készítse el saját fejhallgató-erősítőjét 30 dollár alatt-a Kuosch NS-01

készítse el saját fejhallgató-erősítőjét 30 dollár alatt-a Kuosch NS-01

lépésről lépésre útmutató a nagy teljesítményű erősítő összeállításához délután 50 dollár alatt.

mi az NS-01?

az NS-01 egy kis DIY fejhallgató erősítő. Ez nem a lehető legegyszerűbb projekt, mivel a méretet és a teljesítményt szem előtt tartva tervezték. Az itt bemutatott verziónak képesnek kell lennie arra, hogy 90 mA-t adjon ki 7 voltos RMS-en, és még alacsony impedanciájú fejhallgatóval is működjön.

a fizikai méret kicsi tartása érdekében a táblát felületre szerelhető alkatrészek felhasználásával tervezték. Ezek meglehetősen kicsiek, ezért bizonyos gondosságra van szükség, hogy véletlenül ne veszítsenek el alkatrészeket, de magának a szerelvénynek viszonylag egyszerűnek kell lennie. Az egyszerűség kedvéért az Alkatrészszám minimális. Például az alapértelmezett konfiguráció csak két különböző ellenállási értéket használ.

maga az erősítő két szakaszból áll:

1. feszültségerősítő szakasz,
2. puffer szakasz.

ennek a kétlépcsős megközelítésnek elméletileg javítania kell a torzítási teljesítményt, mivel ugyanannak az eszköznek nem kell mind a feszültség, mind az áram erősítésével foglalkoznia. Az áramkör többi része alkotja az áramellátást. A későbbi felülvizsgálatok kis változásokat vezethetnek be, de az Általános struktúrának változatlannak kell maradnia.

a hobbi közösség sokat beszél arról, hogy az SMT/SMD használata nehéz, de személyes tapasztalatom az, hogy az SMT-t valójában könnyebb kézzel összeszerelni, mint az átmenő lyukú alkatrészeket. A legnagyobb akadály az alkatrészek mérete, de ezt egyszerűen nagyítóval vagy mikroszkóppal lehet segíteni. A dolgok egyszerűsége érdekében az NS-01 legkisebb alkatrészei 0805 méretűek, vagy 2,0 x 1,2 mm.

forrasztási módszerek

az SMD alkatrészek forrasztására sokféle módszer létezik. Néhány könnyebb megtenni, de szükség lehet speciális berendezések. Ezek többsége forrasztópasztát használ, amely lényegében apró forrasztógolyókból és fluxusból készült ragacsos paszta, amely segíti az olvadt forrasztás áramlását. A legegyszerűbbtől a legnehezebb módszerig:

Reflow sütő

az átalakított kenyérpirítóktól a nagy ipari rendszerekig ezek addig melegítik a táblát, amíg a forrasztópaszta meg nem olvad, és a felületi feszültség a helyére nem húzza az alkatrészeket. A táblát ellenőrzött módon hűtjük, hogy megakadályozzuk a forrasztási kötések törékenységét.

főzőlap / serpenyő

alapvetően egy szegény ember változata a reflow sütő. Az áramköri lapot alulról addig melegítik, amíg a hőmérséklet elég magas ahhoz, hogy megolvassza a forrasztást és visszafolytassa az alkatrészeket. A tábla hűtését nehéz ellenőrizni. Az a tény, hogy az üvegszálas áramköri lapok jó hőszigetelő anyagból készülnek, ezt a módszert is hatástalanná teszi. A kezdeti fűtési időszak meglehetősen hosszú, semmi sem történik, majd hirtelen minden egyszerre történik.

