса я сначала использовал наждачную бумагу с зернистостью 600, а окончательную полировку проводил «на мокрую» 1200-й мелкозернистой наждачкой.



Ну и напоследок вот еще несколько фотографий готового усилителя для наушников своими руками:



Теперь вы знаете, как сделать усилитель для наушников своими руками.

Обзор портативного усилителя/ЦАП’а для наушников OPPO HA-2. Hi-Fi звук в дороге

Любители высококачественного звука предпочитают слушать музыку дома, в спокойной обстановке, на большой акустической системе в специально оборудованной комнате. К сожалению, жизнь такова, что далеко не всегда для этого есть возможность. Особенно, если в семье появляются дети. А бывает, что в разъездах проводишь времени больше, чем дома, но ведь послушать любимую музыку в хорошем качестве все равно хочется. Одним из решений проблемы являются наушники, вот только действительно серьезные модели портативные плееры или смартфоны «прокачать» не могут — банально не хватает выходной мощности аудиотракта. А если и хватает, то качество встроенного ЦАП оставляет желать лучшего и вся круть наушников оказывается невостребованной. Замкнутый круг? Отнюдь нет! Сегодня мы поговорим об устройстве, которое позволяет из любого источника звука сделать высококлассный Hi-Fi проигрыватель.

Что умеет OPPO HA–2

Речь, конечно же, об усилителе и ранее мы уже рассказывали об одном из представителей этого семейства — OPPO HA–1. Действительно классная вещь, которую, к сожалению, с собой в дорогу не возьмешь. Тем не менее, есть решение и для таких случаев, которое, несмотря на свои скромные габариты, легко заменит упомянутый аппарат в пути. Это OPPO HA–2 и он умудряется удивить с первых минут знакомства, сильно выделяясь своим дизайном среди коллег, да и по начинке гаджету есть, что предложить.

Стоит отметить, что это не просто усилитель, но еще и внешний цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). То есть, устройство обладает специальным чипом, ответственным за преобразование цифрового (обычно двоичного) кода в аналоговый сигнал. Именно от него во многом зависит качество итогового звучания. Так вот, внутри компактного алюминиевого корпуса OPPO HA–2, обтянутого натуральной кожей, прячется ЦАП, построенный на базе чипа ESS Sabre32 ES9018–2M. Фактически перед вами аналог из стационарного усилителя для наушников HA–1 и Blu-ray проигрывателя OPPO BDP–105D. Разница лишь в снижении количества каналов с восьми до двух, за счет чего удалось добиться значительной экономии энергии.


 
По размерам OPPO HA–2 напоминает iPhone 6, но на фото он показан в сравнении с iPhone 6 Plus

Круглый регулятор громкости сверху (он же является выключателем) и отделка из кожи делают усилитель похожим на качественный мужской аксессуар. Возникают ассоциации с флягой.

Также на верхней грани располагается выход для наушников и линейный вход.



Обратите внимание на буквенные обозначения, которыми отмечены режимы работы усилителя в зависимости от источника. OPPO HA–2 позволяет использовать аналоговое подключение (режим А) и в таком случае не задействован встроенный ЦАП, работает лишь усилитель. Данный режим полезен в тех случаях, когда источник звука не имеет цифрового USB-совместимого выхода.



К слову у iPhone такой выход есть и его намного эффективнее подключать к OPPO HA–2 с помощью кабеля Lightning, что даст не только возможность использовать высокоомные наушники, но и значительно улучшит качество звучания. Об этом поговорим чуть позже. В самом же усилителе для цифрового подключения установлен полноразмерный разъем USB (режим B) и порт micro-USB (режим C).



Последний необходим для использования акустического гаджета совместно с компьютером и с Android-смартфонами (требуется комплектный кабель-переходник micro-USB → micro-USB). OPPO HA–2 поддерживает работу с OS X и с Windows. В первом случае все просто — подключили усилитель…



…И выбрали в системных настройках, в разделе «Звук» соответствующее выходное аудиоустройство:



А вот в среде Windows необходимо установить фирменные драйвера для OPPO HA–2, что тоже труда не составляет, только нужно будет чуть больше поработать с курсором мыши.
Таким образом, после подключения усилителя, нужно выбрать соответствующий режим его работы с помощью слайдера на нижней грани, иначе звука в наушниках вы не услышите.

Из других аппаратных органов управления на акустическом гаджете присутствуют переключатели системы усиления басов Bass+ и режима повышенной мощности Gain, а также круглая кнопка, демонстрирующая уровень заряда встроенного аккумулятора на 3000 мАч. Она же позволяет перевести аппарат в режим внешней батареи (Power Bank) и подзарядить iPhone или же Android-смартфон.



