Amplificador HiFi para auriculares + PCB

[Fogonazo]

pero leo que funciona a partir de 4v...o igual funciona con 1 pila de 1.5v
lo que quiero en si- es conectarlo a mis audifonos, previa amplificacion solo de bajos...

Con solo una batería de 1,5V no vas a hacer nada, mínimo una batería de 9V

 

[cantoni11]

Hola a todos los amigos del foro ...GraciasDr. Zoidberg por este gran aporte . Tengo ganas de armar este proyecto para conectarlo a un tv led .Pienso conectarlo con unos 5 metros de cables de por medio .(distancia entre el amplificador y el auricular)..por supuesto ..pretendo calidad de sonido y me surgen varias dudas...No habria problema alguno por lo largo del cable .obvio voy a comprar un cable blindado para auriculares...La otra dudas es que deseo aprovechar un gabinete de un transcorder Pal-B Pal-N de una anitguA PANASONIC 9000...Este gabinete ademas de ser bonito (12x12 x5cm) trae un trafo de unos 3w 12v ..lo que no se si serviria para alimentar toda la placa..El trafo trae un solo secundario de 12 v ..y seria segun mis calculos uno 250ma ...saludos a todos

 

[Dr. Zoidberg]

Si no lo fondeas al ampli, usa un doblador de tension para sacar +/-12V y metele un par de reguladores integrados para planchar el ripple.
He visto uno que vende un ampli de auriculares de marca (no recuerdo cual) en 180 obamas y la fuente dá asco con un solo diodo y un par de caps....

 

[cantoni11]

Hola Dr Zoidberg,te comento tengo montado ya el ampli..estuve probando con unos auriculares medio pelos ,y el sonido es potente pero se nota mucha distorsion ,(aun regulando bien el nivel de entrada)cero ruido ..un ruido blanco casi imperceptible,.(considerando la ganacia que posee),mucha presencia de medios y en los extremos del rango algo pobres..AHORA PREGUNTO...esto puede ser porque tuve varios incovenientes con hfe de los TRs?
Primero consegui unos BC337 -40 con hfe de 468 hasta 668 de hfe .los BC 327 no consegui en reemplazo me vendierom los BC328-25 con ganancias que van de 230 a 330...(muy dispares )
Compre en otra casa una nueva camada de 337 con hfe 210-250.tenian los BC 337-25 (asi q compre )los medi ,tenian hfe de 310 a 360 .chan ¡¡otra gran disparidad.Conclusion .tuve que montarlo con los BC337-25 y los BC328-25 con hfe apareados con una diferencia de 5% valores 260 y 290....Los BC 328 tendran que ver en la calidad de sonido ?? saludos

pd.Luego subo fotos del montaje

 

[Dr. Zoidberg]

Ese ampli, bien armado, no tiene distorsion audible a menos que le saturen la entrada con una señal altisima.
Y dudo que el problema sean los transistores. Es mas importante el valor de la ganancia que el apareamiento. Si tienen mas de 300 van como piña...

 

[cantoni11]

Hola Dr Zoidberg .Retiro lo dicho en el post anterior y pido disculpas por lo de calidad de sonido se refire ,,Esta placa suena Excelente y con cero ruido ..Mi error estuvo en la fuente dde sonido que usaba ..Primero probe con la salida de auriculares de una "all in one Gateway" ,tiene un sonido muy pobre lo que se notaba mas con este amplificador de auriculares .Luego probe con la salida de auriculares de un reproductor de CD technics y cambio todo ,,Suena muy limpio con cero ruido de fondo cuando esta en reposo ...Tambien probe en un lcd ,puse el canal digital "rock and pop"; y fue mejor todavia la repuesta ..Me encanto (a pesar de los auriculares ,porque toy seguro sonara mejor con unos de marca).Adjunto fotos ,todavia falta agujerear el frente para montar el mini plug y poner las tapas como se puede apreciara

saludos para ud Dr Zoidberg.Muy agradecido por este aporte

 

[Dr. Zoidberg]

IMPORTANTE!!!
​

Voy a poner un comentario por que esto ya sucedió varias veces y comienza a resultarme inconveniente.