Hot air reflow station

forró levegőt fúj az alkatrészek melegítésére és a forrasztópaszta megolvasztására. A forró levegő állomások kiválóak, ha kis javításokra van szükség, mivel a hőt egy kis területre összpontosíthatja, ellentétben a sütővel, de az egész komponenst egyszerre melegítheti, ellentétben a vasalóval. Sajnos a légáramlás kis alkatrészeket mozgathat, ezért gondoskodni kell.

forrasztópáka

a dolgok régimódi módja. Több erőfeszítést igényel, hogy szép eredményeket érjen el. Egyetlen módszer képes dolgozni szilárd forraszanyag. Még egy olcsó vas is elegendő, de győződjön meg róla, hogy hőmérséklet-szabályozott.

a sütő és a főzőlap módszereihez az összes alkatrészt először melegítés előtt helyezze el. A forró levegő módszerrel kis alkatrészcsoportokban dolgozzon, a forrasztópáka pedig egyszerre csak néhány alkatrészt helyezzen el, hogy legyen hely a munkához.

egy alkatrész elhelyezéséhez tegyen egy apró folt forrasztópasztát a NYÁK minden egyes párnájára, és csipesszel helyezze a komponenst a helyére. Az alkatrész méretétől függően jó ötlet lehet, ha vasalóval forrasztva óvatosan tartja az alkatrészt.

ebben az útmutatóban forrasztópasztát és forrasztópasztát fogok használni. Részben azért, mert meg akarom mutatni, hogyan történik a “nehéz út”, de leginkább azért, mert ezekhez az eszközökhöz könnyen hozzáférhetek.

útmutató az épület saját fejhallgató erősítő

• dolog, amire szüksége lesz
• sorrendben forrasztás
• 1. lépés: USB csatlakozó
• 2. lépés: erősítés szakasz
• 3. lépés: puffer szakaszok
• 4. lépés: teljesítmény
• 5. lépés: Tisztítás

a szükséges dolgok

itt található a felépítéshez szükséges eszközök és alkatrészek rövid listája. Számos alternatíva és több szállító létezik, ezért az alábbi listát csak javaslatként vegye figyelembe. Ha nem tervez több elektronika építését, érdemes megfontolni az eszközök kölcsönzését vagy a makerspace felkeresését.

Szerszámok

• forrasztópáka. Amíg a hőmérséklet szabályozott, nem lesz gond. Használom a 20 éves Weller, de TS100 ütött jó kritikákat.
• forrasztópaszta. Ezt a ChipQuick terméket használtam, de más márkák is ugyanúgy működnek.
• multiméter. Amíg képes mérni az ellenállást és a feszültséget, rendben kell lennie. Például ANENG tisztességes, olcsó modellekkel rendelkezik.
• csipesz (nem mágneses). Egyenes vagy ívelt az Ön preferenciájától függően.
• nagyító vagy mikroszkóp ellenőrzéshez
• dörzsölő alkohol

alkatrészek

az alábbiakban felsoroljuk a javasolt elektronikus alkatrészeket. Számos forgalmazó van, de az egyértelműség kedvéért csak egy linket adtam hozzá. Ellenállások, kondenzátorok stb.esetében is. lehetőség van egy másik termékre cserélni, amennyiben az érték és a csomagolás megegyezik. Néha a forgalmazók elfogynak bizonyos tételeken, ezért néha ajánlott alternatívákat találni.

ne feledje, hogy a fenti mennyiségek a kész erősítőben lakott alkatrészek. Néha hibák történnek, ezért bölcs dolog lehet egy-két extra alkatrészt vásárolni. Több régióban a forgalmazók is kínálnak ingyenes szállítás, ha a megrendelés elég nagy, így ellenőrizze, ha van valami, amit akarsz tudod használni, hogy pad a sorrendben. Gyakran vásárolok különböző színű LED-eket és különböző audio csatlakozókat.

forrasztási sorrend

az alkatrészek legjobb forrasztási sorrendje jelentősen eltér az SMD szerelvény és az átmenő furat szerelvény között. Hagyományosan az integrált áramkörök voltak az utolsó forrasztható alkatrészek, de felületi rögzítéssel az IC-knek kell lenniük az első alkatrészek közül. Ez azért van, mert az IC-k általában laposabbak és szélesebbek, mint a legtöbb más alkatrész, ezért könnyebb őket először felszerelni.