Интересный факт, что во время подзарядки iPhone продолжает подавать на усилитель цифровой аудиосигнал и можно продолжать слушать музыку, а вот Android-смартфоны такого не умеют, и приходится выбирать — либо пополнить запас энергии телефона, либо еще немного послушать музыку. Чтобы включить режим Power Bank, нужно зажать круглую кнопку на пару секунд, после чего крайний светодиод загорится синим светом. Таким же образом он и отключается.

Раз уж заговорили об аккумуляторе, стоит обсудить вопрос автономности HA–2. При аналоговом подключении он работает без подзарядки до 13 часов, при цифровом — до 7 часов по заявлению производителя. В реальности же при цифровом подключении удалось получить результат в 6,5 часов — неплохо, учитывая характеристики гаджета. Все-таки качественный звук и экономия энергии — это два совершенно несвязанных параметра. Именно поэтому смартфоны и плееры зачастую не могут «прокачать» высокоомные наушники — банально из-за экономии энергии мобильным аудиотрактом. На этой ноте предлагаю перейти непосредственно к тестированию новинки.

Опыт эксплуатации OPPO HA–2

Для испытаний возможностей HA–2 использовались iPhone 6 Plus, Retina MacBook Pro, наушники OPPO PM–1, Bowers & Wilkins C5 Series 2 и Apple EarPods. Высокоомных моделей в момент тестирования в наличии не оказалось, но то, насколько подскочила максимальная громкость у испытуемых при подключении к усилителю наушников, уже говорит само за себя. В большинстве случаев половины громкости хватало за глаза, причем ее регулировка через усилитель осуществляется намного плавней и мягче.



Разница в звуке при использовании HA–2 и без него ощущается и сильно, причем на всех испытуемых наушниках. Эффект, на разных моделях, конечно, отличается, но есть и ряд схожих черт. Звук становится детальней, объемней, более выпуклый, что ли. В тех же OPPO PM–1 исчезла некоторая зажатость в звучании, сцена стала еще шире, бас — четче и он более глубокий, хотя для этого я активировал опцию Bass+ (люблю, чтобы низких частот было побольше, и в PM–1 мне лично их откровенно не хватало без усилителя). А вот Gain использовать не потребовалось, мощности и так за глаза. Вот если бы сопротивление наушников было на уровне 150–300 Ом, тогда Gain не лишний.

Наличие функций Bass+ и Gain в усилителе очень кстати, что позволяет хорошо адаптировать его под те или иные наушники. Например, в Bowers & Wilkins C5 Series 2 мне баса достаточно и как-то его усиливать с помощью HA–2 не потребовалось. Тем не менее, пропущенный через внешний ЦАП звук и без того выделялся в лучшую сторону: шире сцена, легче и ярче высокие, более выразительные средние, чуточку «причесанный» бас (иногда его бывает слишком много, но не в случае связки с HA–2).

Даже недорогие EarPods получили свой бонус в виде более выразительного и четкого звука. Причем эффект был как на Losless ALAC-файлах, так и в «жатых-пережатых» MP3. Конечно, в случае с низкоомными наушниками весь эффект находится на уровне тонких чувств, да и в целом уши у каждого свои, но уж поверьте — к хорошему привыкаешь быстро. Если же речь о высокоомных моделях наушников, которые портативные устройства просто не тянут, то альтернатив OPPO HA–2 или же аналогам от других компаний просто нет.

Рассмотренный гаджет на фоне конкурентов выделяется своим оригинальным дизайном, внушительной аудионачинкой (все-таки используется полноценный, «взрослый» ЦАП) и возможностью подзаряжать портативную технику. Любите действительно качественный звук, владеете достойными наушниками — озаботьтесь и усилителем, свои деньги он отработает не раз. Кстати о деньгах — пока точная стоимость HA–2 неизвестна, но в Сети есть упоминания о вилке цен в районе $450–500. Релиз этого усилителя намечен на начало 2015 года.

Технические характеристики OPPO-HA2:

• импеданс — 16–300 Ом;
• максимальная выходная мощность — 2 × 220 мВт при 16 Ом, 2 × 150 мВт при 32 Ом и 2 × 17 мВт при 300 Ом;
• максимальный уровень сигнала линейного выхода — 1 Vrms;
• емкость встроенного аккумулятора — 3000 мАч;
• время автономной работы — до 13 часов при аналоговом подключении и до 7 часов при цифровом;
• габариты: 12 × 68 × 175 мм;
• масса: 175 г.