Este amplificador de auriculares es un excelente diseño hecho por Douglas Self, del cual yo solo dibujé el PCB teniendo en cuenta ciertos parámetros que son importantes pero que no puedo medir por falta de instrumentos. Yo lo he armado y ensayado con un generador de funciones y con la FFT de un osciloscopio digital, y en esas condiciones la THD a 1 kHz era inferior a 0.07% que es el límite de medición que tengo.
No solo lo he armado y ensayado, sino a que a lo largo del tema varios foristas también lo han armado y probado y lo usan regularmente, así es que el AMPLIFICADOR SI FUNCIONA, ok?? Y además funciona perfectamente, ok???

En lo sucesivo, le pido a quienes lo armen QUE SOLUCIONEN TODOS LOS PROBLEMAS antes de postear que el ampli zumba, o que distorsiona o que mete ruido. Yo no puedo controlar como lo arman ustedes ni como lo ensayan, pero si siguen el PCB de este tema hay cero posibilidades de problemas. Por otra parte, dada la fidelidad de este amplificador, no sirve que le manden señal de prueba desde un pendrive-MP3 o de una salida de auriculares de la radio Spica, por que esas fuentes de señal son un desastre por mas que muchos se acostumbren a usarlas. Tampoco sirve que lo alimenten con el trafo de la afeitadora o del abridor de latas de la cocina, por que normalmente no tienen NPI del estado de esas cosas... y no hablemos de la calidad del filtrado y la estabilidad de la tensión.

Tienen que entender que cuando se ensaya algo que tiene ciertas características "importantes", no vale hacer el ensayo de cualquier forma y sin respetar ciertas normas mínimas, por que si nó terminan con cualquier resultado QUE NO ES DEL PRODUCTO BAJO PRUEBA!!.

Si no tienen osciloscopio, no hay drama, pero preocupénse en buscar una fuente de señal decente (la salidas de audio L y R de un dvd-player ordinario que funcione va perfecto) y busquen un auricular de salida tambien decente, tal como un Senheiser 201 o un 205... y usen un volumen de moderado a bajo como para empezar. Si le ponen un auricular comprado en el subte, no esperen que el ampli haga maravillas, por que este amplificador tiene SONIDO A NADA, ok??? Acá el sonido lo dá la fuente de señal y el transductor (y las orejas también), el ampli es algo muy parecido a un cable con ganancia y nada mas.

Todas las condiciones en las que debe operar este amplificador están en la primer página de este tema, así que mejor siganlas antes de confundir al resto de los foristas con reportes de problemas que no existen.

A continuación les paso unas fotos de un amplificador de auriculares COMERCIAL (es un Pro-Ject Head Box II), que vale algo de 250 obamas... es muy alabado por los audiófilos y es de diseño similar al P113 de ESP (y por ende medio parecido a este amplificador). Vean la fuente de alimentación de simple polaridad y con rectificación de media-onda

El ampli de este tema es varias veces superior a este de la foto, y vale una infima fracción del precio de Head Box II. Conclusión: gasten unos pesos en una buena fuente de señal y en unos auriculares decentes.

Saludos!

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

Doctor, a mi de éste circuito no me funciona el agua caliente, ¿ Que crees que puede ser ?

 

[Dr. Zoidberg]

Doctor, a mi de éste circuito no me funciona el agua caliente, ¿ Que crees que puede ser ?

Hay que girar el grifo para la izquierda, por que para la derecha baja el volumen

 

[diegomj1973]

A continuación les paso unas fotos de un amplificador de auriculares COMERCIAL (es un Pro-Ject Head Box II), que vale algo de 250 obamas... es muy alabado por los audiófilos y es de diseño similar al P113 de ESP (y por ende medio parecido a este amplificador). Vean la fuente de alimentación de simple polaridad y con rectificación de media-onda

El ampli de este tema es varias veces superior a este de la foto, y vale una infima fracción del precio de Head Box II. Conclusión: gasten unos pesos en una buena fuente de señal y en unos auriculares decentes.

http://forum.mp3store.pl/uploads/monthly_01_2015/post-54848-0-84219300-1420284373.jpg

Saludos!

