1. Распиновка мини джека – mini jack 3.5 mm

Распиновка штекера mini jack 3.5 mm и её понимание важно для ремонта наушников. Но изучить распиновку мини джека любому владельцу проводных наушников можно и для общего развития. Схема распиновки контактов на micro-jack 2,5 мм будет аналогичной.

Пины, грубо говоря, – это метализированные контакты штекера.

Черные (либо иного цвета) разделители между пинами – это пластмасса изолятора, которая не дает произойти замыканию между контактами штекера. Примеры распиновки показаны на картинке ниже.

• Штекер (mini jack) наушников на 2 контакта (распиновка). Встречается редко. В основном используется для подключения микрофонов, а так же в старых радио-приёмниках в выходах под наушники.
• Штекер (миниджек) наушников на 3 пина. Универсальная схема для всех девайсов. Наушники с такой распиновкой миниджека будут работать на всех устройствах, не зависимо от года выпуска, фирмы и модели. Недостатком является отсутствие возможности подключения микрофона и кнопки/кнопок управления в режиме гарнитуры. Для такого существуют 4-пиновые штекеры.

• Миниджек на 4 пина – распиновка штекера наушников с микрофоном. Распайка данного штекера похожа на трехпиновый. Отличием является разделенный пополам контакт массы. Это дает нам еще один пин, через который подключается канал микрофона и кнопки управления. Наушники в таком варианте исполнения часто называют гарнитурой.

В 2012 году был пересмотрен стандарт распиновки в данном штекере. Контакт 3 (общий) и контакт 4 (микрофон) поменялись местами. На картинке выше представлена распайка после 2012 года, то есть современная.

• Mini jack на 5 контактов (распиновка). Применяется достаточно редко. В отличие от четырех-пинового, в данном штекере не один канал микрофона, а целых два. Они нужны, например, для реализации системы активного шумоподавления в внутриканальных (вакуумных) наушниках, в которых установлено по микрофону в наушнике

Наглядно о перепайке такого штекера вы можете узнать в этом видео:

1.1 Виды штекеров в наушниках

Какие есть виды штекеров в наушниках?

В современных наушниках в основном используют следующие виды штекеров:

• 2,5 миллиметровый micro-jack. Формат старый, но применяется и сейчас. Распространён (хоть и не особо) как штекер для балансного подключения наушников и как штекер для подключения кабеля к чаше.
• 3,5 миллиметровый mini-jack. Cамый популярный вид соединения для наушников в мире.
• 6,3 миллиметровый jack. Используется в концертной и студийной аудио аппаратуре — усилители, микрофоны, микшеры, наушники. Или в «домашних» наушниках. В дорогих и не очень.
• Другие виды штекеров. У Sony есть своё «видение» балансного подключения – 4,4 мм jack. Традиционное решение для ограничения в экосистеме. Есть также относительно распространённые штекеры для подключения высококачественных аудиофильских наушников, наприме XLR и mini XLR.

Можно выделить и несколько совершенно других типов штекеров для наушников:

• USB (в том числе Type-С)
• Lightning (для техники Apple)
• Наушники без штекера или беспроводные наушники 😉
• Фирменные (проприетарные) штекеры разных брендов.

2. Пайка джека и миниджека 3.5

Ремонт штекера наушников (с микрофоном)

Ремонт штекера (пайка 3,5 мм джека) – это не так уж и сложно. Достаточно иметь нормальный паяльник, более-менее прямые руки и минимальный объём знаний. Вот именно их-то (инструкцию по ремонту джека) мы и предлагаем, как говорится, вашему вниманию. 🙂

1. Определить место и тип поломки (перелом провода районе штекера).
2. Определить количество пинов (контактов) в штекере.
3. Разобрать штекер (извлечь металлическую часть штекера с корпуса).
4. Зачистить и залудить паяльником обрезанный провод.
5. Определить распайку жил.
6. Припаять жилки провода на зачищенные контакты штекера.
7. Скрепить оплетку провода с «хвостом» штекера (местом где располагаются контакты).
8. Надеть термоусадочную трубку и «усадить» источником тепла.

Ниже разберём всё более детально. Также есть полезное и наглядное видео.

2.1 Как найти место перелома провода в наушниках

2.1 Как найти место перелома провода в наушниках?

Определимся с тем местом, где мы будем ремонтировать перелом провода. Если визуально определить место перелома провода не удается, найти его помогут следующие действия:

1. Вставить штекер наушников в источник звука (телефон, мп3 плеер, ноутбук, компьютер и т.д.)
2. Включить музыку на устройстве.
3. Вставить правильно наушники в уши (левый в левое, а правый – в правое 😀 )
4. Закрепить участок провода от штекера до наушников.
5. Поочередно изгибать кабель в «слабых» местах: в районе штекера, разветвления, корпуса микрофона, корпуса наушников.

При перегибе в районе штекера за частую звук появляется и исчезает в одном либо обеих наушниках. Таким образом мы определились с местом ремонта. Можно, конечно, и прозвонить, но это не спортивно. 😆

2.2 Что нужно, чтобы припаять штекер

2.2 Что нужно, чтобы припаять штекер?

1. Паяльник (можно самый простой)
2. Олово (желательно не самое дешевое)
3. Канифоль
4. Канцелярский нож (можно просто лезвие от него)
5. Супер-клей (любой)
6. Нитки (любые простые тонкие)
7. Термоусадка: 2 штуки по 1-1,5 см, диаметром 4 и 3 мм  (по цвету провода наушников)
8. Мультиметр (необязательно, но желательно, это существенно облегчит работу по определению распайки в проводе)

2.3 Ремонт штекера – подробная инструкция

2.3 Ремонт штекера

Как припаять провода наушников к штекеру?

1. Обрезаем провод возле штекера. Там, где дальше провод целый, чаще всего – это 2-4 см от штекера
2. Снимаем оплетку разогретым жалом паяльника на обрезанном проводе как показано в видео.
3. Видим разноцветные жилы. Их в штекере может быть от трех до десяти.
4. Если жил три: желтая – обычно масса, красная – правый канал, зеленая – левый.
5. Если штекер 3-х пиновый, а жилы четыре, два провода – это две массы, которые паяются на один контакт. Красный правый, зеленый левый.
6. Проверить точную распайку можно мультиметром. Ставим положение на мультиметре положение 200 Ом. Прозваниваем жилки по очереди во все возможных вариантах. При этом наушники находятся в ушах. В момент прозвонки конкретного наушника на приборе должны быть показания в диапазоне от 15 до 60 Ом, а в наушнике характерный треск.
   6.1 Если попадаете щупами сразу в два канала наушников, то треск будет в обоих наушниках, а показания удваиваются. В случае если массы динамиков и микрофона выполнены отдельными жилками то их все нужно спаять в один контакт (контакт массы или общий).
   6.2 Также отдельно выделяем два контакта обеих каналов (левый и правый). Если штекер на 4 пина, то и жилу микрофона.Микрофон прозванивайте в режиме мультиметра на 2000 ом, так как микрофон может иметь сопротивление от 500 до 1900 Ом.
   6.3 Если мультиметра под рукой нет, но есть сомнения, какой провод к какому контакту припаивать, ознакомьтесь с разными вариантами распиновки штекеров в разобранном состоянии.
   
7. Залуживаем кончик каждой жилки оловом. Для этого повторяем процедуру как показано в видео. Паяльник обязательно должен быть максимально разогретым.
8. Далее канцелярским ножом очищаем штекер от резинового корпуса. При работе с ножом будьте предельно аккуратны, очень легко порезать пальцы. Срезаем всю резину или пластмассу со штекера пока не доберемся до контактов внутри
9. Надеваем термоусадку перед запайкой проводов на штекер. Сначала большего диаметра потом меньшего.
10. Паяем. Обрезаем лишнее олово на контактах во избежание замыкания между контактами.
11. Вставляем в телефон и проверяем на работоспособность. В настройках плеера можно проиграться с балансом для проверки правильности распайки.
12. Приступаем к укреплению корпуса штекера.
13. Прикладываем оплетку провода к контактам и аккуратно обматываем нитками, пропитываем супер-клеем.
14. Дожидаемся когда клей высохнет (столько, сколько написано на тюбике), срезаем края ниток, надеваем термоусадку на штекер одним движением (сначала тонкую, потом потолще) и усаживаем любым источником тепла (зажигалка, паяльник).

Служит штекер после пайки миниджека в среднем от года до двух. После повторной поломке можно повторить процедуру. 🙂

Полезные статьи по теме:

Схема управления наушниками

Компьютерные звуковые карты обычно имеют линейный уровень и уровень динамиков. выходы. Ни то, ни другое обычно не подходит для вождения. наушники:

Если вы подключаете наушники к линейному выходу, вы обычно теряете низкие частоты из-за небольших конденсаторов связи. Схема линейного выхода может быть перегружена из-за слишком низкого входного импеданса, что может вызвать искажения.

Выход на динамик вполне способен управлять наушниками и довольно часто как-то так и поступает.Проблема с выводом на динамики заключается в том, что усилители вывода на динамики, используемые в звуковых картах, не высокого качества. Основная проблема обычно заключается в высоком уровне шипения сигнала. Регулировка громкости также может быть проблемой, потому что выход динамика может легко отдать столько энергии, что вы станете некомфортно громко или даже опасные уровни звука из наушников, если вы установите любой уровень громкости, кроме самого низкого.

Чтобы решить проблему взаимодействия с кучей телефонов, я разработал несколько схемы для решения некоторых распространенных проблем с подключением наушников.

Информация о головных телефонах

Датчики наушников контролируются сопротивлением, а не массой. как драйверы громкоговорителей выше основного резонанса. В любом слючае «Фактор демпфирования» — это по большому счету ерунда.

Движущийся импеданс датчиков наушников меняется очень мало. (или должно отличаться очень мало — кто-то всегда может сделать что-то не так!) с частота, поэтому полное сопротивление источника может быть высоким без каких-либо проблем.

Международный стандарт аудиоинтерфейсов IEC 61938 (ранее IEC268- 15) требует источника с промежуточным сопротивлением 120 Ом и источника напряжение 5 В (среднеквадр.), что обеспечивает достаточно удовлетворительную работу (уровень звука, АЧХ, искажения) в наушниках любой сопротивление в диапазоне от 8 до 600 Ом минимум.

Схема соответствует IEC 61938

Когда следующая схема подключена к звуковой карте ПК, вы получите выход для наушников, соответствующий стандарту IEC 61938.

 разъем наушников к звуковой карте
                                                         динамик

        / \ _____ / \
       | | -------------- | _____ | --------------------------- | |
        \ / 120 Ом \ /
       + === + _____ + === +
3.5 мм | | -------------- | _____ | --------------------------- | | Штекер 3,5 мм
 вилка | === | 120 Ом | === |
       | | | |
       | | ------------------------------------------------ | |
       | | | |
     + ====== + + ======= +
     | | | |
 

Доработанная схема наушников

Я успешно использовал следующую схему для управления наушниками (Beyerdynamic DT311) из моего выхода на динамик SB16.

 на звуковую карту К наушникам
   динамик

        / \ / \
       | | ---------------- Резистор ------------------------ | |
        \ / 470 Ом \ /
       + === + + === +
       | | ---------------- Резистор ------------------------ | |
       | === | 470 Ом | === |
       | | | |
       | | ------------------------------------------------ | |
       | | Провод заземления | |
     + ======= + + ======= +
     | | | |
 

Прецизионный усилитель для стереонаушников | Журнал Nuts & Volts

В мире аудиофилов существуют две школы мысли о том, как лучше всего достичь нирваны.Один из них — это вложить деньги в огромные усилители мощности и массивные динамики, чтобы воспроизвести каждый нюанс, зафиксированный в записи. Другая школа, более популярная в космосе и ограниченная в финансовых средствах, — это инвестиции в маломощные прецизионные предусилители, усилители и наушники.

Конечно, если деньги не имеют значения, легко потратить 6 тысяч долларов на предусилитель, еще 5 тысяч долларов на усилитель для стереонаушников и еще 2 тысячи долларов на наушники. Однако, как описано здесь, начиная с 30 долларов за детали для основного усилителя и уик-энда, посвященного пайке компонентов для поверхностного монтажа, вы можете наслаждаться аудиофильским звуком.В дополнение к полному списку деталей с ценой и номерами деталей Digi-Key, а также схемой и печатной платой (PCB) в формате ExpressPCB ( www.expresspcb.com ), на Nuts & Volts Веб-сайт. Это проект среднего уровня, предполагающий широкое использование компонентов для поверхностного монтажа.

Усилители для наушников

Если вы построили или отремонтировали ламповый предусилитель, скорее всего, в нем нет выхода для наушников. С другой стороны, многие современные аудиоплееры предназначены в первую очередь для вывода на наушники, но они делают упор на мощности или емкости композиции, а не на точности вывода.То есть выход на наушники вашего MP3-плеера в сочетании с недорогими вкладышами или наушниками значительно окрашен. Басы могут быть усилены, а средние частоты уменьшены по сравнению с исходной записью, например, из-за кривых частотных характеристик усилителя проигрывателя и наушников. Apple iPod и аналогичные MP3-плееры обеспечивают частичное решение проблемы окраски за счет встроенных графических эквалайзеров.

Первым шагом к значительному повышению качества звука, который вы слышите из высококачественного предусилителя или MP3-плеера, является использование пары высококачественных динамических наушников, закрывающих ухо.Более качественные и точные наушники обычно имеют более высокий импеданс (например, 100–300 Ом) по сравнению со стандартными наушниками 10–20 Ом, которые поставляются с плеерами. Некоторые производители также предлагают высококачественные наушники-вкладыши, но в целом их сложно превзойти лучшие наушники-вкладыши. Следующим шагом является отключение линейного выхода вашего CD или MP3-плеера и использование маломощного высокоточного усилителя для управления динамическими наушниками. Мотивация для прохождения всех этих проблем — точная система воспроизведения с низким уровнем искажений, позволяющая слышать источник звука в том виде, в каком он был записан.Усилители для наушников также популярны среди гитаристов. Если вы играете на электрогитаре или бас-гитаре, то вы знаете, как опасно заниматься с друзьями и семьей со своим 100-ваттным усилителем Marshall или Fender. Наушники часто являются единственным вариантом для музыкантов, которые практикуют в квартире или общежитии.

Но нужен ли вам прецизионный усилитель для наушников? Это зависит от ваших предпочтений и привычек. Очевидно, что если вы слушаете свой iPod или портативный CD-плеер только на бегу или в тренажерном зале, то этот проект не для вас.Точно так же, если вы играете металл или другие сильно искаженные стили, то, вероятно, подойдет любой усилитель для наушников. Однако, если вы слушаете музыку дома или в офисе и предпочитаете классику, джаз или чистый вокал, то вы, вероятно, оцените тонкую разницу, которую могут иметь прецизионный усилитель и хорошие наушники. Одно замечание по поводу этого усилителя для наушников: он способен управлять наушниками намного выше нормального уровня прослушивания. Таким образом, при неправильном использовании он может необратимо повредить ваш слух.

Опции

Допустим, вы убеждены, что создание усилителя для наушников — достойный проект. Каков твой следующий шаг? Распространенный недорогой вариант — использовать повсеместно распространенный LM386. У монофонического чипа есть много преимуществ: надежность; бюджетный; возможность работы с несимметричным источником питания и небольшим количеством внешних компонентов — обычно два или три конденсатора и резистора на каждый канал.

LM386 отлично подходит для управления недорогими наушниками, но показатели шума и искажений бледны по сравнению с тем, что может быть достигнуто с помощью хорошо спроектированного дискретного компонентного усилителя или, как в этом проекте, «прецизионного» драйвера для наушников.Тем не менее, если бюджет вашего проекта составляет 20 долларов или меньше, вы можете построить усилитель для стереонаушников, используя информацию, содержащуюся в таблицах данных LM386. Однако, если вы жаждете более мощного усилителя и вас не пугают компоненты для поверхностного монтажа, читайте дальше.

Цели проектирования

Когда я приступил к разработке усилителя для наушников, у меня было несколько целей:

• Усилитель должен был работать как с моим высокоомным ламповым предусилителем, так и с моей электрогитарой Stratocaster.Другими словами, входной каскад должен быть достаточно гибким, чтобы работать с источниками с различными входными сопротивлениями.
• Низкое количество компонентов. Это отдавало предпочтение микросхемам перед дискретными транзисторами.
• Скромное усиление и мощность. Цель заключалась в том, чтобы управлять чувствительными динамическими наушниками, а не акустической системой.
• Высокоомный выход для наушников. Схема была разработана для моих динамических наушников Sennheiser HD 600 (300 Ом).
• Низкий уровень шума и искажений. Практически низкие показатели шума и искажений для стандартных операционных усилителей.

Схема конструкции второго поколения показана на Рис. 1 .

Рис. 1. Схема прецизионного усилителя для наушников

При разработке этой конструкции я использовал инструменты сравнения компонентов на веб-сайтах National Semiconductor, Texas Instruments и Analog Devices. Я также поискал в Интернете схемы усилителя для наушников и предложения по дизайну. Сайт Headwize ( www.headwize.com ) был особенно полезен, так как предлагал несколько конструкций усилителей для наушников и библиотеку технических документов.Форумы на DiyAudio.com также были полезны. В конце концов, я выбрал микросхему прецизионного усилителя для наушников Texas Instruments TPA6120A2 и пару операционных усилителей Analog Devices AD8610 в качестве основных активных элементов прецизионного усилителя для наушников.

Схема усилителя показывает простую симметричную конструкцию с двумя AD8610 на каждой управляющей половине TPA6120A2. Обратите внимание, что положительный и отрицательный выводы источника питания шунтируются на микросхемах, и что входные конденсаторы (C24 и C30) могут быть закорочены, если на входе нет постоянного напряжения.Кроме того, согласно таблице данных Texas Instruments, выходной ток ограничен резисторами 10 Ом (R10 и R13), включенными последовательно с выходом каждого канала.

Источник питания (, рис. 2, ) обеспечивает как +12 В постоянного тока при 1 А, так и -12 В постоянного тока при 1 А. Как это часто бывает в аудиофильском оборудовании, источник питания имеет чрезмерную конструкцию и более дорогостоящий, чем собственно схема усилителя. Если вы загрузите подробный список деталей с номерами деталей Digi-Key с веб-сайта Nuts & Volts , вы увидите, что стоимость компонентов блока питания составляет около 50 долларов.

Рис. 2. Схема блока питания для наушников Precision

В первой версии своего усилителя я следовал схеме из Интернета, в которой использовались отдельные линии питания для каждого канала TPA6120A2. Однако я не смог услышать или измерить разницу в разделении или шуме, когда я заменил одинарный источник на двойной.

Вы можете сократить расходы на источник питания, заменив тороидальный трансформатор на трансформатор с многослойным сердечником.При заданной мощности в ВА тороидальные трансформаторы обычно более эффективны и создают паразитные магнитные поля меньшей интенсивности, чем трансформаторы с многослойным сердечником. Вы также можете не использовать индикаторные светодиоды (D2 и D4) и, если необходимо, предохранители постоянного тока (F2 и F3). Третий вариант — использовать запас собственной разработки. Однако избегайте импульсного источника питания, поскольку он может создавать звуковой шум.

Компоненты

Ниже приводится обоснование компонентов, выбранных для этого проекта, вместе с обсуждением вариантов замены компонентов.

TPA6120A2
Texas Instruments TPA6120A2, продаваемый как высококачественный усилитель для наушников, использует архитектуру с обратной связью по току с дифференциальными входами и несимметричными выходами. Согласно спецификации, конструкция с обратной связью по току обеспечивает низкий уровень шума по напряжению, высокий коэффициент усиления без обратной связи во всем широком диапазоне частот и низкие искажения. Как я отмечал ранее, TPA6120A2 содержит два независимых усилителя, каждый со своим источником напряжения. Технические характеристики TPA6120A2 включают:

• 80 мВт в 600 от источника питания ± 12 В при 0.00014% THD + N
• Динамический диапазон более 120 дБ
• SNR 120 дБ
• Шум выходного напряжения 5 мкВ среднеквадр. При усилении = 2 В / В
• Диапазон питания: от ± 5 В до ± 15 В
• 1300 В / мкс Скорость нарастания
• Независимые источники питания для снижения перекрестных помех
• Короткое замыкание и тепловая защита

Общие гармонические искажения плюс шум (THD + N), динамический диапазон, отношение сигнал / шум (SNR) и скорость нарастания (максимальная скорость изменения сигнала в любой точке цепи) превосходны.Для сравнения: коэффициент THD + N для National Semiconductor LM386 составляет 0,2%.

Хотя отличные характеристики не обязательно означают отличный звук, они устанавливают основу для того, что возможно. Официальный технический паспорт, примечания по применению и руководство пользователя TPA6120A2 см. На веб-сайте Texas Instruments ( www.ti.com ). Что еще более важно, загрузите документацию по оценочному модулю TPA6120A2, в которой представлены чертежи предлагаемых компоновок компонентов и конфигурации заземляющей поверхности.Я использовал конфигурацию заземления из оценочного модуля в качестве модели для представленной здесь конструкции.

AD8610
Analog Devices AD8610 — это входной операционный усилитель с полевым транзистором и полевым транзистором для поверхностного монтажа с низким напряжением смещения и дрейфом, низким уровнем шума и низким входным током смещения. Два из этих широкополосных операционных усилителей используются в проекте в качестве прецизионных буферов уровня сигнала. См. Веб-сайт Analog Devices ( www.analog.com ) для получения таблицы с подробными характеристиками.

Вкратце, коэффициент шума и скорость нарастания AD8610 дополняют таковые у TPA6120A2.Тем не менее, не стесняйтесь заменить AD8610 своим любимым малошумящим операционным усилителем. Многие операционные усилители совместимы по выводам с AD8610, и вы должны иметь возможность использовать существующие значения компонентов. Зачем использовать другой операционный усилитель? Некоторые аудиофилы утверждают, что слышат разницу в звуке, воспроизводимом разными операционными усилителями, но, признаюсь, я не могу заметить разницу.

Пассивные компоненты

Резисторы не созданы равными. Обычные тонкопленочные резисторы для поверхностного монтажа, хотя и недороги, более шумны и менее стабильны, чем металлопленочные резисторы.Я предлагаю вам использовать металлопленочные резисторы на протяжении всего проекта. Вы можете сэкономить доллар или два, используя вместо них тонкопленочные резисторы для поверхностного монтажа, но, по крайней мере, подумайте о металлических пленочных резисторах для входной цепи AD8610s. Шум, создаваемый резистором, более заметен, когда он вставлен в начале цепи усилителя. Большинство конденсаторов, используемых для прохождения сигнала, представляют собой малошумящие пленки PPS. У вас может возникнуть соблазн заменить менее дорогие керамические конденсаторы пленочными конденсаторами из PPS, но вы добьетесь лучших результатов с разнообразными пленочными конденсаторами.

Разъемы

В этом проекте используются разъемы RCA для аудиовхода и 1/4-дюймовые аудиоразъемы для инструментального входа и аудиовыхода. Аудиоразъем инструментального входа представляет собой монофоническое гнездо для наушников со схемой передачи, которая соединяет входы левого и правого каналов вместе, когда в гнездо вставляется штекер 1/4 дюйма. Единственная дорогостоящая вещь в категории разъемов — это набор золотых и тефлоновых разъемов RCA, показанный на Рис. 3 . Разъемы, доступные в DIYCable.com ( www.diycable.com ), примерно вдвое дороже, чем вы можете приобрести в Digi-Key, но более высокое качество очевидно. Кроме того, тефлоновые изоляторы позволяют «плавать» по земле до тех пор, пока сигнал не достигнет входа усилителя или входного аттенюатора.

Рисунок 3. Золотые и тефлоновые разъемы RCA

Потенциометр / аттенюатор

Входная цепь, показанная на рис. 1 , предназначена для фиксированного лампового входа предусилителя.Если вы хотите работать с различными источниками входного сигнала, подумайте о добавлении в схему стереопотенциометра. Для каждого канала подайте входной сигнал через полное сопротивление потенциометра и возьмите сигнал с рычага стеклоочистителя в качестве входа для усилителя.

Недорогой звуковой конусный горшок от Alpha или RadioShack будет стоить около 3 долларов. Примерно за 40 долларов вы можете использовать горшок аудиофильского качества от ALPS. Третий вариант — использовать регулируемый аттенюатор, представляющий собой переключаемую серию дискретных резисторов.Популярные бренды переключаемых аттенюаторов — DACT и GoldPoint, по цене около 170 долларов. Я также видел комплекты ступенчатых аттенюаторов из Китая на eBay по цене от 30 долларов. Для этого проекта я выбрал ступенчатый аттенюатор 50K от GoldPoint (см. Рисунок 4 ).

Рис. 4. Ступенчатый аттенюатор GoldPoint

Что вы получите от ступенчатого аттенюатора за такие огромные затраты? Один из них — «ощущение» ступенчатого регулятора уровня, особенно в сочетании с большой тяжелой ручкой.Второй — это точное относительное отслеживание, как показано на Рис. 5 . Как показано на рисунке, по мере того как недорогой 50-килобайтный потенциометр Alpha перемещается по всему диапазону сопротивления, разница в сопротивлении между левым и правым элементами колеблется от 0 до примерно 5 кОм, с заметным пиком около 18 кОм. Трекинг более дорогого потенциометра ALPHA намного лучше, с максимальной разницей около 1,5 К. Для сравнения ступенчатый аттенюатор GoldPoint не показал существенной разницы в диапазоне 50 кОм.

Рис. 5. Относительное отслеживание , стерео 50K и ступенчатый аттенюатор

Мы могли бы спорить, можно ли обнаружить вариацию относительного трекинга для данного горшка — большинство людей могут обнаружить разницу в 3 дБ в уровне звука. Мы также могли бы обсудить, может ли простой регулятор баланса обеспечить лучшее и недорогое решение для ошибок отслеживания канала, чем ступенчатый аттенюатор. Выбор остается за вами. Тем не менее, по крайней мере, рассматривайте потенциометр Alpha как альтернативу потенциометру для сада.

Макет

Схема этого проекта проста. Просто следуйте полностью документированному слою компоновки компонентов в файле компоновки печатной платы. Формат файла — ExpressPCB, а приложение для чтения и редактирования файла доступно для бесплатной загрузки. Если вы решите использовать внешний блок питания или блок питания собственной конструкции, то около 70% конструкции платы можно удалить.

Рисунок 6. Печатная плата , компонент SIde

Рисунок 6 показывает компонентную сторону платы, а Рисунок 7 показывает увеличенный вид секции усилителя заполненной платы.Обратите внимание на 20-контактный TPA6120A2 около верхней трети Рисунок 7 .

Рис. 7. Крупный план секции усилителя звука на заполненной печатной плате

На рис. 8 показана конфигурация заземляющей поверхности и тепловые переходные отверстия для TPA6120A2, взятые из файла ExpressPCB. TPA6120A2 чувствителен к колебаниям, и удаление заземляющей пластины под ключевыми выводами снижает межпроводную емкость и склонность к колебаниям. Плоскость земли отображается зеленым цветом.

Рис. 8. Схема ExpressPCB, показывающая конфигурацию заземляющей поверхности и тепловые переходы для TPA6120A2 (U5)

Строительство

Работа с 20-контактным TPA6120A2 для поверхностного монтажа представляет собой небольшую проблему, поскольку нижняя часть ИС должна быть припаяна к тепловым переходным отверстиям на печатной плате. Карандаш с горячим воздухом полезен, но не обязателен для этого шага.

Кабели, разъемы и другие периферийные компоненты должны быть подключены непосредственно к соответствующим клеммным колодкам на печатной плате.Держите входные линии переменного тока отдельно от входных аудиокабелей и выходных кабелей.

Рис. 9. Усилитель с стойками и тороидальным трансформатором, готовый к установке

Рисунок 9 показывает законченный усилитель с присоединенным тороидальным трансформатором, готовый к установке, а Рисунок 10 показывает крупный план входного гнезда прибора и проводки ступенчатого аттенюатора.

Рис. 10. Подключение ступенчатого аттенюатора и инструментального входного разъема

Тестирование

Внимательно осмотрите свою работу, особенно паяные соединения трех микросхем.Используйте слаботочный омметр для проверки очевидных коротких замыканий. Используйте контрольные точки для сравнения значений из левого и правого каналов.

Перед подачей питания переменного тока удалите два предохранителя на 1 А. Подайте питание переменного тока на трансформатор и убедитесь, что источник питания выдает как +12 В постоянного тока, так и -12 В постоянного тока. Отключите питание переменного тока, замените предохранители и снова включите питание. Подайте сигнал на входное гнездо и контролируйте выход с помощью пары наушников. Поскольку схема усилителя симметрична, уровни напряжения и сигнала также должны быть симметричными.Поэтому, если одна сторона вашего усилителя не работает, используйте измерения напряжения и сигнала с другой стороны в качестве эталона.

Упаковка

Хотя подойдет любая алюминиевая коробка подходящих размеров, мне нравятся экструдированные алюминиевые коробки Hamond, и я использовал HM905-ND 8,6 x 6,3 x 2 дюйма с алюминиевыми передней и задней панелями. Что касается передней панели (см. , рис.11, ), я потратил много денег и разработал индивидуальную синюю, белую и красную панели, используя программное обеспечение от Front Panel Express ( www.frontpanelexpress.com ).

Рис. 11. Передняя (левая) и задняя (правая) панели

Для задней части я использовал панель, поставляемую с коробкой Hamond, и выглажил буквы с лазерной распечатки на фотобумаге Staples Photo Paper. Перед глажением надписи очистите панель ацетоном. Смочите бумагу теплой водой и снимите ее с панели, чтобы обнажить черные буквы. Кончиками пальцев (не ногтями) протрите всю бумагу, оставшуюся на панели.Высушите панель и нанесите матовый прозрачный лак Krylon.

Оценка

Субъективно усилитель работает не хуже моего дорогого коммерческого аудиооборудования. Очевидно, он намного тише, чем усилитель для наушников на базе LM386, который я построил для другого проекта. Музыка из моего лампового предусилителя, а также гитарные тона чистые и четкие.

Правильное сравнение этого усилителя с другими усилителями требует объективных измерений таких факторов, как THD + N. Если у вас нет комнаты, полной оборудования для проверки звука, я предлагаю вам использовать недорогой анализатор звукового спектра на базе ПК, такой как TrueRTA.Полнофункциональная версия TrueRTA с низким разрешением доступна для бесплатной загрузки по адресу www.TrueAudio.com .

На рисунке 12 показан уровень шума усилителя в диапазоне 0–50 кГц.

Рисунок 12. Уровень шума усилителя, 0-50 кГц

Как видно из рисунка, уровень шума постоянен во всем диапазоне измерения и составляет около -93 дБ. Как описано в документации TrueRTA, минимальный уровень шума звуковой карты вашего ПК ограничивает минимальный уровень шума, который можно измерить.Из-за различий в звуковых картах и ​​несоответствия импеданса между входом звуковой карты и выходом усилителя я считаю сравнительные результаты более значимыми, чем абсолютные значения измерений. TrueRTA показал, что минимальный уровень шума для моего усилителя на базе 386 был примерно на 20 дБ больше, чем для прецизионного усилителя.

На рисунке 13 показана частотная характеристика усилителя, снова с использованием TrueRTA.

Рисунок 13. Частотная характеристика с входным каскадом в соответствии со схемой

При показанном на схеме входном каскаде фильтра нижних частот с резистором 220 кОм частотная характеристика ровная от 0 до примерно 18 кГц.Если ваши источники звука включают сигналы с частотой выше 18 кГц (и вы действительно можете слышать сигналы), рассмотрите возможность модификации входной цепи. Удаление резистора 220 кОм и использование ступенчатого аттенюатора 50 кОм приводит к практически ровной частотной характеристике от 0 до примерно 20 кГц, как показано на Рис. 14 . Обратите внимание на любопытную частотную характеристику между 20 кГц и 50 кГц, связанную с каждой входной конфигурацией.

Рис. 14. Отклик частоты со ступенчатым входом аттенюатора 50 кОм

Отсюда

Описанный здесь усилитель может быть модифицирован в соответствии с вашими потребностями.Например, я построил два усилителя, один из которых сконфигурирован, как показано на схеме, и установил его постоянно в свой ламповый предусилитель.

Я построил второй усилитель со ступенчатым аттенюатором 50K и установил его в корпус Hamond для использования с моим проигрывателем компакт-дисков, iPod и электрогитарой. Я добавил недорогой линейный фильтр, чтобы уменьшить синфазный шум. Кроме того, я заменил резисторы 1 кОм на R6 и R14 на резисторы 2 кОм, чтобы обеспечить двукратное усиление. Как и в большинстве операционных усилителей, коэффициент усиления AD8610 пропорционален R6 / R5 в левом канале и R14 / R16 в правом канале.Вы можете создать вариант переменного усиления, заменив R6 и R14 встроенными восьмипозиционными переключателями и резисторами для поверхностного монтажа. Другой вариант — заменить R6 и R14 горшками на 10К. NV

Гравированные на заказ передние панели.
Передняя панель Express www.frontpanelexpress.com

Ступенчатые аттенюаторы, аудиоразъемы, конденсаторы и кабели.
DIYCable.com www.diycable.com

Ступенчатые аттенюаторы, ручки и соединители валов.
GoldPoint www.goldpt.com

Загрузки

Прецизионный усилитель для стереонаушников (список деталей, печатная плата, схема)

Усилитель для стереонаушников

Усилитель для стереонаушников — это всего лишь небольшой стереоусилитель мощности. Он обеспечивает выход, достаточный для работы с парой стандартных наушников с импедансом примерно 32 Ом. Устройство оснащено потенциометром регулировки громкости стерео, который позволяет регулировать звук до комфортного уровня прослушивания.Изначально устройство было разработано для встраивания в самодельный аудиомикшер для добавления возможности мониторинга через наушники. Схема очень маленькая и легкая, поэтому ее можно установить внутри аудиомикшера, используя только фиксацию втулки потенциометра громкости.

Описание цепи

Схема состоит из двух секций и небольшого количества компонентов, общих для обеих секций. Первый раздел основан на U1 и связан с левым аудиоканалом.Второй раздел основан на U2, который отвечает за правый аудиоканал.

Интегрированные схемы U1 и U2 представляют собой усилители LM386. LM386 может обеспечить до 325 мВт при нагрузке 8 Ом. Стандартные наушники обычно имеют большее сопротивление, поэтому доступный выход будет уменьшен. Однако это не имеет значения, потому что для полной загрузки наушников достаточно только очень маленького выходного сигнала. Поскольку компоненты, используемые в обоих аудио разделах, идентичны, необходимо описание только одного канала:

Входной сигнал для левого канала подается на вывод 3 U1.Контакт 3 — это неинвертирующий вход усилителя. LM386 — это усилитель мощности, предназначенный для использования в низковольтных бытовых устройствах. Внутреннее усиление установлено на 20 (26 дБ), чтобы уменьшить количество внешних компонентов. Поскольку коэффициент усиления очень высокий, сигнал линейного уровня будет слишком высоким для усилителя, и его необходимо сначала уменьшить. Это осуществляется с помощью потенциального делителя.

Входящий аудиосигнал проходит через конденсатор C2, предварительно установленный потенциометр R1 и поворотный регулятор громкости R2 на землю.Когда R1 настроен на максимальное сопротивление (1 Ом), а R2 также установлено на максимальное значение, напряжение сигнала будет примерно разделено на 100. Если предварительно установленный потенциометр R1 настроен на сопротивление меньше максимального, обеспечивается меньшее затухание. Какой бы ни была регулировка R1, при минимальной настройке R2 напряжение на скользящем контакте (дворнике) R2 будет равно нулю.

Для любого уровня входного сигнала предварительно установленный потенциометр R1 должен быть отрегулирован так, чтобы при максимальной громкости (R2) было минимальное искажение в сочетании с достаточной громкостью.R4, который является предустановленным потенциометром для правого аудиоканала, также должен быть отрегулирован так, чтобы был правильный баланс (равенство) громкости между левым и правым каналами.

Аудиосигнал левого канала передается дворником R2 и подается на U1 через конденсатор C4. C4 изолирует аудиосигнал переменного тока от небольшого смещения (напряжения смещения), которое присутствует на входном контакте U1 (контакт 3). Смещение устанавливается автоматически из внутренних компонентов U1 и позволяет усилить как положительную, так и отрицательную части формы волны входного сигнала, качаясь выше и ниже этого напряжения.

Усиленный сигнал левого канала появляется на выходном контакте (контакт 5) U1 и связан по переменному току с левым выходом наушников C3. Конденсатор C5, включенный последовательно с R3, используется для стабилизации усилителя и предотвращения любых колебаний, которые в противном случае могли бы возникнуть.

Схема питается от источника питания 6-9В бросил D1. D1 используется для обеспечения защиты от зарезервированной полярности. Конденсатор С1 используется для фильтрации питания. При использовании батарей C1 служит еще одной полезной цели: он сохраняет запас заряда, который обеспечивает любые мгновенные потребности в токе.Это чрезвычайно полезно, когда батарейки подходят к концу.

Строительство

Конструкция усилителя для стереонаушников основана на односторонней печатной плате. Подробная информация об этой конкретной плате представлена ​​в разделе загрузок. При установке электролитических конденсаторов необходимо соблюдать осторожность. Электролитические конденсаторы должны быть размещены с соблюдением полярности в соответствии со схемой.

Для стереопотенциометра R2 лучше использовать логарифмический тип, поскольку он обеспечивает улучшенный физиологический отклик при изменении громкости.Печатная плата очень маленькая и легкая, поэтому ее можно установить внутри аудиомикшера, используя только фиксацию втулки потенциометра громкости.

На прилагаемой плате есть место для всех компонентов, кроме гнезда для наушников. Этот разъем должен быть подключен к плате с помощью некоторых проводов.

Блок питания может состоять из стандартного слаботочного блока питания или из батареи 6В или 9В. Если устройство используется как автономное, достаточно четырех щелочных элементов размера AA.

Скачать раздел

Руководство по компоновке печатной платы и размещению компонентов

Как исправить короткое замыкание в наушниках, не убивая себя

Спасите наушники и свою жизнь с помощью этого простого руководства по устранению короткого замыкания.

Многие люди склонны рассматривать проблему короткого замыкания как конец провода для своих наушников. Однако вы действительно не можете их винить.

Как бы просто это ни звучало, короткометражка на самом деле является довольно грозным (и смертельным) врагом для тех, кто не разбирается в электронике.

Однако это не то, с чем может справиться хороший разумный гид.

Для смельчаков, которые остановились и задались вопросом, смогут ли они сами решить эту проблему, этот для вас! С другой стороны, для тех, кто все еще решает, пачкать руки или нет, пусть это будет знаком, потому что сегодня мы поговорим о том, как исправить короткое замыкание в наушниках.

Быстрые ссылки

Что происходит при коротком замыкании наушников

Короткое замыкание или короткое замыкание — это общий термин для электронных устройств. Это одна из самых распространенных проблем, которая может случиться практически со всем, что проходит через электричество. Если вы не жили под камнем, скорее всего, вы уже испытали короткое замыкание или два.

Короткое замыкание происходит, когда провод с электронным питанием касается нейтрального провода. В случае наушников это обычно происходит в области соединения провода с динамиком наушников или вилкой.

Ваши наушники наверняка выйдут из строя или не будут работать вообще при коротком замыкании. Вот некоторые из вещей, которые могут возникнуть при закоротке наушников:

• Прерывистый звук — это один из первых признаков короткого замыкания. Если ваши наушники отключаются при перемещении, возможно, вы уже столкнулись с проблемой проводки.
• Статичность звука — Статичность может означать многое, но короткое замыкание, безусловно, является одним из наиболее разумных объяснений.Проще говоря, статическое электричество, которое вы слышите, может быть вызвано колебаниями зарядов вдоль проводов.
• Неслышно или изменение качества звука — Короткое замыкание может многое, включая отключение некоторых проводов и зарядов внутри линии. При этом поврежденные басы, средние или высокие частоты являются обычным результатом. Это также может привести к тому, что наушники перестают работать на одном ухе.

Как исправить замыкание в наушниках

Вот для чего вы сюда пришли. Когда дело доходит до устранения короткого замыкания в наушниках, вы можете использовать инвазивный или неинвазивный подход.

Но какой бы подход вы ни выбрали, вы должны сначала определить место возникновения проблемы.

Найдите проблемную зону

Шорты в наушниках не всегда легко определить. Хотя в некоторых случаях короткие замыкания возникают из-за видимых порезов или любых повреждений проводов наушников, в большинстве случаев проблема носит внутренний характер.

Это сразу делает первый шаг этого руководства сложной задачей.Но эй, мы здесь не для того, чтобы нас остановило что-то такое маленькое, верно?

Есть два способа определить зону короткого замыкания. Первый — использовать мультиметр, а второй — просто полагаться на изгибы и повороты. Мы рассмотрим каждый из этих методов один за другим.

Прежде всего, убедитесь, что проблема действительно в ваших наушниках, протестировав их на разных устройствах и проверив, существует ли проблема с ними.

Использование мультиметра

Мультиметр — это инструмент, используемый электриками для обнаружения изменений тока.Это инструмент, которым пользуются профессионалы, но если вы знаете, как это сделать, от него не будет никакого вреда.

Вот шаги по использованию мультиметра:

1. Настройте мультиметр на проверку целостности цепи, нажав кнопку со значком Омега или мА. Подключите и провода соответствующим образом. Мультиметр со стрелкой, указывающей на кнопку «Continuity» (от: Marcus Hutsell / YouTube)
2. Создайте прорезь, чтобы обнажить часть наушников, и коснитесь каждого из оголенных проводов проводом мультиметра.Используйте черный провод, чтобы прикоснуться к кончику наушников, а другим — к красному.

   Мультиметр издаст звуковой сигнал, если с проводом нет проблем. Продолжите тестирование, сделав надрез для проверки каждой половины, а затем соответствующих половин половин, пока не найдете ту часть, которая заставит ваш мультиметр не издавать звуковой сигнал.

   Мультиметр проверяет провода (От: Marcus Hutsell / YouTube)

Скручивает и изгибает

Другой способ определить место, где оборваны провода наушников, — это выполнить «тест на покачивание».Это когда вы в основном скручиваете и сгибаете проволоку, пока не почувствуете разницу.

Давайте рассмотрим шаги один за другим.

1. Вставьте наушники в телефон или музыкальное устройство и включите музыку. Подключение наушников к iPhone и воспроизведение музыки (Источник: Sandy Lareau / YouTube)
2. Удерживая часть провода рядом с наушником, согните или покачивайте его .Захватывая и покачивая провод наушников (Источник: Sandy Lareau / YouTube)
3. Доберитесь до другого конца провода и покачивайте каждый дюйм, пока не услышите, что звук наушников прерывается.Проделайте это несколько раз, пока не отключите оборванные части провода. Имейте в виду, что небольшое изменение качества музыки также может быть индикатором. Проверка концов наушников на предмет короткого замыкания (Источник: Sandy Lareau / YouTube)

Устранение короткого замыкания наушников без инструментов

Теперь приступим к ремонту!

Первый вариант устранения короткого замыкания в наушниках — это простой метод. Вы не поверите, но вы можете починить неисправный провод просто с помощью старой доброй изоленты.Вот как это сделать:

1. Удерживайте, скручивайте и поворачивайте сломанную часть провода наушников до тех пор, пока он не достигнет определенного положения, где вы снова сможете правильно слышать звук через наушник. Зажмите его пальцами. Определение причины короткого замыкания (Источник: Mj Crafts Point / YouTube)
2. Оберните участок изолентой.

   Это позволит кабелям достаточно сжаться, и в конечном итоге правильные провода снова будут соприкасаться.

   Наклейка изоленты на провод наушников (Источник: Mj Crafts Point / YouTube)

Устранение короткого замыкания наушников путем ремонта провода

Если неинструментальный метод не работает, возможно, вам придется пойти на более сложный способ как исправить короткое замыкание в наушниках.Для этого нужно разделить провод наушников, удалить сломанный кусок и снова присоединить оставшиеся провода.

Звучит сложно? Выполните следующие действия, и все должно пройти хорошо:

1. Найдите поврежденный участок провода и аккуратно снимите изоляцию, чтобы полностью обнажить проводку. После этого отрежьте поврежденную часть. Провод наушников разделится на две части (Источник: RichsMethods / YouTube)
2. Выгорите цветное эмалевое покрытие зажигалкой, чтобы обнажить медную проводку.

   Эмалевое покрытие сначала выгорит, прежде чем повредит медь, так что не бойтесь. Однако старайтесь перемещать огонь, чтобы убедиться, что эмаль догорает равномерно.

   Выжигание эмали на проводке наушников (Источник: RichsMethods / YouTube)
3. