Ничего особенного: просто проверен УЗЧ производства КНР в работе на головные телефоны.
Простой усилитель для головных телефонов (далее просто ПУГТ) предназначен для совместной работы со стереофоническими низковольтными звуковоспроизводящими устройствами, работающими на головные телефоны с импедансом от 2х16 Ом и более (см. рисунок 01).
ПУГТ может дополнить предварительные усилители ЗЧ. Наглядный пример - низковольтный микрофонный усилитель-3, опубликованный на сайте «У Самоделкина» и имеющий более 5800 просмотров.
За основу ПУГТ взят двухканальный УМЗЧ класса D на ИМС PAM8403 (см. рисунок 1а), выполненный на малогабаритном модуле производства КНР. Его текущая цена в интернет-магазинах начинается от 37 рублей. Цифровой усилитель мощности звука 2x3 Вт PAM8403.
Рисунок 01а. УМЗЧ класса D на ИМС PAM8403.
ПУГТ, несмотря на максимальную простоту схемы, имеет несколько особенностей, делающих поделку привлекательной.
1). Габаритные размеры модуля: 19 x 21 х 3 мм.
2). Дополнительно, ПУГТ имеет индикатор HL1 «Пит» (см. рисунок 01) выполненный на очень дешёвом, но суперъярком синем светодиоде. Комплект из 10 таких светодиодов.
3). Добавив к модулю «Цифровой усилитель мощности звука 2x3 Вт PAM8403» всего 4 детали (два оксидных конденсатора и два резистора), можно заставить модуль работать на головные телефоны. (В типовой схеме включения модуль работает на два динамика, подключаемых по четырёхпроводной линии).
4). Ток дежурного режима («молчание») в отличие от заявленного в документации, в 2 раза меньше и при напряжении питания +3 Вольта составляет 8,4 мА.
5). Минимальное количество деталей в поделке.
6). Не требуется больших затрат времени на её изготовление.
7). Модуль почти не греется и не требует вентиляционных отверстий в корпусе усилителя. Даже при максимальной выходной мощности температура корпуса не будет превышать 60 градусов по Цельсию.
Ещё бы добавить сдвоенный тумблер разрыва цепи питания (для режима заряда аккумулятора) и разъём XS2 с размыкателем для переключения с автономного питания +9 Вольт на сетевое (+3 … +10 В), то цены бы такому усилителю не было!
Список сокращений
1). ГТ – головные телефоны.
2). ПП – печатная плата.
3). ПУГТ – простой усилитель для наушников (название статьи).
Основной недостаток ПУГТ – довольно низкое соотношение сигнал / шум. Для снижения шумовой составляющей сигнала используется пониженное напряжение питания. Режим пониженной выходной мощности (рекомендуется не более 0,5 Ватта) используется для уменьшения нелинейных искажений.
Второй недостаток – всего одно крепёжное отверстие в ПП (печатной плате) ПУГТ. Это сделано с целью минимизировать размеры платы. Поэтому в случае применения «просторного» корпуса (во избежание произвольной «болтанки») модуль рекомендуется приклеивать к стенке корпуса, что понижает ремонтопригодность модуля.
Рекомендуемый тип батареи для работы в комплекте с ПУГТ - литиевый аккумулятор FinePower KT-3113 производства КНР с micro USB гнездом и кабелем для подзарядки, который подключается в отдельное гнездо, расположенное на задней стенке корпуса. Его заявленные параметры: ёмкость 500 мА/ч.; 9 Вольт; 0,1 Ампера; 500 циклов перезарядки. Однако, реально он заряжается медленно (до 7 часов) и до напряжения всего от 7,4 до 8,4 Вольта.
Рисунок 02. Схема соединения плат.
