Aumento de amplificador / baixo de mini fone de ouvido: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Eu ouço música quando viajo de metrô. Como é muito barulhento no metrô, o baixo da música tende a ser mascarado. Então, eu fiz um pequeno amplificador de fone de ouvido que pode aumentar o som dos graves conforme necessário.

Listei meus requisitos conforme abaixo e comecei a projetar.

• Use duas pilhas AA ou AAA (não queria usar pilhas de 9 V)
• Bateria de longa duração
• Qualidade de som decente - não precisa ser de qualidade audiófila, já que será usado principalmente em metrôs
• Aumento de graves selecionável

Etapa 1: Projeto do circuito

Eu encontrei um amplificador IC adequado chamado LM4880. Este IC foi desenvolvido para dispositivos de áudio portáteis e costumava ser amplamente utilizado em placas de som de computador. Ele requer apenas 2,7 V para operar, mas é capaz de alimentar alto-falantes de 8 ohms.

Folha de Dados LM4880

De acordo com a ficha técnica, você precisa de capacitores de bloqueio DC na saída, o que é típico de amplificadores de fonte única. No entanto, você pode modificar o circuito para usar alimentação dupla para eliminar a necessidade desses grandes capacitores.

Etapa 2: Projeto do circuito (cont.)

Como você pode ver, usando cada bateria como fonte de alimentação positiva e negativa (fonte de alimentação dupla), você pode eliminar os capacitores de saída. Esta é uma grande vitória para o design portátil, sem mencionar a economia de custos (capacitores grandes de alta qualidade necessários para a saída do amplificador não são baratos).

O acoplamento direto (como este circuito) da saída do amplificador e do alto-falante / fones de ouvido melhora a qualidade do som, eliminando o capacitor de degradação do som no caminho de saída.

Etapa 3: Adicionando Bass Boost

O LM4880 permite a configuração de ganho usando componentes externos para definir feedback negativo - muito parecido com um circuito de amplificador operacional típico. Decidi incluir componentes de temporização (combinação de capacitores e resistores) para dar reforço de graves ao amplificador. A topologia é chamada de "filtro shelving".

Usei um interruptor de 3 posições para alternar entre o boost off e dois níveis de boost.

Você pode personalizar os valores dos componentes para alterar as frequências de reforço e a quantidade de reforço, de acordo com seus telefones e música que você ouve.

Se você quiser saber como calcular a resposta de frequência do filtro shelving, consulte esta página:

Tentei alguns valores diferentes até encontrar o som que gostei.

Etapa 4: Muitas versões de protótipos …

Fiz algumas versões de protótipos - pilhas AA / AAA, com / sem controle de volume e configurações de circuito ligeiramente diferentes …

A versão final do esquema do circuito está anexada aqui.

Etapa 5: Crie um para você mesmo e divirta-se

Se você quiser montar um, pode solicitar o PCB do OSH Park:

BOM

• IC1: LM4880 ou LM4881 (SOIC8)
• R2 (x2), R3 (x2), R6 (x2): Res, filme de metal, 27k ohm (0603)
• R1 (x2), R4 (x2): Res, filme de metal, 62k ohm (0603)
• R5 (x2) *: Res, filme de metal, 1k ohm (0603)
• R7: Res, 1k ohm (0603)
• R8: Res, 1M ohm (0603)
• R9: Res, 330k ohm (0603)
• C1 (x2): Tampa, Filme ou Cerâmica (C0G), 0,1uF (1206)
• C2 (x2): Tampa, Filme ou Cerâmica (C0G), 68nF (1206)
• C3: Tampa, Cerâmica, 1uF 6,3 V (0603)
• Cs1, 2, 3, 4: Tampa, Cerâmica, 100uF 6,3 V (1210)
• Cb: Tampa, Cerâmica, 0,1uF 6,3 V (0603)
• VR1: Pot, Dual, cone B de 100k ohm ou cone A de 10k ohm
• SW1: Chave deslizante DPDT
• SW2: Chave deslizante DP3T
• CN1, CN2: tomada estéreo de 3,5 mm

(* componentes opcionais)

Eu recomendo usar resistores de filme de metal (filme fino) em vez de resistores de filme espesso (carbono) para reduzir o ruído.

Os capacitores pelos quais o sinal de áudio passa devem ser de filme ou cerâmica do tipo C0G. Evite outros tipos de capacitores de cerâmica (como X5R, X7R, etc.) para o caminho do áudio, pois eles distorcem o som. Tentei ambos os filmes (série Panasonic ECH-U) e cerâmicas C0G e não encontrei nenhuma diferença na qualidade do som. Capacitores de cerâmica, entretanto, captam vibrações como ruído (audíveis apenas se você bater diretamente no capacitor) - alguns de vocês podem não gostar disso.

Usei a configuração de ganho de -7,22 db, o que é incomum, mas estava usando fones de ouvido que são muito sensíveis e só precisavam de uma pequena potência para obter um volume alto o suficiente. No entanto, eu recomendo a configuração de ganho de unidade (0db) para a maioria dos casos - simplesmente troque R1 e R2 conforme descrito no esquema.

Este amplificador de fone de ouvido simples oferece um som potente e bateria de longa duração. Você também pode usar baterias AAA recarregáveis para obter a melhor economia.