Kesäkuun ensimmäinen PPAv2 + GrubDAC

Uusin laite on lähtenyt eteenpäin.

Taatusti parhaimman kuuloinen kuulokevahvistin mitä on tullut vastaan. Opareina OPA827 vasemmassa ja oikeassa kanavassa, maakanavassa tarkka ja nopea OPA1641.

Pimeta v2 valmistunut

Vaihdettavat operaatiovahvistimet
3 kanavainen Jung Multiloop topologia
Uniikit (en ole törmännyt näihin kaupallisissa laitteissa) LMH6321 bufferit eristävät operaatiovahvistimet kuulokekuormasta jolloin ne toimivat paljon paremmin ja puhtaammin. Buffereiden maksimivirranantokyky 300 mA.
Ulostulon ja sisääntulon maat erotettu, jolloin ne eivät häiritse toisiaan
Ei pauku käynnistettäessä tai sammutettaessa
A luokan biasointi operaatiovahvistimelle, nyt 1 mA
10K Alps RK097 stereopotentiometri virtakytkimellä
4-kerroksinen piirilevy suojaa signaaleja häiriöiltä. Layout tiivis ja signaalitie mahdollisimman lyhyt.
Kullatut 3.5 mm sisääntulo ja ulostulo plugit
Sisääntulossa laadukkaat polypropyleenikondensaattorit suodattavat tasajännitteen pois signaalista
Käytetty pääosin pintaliitosvastuksia, tämä takaa lyhyimmän signaalitien ja alhaisen kohinan.
Erittäin hiljainen.
Gain asetettu 3 joten tämä ajaa vaikka Sennheiser HD 650 , HD 600 ja muita korkeaimpedanssia kuulokkeita.
20V teholähde antaa virtaa laitteelle ja lataa samalla 9V akkua. Akku toimii teholähteenä kun laite ei ole kytkettynä verkkolaitteeseen.
TLE2426 jakaa käyttöjännitteen kaksipuoliseksi.
Operaatiovahvistimina AD8065 x 2 ja OPA140
Nämä toimivat synergisesti ja vahvistimen ääni on pehmeän luonnollinen mutta kuitenkin toistaa kaikki alkuperäisen äänitteen yksityiskohdat.
Asennettu vahvaan läpinäkyvään punaiseen ABS muovikoteloon ja johdot kiinnitetty niin että ne pysyvät vaikka vahvistin olisi kovassakin käytössä.
Suunnittelijan RMAA testit:
RightMark Audio Analyzer Test
Tämä on yksi parhaista kannettavista kuulokevahvistimista, joka on kuitenkin tarpeeksi pieni mahtuakseen taskuun pienen mp3 soittimen kanssa.

Tämä on myynnissä.
Jos ostat tämän ennen vappua saat reilun tarjouksen!

Pimeta v2 on valmistumassa

Yritin saada Pimeta v2 valmiiksi tänään. Enää pitää sovittaa latausplugi koteloon ja asettaa akun latauspiiri. Keskittyminen alkoi jo herpaantua joten jätän viimeistelyn huomiselle.

Toivon löytäväni ostajan tälle laitteelle pian. Tämän parempaa kannettavaa kuulokevahvistinta ei minun mielestäni ole markkinoilla.

What is a PIMETA v2?

It’s a PPA-Inspired META42 successor: a portable headphone amplifier packing a lot of hi-fi punch. This is the second generation of this design. (See PIMETA v1)
Features of the PIMETA v2 design:

• Small board size: 3.1" × 2.4" (79mm × 61mm)
  
• Works with most FET-input op-amps in DIP-8 and SOIC-8 packages
• National Semiconductor LMH6321 buffers on the outputs (SOIC-8 package)
• PPA-like 3-channel topology keeps headphone return currents from disturbing the signal ground
• Reverse power supply voltage protection
  
• Supply voltage can be as low as 5 V, with suitable part selection
• Near-silent power on and off
• Adjustable class A biasing option for the op-amps
• Output current can be run unlimited for least distortion, or limited to reduce risk of buffer damage under short-circuit conditions
• Directly compatible with several different types of volume control, with easy adaptation to any type
• Dense board layout packing a lot of features into a small space, with minimum trace lengths
• 4-layer design, with dedicated planes for V+, V- and ground, leaving the fourth layer free for wide signal traces
• Patterned perfboard section — the scratchpad — designed with hardware hacking in mind!
• Most parts on the board have footprints for both thru-hole and equivalent surface-mount parts, allowing uncommon freedom in part selection
• More features than the previous generation, but still fits in the same popular Serpac H-65 enclosure
  
  
  Myyn tämän samaan hintaan kuin ensimmäisen valmistamani Pimetav2:n.  

  
Kommentteja laitteistani on nähtävillä MuroBBS:n ketjussa.

Mikä on kuulokevahvistin?