ПУГТ состоит из:
- модуля А1 «Цифровой усилитель мощности звука 2x3 Вт PAM8403» (см. на рисунке 02 слева и рисунке 01а);
- развязывающих оксидных конденсаторов C1 и C2;
- резистивного делителя R1 R2, устанавливающего среднюю точку (точку «общего провода») для выхода двух разных каналов;
- параметрического интегрального стабилизатора DA1 с малым проходным напряжением;
- оксидных конденсаторов C4 и C6;
- керамических (безындукционных) конденсаторов C3 и C5 «обвязки» стабилизатора DA1, обеспечивающих устойчивую работу DA1;
- индикатора HL1 «Пит.» (Питание), собранного на синем суперъярком светодиоде;
- токоограничительного резистора R3, ограничивающего ток через светодиод HL1 до величины 0,22 мА;
- литиевого аккумулятора FinePower KT-3113;
- гнезда XS1 «ГТ – головные телефоны» типа СНЦ-3,5;
- штекера Audio Jack 3,5 мм., 3 контакта;
- выключателя KCD11 красная клавиша.
Технические характеристики ИМС PAM8403
Максимальная выходная мощность на канал (RMS)* 2 x 3 Вт.
Номинальное напряжение питания +2,5 … +5,5 В.
Максимально допустимое напряжение питания +6,6 В.
Коэффициент нелинейных искажений: 1). < 0,15% (VDD=5,0V, Po=0,5W, RL=8 Ω). 2). <10% (VDD=5,0V, Po=3,2W, RL=4 Ω).
Отношение сигнал/шум ≥ 80 дБ (VDD=5V, Vorms=1V, Gv=20dB).
Усиление = 24 дБ (в 16 раз). Частота ШИМ=260 КГц. R нагр. ≥ 4 Ом.
Ток потребления холостого хода = 21,2 мА. Недостатки: заметность шумов в паузах сигнала. Рекомендации: 1). Использовать блок питания с максимально-допустимым током не менее 2 А, т.к. он должен быть рассчитан на максимальное мгновенное потребление по двум каналам одновременно. 2). Установить по питанию оксидный конденсатор 470 мкФ х 10В. 3). Не требует радиатора (+60°С).
Монтаж ПУГТ
Монтажные точки модуля А1 № № 6 … 9 соединяются с одноимёнными точками на печатной плате ПУГТ с помощью одножильных лужёных отрезков монтажного провода диаметром 0,4 … 0,6 мм. Между модулем и ПП оставляется зазор толщиной 0,5 … 1 мм. И модуль, и плата ПУГТ для соединения между собой располагаются на монтажном столе радиоэлектронными компонентами вверх.
Если планируются экспериментальные перепайки, то в монтажные точки модуля А1 №№ 1 … 5 рекомендуется впаять монтажные лепестки и уже к ним подпаивать соединительные проводники. Почему? - Единожды впаяв в металлизированное отверстие провод, выпаять его (при необходимости) секундное дело, а вот очистить тонкое металлизированное отверстие от припоя (для впайки другого проводника) – потребует гораздо большего времени. Монтажные точки модуля А1 №4 и №5 соединяются с одноимёнными точками на печатной плате ПУГТ с помощью многожильных монтажных проводников в надёжной (шёлковой) изоляции.
Перед первым включением ПУГТ рекомендуется проверить, не допущены ли КЗ при распайке выводов с обеих сторон модуля. Такую проверку следует сделать, в особенности, если пайка производилась не самым «утончённым» жалом паяльника.
Включение ПУГТ
Собранное без ошибок и из исправных деталей и модуля устройство работоспособно при первом включении. Однако сначала рекомендуется в разрыв цепи питания +Ucc (+3 Вольта) включить миллиамперметр. В режиме молчания авторский вариант модуля вместе с интегральным стабилизатором и светодиодом «Пит.» потребляет ток не более 8,5 мА.
Яркость свечения синего светодиода HL1 при необходимости можно уточнить подбором сопротивления резистора R3. При этом рабочий ток светодиода HL3 не должен превышать 20 мА (хотя по яркости свечения вполне достаточно и 1 … 2 мА).
