MAINOS

MAINOS

torstai 31. maaliskuuta 2011

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



Test33 ohm330 ohmNo loadDelta 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): 97.197.097.198.8
THD, %: 0.00130.00140.00120.0013
IMD, %: 0.00610.00600.00610.0052
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.

maanantai 28. maaliskuuta 2011

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. 



maanantai 21. maaliskuuta 2011

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.