2 csatornás full-extrás fejhallgató erősítő TPA6120-al

Már korábban volt egy próbám a TPA6120-as áramkörrel. Minden alkalmazásban annyi jót írnak róla, hogy nagyon várom amikor én is ki tudom próbálni, azért is készítettem többféle paneltervet hozzá. A computerek alaplapi fejhallgató kimenetei látványosan gagyik, igaz a vonali kimeneteik is, de nekem van egy EMU1212m hangkártyám ami vonali kimenetre igen jó, és nincs fejhallgató kimenete. Emiatt is akarom ezt a panelt kipróbálni.

A tervezésnél tehát próbáltam az áramkör összes létező szolgáltatását kihasználni, mindent egy panelen. Emiatt:

• A panelre került egy kisteljesítményű szimmetrikus trafó, aminek a tápegysége 2-2 független ágon ad 2x+-15V-ot. Az IC-nek is két tápcsatlakozója van, 2 a jobb csatornához, 2 a balhoz.
  
• Tettem a panelre 2 db bemenetet, hangerőállítóval és választható jack/RCA footprintekkel.
• Kapott az egész egy master hangerős jack kimenetet.
• A két bemenet után vagy egy mini keverő.
  
• A keverő után egy unbalanced/balanced konverter.

Ezekkel a TPA6120 összes szolgáltatását ki tudom használni.

A rajz:


A trafó tehát a penelen, a kisebbik verzió, a tápegység LM317/337 páros, de duplán, hogy két független tápegység legyen a két oldalhoz. Két egyszerű bemenet úgy, hogy eldönthető, stereo RCA vagy stereo jack kerül beépítésre a panelen. Természetesen nem párhuzamosan van kapcsolva a két aljzat, hanem eldöntendő alternatíva, csak a footprintek miatt kellett a rajzra is mind a kettő. A keverő után mind a két csatornához van balanced/unbalanced konverter, dupla hangerő. A kimenethez egy 6.3mm-es Jack, master hangerővel.

A panelen ez így néz ki:


A panel maga így kb 15cm hosszú. A bemenetek környékén látszólag van egy kis kavarodás. Mint említettem a itt eldöntendő, hogy RCA vagy 6.3 jack. Esetleg lehet az egyik RCA, a másik jack. Ezeket a bemeneteket a panel aljára, az alsó rétegre kell szerelni, tehát felül kell forrasztani. A hangerőállító potméterek pontosan a bemenetek felé kerülnek, a felső rétegre, tehát ezeket meg alul kell forrasztani, de nem zavarják egymást. Mindkét bemenethez van 1-1 hangerő, a kimenethez pedig 1 master potméter. A panelre 230V-ot kell csatlakoztatni, ami a panel alsó rétegén csatlakozik a trafóhoz. Ezt érdemes elszigetelni levédeni valamivel véletlen hozzányúlás elkerülése miatt. A tápegység a dupla kimenet miatt 2-2 db LM337/317 stabilizátort tartalmaz, ezek a panel szélén vannak, hűthető bordával, vagy a doboz belső falára szerelhetőek. A panelre kell még szerelni 3 db "power filter" modult, 1-et a keverőhöz, 1-1-et pedig a 2 db unbalanced/balanced konverter áramkör IC-ihez.

Tápegység fantomtáphoz és reléhez is

Már kellett egy ideje egy olyan tápegység, amiben van fantomtáp a mikrofon előerősítőhöz. Azon kívül olyat akartam, ami a kis teljesítményű áramkörökhöz tartalmazza a panelbe szerelhető trafót is. Választottam egy 16VA-es szimmetrikus 18V-os trafót, egy 1000-1400 Ft közül van. Kétféle kiosztással létezik ilyen, de sikerült a footprintet úgy megoldani, hogy mind a kettővel kompatibilis legyen a panel. Mivel a trafót és a 230V-os bemenetet is a panelre szereltem, vigyázni kell a penelen mert van egy kis rész a trafó alatt és mellett hol 230V található. Érdemes alá szerelni valamit ami megakadályozza hogy megfogva a panelt hozzáérjen valaki.