Подбирать требуемый номинал резистора R3 удобнее до установки элементов HL1 и R3 на ПП. На лабораторном блоке питания устанавливают выходное напряжение +3 Вольта и к его выходным клеммам подключают цепочку из последовательно соединённых: 1) миллиамперметра; 2) подстроечного резистора; 3) постоянного резистора на 50 … 100 Ом; 4) светодиода HL1. (Постоянный резистор на 50 … 100 Ом нужен для невозможности выведения из строя HL1 при неосторожном повороте движка подстроечника в крайнее - нулевое - положение). Вращая движок подстроечника, устанавливают требуемый ток или желаемую яркость свечения HL1. Выключают питание, измеряют суммарное сопротивление двух резисторов и впаивают в «посадочное место» на плате для резистора R3, резистор с ближайшим большим (от измеренного) номиналом из имеющихся в наличии. Все перепайки желательно делать при отключённой батарее.
Проверка авторского экземпляра ПУГТ осуществлялась с помощью проигрывателя «SONY» Walkman (см. видео) в режиме MP3 - плеера, но в принципе подойдёт любой гаджет, имеющий стандартный линейный выход (до 0,8 … 1 Вольта эффективного значения) или выход на головные телефоны.
Рекомендуемый ток нагрузки, потребляемый от аккумуляторной батареи, при максимальной громкости рекомендуется выбирать от 20 до 100 мА, не более.
Детали ПУГТ
В схеме применены резисторы типа МЛТ, С2-23, С2-26, С1-4 мощностью 0,125 Ватта. Светодиод HL1 можно заменить практически любыми с повышенной яркостью свечения, например, GNL-5073PGC (зелёный суперъяркий 5 мм, 3В, 20 мА); GNL-5073UBC (синий суперъяркий 5 мм, 3В, 20 мА); GNL-5073UWC (супербелый 5 мм, 3В, 20 мА). Конденсаторы С1, С2, С4, С6 - оксидные, например, фирмы «Jamicon» с рабочим напряжением не менее 6 - 10 Вольт. Конденсаторы С2, С5 – керамические малогабаритные зарубежного производства. Стабилизатор DA1 1158ЕН3 можно заменить К1158ЕН3 или, в крайнем случае, 78L33 (3,3 Вольта, 100 мА). Тумблер SA1 - MTS102, SMTS102 на два положения можно заменить клавишным выключателем KCD11 красная клавиша.
Подробнее о светодиоде GNL-5073PGC-1. Форма линзы круглая. Цвет свечения - зеленый. Макс. сила света = 500 мКд, при токе I пр., = 30 мА. Видимый телесный угол = 140°. Размер линзы = 5 мм, Цвет линзы - прозрачный, Максимальный импульсный прямой ток = 150 мА. Рабочая температура - 40 ... + 80°C.
Все компоненты ПУГТ (кроме элементов SA1, XS1, GB1) располагаются на ПП – см. рисунки 03 и 04 - выполненной из фольгированного стеклотекстолита размерами 37 х 24 мм. и толщиной 1,5 … 2 мм.
О методе термопереноса рисунка трассировки ПП подробно можно прочитать в файле MTR_TO (3444 кБ).
О методе ускоренного травления ПП подробно можно прочитать в файле «ПП_водная_баня» на Яндекс.Диске.
Диаметр отверстий на печатной плате под радиоэлектронные компоненты – 0,7 … 0,9 мм, под соединительные проводники - 1…1,2 мм., под крепёжное отверстие – 3,2 мм. Для крепления ПП к стенке корпуса используют винт с полукруглой головкой М3х8, в комплекте с шайбами и гайкой М3.
Корпус ПУГТ – любой, подходящий по размерам для всех составных частей усилителя плюс совместно используемого с усилителем гаджета.
