Mini amplificador de auriculares / con refuerzo de graves: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Escucho música cuando viajo en metro. Dado que hay mucho ruido en el metro, el sonido grave de la música tiende a estar enmascarado. Así que hice un pequeño amplificador de auriculares que puede aumentar el sonido de graves según sea necesario.

Enumeré mis requisitos a continuación y comencé a diseñar.

• Use dos baterías AA o AAA (no quería usar baterías de 9V)
• Batería de larga duración
• Calidad de sonido decente: no tiene que ser de nivel audiófilo, ya que se usará principalmente en el metro
• Refuerzo de graves conmutable

Paso 1: Diseño de circuito

Encontré un IC amplificador adecuado llamado LM4880. Este IC fue desarrollado para dispositivos de audio portátiles y solía ser ampliamente utilizado en tarjetas de sonido de computadora. Solo requiere 2.7V para operar, pero es capaz de manejar altavoces de 8 ohmios.

Hoja de datos de LM4880

Según la hoja de datos, necesita condensadores de bloqueo de CC en la salida, que es típico de los amplificadores de suministro único. Sin embargo, puede modificar el circuito para usar una fuente dual para eliminar la necesidad de estos condensadores grandes.

Paso 2: Diseño del circuito (cont.)

Como puede ver, utilizando cada batería como fuente de alimentación positiva y negativa (fuente de alimentación dual), puede eliminar los condensadores de salida. Esta es una gran ventaja para el diseño portátil, sin mencionar el ahorro de costos (los condensadores grandes y de alta calidad necesarios para la salida del amplificador no son baratos).

El acoplamiento directo (como este circuito) de la salida del amplificador y el altavoz / auriculares mejora la calidad del sonido al eliminar el condensador que degrada el sonido en la ruta de salida.

Paso 3: agregar refuerzo de graves

El LM4880 permite configurar la ganancia mediante el uso de componentes externos para configurar la retroalimentación negativa, al igual que un circuito de amplificador operacional típico. Decidí incluir componentes de temporización (combinación de condensadores y resistencias) para aumentar los graves del amplificador. La topología se denomina "filtro de estantería".

Usé un interruptor de 3 posiciones para cambiar entre boost desactivado y dos niveles de boost.

Puede personalizar los valores de los componentes para cambiar las frecuencias de refuerzo y la cantidad de refuerzo, para adaptarse a sus teléfonos y la música que escucha.

Si desea saber cómo calcular la respuesta de frecuencia del filtro de estantería, consulte esta página:

Probé algunos valores diferentes hasta que encontré el sonido que me gustaba.

Paso 4: muchas versiones de prototipos …

Hice algunas versiones de prototipos: baterías AA / AAA, con / sin control de volumen, y configuraciones de circuitos ligeramente diferentes …

La versión final de los esquemas del circuito se adjunta aquí.

Paso 5: ¡Construya uno para usted y disfrútelo

Si desea armar uno, puede pedir el PCB en OSH Park:

BOM

• IC1: LM4880 o LM4881 (SOIC8)
• R2 (x2), R3 (x2), R6 (x2): Res, película metálica, 27k ohmios (0603)
• R1 (x2), R4 (x2): Res, película metálica, 62 k ohmios (0603)
• R5 (x2) *: Res, película metálica, 1k ohmios (0603)
• R7: Res, 1k ohmios (0603)
• R8: Res, 1 M ohmios (0603)
• R9: Res, 330 k ohmios (0603)
• C1 (x2): Tapa, película o cerámica (C0G), 0.1uF (1206)
• C2 (x2): Tapa, película o cerámica (C0G), 68nF (1206)
• C3: Tapa, cerámica, 1uF 6.3V (0603)
• Cs1, 2, 3, 4: Tapa, cerámica, 100uF 6.3V (1210)
• Cb: tapa, cerámica, 0,1 uF 6,3 V (0603)
• VR1: potenciómetro, doble, cono B de 100 k ohmios o cono A de 10 k ohmios
• SW1: Interruptor deslizante DPDT
• SW2: Interruptor deslizante DP3T
• CN1, CN2: conector estéreo de 3,5 mm

(* componentes opcionales)

Recomiendo usar resistencias de película metálica (película delgada) en lugar de resistencias de película gruesa (carbono) para reducir el ruido.

Los condensadores por los que pasa la señal de audio deben ser de película o cerámica tipo C0G. Evite otros tipos de condensadores cerámicos (como X5R, X7R, etc.) para la ruta de audio, ya que distorsionarán el sonido. Probé tanto la película (serie Panasonic ECH-U) como la cerámica C0G y no encontré ninguna diferencia en la calidad del sonido. Sin embargo, los condensadores cerámicos captan vibraciones como ruido (solo audible si toca el condensador directamente); a algunos de ustedes no les gustará eso.

Usé la configuración de ganancia de -7.22db, que es inusual, pero estaba usando auriculares que son muy sensibles y solo necesitaban poca potencia para obtener un volumen lo suficientemente alto. Sin embargo, recomiendo la configuración de ganancia unitaria (0db) para la mayoría de los casos; simplemente intercambie R1 y R2 como se describe en el esquema.

Este simple amplificador de auriculares ofrece un sonido potente y una batería de larga duración. También puede usar baterías AAA recargables para obtener la mejor economía.