1.lépés: USB-csatlakozó

az NS-01 mikro-USB-csatlakozót használ az áram bemenetéhez. A csatlakozó az építkezés legbonyolultabb része, tehát jó kiindulópont. Egy apró forrasztópasztát helyezek a párnákra, vagy ha forrasztóhuzalt használok, előmelegítse a párnákat a lehető legkevesebb forrasztással.

miután a csatlakozót megforrasztották, multiméterrel ellenőrzöm a rövidnadrágot a tápcsapok között. Ha nincs rövidzárlat az SW1 kapcsoló központi csapjai között, akkor minden jó, és az építés folytatódhat. Ha a csapok rövidre záródnak, ellenőrizze a forrasztást, majd mérje meg újra. A legrosszabb esetben távolítsa el a csatlakozót, majd forrasztja újra.

2.lépés: erősítési szakasz

miután a tápcsatlakozó biztonságosan fel van szerelve, az erősítési fokozattal kezdem, mert ez a tábla legközpontibb része, és a legtöbb összetevője van.

az erősítési szakasz veszi a bemeneti jelet, és erősíti azt, növelve az audiojel feszültségszintjét. Más szavakkal, ez a szakasz a jel erősítését alkalmazza. Néhány szűrést is végez, hogy eltávolítsa a jelet, amely zavarhatja a rendszert, például a rádiófrekvenciákat. Az erősítést egy OPA1656 végzi, amely valójában két operációs erősítő egy csomagban, az egyiket a bal, a másikat a jobb csatornához használják.

a műveleti erősítő (op-amp) elhelyezésével kezdem , ügyelve arra, hogy a tájolás helyes legyen. Néha az IC-k esetében a legegyszerűbb az úgynevezett módszer használata húzza a forrasztást, de ezeknél az op-erősítőknél a csapmagasság elég nagy ahhoz, hogy egyszerre könnyű forrasztani egy csapot. Csipesszel finoman lenyomom az IC-t, felveszem az egyik sarokcsapot, és forrasztom. Aztán forrasztom az ellenkező sarkot, majd a többi lábat.

soha nem rossz ötlet, hogy ellenőrizze, hogy egyik csap sem rövidre záródott-e a folytatás előtt. Ha túl sok forrasztópasztát használt, előfordulhat, hogy az alkatrész alatt áramlott, és problémákat okozhat.

ezután hozzáadom a leválasztó kondenzátorokat . Ezek 100nF 0805 kondenzátorok, ezért vigyázzon, nehogy elveszítse őket. Ezek a kondenzátorok arra szolgálnak, hogy kiegyenlítsék az op-amp tápellátását, és hirtelen kereslet esetén energiatárolóként működjenek. Nélkülük, fokozott a kockázata annak, hogy az op-amp oszcillálni kezd.

következő az ellenállások . Ezek mind 10 kOhm 0805 ellenállás. Ezek után forrasztani 1 db 1206-os méretű kondenzátort, majd négy 68pf kondenzátort .

a 68pf kondenzátorok két különböző aluláteresztő szűrőt alkotnak minden csatornához, az egyiket a jelbemenetnél, a másikat a visszacsatolási hurokban. A bemeneti szűrő megakadályozza a rádiófrekvenciás zaj bejutását az erősítőbe, a visszacsatoló szűrő pedig korlátozza az erősítő sávszélességét, csökkentve a rendszer általános zaját.

a visszacsatoló szűrő sarokfrekvenciája (az a frekvencia, amelynél a szűrő -3 dB jelszintet okoz) körülbelül 230 kHz. A kondenzátor értékének növelésével alacsonyabbra lehet állítani, de ugyanazt az alkatrészt akartam használni, mint a másik szűrőben, és nem akartam panaszokat hallani arról, hogy az erősítő “lecsúszik a csúcsról”.

az 1 ft kondenzátorok minden csatornabemeneten magas áteresztő szűrőket képeznek, blokkolva a bemeneti jel esetleges egyenáramú torzítását, valamint csökkentve a szubszonikus dübörgést. Ennek a felüláteresztő szűrőnek a sarokfrekvenciája 16 Hz.