Переднюю панель корпуса можно оформить с использованием самоклеящихся цветных бумажек. Задняя стенка корпуса «украшается», например, распечатанной на цветном принтере этикеткой с годом изготовления поделки. Нужная часть рисунка 4а размечается карандашом и вырезается ножницами.
Рисунок 04а.
Информация любителям модернизаций
1). Прежде, чем проводить технические улучшения модуля с ИМС PAM8403 рекомендуется ознакомиться с технической документацией – так называемым даташитом, который находится на сайте «amperkot.ru». Документ написан на английском языке. Для того, чтобы перевести непонятные места, автор статьи перед ноутбуком произносит вслух: «Алиса, перевести с английского на русский!» и Алиса открывает «Словарь и онлайн перевод на английский, русский, немецкий, … Яндекс Переводчик». Остаётся скопировать то, что нужно перевести и вставить в окно «Английский ↔ Русский» поверх бледного текста «Начните писать текст или вставьте ссылку». Перевод вы получаете практически моментально, хотя и не совсем в литературной форме.
2). Схему ПУГТ можно дополнить, например, регулятором громкости. В интернет-сети имеется много подобных схем модулей с использованием ИМС РАМ8403. Для их просмотра достаточно в поисковой строке Яндекса написать «РАМ8403» и кликнуть по клавише «Enter».
Уважаемые читатели! Предлагаем Вашему вниманию гуманитарный блок к статье ПУГТ.
Первая часть блока - разгадать загадки:
Загадка №1.
В работу включается: броски исключаются;
слегка нагревается, но гаджет не сломается.
Если загадка не поддаётся, прочитайте подсказку:
Загадка №2.
Часто ретро телевизор этот гаджет получал.
Под нагрузкой он работал, без неё пугал, трещал.
Загадка №3.
Нестабильность напряженья его точно не пугает
И в работе с аппаратом он «картинку» улучшает.
Загадка №4.
Он поставлен пред нагрузкой, он заботится о ней.
И когда скачки начнутся, их «забанит» без затей.
Разгадав загадки, следует ввести ответ к загадкам в строку «Пароль» файла «PUGT_4work». Тогда вы сможете, получить комплект схем для изготовления ПУГТ, и в качестве бонуса готовый к термопереносу (также в масштабе = 1:1) отражённый рисунок трассировки печатной платы. Архив файла «PUGT_4work» можно скачать здесь:
Вторая часть - ребус № 1 ПУГТ (см. рисунок 5) является заданием, дублирующим загадки. То есть, если вам не удалось разгадать ни одну загадку, верным способом отыскать пароль к файлу «PUGT_4work» будет разгадывание ребуса.
Рисунок 05.
Полный ответ к ребусу ПУГТ№1:
По полному ответу к ребусу несложно выделить ответ и заодно можно проследить почему так, а не иначе читаются рисунки, составляющие ребус.
ВИДЕО
Если у Вас есть желание посмотреть на поделку при демонстрации её внешнего вида, то откройте видео «PUGT» (71,7 МБ), пройдя по ссылке:
Для того, чтобы посмотреть этот же файл на мобильном устройстве вы можете воспользоваться QR - кодом:
Рецензия от бота Алисы
Вот, что хотела сказать о ПУГТ наш непревзойдённый голосовой помощник, диктор и постоянный обитатель Яндекса - бот Алиса:
Начну, как всегда с критических замечаний.
1). Что-то я не вижу рядом с макетной платой ПУГТ гнезда с размыкателем XS2 «Питание». Наверное, потребляемый усилителем ток такой незначительный, что режим питания от сетевого блока питания не используется.
2). Крепёжных отверстий на плате явно недостаточно. Скорее всего, модуль потребуется приклеивать к корпусу.
3). Усилитель не снабжён индикатором разряда аккумулятора.
Положительные моменты:
1). Усилитель может работать от различных источников питания с выходным напряжением от +3 до +10 Вольт.
2). Усилитель миниатюрен и собран на небольшом количестве деталей. Особой компактностью отличается модуль.