Ahorrarse 3 dioditos de 1 A (tipo 1N4007) en un producto de U$S 250 da risa y me plantean dudas!!!:

¿Más allá de un menor rendimiento de la rectificación de 1/2 onda frente al de onda completa (que en ese amplito no sería dramático, por su ínfimo consumo), me pregunto si lo harán de pijoteros ó por si al rectificar en 1/2 onda obtienen mejor relación señal a ruido en la franja de frecuencias de 50 a 100 Hz que haciéndolo en onda completa?

Lo digo, por lo de los múltiplos que resultan productos de la rectificación: en un caso, la fundamental cae en 100 Hz (con la mayor amplitud) y los múltiplos superiores (atenuados en forma progresiva) en 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz, etc.; en otro caso, la fundamental cae en 50 Hz y los múltiplos superiores en 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz, 250 Hz, etc.

Meten luego el regulador, pero no analicé cómo se comporta en cuanto a rechazo entre esos dos puntos de frecuencias.

Saludos

PD: decí que por lo menos tomaron el recaudo de colocar el trafo aparte.

 

[Dr. Zoidberg]

Naaa.... la diferencia no le "mueve la aguja". El pico de rechazo de ripple está en los 100 a 120Hz, baja mucho por encima y baja menos por debajo de esa frecuencia.
Este esquema está tomado del datasheet de National de los 78XX:

 

[Fogonazo]

Atento a lo comentado por el Dr."Z", este es un tema de lectura muy recomendable:

https://www.forosdeelectronica.com/f27/armar-pcb-morir-intento-109269/

 

[diegomj1973]

Naaa.... la diferencia no le "mueve la aguja". El pico de rechazo de ripple está en los 100 a 120Hz, baja mucho por encima y baja menos por debajo de esa frecuencia.
Este esquema está tomado del datasheet de National de los 78XX:

Ver el archivo adjunto 141794

Si bien es conocido que los fabricantes intentan lograr el rechazo mayor de sus reguladores en torno a la frecuencia fundamental de una rectificación de onda completa por defecto (100 ó 120 Hz, según zona), traté de dar el beneficio de la duda a esos fabricantes de ese amplificador para auriculares . Uno trata de no ser tan mal pensado, cuando ve esas "simplificaciones" en las placas con insertos para unos "cuantos" componentes más .

Viste que por ahí endiosan tanto a un producto, que uno termina pensando / dudando acerca de qué intenciones verdaderas hayan querido tener sus diseñadores al suprimir esos elementos .

Pucha!!!, me había hecho todas las ilusiones de que algo encerraban esos tres dioditos de menos.

Jajaja!!!, viéndola así, mis dudas rayan lo pitufo, aunque no me podés negar que suenan bastante lógicas viendo ahora las curvas de rechazo del regulador : si los tipos compensan con un mayor filtrado (en relación a lo que habrían empleado usando rectificación de onda completa), prácticamente el regulador atenúa casi igual en 50 Hz que en 100 Hz (viendo con ganas la "meseta" de la curva), solo que en el primer múltiplo de la fundamental de 50 Hz (que es 100 Hz) el regulador atenúa casi en la misma proporción que en 50 Hz, mientras que si fuese onda completa, atenúa la fundamental casi en la misma proporción que en la fundamental de 1/2 onda, pero el primer múltiplo de la rectificación de onda completa (que es 200 Hz) lo atenúa visiblemente menos. Qué se yo... No tengo instrumentos para hilar taaan fino y no puedo saber si existiría alguna diferencia (habría que descomponer en series de Fourier y sería un verdadero dolor de h...). Se lo dejo para algún audiófilo de oídos de oro.

Un abrazo

PD: esto lo hice a las apuradas, pero resultaría interesante analizar. Es más o menos la suposición que hice arriba de compensar con mayor filtrado, de modo de equiparar las dos fundamentales (la de 50 Hz con la de 100 Hz) y ver qué pasa en el resto del espectro por un menor rechazo a frecuencias crecientes.