Egy tápegységen nincs túl sok néznivaló. A kimenő feszültségeket LM317/LM337 párossal állítom be. Sok forrás szerint jobb megoldás mint a fix feszültségű 78xx/79xx és nem drága. Egy zener kérdése a kimeneti feszültség, és nekem már ez korábban is bevált. Minden stab-IC-t a panel szélére szereltem, hogy rá lehessen csavarozni hűtőbordára vagy magára a ház belső falára.

A panelen 2 db trafó van. Egy nagyobb teljesítményű (16VA) a +-15V-hoz, erre kell a sok kis áramkört kapcsolni, keverőnél pl az előerősítőket, fejhallgató erősítőket. A másik egy kisebb trafó külön van, ez 1x48V, de esetleg megoldható 2x24V-os trafóval is. Ez jóval kisebb, és erről van leszedve a 48V fantomtáp kondenzátor mikrofonhoz, ás van ennek még egy ága, egy +24V-os relék vezérléséhez. Az igaz, hogy az eddig tervezett áramköreimben eddig nincs relé, de korábban gyakran ezzel oldottam meg a kapcsolási problémákat.

Az egyszerű kapcsolás:


A panelterv:


És még egy panelterv arra az esetre ha nincs szükség 24V-os relévezérlőre:


És végül még régebbről egy olyan verzió, ami nem tartalmazza a trafókat, (toroidhoz ez előnyösebb), és nincs rajta sem fantomtáp, sem 24V-os relévezérlő:

Profi mikrofon előfok INA217-el

Kétségtelen, hogy az egyébként nagy számú előerősítős kísérleteim közül az INA217 váltotta be legjobban a reményeket, mert remek dinamikával, nagy hangerővel, kis zajjal szólt egy vacaknak mondható Behringer dinamikus mikrofonnal. A neten annak idején többféle összehasonlítást is olvastam, és ez az áramkör igen jó helyen végzett a sokkal drágábbakkal szemben. Az a cikk túlzás volt, hogy 5 dollárból kihozható, hiszen az IC az lehet hogy csak annyi, de kell hozzá trafó, tápegység, 2 potméter, panel, nem beszélve a kondenzátormikrofonhoz szükséges 48V fantomtápról. Nálam a gyári Phonix keverő mikrofonbemenetével összehasonlítva egy nem túl jó énekhangfalban jobban teljesített. Nem gerjed, hatalmasat erősít, nincs zaja.

Most egy kicsit átalakítottam a gyári kapcsolást, ami nagyon egyszerű. Eddig szinte ezt a megoldást használtam és teszteltem. Most viszont az unbalanced jack bemenet mögé egy az előzőnél jobb balanced konvertert készítettem. A másik változás, hogy a stereo rendszerbe illesztésnél gond lehet hogy mono áramkör révén csak 1 kimenete van. Ha ezt kétfelé ágaztatjuk, azzal összekötjük egy keverő két bemenetét és jelentősen romolhat az áthallás a jobb és bal csatornák között. Emiatt a kimenetre tettem egy igen olcsó de hasznos áramkört mi illeszt is és úgy osztja ketté a kimenetet hogy nem rontja az áthallást, hanem két valódi kimenetet generál. Végül mivel nálam bevált, és immár 5 változatát készítettem el a "power filter" nevű modulnak, a panelen minden IC kapott egy-egy különálló power filtert. Ez részben zajcsökkentő, másrészt ha stereo lenne az áramkör, és mindkét csatornát szimmetrikusan oldanánk meg, csökkentené az áthallást, mint a TPA6120-as áramkörnek is nem véletlenül van két tápbemenete.