Kuulokevahvistin on sellainen laite, joka on rakennettu vahvistamaan audiosignaali ja sitten sovittamaan tämä signaali sopivaksi kuulokkeille, kaiuttimien sijasta. Kuulokevahvistimia on monissa laitteissa, kannettavissa soittimissa, integroiduissa vahvistimissa, äänikorteissa, mutta ei ole tavatonta löytää myöskään omaan koteloonsa rakennettuja kuulokevahvistimia.

Kuulokevahvistin mahdollistaa reilumman äänenvoimakkuuden sekä paljon kirkkaamman äänikuvan.


Kuulokevahvistin on pienoiskoon tehovahvistin. Kuulokevahvistimien antamat tehot ovat yleensä väliltä 20 mW-2W, mutta myös tehokkaampia laitteita on olemassa. Esimerkiksi AMB M3 jaksaa ajaa 6W 8 ohmiin. 

Usein kuulokevahvistimien lähtöimpedanssi on lähellä nollaa. Tällöin vaimennuskerroin nousee suureksi ja vahvistimella on erinomainen kontrolli kuulokkeiden äänielementeistä. Esimerkiksi 32 ohmin kuulokkeilla ja 0.03 ohmin lähtöimpedanssilla vaimennuskerroin on 1066. Ipodilla jonka lähtöimpedanssi on 5 ohm, vaimennuskerroin olisi 6.4. Usein kuulokevahvistimien THD on hyvin alhainen.

Tässä esimerkiksi PPA v2 tulokset:

33 ohm
330 ohm
No load
Delta 44 baseline

RightMark Audio Analyzer test

Testing chain: External loopback (line-out - line-in)
Sampling mode: 24-bit, 96 kHz

PPA v1.916, gain=2, AD8610, 30mA buffer bias

Test	33 ohm	330 ohm	No load	Delta 44 baseline
Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB:	+0.02, -0.09	+0.02, -0.09	+0.02, -0.09	+0.02, -0.09
Noise level, dB (A):	-97.1	-97.1	-97.1	-98.8
Dynamic range, dB (A):	97.1	97.0	97.1	98.8
THD, %:	0.0013	0.0014	0.0012	0.0013
IMD, %:	0.0061	0.0060	0.0061	0.0052
Stereo crosstalk, dB:	-91.7	-93.1	-92.5	-95.5

http://tangentsoft.net/audio/ppa/amp2/bench/

Tuossa rajoittavana tekijänä on testissä käytetty äänikortti. 


Kuulokevahvistimet voidaan jakaa vielä kahteen luokkaan. DIY (do-it-yourself) laitteet ovat käyttäjien itse suunnittelemia ja yleensä niiden suunnitteluun ja toteutukseen on uhrattu runsaasti aikaa ja mahdollisesti rahaakin. Sitten on kaupalliset laitteet, jotka edustavat suuremman osan kuulokevahvistimien tarjonnasta. Ero ei ole kuitenkaan kovin suuri, sillä kuulokevahvistin on erittäin suosittu projekti DIY piireissä.
DIY laitteistolla on hienoinen etu siinä että sen kustannukset tulevat alemmiksi kuin vastaavan kaupallisen laitteen hankkimisessa. Koska DIY laitteet tehdään pääosin käsin yksittäisistä komponenteista ne ovat aina yksilöllisiä ja erottuvat siksi massasta hyvin. Äänenlaadullisesti kysymys on makuasioista, kunhan perusasiat ovat kunnossa. DIY laitteita hankkimalla voi käydä läpi muutamankin laitteen kun etsii sitä oikeaa soundia, sillä hinnalla mitä yksi kaupallinen laite maksaisi.


Jos haluat kuulokkeistasi kaikki irti, niin hankit niiden hintaa vastaavan kuulokevahvistimen.

Läkerol Cactus rasiaan tehty kuulokevahvistin, paristolla/akulla toimiva

Hyvin suosittu CMOY kuulokevahvistin on usein rakennettu Altoids pastillien metallirasiaan.

Suomessa en ole Altoidsiin törmännyt mutta onneksi makeishyllyiltä löytyy Läkerol pastilleja metallirasiassa.

Pitkän aikaa oli haaveena rakentaa siihen rasiaan sopiva kuulokevahvistin ja vihdoin tänään sain sellaisen valmiiksi.

 

Tuon laitteen ominaisuudet ovat ihan hyvät vaikka Läkerol rasia onkin hieman Altoidsia pienempi. Tässä on muuten kaikki paitsi akun latauselektroniikka, eikä laitetta voi käyttää ulkoisella teholähteellä. 

 

Olen bufferoinut virtuaalimaan toisella operaatiovahvistimella joten bassotoisto on hyvä myös 32 ohmin kuulokkeilla kunhan akku/paristo on tuore. Gain on 3. Kytkentä on tehty pintaliitoskomponenteilla. 

Operaatiovahvistimet ovat erittäin vähän virtaa kuluttavia TLE2062 malleja, jotka pystyvät ajamaan vaikeampia kuormia kuin tavallisesti (max virranantokyky 80 mA). Niiden kulutus on niin pieni että paristolla käyttöaikaa on varmaankin noin 30 tuntia ja akulla on mahdollista päästä 60 tuntiin. Pariston vaihtaminen on helppoa ja kansi pysyy myös kiinni. Testaan parhaillaan laitetta melko tyhjällä paristolla. Olen tosi tyytyväinen että sain tämän tehtyä, äänenlaatu vaikuttaa varsin hyvältä, vaikka paristossa on vain 7V jännite. 