Se analizó lo que "llega" a R1 y R2.

La compensación de filtrado está hecha muy a ojo (2 a 1), pero serviría para poder arribar a algunas hipótesis: parecería que existiría un menor "ensuciamiento" en el área del espectro sensible del oído, al emplear rectificación media onda . Da pié a una pregunta: ¿es mejor tener el mismo nivel de ruido en fundamental de 50 Hz ó en fundamental de 100 Hz?

 

[aiutzeler]

Doy fe que este amplificador anda muy bien, es necesario una fuente regulada, Gracias Dr Zoiberg por compartirlo, es el mejor ampli de auriculares que probé hasta ahora.

 

[Dr. Zoidberg]

La compensación de filtrado está hecha muy a ojo (2 a 1), pero serviría para poder arribar a algunas hipótesis: parecería que existiría un menor "ensuciamiento" en el área del espectro sensible del oído, al emplear rectificación media onda . Da pié a una pregunta: ¿es mejor tener el mismo nivel de ruido en fundamental de 50 Hz ó en fundamental de 100 Hz?

Hay que ver cual es el nivel de ripple resultante, pero en lugar de un cap de 1000uF poné un filtro Π con dos caps de 2200uF y una R de 2.2Ω (al de media onda ponele 4700uF) y compará ahí.
De todas formas, a la salida de los 78XX tenés parte del ripple de entrada atenuado + 100µV de ruido (maso...).

El modelo de regulador que has usado no parece cumplir con la especificación de rechazo al ripple. El datasheet menciona un minimo de 54dB y este dá entre 45 y 47dB

 

[Fogonazo]

NO es un diodo de rectificación, sino de protección la fuente de CC es externa.

 

[diegomj1973]

NO es un diodo de rectificación, sino de protección la fuente de CC es externa.

http://box-designs.com/inhalt/bilder/headboxs_2.jpg​

Me has tirado la teoría abajo!!!, Fogo.

Muy buen observador!!!.

Saludos

Hay que ver cual es el nivel de ripple resultante, pero en lugar de un cap de 1000uF poné un filtro Π con dos caps de 2200uF y una R de 2.2Ω (al de media onda ponele 4700uF) y compará ahí.
De todas formas, a la salida de los 78XX tenés parte del ripple de entrada atenuado + 100µV de ruido (maso...).

El modelo de regulador que has usado no parece cumplir con la especificación de rechazo al ripple. El datasheet menciona un minimo de 54dB y este dá entre 45 y 47dB

Como te comenté, el ripple lo acomodé más o menos (hablando muy a dedo) para que queden similar en uno y otro tipo de rectificación. Muy posiblemente, haya que ajustar mejor la relación de filtrado, solo que lo hice así para emplear el mismo tipo de filtrado (por condensador) en ambas opciones y, que de alguna manera resultasen comparables.

Sinceramente, ni calculé si el rechazo del regulador estaba dentro del mínimo de datasheet (al no tener ese capacitor más pequeño y próximo a la salida, para favorecer el aumento del rechazo). Solo a golpe de vista y sin hacer números, me pareció un poco alto el que me arrojaba el simulador.

La descomposición en Fourier fué para que me entendieras a qué me estaba refiriendo.

Sería cuestión de analizarlo más detenidamente .

Lo tuyo no lo he probado. Voy a verlo. Solo que no veo muy clara la razón de emplear dos tipos de filtros con una efectividad muy dispar, para compararlos.

Por ahí, el dilema podría venir por emplear entre filtrado fuerte con rectificación 1/2 onda ó filtrado débil y rectificación de onda completa, en estas aplicaciones específicas (de poco consumo y donde la relación señal a ruido sea algo crítica en algunas frecuencias donde el transductor particular tenga ciertas falencias). Es obvio que con un filtro pi CRC estoy en muchísimo mejores condiciones que con un simple RC. Incluso, un filtrado CLC mataría los múltiplos superiores de una forma muy efectiva pero, hay que prever el armado tedioso de una bobina (la ventaja de este filtrado sería que el ripple se parece más a una senoide que a una onda triangular, reflejando menos contenido de múltiplos superiores).