Az új áramkör rajza a kiegészítésekkel:


és a panelje csatlakozókkal:


Ugyan ez csatlakozók helyett 12 tüskés csatlakozóval (P4), ami a keverők alaplapjaiba szerelhető:


Így mostmár elég sok szolgáltatása van mind a két verziónak:

• Balanced bemenet
• 6.3 jack mint Unbalanced bemenet, de balanced-konverterrel
• Gain potméter
• Hangerő potméter
• Csatlakozó 48V fantomtáphoz
• Kapcsoló 48V fantomtáphoz
• Kapcsoló az unbalanced Jack és a balanced XLR bemenetek között
• Kettéosztott illesztett vonal szintű kimenetek stereo rendszerbe csatlakoztatáshoz
• Minden IC-hez külön tápszűrő a kisebb zajhoz
  

Két új audio mixer terv - bővíthető mudul rendszerű keverő

Ez a másik keverőm aminek a terveivel nemrég készültem el. Igazából nem sokban különbözik a korábbi tervtől. A fő különbség az, hogy nincs megkötve hány csatornás lehet. Kisebb méretű panelekből lehet összeszerelni az alaplapot, így lehet tetszőleges számú bemenetünk és kimenetünk is. A PDF doksiban vannak erre példák, illetve mivel attól féltem hogy belekeveredek, kinyomtattam a méretarányos panelterveket és összeragasztgattam hogy jó lesz-e:



Ez a galéria legalább vicces, de olcsó volt tesztelni, méricskélni. Itt derült ki, hogy az előerősítő modulok olyan közel vannak egymáshoz, hogy nem férne el a beléjük szerelendő "power filter" modul áramkör. Emiatt ebből már 5 féle panelem van, a legkisebb direkt ehhez. A korábbi moduloknál lehetett ez a panel széles, egy másiknál lehetett keskeny de magas. Itt nem lehet se széles se magas, emiatt a vonalvastagság és a clerarance is drasztikusan csökkent, az alkatrészek egy igen közel kerültek egymáshoz, biztos nagyon nehéz összerakni. Méretben ez a legkisebb biztosan elfér, mert mert 22mm magas, 25mm széles:


És a kapcsolási rajza:


Szóval ez nagyon kicsi lett, érdekes lesz majd szerelni....

Ennek a keverőnek az előerősítői megegyeznek az előerősítős projekt áramköreivel, azzal a különbséggel hogy ezeket be lehet forrasztani az alaplapokba. Itt ami újdonság azok az összedugható alaplapi modulok.

Első modul:


és a panelje:


Ez lényegében egy 4 csatornás keverő. Lehet bele 4 tetszőleges előfokot szerelni, kék színnel minden csatornán a L/R balance potméterek vannak, de ez kihagyható ha nem kell. Ezek azért kékek, mert alulra (az alsó layerre) vannak szerelve. Így fér el. Pont ott vannak, ahol a felülre kerülő előerősítők potméterei. Van még a panelen bemenete a tápnak, a fantomtápnak, és van vonali kimenete is. De a lényege a P1-es csatlakozósor, mert ebbe lehet beleilleszteni a következő alaplapi modult. ez önmagában is működik, de csak 4 csatornás, és nincs pl hangerőpotmétere és hasonlók, kimeneti csatlakozója azért van magán a panelen.

Ha kell még több bemenet, arra van egy második modul:


és a panelje:


Ez egy 2 csatornás bemeneti modul, aminek a bal szélén egy tüskesor van, ez csatlakozhat a legelső 4 csatornás panelbe. A jobb szélén pedig egy hüvelysor van, ebbe lehet még ilyen bemeneti modulokat csatlakoztatni.

Amikor meguntuk a bemenetek számának növelését, jöhetnek a kimenetek:


és 2 db panelje:


Ezek mindössze csak abban különböznek, hogy a másodiknak van balance potmétere is. Ezekbe lehet kimeneti áramköröket szerelni, tetszőleges helyen, tetszőleges számban. Össze lehet dugni az első vagy második modullal, esetleg saját magával.

