Jump to content
IGNORED

Wzmacniacz słuchawkowy na TPA6120A2, wersja DC-zero...


Hal

Recommended Posts

Przy dokładaniu wzmaka słuchawkowego do USB-DAC-a na PCM2702 przetestowałem z dobrym skutkiem poniższe rozwiązanie. U mnie cała, zwarta, niewielka i mobilna konstrukcja -- PCM i TPA, zasilane są z portu USB, ale to osobny temat.

Punktem wyjścia i założeniem było zaaplikowanie wzmaka na TPA w jak najprostszej, "nieskażonej" postaci.

Okazuje się, że jest z tym pewien problem. Sprzężenie prądowe TPA i wysoki prąd polaryzujący rzędu 6uA, skutecznie utrudnia taką aplikację. Dołożenie buforującego stopnia wstępnego, czy to na OPAMP-ie, czy np. bufora na FET-ach, to tylko półśrodki, burzące nasze purystyczne założenia.

Istotne staje się spostrzeżenie, że impedancja wejściowa TPA6120A2 jest stosunkowo duża (ok. 300 kOhm) i jest całkowicie wystarczająca w prostej, klasycznej aplikacji wzmacniacza słuchawkowego.

Do rozwiązania pozostaje problem dużego napięcia niezrównoważenia, powstającego po zapięciu wejściu TPA, stosunkowo dużą rezystancją (rzędu 10..50 kOhm). Oczywistym, nasuwającym się rozwiązaniem jest zastosowanie klasycznego układu DC-servo (schemat poniżej), pracującego w obrębie wejścia nieodwracającego TPA6120A2. Pozwala to uniknąć przepływu prądu polaryzującego przez wejściowy potencjometr P1.

Ważnym ograniczeniem jest wartość P1, która nie powinna przekraczać 50k, bowiem dla większych rezystancji TPA zaczyna już, niestety, wyraźnie szumieć.

Napięcie stałe w tym układzie, na wyjściach (2), (19) TPA, nie przekracza 100uV. Układ jest w stanie skompensować stałe napięcie na wejściu rzędu +/-0.25V przy zasilaniu OPA2277 rzędu +/-7.5V.

 

Ciekawym doświadczeniem jest podłączenie tego wzmaka "bezpośrednio" do wyjść (19), (23) PCM2702. Bezpośrednio tzn. przez kondki np. WIMA 2.2uF.

Ale jak gra taki "golas", trzeba już sprawdzić osobiście :).

 

Pozdrawiam

Hal

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )
Link to comment
Share on other sites

To taki żart :) -- kiedyś (podobno) w pewnym kraju, wycinano profilaktycznie ślepą kiszkę u noworodków, ale się to nie przyjęło i nie sprawdziło. Mi chodziło raczej Twoje argumenty do poparcia tezy: "bufor musi być".

Link to comment
Share on other sites

  • 2 months later...

Pociągnę jeszcze ten temat, bo wiem że wielu z nas myśli o małym, mobilnym USB-DACu wyposażonym w dobry wzmacniacz słuchawkowy. Takim, którego można zabrać ze sobą, podłączyć w prosty sposób do kompa i cieszyć się muzyką w dobrej jakości. I najlepiej, aby zapomnieć przy tym o dodatkowym, sieciowym zasilaczu.

A ponieważ warto spełniać marzenia, więc oto i jest ono spełnione (wewnątrz akurat PCM2702 i TPA6120A2):

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )
Link to comment
Share on other sites

Podstawowym problemem w konstrukcji tak zdefiniowanego DACa, jest zapewnienie mu odpowiedniego zasilania z portu USB.

Nie jest to zadanie całkiem trywialne, ale też jak się okazało, specjalnie trudne.

Niestety zastosowany przeze mnie PCM2702 przyjmuje model zasilania "self-powered", co oznacza, że dla PCMa jest przewidziane zewnętrzne zasilanie i z portu USB możemy oczekiwać zaledwie 100mA prądu. Jednak w praktyce okazuje się, że ograniczenie to w większości przypadków nie jest stosowane. Trzy kompy, w tym jeden notebook, z którymi eksperymentowałem dostarczały z USB bez problemu 500mA, czyli 2.5W mocy. A to dla tandemu PCM2702 i TPA6120A2 wystarczająca strawa.

