Mini-Kopfhörerverstärker /w Bass Boost - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Ich höre Musik, wenn ich mit der U-Bahn fahre. Da es in der U-Bahn sehr laut ist, wird der Bass der Musik eher überlagert. Also habe ich einen kleinen Kopfhörerverstärker gebaut, der den Bass nach Bedarf verstärken kann.

Ich habe meine Anforderungen wie folgt aufgelistet und mit dem Entwerfen begonnen.

• Verwenden Sie zwei AA- oder AAA-Batterien (ich wollte keine 9-V-Batterien verwenden)
• Lange Akkulaufzeit
• Ordentliche Klangqualität - muss nicht audiophil sein, da sie hauptsächlich in U-Bahnen verwendet wird
• schaltbarer Bass-Boost

Schritt 1: Schaltungsdesign

Ich habe einen geeigneten Verstärker-IC namens LM4880 gefunden. Dieser IC wurde für tragbare Audiogeräte entwickelt und war in Computer-Soundkarten weit verbreitet. Es benötigt nur 2,7 V zum Betrieb, kann aber 8-Ohm-Lautsprecher ansteuern.

LM4880 Datenblatt

Laut Datenblatt benötigen Sie im Ausgang DC-Sperrkondensatoren, die für Single-Supply-Verstärker typisch sind. Sie können die Schaltung jedoch modifizieren, um eine doppelte Versorgung zu verwenden, um die Notwendigkeit dieser großen Kondensatoren zu eliminieren.

Schritt 2: Schaltungsdesign (Fortsetzung)

Wie Sie sehen, können Sie die Ausgangskondensatoren eliminieren, indem Sie jede Batterie als positive und negative Stromversorgung (Doppelstromversorgung) verwenden. Dies ist ein großer Gewinn für das tragbare Design, ganz zu schweigen von der Kostenersparnis (hohe Qualität, große Kondensatoren für den Verstärkerausgang sind nicht billig).

Die direkte Kopplung (wie diese Schaltung) des Verstärkerausgangs und der Lautsprecher/Kopfhörer verbessert die Klangqualität, indem klangverschlechternde Kondensatoren im Ausgangspfad eliminiert werden.

Schritt 3: Hinzufügen von Bass Boost

Der LM4880 ermöglicht die Einstellung der Verstärkung durch Verwendung externer Komponenten zur Einstellung der negativen Rückkopplung - ähnlich wie bei einer typischen Operationsverstärkerschaltung. Ich beschloss, Timing-Komponenten (Kombination aus Kondensatoren und Widerständen) hinzuzufügen, um dem Verstärker einen Bass-Boost zu verleihen. Die Topologie wird als "Shelving-Filter" bezeichnet.

Ich habe einen 3-Positionen-Schalter verwendet, um zwischen Boost-Aus und zwei Boost-Stufen umzuschalten.

Sie können die Komponentenwerte anpassen, um die Boost-Frequenzen und den Boost-Anteil an Ihre Telefone und die Musik, die Sie hören, anzupassen.

Wenn Sie wissen möchten, wie der Frequenzgang von Shelving-Filtern berechnet wird, besuchen Sie diese Seite:

Ich habe ein paar verschiedene Werte ausprobiert, bis ich den Sound gefunden habe, der mir gefiel.

Schritt 4: Viele Versionen von Prototypen…

Ich habe ein paar Versionen von Prototypen gemacht - AA/AAA-Batterien, mit/ohne Lautstärkeregler und etwas andere Schaltungskonfigurationen…

Die endgültige Version des Schaltplans ist hier beigefügt.

Schritt 5: Bauen Sie eine für sich selbst und genießen Sie

Wer einen zusammenbauen möchte, kann die Platine bei OSH Park bestellen:

Stückliste

• IC1: LM4880 oder LM4881 (SOIC8)
• R2(x2), R3(x2), R6(x2): Res, Metallfilm, 27k Ohm (0603)
• R1(x2), R4(x2): Res, Metallfilm, 62k Ohm (0603)
• R5(x2)*: Res, Metallfilm, 1k Ohm (0603)
• R7: Auflösung, 1 kOhm (0603)
• R8: Auflösung, 1M Ohm (0603)
• R9: Auflösung, 330 kOhm (0603)
• C1 (x2): Kappe, Film oder Keramik (C0G), 0.1uF (1206)
• C2(x2): Kappe, Film oder Keramik (C0G), 68nF (1206)
• C3: Kappe, Keramik, 1uF 6.3V (0603)
• Cs1, 2, 3, 4: Kappe, Keramik, 100uF 6,3V (1210)
• Cb: Kappe, Keramik, 0.1uF 6.3V (0603)
• VR1: Pot, Dual, 100k Ohm B-Kegel oder 10k Ohm A-Kegel
• SW1: DPDT-Schiebeschalter
• SW2: DP3T-Schiebeschalter
• CN1, CN2: 3,5-mm-Stereobuchse

(* optionale Komponenten)

Ich empfehle die Verwendung von Metallschicht-(Dünnschicht-)Widerständen anstelle von Dickschicht-(Kohlenstoff-)Widerständen für geringeres Rauschen.

Kondensatoren, durch die das Audiosignal geleitet wird, sollten aus Film oder C0G-Keramik bestehen. Vermeiden Sie andere Arten von Keramikkondensatoren (wie X5R, X7R usw.) für den Audiopfad, da sie den Ton verzerren. Ich habe sowohl Film (Panasonic ECH-U-Serie) als auch C0G-Keramik ausprobiert und keinen Unterschied in der Klangqualität festgestellt. Keramikkondensatoren hingegen nehmen Schwingungen als Geräusch auf (nur hörbar, wenn Sie direkt auf den Kondensator klopfen) - das mag einigen von Ihnen nicht gefallen.

Ich habe die Gain-Einstellung von -7,22 dB verwendet, was ungewöhnlich ist, aber ich habe In-Ear-Hörer verwendet, die sehr empfindlich sind und nur eine geringe Leistung benötigen, um eine ausreichende Lautstärke zu erreichen. Ich empfehle jedoch in den meisten Fällen die Einstellung für die Verstärkung der Einheit (0 dB) - tauschen Sie einfach R1 und R2 aus, wie im Schaltplan beschrieben.

Dieser einfache Kopfhörerverstärker liefert druckvollen Sound und eine lange Akkulaufzeit. Sie können auch wiederaufladbare AAA-Batterien für die beste Wirtschaftlichkeit verwenden.