A kimeneti áramkörök:
A vonalkimenet hangerőállítóval:


és a panelje:


Ez annyiban különbözik az előző keverő kimenetétől, hogy van rajta hangerőállító, és magán a panelen van az illesztőáramkör nem az alaplapon. Ez lehet az egész keverő hangerőszabályzós kimenete. Ugyan úgy lehet variálni mint a korábbi panelt:

• 2 db 6.3-as jack
• 1 db 6.3-as és 1 db 3.2-es jack
• 1 db 6.3-as jack és 1 db stereo RCA
• 1 db 3.2-es jack és 1 db stereo RCA

Ezt a panel esetleg lehet balance potival ellátott alaplapra szerelni (2. panel fent a kék potméterrel) mert ebben csak 1 stereo poti ültethető. Ez a panel lehet a vonali kimenet és a master hangerő egyben 2 db szabályzott stereo kimenettel.

Van még egy kimeneti panel:

Fejhallgató erősítő TPA6120-al. A korábbi tervemet alakítottam át modullá, nem volt nehéz.

A panelje:

Ezen a panelen van a fejhallgató erősítő IC legegyszerűbb alkalmazása hangerő állítóval és 6.3-as jack kimenettel.

Készült egy bonyolultabb panel is, ami ettől abban különbözik hogy a bemenetén van egy unbalanced/balanced konverter. Ettől elvileg jobb lesz, szerintem a gyári adatlapon ajánlott 120dB dinamika csak szimmetrikus bemenettel érhető el:


a panelje is sokkal nagyobb, 2 db powerfilterrel:


Van még ezen felül is szolgáltatása az IC-nek, pl jobbra/balra független tápegység, de ez egy keverő után nem biztos hogy fontos. Maga a konverter is pl computerről zenét hallgatni nem annyira lényeges. Inkább stúdió márkás vagy hi-fi.

Több áramkör ebben sincs, illetve az előerősítők.

• PDF doksi mintákkal.

Két új audio mixer terv - mudul rendszerű keverő

Ma két új PDF doksival is gazdagítottam a gyűjteményemet. Mind a kettő audio mixer. A keverő tervezése meglehetősen egyszerű, a bemenetekhez szükséges előerősítők bonyolultabbak, esetleg ha van benne végfok az még bonyolíthat a helyzeten. Csakhogy korábban már volt az előerősítős projektem ami már bevált kapcsolásokból állt össze. Aztán ott van a hangszínállítós projekt, abból is kettő, de csak azért mert a 3.-at még nem volt időm megírni.

A keverős projektből azért lett kettő, mert először egy egyszerű készült el, ami lehet 4 vagy 8 bemeneti csatornás, ezek mellett lehet rajta egy hangerőállító és kettő vonalszintű kimenet. Több csatornás nem lehet, mint maga az alaplapok. Mivel az előerősítők megegyeznek a korábbi önálló előerősítős projekttel, ezért ezekre csak tüskesort kellett szerelni hogy az alaplapba lehessen forrasztani őket. Ezek úgy vannak összerakva, hogy az alaplap bármely bemeneti tüskesorába bármelyik előerősítő beforrasztható.

Itt van például a mikrofonerősítő:


Amihez az eredeti panel ilyen:


A modulrendszerű keverőnél azonban a táp, bemenetek csatlakozói helyett tüskesor van ami az alaplapba csatlakozhat:


Ezek a modul rendszerű panelek kisebbek, és a kedvenc "power filter" áramkörömet is próbáltam modulként hozzájuk adni. Csakhogy ez a power filter nem volt eddig elég kicsi, most pedig a panelek pontosan 25mm távolságra vannak egymástól. Ezért kellett egy nem túl széles, és 25mm-nél alacsonyabb panel hozzá. Lett egy ilyen is. A power filterhez már 5 panelem van ami csak a méretében különbözik.

Ezek az előerősítők (mikrofon előfok INA217-el, stereo dual jFET, dual IC, 2 féle single IC-s előfokok mind elkészültek mint modulok.

