Mini amplificatore per cuffie/w Bass Boost: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Ascolto musica quando mi sposto con la metropolitana. Dal momento che è molto rumoroso nella metropolitana, il suono dei bassi della musica tende ad essere mascherato. Così ho realizzato un piccolo amplificatore per cuffie che può aumentare il suono dei bassi secondo necessità.

Ho elencato i miei requisiti come di seguito e ho iniziato a progettare.

• Usa due batterie AA o AAA (non volevo usare batterie da 9V)
• Lunga durata della batteria
• Qualità del suono decente - non deve essere di livello audiofilo, poiché verrà utilizzato principalmente nelle metropolitane
• Potenziamento dei bassi commutabile

Passaggio 1: progettazione del circuito

Ho trovato un IC amplificatore adatto chiamato LM4880. Questo circuito integrato è stato sviluppato per dispositivi audio portatili ed era ampiamente utilizzato nelle schede audio dei computer. Richiede solo 2,7 V per funzionare, è tuttavia in grado di pilotare altoparlanti da 8 ohm.

Scheda tecnica LM4880

Secondo la scheda tecnica, sono necessari condensatori di blocco CC in uscita, che è tipico degli amplificatori a alimentazione singola. Tuttavia è possibile modificare il circuito per utilizzare la doppia alimentazione per eliminare la necessità di questi grandi condensatori.

Passaggio 2: progettazione del circuito (segue)

Come puoi vedere, utilizzando ciascuna batteria come alimentazione positiva e negativa (doppia alimentazione), puoi eliminare i condensatori di uscita. Questa è una grande vittoria per il design portatile, per non parlare del risparmio sui costi (l'alta qualità, i grandi condensatori richiesti per l'uscita dell'amplificatore non sono economici).

L'accoppiamento diretto (come questo circuito) dell'uscita dell'amplificatore e dell'altoparlante/cuffie migliora la qualità del suono eliminando il condensatore che degrada il suono nel percorso di uscita.

Passaggio 3: aggiunta di potenziamento dei bassi

LM4880 consente l'impostazione del guadagno utilizzando componenti esterni per impostare il feedback negativo, proprio come il tipico circuito op-amp. Ho deciso di includere componenti di temporizzazione (combinazione di condensatori e resistori) per dare un boost ai bassi dell'amplificatore. La topologia è denominata "filtro shelving".

Ho usato un interruttore a 3 posizioni per alternare tra boost off e due livelli di boost.

Puoi personalizzare i valori dei componenti per modificare le frequenze di boost e la quantità di boost, in base ai tuoi telefoni e alla musica che ascolti.

Se vuoi sapere come calcolare la risposta in frequenza del filtro shelving, consulta questa pagina:

Ho provato alcuni valori diversi finché non ho trovato il suono che mi piaceva.

Passaggio 4: molte versioni di prototipi…

Ho realizzato alcune versioni di prototipi: batterie AA/AAA, con/senza controllo del volume e configurazioni dei circuiti leggermente diverse…

La versione finale degli schemi circuitali è allegata qui.

Passaggio 5: creane uno per te e divertiti

Se vuoi metterne uno insieme, puoi ordinare il PCB da OSH Park:

BOM

• IC1: LM4880 o LM4881 (SOIC8)
• R2(x2), R3(x2), R6(x2): Risoluzione, pellicola metallica, 27k ohm (0603)
• R1(x2), R4(x2): Risoluzione, pellicola metallica, 62 k ohm (0603)
• R5(x2)*: Risoluzione, pellicola metallica, 1k ohm (0603)
• R7: Risoluzione, 1k ohm (0603)
• R8: Risoluzione, 1M ohm (0603)
• R9: Risoluzione, 330k ohm (0603)
• C1(x2): cappuccio, pellicola o ceramica (C0G), 0.1uF (1206)
• C2(x2): cappuccio, pellicola o ceramica (C0G), 68nF (1206)
• C3: cappuccio, ceramica, 1uF 6.3V (0603)
• Cs1, 2, 3, 4: Cappuccio, Ceramica, 100uF 6.3V (1210)
• Cb: cappuccio, ceramica, 0.1uF 6.3V (0603)
• VR1: Pot, Dual, cono B da 100k ohm o cono A da 10k ohm
• SW1: interruttore a scorrimento DPDT
• SW2: interruttore a scorrimento DP3T
• CN1, CN2: jack stereo da 3,5 mm

(* componenti opzionali)

Consiglio di utilizzare resistori a film metallico (film sottile) invece di resistori a film spesso (carbonio) per ridurre il rumore.

I condensatori attraverso i quali passa il segnale audio dovrebbero essere a film o in ceramica di tipo C0G. Evita altri tipi di condensatori ceramici (come X5R, X7R, ecc.) per il percorso audio, poiché distorceranno il suono. Ho provato sia la pellicola (serie Panasonic ECH-U) che la ceramica C0G e non ho riscontrato differenze nella qualità del suono. I condensatori ceramici tuttavia raccolgono le vibrazioni come rumore (udibile solo se si tocca direttamente il condensatore) - ad alcuni di voi potrebbe non piacere.

Ho usato l'impostazione del guadagno di -7,22 dB, che è insolita, ma stavo usando telefoni in-ear molto sensibili e che necessitavano solo di una piccola potenza per ottenere un volume abbastanza alto. Tuttavia, raccomando l'impostazione del guadagno unitario (0db) per la maggior parte dei casi: è sufficiente scambiare R1 e R2 come descritto nello schema.

Questo semplice amplificatore per cuffie offre un suono potente e una lunga durata della batteria. Puoi anche utilizzare batterie AAA ricaricabili per la migliore economia.