Uusin PPA v2 + GrubDAC, maaliskuussa valmistunut

Helmikuussa sain tilauksen samanlaisesta PPAv2+GrubDAC yhdistelmästä jonka olin aikaisemmin tehnyt.

Kokemuksen myötä laatu paranee koko ajan ja mielestäni tämä onnistui jo tosi mainiosti. Ulkoisesti ja sisäisesti tosi kaunis laite.

Kuulokevahvistin toistaa sen mitä sisääntuloihin on liitetty, joko USB, tai RCA. Takana 3.5mm lähtö (tuloista, esim USB->3.5mm->kaiuttimet). Edessä 6.3 mm kuulokevahvistin-liitäntä.
Oikea potentiometri säätää äänenvoimakkuutta ja vasen bassokorostusta joka kytkeytyy pois päältä kun potentiometri säädetään minimiin.

Laitteen käyttöjännite on noin 24V (ulkoinen reguloitu jännitelähde) ja operaatiovahvistimet ADA4627-1 ja OPA827. Päätetransistoreina MJE243 ja MJE253. PPA v2 on 3-kanavainen (vasen, maa, oikea) kuulokevahvistin jonka pääteasteena "diamond buffer". Laite jaksaa tuottaa 8 ohmin kuormaan muutaman watin tehoa mutta kaiuttimien vahvistamista en voi suositella, sillä se voi vaurioittaa päätetransistoreja.

Tämä tuli ajamaan HD 650 kuulokkeita ja ostaja ilmoitti olevansa todella tyytyväinen hankintaan.

Kuvia:

Piirilevyn tekeminen itse

Minulla on visioita siitä minkälaista kuulokevahvistinta haluaisin itse käyttää ja sellaisen toteutus mahdollisimman vähäkohinaisesti edellyttää huolellisesti suunnitellun piirilevyn käyttämistä. PPA v2 yms. valmiit DIY projektit ovat erinomaisia, mutta ne eivät tietenkään tunnu aivan omilta vaikka niissä täytyykin nähdä runsaasti vaivaa laadukkaan lopputuloksen saavuttamiseksi.
Mutta ensin minun pitää osata tehdä piirilevy.
Aloitinkin helmikuussa harjoittelemaan piirilevyn suunnittelua ExpressPCB:llä ja opiskelin huolellisesti kuinka sellainen valmistetaan. 

 Sain hieman apuja hyvän layoutin muodostamiseen keskustelufoorumilta ja LM317 regulaattorin piirilevy valmistui näin:

Layout suunniteltu ExpressPCB:llä

Layout tulostettuna Press n Peel Blue - kalvolle

Piirilevyn esikäsittely ferrikloridi-liuoksessa

Lasertulostimen väriaine siirretty piirilevyyn käyttäen silitysraudan lämpöä ja painetta

Ylimääräinen kupari syövytetty ja komponenttien reiät porattu dremel-kopiolla (tylsällä terällä)

Komponentit juotettu

 

Regulaattori oli toimintakunnossa ensi yrittämällä

Halusin kokeilla seuraavaksi kuinka pientä viivaa saisin tehtyä tällä menetelmällä. Nuo IC:t ovat 3 millimetriä leveitä (MSOP-kotelointi). Tällä valmistustekniikalla minun on mahdollista käyttää kaikenlaisia komponentteja, myös näitä pienimpiä pintaliitoksia. Se antaa minulle runsaasti vapautta suunnitteluvaiheessa. Voin tehdä juuri sellaisen kuulokevahvistimen kuin haluan!

Tammikuun lopussa valmistunut

Nykyään saan ylläpidettyä harrastustani pelkkien tilaustenkin voimalla joita tulee muutama kuukaudessa.
Vuoden ensimmäinen projekti oli USB DAC ja ihan tavallinen halpa kuulokevahvistin samassa kotelossa.
Käytin siinä tuttua ja turvallista GrubDACia joka takaa myös erinomaisen äänenlaadun USB väylästä.
Osaan tehdä laitteet entistä toimintavarmemmksi ja usein kun olen saanut kaikki juotokset tehtyä laite toimii saman tien. Tässä kuulokevahvistinkytkentä perustuu operaatiovahvistimeen joka on bufferoitu transistoripareilla. Virtuaalimaa on bufferoitu tuplaoperaatiovahvistimella. Kaikki johtoliitokset on varmistettu sitomalla tai käyttämällä kutistesukkaa. Äänenvoimakkuussäätimelle menevä johto on suojattua laatua.

 

 

Tässä laitteessa oli muistaakseni myös lähtö kaiuttimille DACista. Valitettavasti en ole ottanut kuvaa takapaneelista.

 

Ostaja on tyytyväinen ja niin olen itsekin.