4). Усилитель имеет экономичный светодиодный индикатор включения питания.
Советы и пожелания любителям модернизаций.
1). Стабилизатор напряжения 1158ЕН3а можно заменить более дешёвым типа 78L33.
2). Цвет индикатора «Питание» лучше бы изменить на красный, который традиционно предупреждает о включённом питании.
3). Емкость керамических конденсаторов не критична и может быть выбрана от 100 нанофарад до одной - двух микрофарад.
На этом позвольте откланяться: улетаю на рынок радиодеталей для приобретения гнезда с размыкателем для универсального питания ПУГТ. Как говорят англичане, See u soon!
Некоторые особенности изготовления ПУГТ
Рисунок 06.
Модуль и радиодетали для изготовления ПУГТ, заказанные в интернет-магазине MCU-store, отмечены красными треугольниками-стрелками.
Рисунок 07.
Радиоэлектронные компоненты, применённые в ПУГТ. Оксидные конденсаторы С1, С2, С4 представлены в одном экземпляре. Модуль производства КНР показан на рисунке 01а.
Рисунок 08.
Для проверки работы ПУГТ используется девайс «SONY» Walkman в режиме проигрывателя MP3. Потенциометр с выключателем используется только при настройке в качестве подстроечного резистора. Использование трёхвыводной кроватки для стабилизатора DA1 позволяет оперативно проверить работу с параметрическими стабилизаторами на разное (3, 4, 5 Вольт) напряжение.
Рисунок 09.
Макетная плата для ПУГТ сделана разделённой на клеточки размером 5х5 мм, но лучше не полениться и изготовить печатную плату (см. рисунки 03 и 04). Проверка потребляемого тока в режиме «Воспроизведение» с использованием ранее изготовленного УЛВ2 (устройства лабораторного включения-2).
Рисунок 10.
Потребляемый на средней громкости ток ПУГТ равен 15,1 – 5 = 10,1 мА. (5 мА потребляет синий светодиод УЛВ2). Вынимание ГТ из гнезда XS1 при включённом питании, к выходу ПУГТ из строя не приводит.
Рисунок 11.
По окончании настройки, в макетную плату ПУГТ добавлен синий светодиодный индикатор HL1 «Питание». А в разрыв шины «+» аккумуляторной батареи GB1 вставлен клавишный выключатель SA1 «Вкл.». Импеданс ГТ может составлять 2х16 Ом и более.
Рисунок 12.
ПУГТ в режиме «Пауза» (ожидания выбора трека для воспроизведения). На ЖК-экране «SONY» Walkman отображается режим «Пауза» (II), текущее время и уровень заряда встроенного аккумулятора. В меню «Музыка» выбрана опция «Альбом». Впрочем, важно здесь то, что измеренный ток режима «Пауза» мультиметром, подключённым к НР контактам SA1 составляет 8,4 мА (а не в два раза больший, как у прототипа). Вероятно, приобретённый мною модуль оснащён не ИМС PAM8403, а её последующей версией PAM8403а или подобной с повышенной частотой ШИМ с 260 до 350 кГц.
Тем самоделкиным, кто ещё колеблется с выбором (какой вариант модуля с ИМС PAM8403 лучше приобрести), можно посоветовать поискать «Двухканальный УМЗЧ класса D на ИМС PAM8403 с регулятором громкости». Наглядный тест и обзор этого гаджета вы найдёте, пройдя по ссылке.
Всем, кто желает изготовить ПУГТ или просто интересуется темой безопасного использования ГТ, рекомендуем прочитать статью «Устройство, щадящее слух» (https://usamodelkina.ru/23053-ustrojstvo-schadjaschee-sluh.html) и статью «Устройство, щадящее слух - 2».
Примечание
В статье ПУГТ использованы ребус ПУГТ №1 и загадки ЗРТ2 №170, 166, 167 и 171.
