Amplificador de auricular alimentado por lipo

Consideremos los auriculares.

• Auriculares. No es necesario un amplificador dedicado ya que la calidad de audio de los auriculares es terrible de todos modos.
• En la oreja de goma-pezón costuras. Escogí uno al azar de la red: Sennheiser CX300 es de 18 ohms y ofrece un whooping 118dB para 1V RMS.
• auriculares reales. Bien, escojamos algunos no demasiado caros ... HD4.20 de nuevo 18 ohmios y 118dB para 1V RMS.
• Algunos más baratos HD2.10 26 ohms y 110dB / 1VRMS

Muy bien ... si usa los últimos, escuche un nivel promedio de 80dB que ya es alto, con picos alrededor de 100dB (si su música no está demasiado comprimida), luego:

• El voltaje RMS será -30dBV, es decir, 31mV RMS
• Voltaje máximo alrededor de -10 ...- 3 dBV (como medio voltio)
• La corriente pico tampoco será enorme, como 30 mA.

Ahora, busquemos un opamp.

La especificación de "corriente de salida máxima" es inútil aquí. Lo que queremos es un indicador que pueda generar la corriente requerida con la menor cantidad de degradación del rendimiento . Un operador seleccionado al azar puede tener buenas cifras de distorsión, pero cuando se manejan corrientes relativamente altas (para un operador) con poco espacio para la cabeza, es una historia completamente diferente.

Por ejemplo, TL072 no es tan malo con una carga de 10kOhm, pero si se le pide que conduzca cualquier tipo de corriente real, su rendimiento simplemente deja de existir.

  

El altavoz de 32 ohmios a 3.7 V tendría aproximadamente 100 mA de corriente máxima, lo que es demasiado para un auricular.

Se quedará sordo antes de que se queme la bobina de voz.

La resistencia que todos ponen en la salida de los amplificadores de auriculares en realidad degrada el rendimiento, pero tiene un propósito bastante importante: proteger la etapa de salida cuando la salida está en cortocircuito.

... y cada vez que inserte un conector de 3.5 mm en el conector, la salida se cortará durante la inserción. Esta es una "característica" de este conector, tienes que vivir con él. Si el conector está mal insertado, el corto puede ser permanente. Debes seleccionar un opamp que sobrevivirá a esto, para que puedas deshacerte de la resistencia para un mejor sonido.

(Explicación: la impedancia de los auriculares varía con la frecuencia, como todos los altavoces. Con una resistencia en serie, tiene un divisor de tensión. La tensión de los auriculares depende de su impedancia a la frecuencia de interés. De esta forma, obtiene una respuesta en frecuencia. ).

Usted menciona un amplificador discreto. Con una tensión de alimentación tan baja, el diseño discreto es muy complicado. Un opamp ofrecería un rendimiento mucho mejor.

Por ejemplo,

OPA1688 es una opamp agradable con corriente de alto rendimiento y salida de riel a riel; Se especifica para conducir auriculares. Tenga en cuenta que la entrada no es realmente riel a riel, no debe ir por encima de Vcc-2V, pero esto debería estar bien.

Si quieres ir realmente sofisticado, puedes usar una retroalimentación anidada con OPA1652 como frontent, y un opamp rápido y robusto como el controlador de salida.

Con un riel combinado de 6 voltios y (digamos) 1 voltio caído en la etapa del controlador del transistor cuando se produce una salida alta o baja, el voltaje máximo en su carga será de aproximadamente 4 Vp-p. Para una onda sinusoidal, este es un voltaje RMS de 1.414 voltios y la potencia en una carga de 32 ohmios será de 62.5 mW.

Si piensa que esto es demasiado alto, puede usar un transformador reductor para disminuir la tensión de salida de manera eficiente. Al observar las especificaciones de los auriculares, alrededor de 20 mW está alrededor de la potencia máxima típica, por lo que usaría una resistencia de 33 ohmios de la serie para aproximadamente un cuarto de la potencia de los auriculares. El desperdicio de energía es significativo como porcentaje, pero ¿cuán significativo es en comparación con los vatios-hora de entrega de las baterías?

También vale la pena tener en cuenta el tipo de sonido que está escuchando. Por ejemplo, si se trata de música, aunque la potencia máxima puede parecer alta, la potencia promedio será diez veces menor o más. Un pico de 15 mW puede ser fácilmente una potencia promedio de menos de 2 mW. Ponerlo en contexto es mi consejo.

Si estuviera creando esto, usaría una sola batería y un amplificador LM4880 como este: -

Se reducirá a 2,7 voltios.

  

¿Cómo hacen esto los demás?

intentando averiguar cuáles son tus objetivos. Por ejemplo, ¿está tratando de diseñar un controlador de auriculares equilibrado de entrada / salida equilibrado para un teléfono de baja o alta sensibilidad ...

la mejor calidad (ac / sonido) vendría de los opamps de CFB. Los encontrará baratos en módems usados - fueron ampliamente utilizados como controladores xdsl. ningún amplificador, diy o de otro tipo, se acercará incluso a esas pequeñas bestias.

en cuanto a la atenuación de la salida, pondría una resistencia de 110R en la salida para proteger los cortocircuitos.

si necesita atenuación adicional, póngala en la entrada. a menos que tenga algunos teléfonos de baja sensibilidad / alta impedancia (muy raros), esos amplificadores deberían ser simplemente seguidores.