También es obvio que a la hora de implementar algo de muy buen desempeño, no se acude a la rectificación de 1/2 onda y a poner capacitores a lo bestia (ni siquiera en onda completa). Se acuden a técnicas de rechazo activas o a filtros sintonizados o a una combinación de ambas técnicas. Lo planteado es solo para fines académicos, aunque no se sabe qué pueda surgir de un minucioso análisis (por ahí nos sorprende los resultados).

Saludos

PD: ¿te acordás el método que expuse de cálculo de filtrado RC?, ahí tiene que estar la relación aproximadamente exacta entre un tipo de rectificación y otra (debe estar muy próximo a 2 a 1, para lograr similar delta V de ripple).

PD2: acabo de encontrar esa bendita relación: 2,047 aprox.

 

[diegomj1973]

Hay que ver cual es el nivel de ripple resultante, pero en lugar de un cap de 1000uF poné un filtro Π con dos caps de 2200uF y una R de 2.2Ω (al de media onda ponele 4700uF) y compará ahí.
De todas formas, a la salida de los 78XX tenés parte del ripple de entrada atenuado + 100µV de ruido (maso...).

El modelo de regulador que has usado no parece cumplir con la especificación de rechazo al ripple. El datasheet menciona un minimo de 54dB y este dá entre 45 y 47dB

Me dispuse a comparar lo que has sugerido y me encuentro con sorpresas .

Comparé estos circuitos que están a continuación con Multisim 14 como simulador:



Son esquemas muy básicos, pero son válidos para arribar a una primera impresión teórica de las cosas (aunque la práctica podría tener la última palabra) .

El primero de los gráficos de barras corresponde al análisis de Fourier tomado en la entrada del regulador que funciona con el filtro pi CRC:



El segundo de los gráficos de barras corresponde al análisis de Fourier tomado en la salida de ese mismo regulador (que funciona con el filtro pi CRC):



La relación de rechazo de ripple está en el orden de los 58 dB (habiendo comparado en 50 Hz, 100 Hz y 150 Hz y, estimando que en los múltiplos superiores está más o menos por ese mismo valor o, incluso, si el modelo lo prevé, menor aún conforme aumente la frecuencia en concordancia con la situación de un regulador real). Este valor está dentro de lo razonable (como valor mínimo de rechazo dentro de ese rango mencionado de frecuencias: 50 a 150 Hz, más o menos). Aquí no sé cómo has calculado que habían 45 a 47 dB .

Ahora, lo mismo para el circuito con rectificación de media onda:

En la entrada al regulador:



En la salida del regulador:



Aquí también la relación de rechazo dá en torno a los 58 dB aprox.

Finalmente, la comparativa y sorpresa :



La curva verde es para rectificación de media onda y filtro simple RC. La roja, para rectificación de onda completa y filtro pi CRC.

Salvo en la frecuencia de 200 Hz, en el resto es menos intrusivo el circuito con filtro simple RC y rectificación de media onda que el otro circuito.

Por último, se suben las respuestas transitorias a la entrada y salida de cada tipo de filtro (en el filtro simple RC se toma la misma curva para entrada y salida) y a la salida de cada regulador.



Se hace zoom sobre el ripple de salida de cada regulador, para visualizar en detalle el tipo de forma de onda de ripple:



En estas últimas curvas habría que considerar superpuesto el "batido" propio que introduce la parte activa de cada regulador.

Es evidente el menor ripple que produce el filtro pi CRC, en comparación al simple RC. A simple vista, daría a entender que el filtrado pi CRC sería más efectivo con rectificación de onda completa en comparación al filtrado simple RC con rectificación de media onda (en aplicaciones de consumos limitados), pero parece que tiene bastantes limitaciones en un rango sensible de frecuencias (hasta unos 500 Hz, aprox).