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )
Link to comment
Share on other sites

W szufladzie znalazłem akurat impulsowe regulatory MAXIMa, MAX629 i MAX759:

 

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

W pdf-ach znajdziecie ich typowe aplikacje.

 

Oczywiście można też zastosować gotowy moduł stabilizowanej przetwornicy np. firmy POWER-PLAZA:

 

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )
Link to comment
Share on other sites

Przyjąłem zasilanie +/-7.5V, które powinno wystarczyć do napędzenia nawet 300-ohmowych słuchawek.

TPA6120A2 ma stosunkowo niski PSRR, więc trzeba dość dokładnie pozbyć się wszystkich śmieci generowanych przez regulatory impulsowe. Rezystory 1.5 Ohma wchodzące w skład filtru RC, są niezbędne aby oczyścić zasilanie z "szumów" wzmacniacza błędu, wchodzących w pasmo akustyczne.

Rezystory 33 i 18 Ohmów mają funkcję odsprzęgającą w kaskadowym łączeniu stabilizatorów LDO.

Wybór REG113-5 i REG102-33 nie jest krytyczny -- można zastosować inne LDO o podobnych parametrach.

Oczywiście nie należy zapomnieć o umieszczeniu odpowiednich kondensatorów MKT lub MKP bezpośrednio przy kostkach PCM i TPA.

Link to comment
Share on other sites

Uprzedzam, że moja konstrukcja została wykonana na laminacie uniwersalnym. Oczywiście warto byłoby ją przenieść na eleganckie, zamówione PCB, ale ja się tego zadania nie podejmuję :). Poza tym DAC na PCM2702, to już trochę przeżytek. Warto pomyśleć o podobnym rozwiązaniu, ale np. na PCM1792A lub PCM1796 z wejściem USB (PCM2707) i SPDIF (np. DIR9001).

Coś jak na poniższym, inspirującym zdjęciu:

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )
Link to comment
Share on other sites

Hal ~ masz racje, podstawowym elementem dobrego DACa sluchawkowego bedzie zasilanie :) Ale zaprojektowanie dobrej przetwornicy ktora nadawala by sie do ukladow audio wcale nie jest takim problemem :) Ja wlasnie robie sobie takiego DACa. Chociaz moj DAC nie jest taki high-end'owy jak ten z fotki powyzej ale tez mialem inne zalozenie. Ja chce sobie wydlubac cos maxymalnie malego :) Zalozenie bylo takie ze caly DAC my byc troche wiekszy od duzego gniazda sluchawkowego i tak tez sie udalo.

 