ezután 10 kOhm ellenállást telepítek , majd 1 db .. F kondenzátort . Az ellenállások alkotják a visszacsatoló hurkot, a kondenzátorok pedig felüláteresztő szűrőket hoznak létre, csökkentve az erősítő erősítését DC-nél egységre. Ez a szűrő 16 Hz-es sarokfrekvenciával is rendelkezik.

az erősítő erősítését a bal oldali csatorna R3 és R5 aránya, a jobb oldali csatorna R4 és R6 aránya határozza meg. Mivel ezek az ellenállások azonos értékűek, az erősítő nyeresége 2 vagy +6 dB. Lehetőség van az ellenállások arányának beállítására a kívánt erősítés érdekében, de ügyelni kell arra, hogy a maximális erősített jel a 10 voltos üzemi feszültség alatt maradjon.

az én használatom, 6 dB Több mint elegendő nyereséget a modern források, de az Ön igényei eltérőek lehetnek. Ne feledje, hogy az erősítés beállítása ezen szűrők sarokfrekvenciáit is befolyásolja, ezért szükség lehet A kondenzátor értékeinek beállítására.

3. lépés: Pufferfokozatok

a pufferfokozat veszi az erősített jelet az erősítési fokozatból, és elküldi a fejhallgatónak. Lényegében ez egy erősítő, amelynek nyeresége egy. Így nem nyújt feszültségerősítést, de áramerősséget biztosíthat. Ez különösen akkor válik fontossá, ha alacsony impedanciájú fejhallgatót használ.

minden csatornának saját pufferfokozata van, 2 párhuzamos op-erősítővel (csatornánként egy teljes IC csomag). A párhuzamos op-erősítők azt jelentik, hogy az erősítő több áramot képes biztosítani a fejhallgatóhoz, mint egyetlen op-erősítő.

mivel a szakaszok azonosak, könnyen összeszerelhetők egyszerre

ismét az ICs-vel kezdem .

következő sorban a kondenzátorok . Ezek DC-blokkolóként működnek, eltávolítva minden olyan torzítást, amelyet a feszültségerősítési szakasz létrehozhatott. Funkcionálisan azonosak a nyereség szakaszában. Ezek helyettesíthetők nulla ohmos linkekkel is, de ezt csak akkor szabad megtenni, ha meglehetősen biztos abban, hogy a bemeneti op-amp nem vezet be jelentős torzítást.

ezután a 100nF op-amp leválasztó sapkák következnek , amelyeket ellenállások követnek, amelyek biztosítják a puffererősítők földelési útját.

a pufferfokozat végső komponensei az 1 ohmos kimeneti ellenállások . Ezek segítenek kiegyensúlyozni a kis különbségeket a puffer fokozatokban, és biztosítják, hogy az op-erősítők ne próbálják egymást vezetni.

4.lépés: teljesítmény

amikor a jelút készen áll, itt az ideje, hogy kezelje az áramszakaszt. Kezdem a jelzőfénnyel, és ez korlátozza az ellenállást . Tapasztalatom szerint a 20 mA névleges áram általában túl fényessé teszi a LED-eket. Az ötlet az, hogy jelezze, hogy a készülék be van kapcsolva, nem pedig a szoba megvilágítására.

az R15 10 kOhm, ami meglehetősen magas érték, de mivel a LED a-10 V-os tápsínhez van csatlakoztatva, az áramáramot körülbelül 1 mA-re korlátozza, aminek elegendőnek kell lennie. Az R15 alacsonyabb értéke világosabb LED-et ad. Bármi, ami 1 kOhm felett van, jól működik. Vagy ha nincs szüksége jelzésre, akkor a D1 és az R15 teljesen lakatlan maradhat.

az indikátor után feltöltöm a tápegység kondenzátorait . Ezek a 2,2 .. F kondenzátorok energiatartályként működnek, és stabilan tartják a feszültségszabályozást.

itt az ideje, hogy elhelyezzük az alacsony lemorzsolódású lineáris feszültségszabályozókat (LDOs). A pozitív sínszabályozóval kezdem ,a negatív feszültség megfelelőjével. Ezek különböző alkatrészek, különböző kivezetésekkel, ezért vigyázzon, ne cserélje ki őket.

ezután jön a három leválasztó / teljesítményszűrő kondenzátor . Forrasztás ezek 1 A .. F sapkáknak mostanra rutinszerűnek kell lenniük.

nagyon könnyű túl sok forrasztópasztát tenni a párnákra, ami rövidzárlatot okoz az LDO-ban, ezért ellenőrizze multiméterrel. Elkövettem ezt a hibát, és le kellett cserélnem az egyik LDOs-t. Szerencsére vettem alkatrészek, mert könnyű megtörni, miközben megpróbálja kijavítani a dolgokat.

a DC/DC átalakítót későbbre hagyom nagy mérete miatt, ehelyett először a többi alkatrészt forrasztom.

a négy lábnyom vonalának legbelső elemétől kezdve az induktort helyezem és forrasztom . Ez kiszűri a bejövő áramot és eltávolítja a zajt a tápegységből. Ezután telepítem a 4,7 .. F kondenzátorokat . Végül forrasztom az 1nF kondenzátort . Ez a négy komponens a DC / DC átalakító EMI szűrésének része.

most itt az ideje, hogy forrasztja a konvertert . A csomag magasabb, mint a többi, de a párnák forrasztásának megfelelő szögének megtalálása nem lehet nehéz.

a konverter után forrasztom a bemeneti és kimeneti aljzatokat . Alkatrészek vásárlásakor az ebben az áramkörben használt kapcsoló nélküli típus (SJ-3523-SMT-TR) elfogyott, ezért a kapcsolóval ellátott modellt (SJ-3524-SMT-TR) használtam, az extra lábakat pedig fogóval felfelé hajlítottam, hogy ne érjenek más alkatrészekhez .

főkapcsoló

Utolsó a főkapcsoló . Ez a legjobb, hogy az utolsó, mert ez egy átmenő lyuk része, és a lábak okozhat a fórumon, hogy ingatag telepítés után (attól függően, hogy a felület). Ha azt szeretné, hogy az eszköz mindig bekapcsolva legyen, akkor a csatlakozásokat véglegesen bekötheti. Csatlakoztassa mindkét sor középső padját az usb-csatlakozóhoz legközelebb eső padhoz. A bemeneti csatlakozó oldalán lévő párnák nincsenek csatlakoztatva, így figyelmen kívül hagyhatók.

5. lépés: Tisztítás

miután minden össze van forrasztva, itt az ideje, hogy megtisztítsa a táblát. Izopropanolt és puha kefét vagy pamutrügyet használok a fluxus és a forrasztópaszta maradványainak eltávolítására a tábláról. A denaturált alkohol az izopropanol helyettesítőjeként is működik, csak nem olyan szép használni, és némi maradékot hagyhat a táblán. Ne használjon acetont vagy más oldószert, mert ezek károsíthatják az alkatrészeket.

ezután a multimétert használom, hogy megbizonyosodjak arról, hogy nincs-e rövidzárlat az elektromos sínek között. Ennek egyszerű módja a C1, C6, C9, C22, C23, C24 és C26 kondenzátorok ellenállásának mérése. A kondenzátor működése miatt a mérő mutatja az ellenállás változását mérés közben, de soha nem lehet alacsonyabb, mint körülbelül fél megaohm (az érték emelkedik, amikor a kondenzátorok feltöltődnek).

mérje meg a bal és a jobb csatornák, valamint az egyes csatornák és a föld közötti ellenállást is, mind a bemenet, mind a kimenet számára. Ezeknek mind nyitott áramkörként kell olvasniuk, vagy legalábbis nagy ellenállással kell rendelkezniük.

mivel nem volt rövidzárlat az áramkörben, csatlakoztattam az USB kábelt, és bekapcsoltam a kapcsolót. A jelzőfény kigyullad. A multiméterrel ellenőriztem az összes feszültséget, és minden rendben volt. A VCC – nek +10-nek és VEE-10-nek kell lennie, 20 voltos feszültséggel az egyes IC-k 4 és 8 csapjai között.