Képgaléria:


Az egyszerűbbik keverőhöz 4 és 8 csatornás alaplap készült:


és a 4 csatornás panel:

amihez kell 2 db power filter, 4 db tetszőleges előfok, ezek lehetnek szimmetrikus bemenetű mikrofonok is a mikrofon előfok esetében, és kaphatnak 48V-os fantomtápot is.

Kell két modul a kimenetre. Az egyik csupán egy hangerőállító potméter:

amit egy tüskesorral a 4. előerősítő után kell szerelni. Ez lehet 2 db potméter külön jobbra és balra, és lehet 1 db stereo ha azt az csak alsóba szereljük.

A másik kimeneti modul 2 db vonali kimenet:

Ez kell a legutolsó aljzatba. Az illesztő áramkör az alaplapon van mert bőven elfért rajta. Nem felcserélhető a két kimeneti aljzat mint ahogy az előerősítőknél mindegy melyiket hová szereljük. Emiatt van a negatív visszacsatolt illesztő áramkör az alaplapon 4 db Opamp-al. Erre a panelre többféle kimenetet lehet szerelni:

• 2 db 6.3-as jack
• 1 db 6.3-as jack és 1 db stereo RCA
• 1 db 6.3-as jack és 1 db 3.2-es jack
• 1 db 3.2-es jack és 1 db stereo RCA

Magán az alaplap-panelen pedig van az egész keverő kimenete továbberősítésre, hangszínállításra, akármire. Lehet például mögé tenni fejhallgató erősítőt, ez volt a legutóbbi tervem.

Készült egy 8 csatornás alaplap is:


Ez ugyan az mint a 4 csatornás, csak 8 db előfok forrasztható bele az első 8 tüskesorba. A két kimeneti lehetőség is ugyan az. Ennek hossza kb 25 cm (mert 25mm a távolság az előerősítők között, amik tartalmazzák a jack bemenetet, a hangerő és gain állító potmétereket). Ez már akkora, hogy éppen hogy le tudom gyártani. Emiatt ebből az egyszerűből ez a legnagyobb panel. A mikrofon előerősítőkhöz csatlakoztatható szimmetrikus (balanced) bemenetekhez az alaplapon vannak aljzatok közvetlenül a 12-es tüskesor felett.

De elkészítettem egy olyan verziót is, ahol magukat az alaplapokat lehet összedugdosni tetszőleges számú kimenethez és bemenethez, lásd következő post.

PDF doksik:

• Egyszerű 4 vagy 8 csatornás modulos keverő
• Bővíthető modul rendszerű keverő
  

Fejhallgató erősítő TPA6120 IC-vel

Ez lesz az első SMD áramköröm. Az áramkörök kicsi mérete miatt idegenkedtem eddig tőle. Kicsit aggódtam meg tologattam az első ilyen tervet, de most elkészült. A TPA6120-ast annyira dicsérik, a gyári adatlapja szerint is zseniális, hogy muszáj kipróbálni, és van is belőle 5 db-om. Ez egy D osztályú stereo fejhallgató erősítő. Rákeresve rengeteg kép, vélemény, panelterv létezik.



A kapcsolás maga hihetetlenül egyszerű. Javít a helyzeten ha balanced szimmetrikus jelforrásunk van hozzá, ami a fejhallgató előtt viszonylag ritka, emiatt sokan beterveznek elé egy unbalanced/balanced átalakítót. Nekem is van ilyen paneltervem, de az a keverő része, arról majd máskor lesz szó. Most ebben a rövidke bejegyzésben az önálló fejhallgató paneleket mutatom meg, ezekben nincs semmi különös. Maga az áramkör, a TPA6120 szerencsére nem a ma szokásos legkisebb méretű SMD, a lábak közötti távolság 50 mill, a lábszélesség is 20 mill, ez tehát még kézzel forrasztható. Sajnos a következő kategória mér eléggé nehezen menne, pedig van olyan alkatrészem is ami ennek a fele lábméretű és távolságú.