Saludos

PD: ¿Te animás Eduardo a hacer una FFT con tu osciloscopio digital a unos filtros como éstos, para contrastar teoría con práctica?

 

[Dr. Zoidberg]

Si, voy a tratar de hacer la FFT, pero tengo que conseguir primero un regulador de 15 o 12V. Veré si lo compro esta semana para hacer la prueba.

Hay algunas cosas que no me cierran mucho, como esta imagen:
Ver el archivo adjunto 142030
No sé donde estás midiendo eso, pero si es a la salida del regulador, esta salida incluye ruido (supongamos que está bien modelado), así que lo que estas midiendo no es la salida del filtro, que tiene una caída de 6dB/oct, sino que es lo que el regulador muestra "afuera".

Yo simulé este circuito:

y me dió esta respuesta en fcia que es completamente lógica:


que en 100Hz tiene una atenuación de 10dB respecto a 0Hz. La operación no es 100% real por que no tengo el regulador cargando al filtro sino una resistencia de 100Ω, pero como ves, el comportamiento del filtro es el esperado. Fijate que a vos te sale la curva "al revés" a la salida del regulador y llena de segmentos que van y vienen, y no hay muchas explicaciones posibles:

• El modelo es incorrecto.
• Hay algo aparte del ripple que se está agregando a lo que estás midiendo, y que estimo que es ruido.

Si le pongo los diodos, corro un analisis transitorio y le calculo la FFT a este circuito:



sale este resultado:

 

[diegomj1973]

Hay algunas cosas que no me cierran mucho, como esta imagen:
Ver el archivo adjunto 142030
No sé donde estás midiendo eso, pero si es a la salida del regulador, esta salida incluye ruido (supongamos que está bien modelado), así que lo que estas midiendo no es la salida del filtro, que tiene una caída de 6dB/oct, sino que es lo que el regulador muestra "afuera".

Ese par de curvas de la imagen que marcaste son las envolventes de un análisis FFT que se presentan a la salida de ambos reguladores (si te fijás detenidamente, son las envolventes de los gráficos de barras que puse anteriormente a esas dos curvas). Faltaría considerar el "batido" de ruido propio superpuesto en las curvas de ripple (las cuales puse al último del anterior post).

Lo que vos has hecho está perfecto y es lógico. Solo sería interesante que intercales los modelos de los reguladores entre los filtros y esa resistencia de 100 ohmios (si tu simulador los trae en su librería), para cotejar si arribamos a similares resultados. Intuyo que usás LTSpice como simulador.

Tu FFT está más suavizada que la mía, por disponer la escala vertical en dB (en mi caso, la escala vertical es lineal). Aunque veo que tu FFT tiene un piquito en torno a los 300 Hz, el cual está también marcado exageradamente en la mía (por ser escalas verticales diferentes), lo que indicaría que posiblemente arribes a similares resultados que los míos.

Espero la prueba, si no te resulta en molestia (ya que no dispongo osciloscopio digital , y aunque puedo hacerlo con Daqarta y la punta del ARTA, me resulta bastante más complicado ya que debo usar una netbook que no tengo siempre en mi casa sino que la dejo siempre en mi comercio).

Por los gastos en que incurras, no te preocupes, ya que seguro vas a ganar mucho más de lo que sale un LM7815 (te queda una experiencia diferente que seguro la vas a atesorar si te sorprende y, además, un LM7815 ). A lo sumo, refrescás lo que ya sabés (por si el Alzheimer ya comenzó a hacer de las suyas ) y, además, un LM7815. Viste que no se pierde en ninguna circunstancia!!! .

Asimismo, si querés hacerle la FFT solo a los filtros, vale, ya que los reguladores entre 100 y 500 Hz meten una diferencia de rechazo de alrededor de 4 dB aprox. (lo que luego se puede calcular). En 500 Hz rechazan 4 dB menos que en 100 Hz. Es decir, en 300 Hz rechazarían unos 2 dB menos que en 100 Hz (tomado este último como referencia), previendo una pendiente lineal decreciente entre 100 Hz y 500 Hz, para el rechazo.

Saludos