Pierwsza sprawa to przetwornica - ja wybralem kontroler LT3471 robie symetryczne napiecie +/-10V do zasilania czesci audio, pracuje na bardzo wysokiej czestotliwoscia 1.2MHz co przy dobrym layocie i zastosowaniu jedynie niewielkich rozmiarami elementow SMD powinno dac bardzo czyste zasilanie. Druga sprawa o ktorej trzeba pomyslec to ograniczenie pradu ciagnietego z USB. USB daje w standardzie 500mA i wielu kompach jak sie przekroczy, nawet w krotkim piku 550mA to system detetkuje przeciazenie i port zostaje natychmiast odlaczony :( W zaleznosci od kompa albo przylacza sie po czasi albo trzeba kompa zresetowac :( I tutaj pojawia sie problem bo znowu wedlug standardu USB - radze przegladnac zanim ktos bedzie sie zabieral za projektowanie ukladow pod USB :) - maksymalna pojemnosc widziana od strony odbiornika (urzadzenia zasilanego z portu) to 10uF :( i tutaj pojawia sie problem. Mialem wiele problemow podlaczajac rozne moduly przetwornic do USB bo czesto po podlaczeniu takiej przetwornicy, jak startuje, to bierze krotki pik pradu zeby zaladowac swoje pojemnosci i komp natychmiast detektuje to jako przeciazenie :( Swego czasu mialem przetwornice TI podlaczona do karty msfalcona - to bylo popularne na forum rozwiazanie z przed kilku lat i taki DAC niestety nie dawal sie podlaczyc wielu laptopow :( Zaby tego uniknac trzeba ograniczyc prad pobierany z USB i najlepszy do tego celu jest tak zwany 'hot plug controller' ktory zadba o wszystko co potrzebne :) Czesto to niedostrzegalny kawalem ukladu w fabrycznych urzadzeniach ale wierzcie mi z w kazdym porzadnym urzadzeniu, ktore musi spelniac norma USB cos takiego musi sie znalezc :) Do swojego ukladu wybralem znowu ze stajni Lineara LTC4210 - ta czesc juz poskladalem i przetestowalem i dziala idealnie :) Na wyjscie podlaczylem kondendator 10000uF i wpinalem do USB - kontroler do pwoli ladowal i ograniczal prad dokladnie na 500mA. Dodatkowow jak sie pojawi zwarcie na dluzej to kontroler odcina napiecie i krotkimi impulsami sprawdza czy jest dalej zwarcie na wyjsciu, jak zwarcie znika calosc startuje od nowa - polecam bardzo ciekawy inteligentny uklad :)

Link to comment
Share on other sites

Cala reszta to chyba juz dosyc oklepana standardowa aplikacja PCM2704 :) Jako wzmacniacze wyjsciowe narazie dalem TLE2062 bo mam na nich jeden wzmacniacz sluchawkowy i te kostki naprawde brzmia swietnie - to calkiem inna szkola niz TPA. TLE2062 to uklad na FETach i ma takie przyjemne ocieplone brzmienie co sie dobrze zgrywa z suchym PCMem. Ale w te same pady pasuje karzdy podwojny opamp wiec pole do popisu dla tuning'owcow :) Ja sam jak tylko mi sie uda dostac to chce sobie docelowo wsadzic AD8397 - ta kostka dopiero gra :) Regulacje glosnosci i mute chce zostawic z PCMa bo to fajna funkcjonalnosc i nie zajmuje na plytce duzo miejsca :)

 

No tak i jeszcze schemat :) bo tak pisze i pisze a jeden schemat tlumaczy wiecej niz strona textu :)

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )
Link to comment
Share on other sites

UWAGA - wpisuje zraz pod schematem zeby kazdy widzial :) PROJEKT JEST W TRAKCIE TWORZENIA I NA SCHEMACIE MOGA BYC BLEDY LACZNIE Z KOMPLETNIE ZLYMI WARTOSCIAMI ELEMENTOW! u mnie tak jest ze dopiero jak uruchamiam na gotowej plytce to licze i dobieram elementy na bierzaca i poprawiam schemat :) Niestety pierwsza wersja plytki miala maly problem :( footprint pod kontroler przetwornicy tak sobie zdefiniowalem ze nie bylem go potem w stanie przylutowac recznie :((( a chcialem wpierw odpalic przetwornica :) wiec musialem zrobic nowa wersje plytki ktora jest obecnie w produkcji i przyjscie razem z plytkami testowami do StampAmp'a :)Wtedy bede odpalal reszete. Narazie jak mowilem uruchomilem sobie 'hot swap' kontroler a to i tak na innym MOSFET'cie ale chodzi bez zarzutu :) A calosc wyszla tak:

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

post-3138-100003184 1265443591_thumb.jpg

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )
Link to comment
Share on other sites

prezydent ~ nie widze potrzeby takiego wyjscia bo i po co :) jak ktos chce wyprowadzic SPDIFa to najlatwej i najtaniej kupic plyke w AVT

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) jest tania i latwa w montazu :)

 

A jak ktos potrzebuje cala funkcjonalnosc przetwornica i kontrolera hot swap do USB to przygotowuje calkiem inny modul :) Bede robil izolator galwaniczny USB przeznaczony specjalnie do audio :) Chce dac na plytce nowa kostke z analoga ADuM4160 o raz miniaturowa izolowana galwanicznie przetwornice flyback dajaca po stronie wtornej 5V, +15V, -15V z mozliowscia dostosowania napiec wyjsciowych do potrzeb przyszlych projektow - calosc chce zaprojektowac w postaci minimodulu ktory mozna bedzie umiwersalnie stosowac w roznych projektach :)

Link to comment
Share on other sites

@ChUmI

Właśnie sugerowałem się dokładnie tym projektem:

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Nie mam tego PCM2706 a jedynie PCM2704 z innego projektu.

 

Ale autor artykułu pisze:

 

Z systemem win98 mogą działać poprawnie jedynie przyciski

MUTE, VOL- i VOL+. Pozostałe mogą nie działać prawidłowo.

Ale z systemem winXP na pewno nie będzie żadnych problemów,

co zostało sprawdzone z windosowskim odtwarzaczem Media Player.

Przyciski przy sterowaniu funkcjami tegoż Playera spisywały się bardzo dobrze.

Słuchawki USB zostały sprawdzone z interfejsem USB w wersji 1.1 oraz 2.0.

W obu przypadkach nie zauważono żadnych nieprawidłowości.

Tak więc wystarczy przejściówkę włączyć do gniazda USB

i rozkoszować się ulubioną muzyką w słuchawkach. A kiedy zajdzie

potrzeba zmiany słuchanego utworu czy zatrzymania odtwarzania,

wystarczy nacisnąć odpowiedni przycisk bez potrzeby podchodzenia do komputera.

Marcin Wiązania

marcin.wiazania@ep.com.pl

Link to comment
Share on other sites

ChUmI, 6 Lut 2010, 08:55

>radze przegladnac zanim ktos bedzie sie zabieral za projektowanie ukladow pod USB :) - maksymalna

>pojemnosc widziana od strony odbiornika (urzadzenia zasilanego z portu) to 10uF :(

 

A co myślisz o zastosowaniu pojemności kaskadowo.

Ja w jednym z urządzeń zasilanych z usb zastosowałem ferryt-1uF-dławik-po rozgałęzieniu 2x47uF zbocznikowane 100nF i działa to bez problemów stabilnie.

Sprawdzane jak dotąd na kilku komputerach i laptopach.

Mam szczęście?

Link to comment
Share on other sites

@ChUmI, bardzo ładny i inspirujący projekt.

 

PCM2702 i PCM2706,2707 różni istotny szczegół -- nowsze kostki są przewidziane do pracy z zasilaniem z USB (bus-powered) i odpowiednio

 

zagadują do kompa. Niestety TI/BB przy ich konstrukcji nie popełnił już błędu, który zrobił przy wypuszczeniu wycofanego już z produkcji

 

PCM2702 ;). Błąd ten polegał na zbyt dobrych parametrach DACa. Nowsze kości nie powielają już tego błędu. Mają min. uproszczony filtr

 

cyfrowy i w kwestii jakości audio są krokiem wstecz, co nie przeszkadza im być całkiem niezłymi 16-bitowymi DACami.

 

Kwestia trzymania standardu przy ssaniu zasilania z USB, to osobne zagadnienie.

Wielu producentów sprzętu "omija" to zagadnienie, tnąc koszty i upraszczając konstrukcje płyt głównych.

Pozwala to na praktyki które zastosowałem. W moim notku negatywną tego konsekwencją jest niestabilna praca zewnętrznego dysku 2,5", wpiętego do sąsiedniego z DAC-iem portu USB.

LTC4210 niewątpliwie jest strzałem w dziesiątkę i jest tu jak najbardziej pożądany.

 

Ponieważ mój DAC ma spełniać również funkcję tylko wzmaka słuchawkowego, myślałem o autonomicznym zasilaniu i zastosowaniu ogniwa Li-ion oraz odpowiedniej kostki MAXIMa do ładowania go z USB. Powstaje wtedy bardzo fajny bufor, który sprawdza się znakomicie przy zasilaniu również drugiej części układu -- DACa. Pozwala to na przejściowe pobieranie powyżej 2.5W z takiego zasilacza.

 

Podoba mi się super-miniaturowa wersja DACa ChUmIego, ale mi chodzi po głowie wersja mniej miniaturowa (objętościowo 1, 2 paczki papierosów) i z lepszymi parametrami audio.

Link to comment
Share on other sites

jak dla mnie zintegrowany układ z TPA6120 i zasilanie z usb to pelan czad i czegoś takiegonie kupi a avt w przeciwięstwie do tych kiepskich kart dzwiękowych avt569 coś takiego to powielanie ima nędzne wzmocnienie,jestem za zintegrowaną konstrukcją na tpa6120 czegoś takiego jeszcze nie widziałem na tym forum a daców i kart muzycznych od groma.

Link to comment
Share on other sites

@ChUmI

>Jako wzmacniacze wyjsciowe na razie dalem TLE2062 bo mam na nich jeden wzmacniacz sluchawkowy

>i te kostki naprawde brzmia swietnie - to calkiem inna szkola niz TPA. TLE2062 to uklad na FETach

> i ma takie przyjemne ocieplone brzmienie co sie dobrze zgrywa z suchym PCMem. Ale w te same pady

> pasuje każdy podwojny opamp wiec pole do popisu dla tuning'owcow :) Ja sam jak tylko mi sie uda

> dostac to chce sobie docelowo wsadzic AD8397 - ta kostka dopiero gra :)

 

Mi pasuje przejrzystość i neutralność TPA (dobrze zgrywa się np. z raczej ciemnymi słuchawkami typu HD555).

AD8397 to również mój faworyt. Mam go na wyjściu słuchawkowym wewnętrznej karty dźwiękowej i chcę dołożyć jako drugi/alternatywny wzmak do opisanego DACa :). Dodatkowo pracuje on rail-to-rail co czyni go bardzo efektywnym.

W tej chwili w ramach testów, dokładam do TPA jeszcze bufor na FET-ach LSK389.

Ciekawą i godną przetestowania kostkę wypuścił ostatnio TI -- TPA6141A2 w tzw. klasie-G. Tylko jak to w warunkach domowych polutować ;).

 

W tej chwili słucham głównie na CAL! Ich brzmienie bardzo mi odpowiada.

 

@kuty

> jak zobaczyłem to pudełeczko co pokazał HAL i możliwość złożenia to w polsce

> (nie ściąganie z zagranicy) to poprostu jestem w tym zakochany i chce takie cośmieć

 

Czy Twoja żona czyta to forum? ;-)

Link to comment
Share on other sites

co się tyczy TLE2062 to nie jestem przekonany czy poradzi sobie ze słuchawkami min300omów bo tpa6120 daje sobie radę.

 

Ale fajnie by było jak byś zintegrował coś takiego na jednej płytce a dodatkowo wymiary płytki zrobił pod jakąś łatwo dostępną obudowe hamonda,naprawde pokaż mi chodz jeden wpis na forum w którym zostało coś takiego opracowane i zrobione forumowe zamówieni bo ja nie widzę.

Link to comment
Share on other sites

kuty, 6 Lut 2010, 14:42

 

>co się tyczy TLE2062 to nie jestem przekonany czy poradzi sobie ze słuchawkami min300omów bo

>tpa6120 daje sobie radę...

 

to jak nie jestes przekonany to zagladnij sobie do specyfikacji - prosta i skuteczna metoda przekonywania sie :) wyraznie pisze "High Output Drive, Specified into 100-Ohm Loads..." znaczy, ze bez problemu wysterowuje 300 Ohm ... jak przegladniesz dalej to pisze ze maksymalny prad wyjscia to 80mA na 300R daje napiecie 24V (tutaj mamy ograniczenei ze strona napiecia zasilania ...) i moc ponad 2W :) mysle ze wystarczy z nadwyzka do sluchawk :)))

Link to comment
Share on other sites

Archived

This topic is now archived and is closed to further replies.

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.