A fő áramkör így néz ki tehát:


Jópofa, mert 20 "lába" van, amiből legalább a fele nincs is bekötve. De a legalján (hasán) van a 21. láb, ami egyrészt hűti az áramkört, de ez nem elég, mert az a GND is egyben, tehát még be is kell kötni. Footprint persze nem létezik hozzá, azt meg kell csinálni kézzel, de sebaj, bele kell jönni ezekbe is. A bekötése főleg unbalanced/balanced konverter nélkül hihetetlenül egyszerű:


Ezt a következőképpen lehet és érdemes bonyolítani:

• Mind a két csatornának (stereo az áramkör) van + és - bemenete a balanced inputhoz. Ez persze nem kötelező, de a mikrofon előfoknál láttam milyen sokat számít. Ezen a kapcsoláson nincs ilyen, de a keverő modulján már van az is.
• Mind a két csatornához külön tápfeszültség bemenet van. A keresztirányú áthallások miatt. Az áramkör dinamikája a gyári adatok szerint 120 dB ami igen brutális. D osztályú erősítő egyébként. A fenti rajzon ez sincs kihasználva, de kérdés hogy a korábbi áramkörök áthallása vajon hogyan ront a helyzeten. Van egy olyan paneltervem, ahol külön ki van vezetve mind a két tápfeszültség számára csatlakozó. Emiatt is alkalmazik a modulos áramkörökben "power filter" áramkört, hogy ne kelljen 2 tápegységet készíteni a jobb és baloldalra, mégis szét legyen választva. Ezt a power filtert nem mertem a fejhallgató elég bekötni, hátha gyenge hozzá.
  

A panelekből rögtön 3-at is készítettem:

A legnagyobb azért, hogy össze lehessen csavarozni a többi előerősítő panellel. A hátsó csavarhely miatt ekkora a panel, egyébként kisebben is elférne:


Ha nem fontos, hogy a fejhallgató panel pont úgy legyen kifúrva mint a többi előfok, akkor itt egy kisebb panel. Ez ugyan az mint a felső csak keskenyebb:


Végül van egy még kisebb panel. Ezen a panelen nincs hangerőállító potméter, mert mind a két csatornának mind a két bemenete ki van vezetve 1-1 csatlakozóra hogy balanced lehessen. Valamint ki van vezetve mind a két (csatornánként) tápfeszültség bemenet is. Tehát a szűrőkondik is hiányoznak:


Ez a lehető legkisebb panel, viszont lehet hozzá 2 külön tápegységet tenni (jobb és bal csatorna miatt) és lehet balanced a bemenete is. Ezeket viszont egy másik panelen kell megoldani.

Mind a 3 panelen van 6.3-as Jack kimenet a fejhallgatónak, a két felsőn hangerőállító potméter is van. A 3. panelen ez nincs, mert ezt két balanced bemeneten nem lehetne megoldani, 4 db ellenállás kéne hozzá ami párhuzamosan fut. Ott a hangerőállító az unbalanced/balanced konverter elé kell. Maga az erősítő az alsó rétegen van (azért látszik tükörben), míg a többi alkatrész a felsőn.

8 csatornás alaplap a mudul rendszerű keverőhöz

Még nem vagyok kész a modul rendszerű keverő PDF doksijával, ami az előerősítős projekttől annyiban különbözik, hogy az előerősítők tüskékkel kapcsolódnak egy alaplaphoz amin a keverő áramkör is van. 4 csatornás alaplapom már volt korábban, de ma készítettem egy 8 csatornásat is. Ez a lap már 25 cm széles, kb ez a legnagyobb méret ami házi módszerrel be merek vállalni. Hamarosan készítek egy olyan alaplapot, ami 4 csatornás, de egymás mellé szerelhető belőle több darab.

A 8 csatornás alaplap:


Jól látni az előerősítők csatlakozóját, az első 8 tüskesor. A legvégén van még 2 db tüskesor, az egyik 2 db master potméternek, a másik pedig 2 db stereo vonalszintű kimenetnek.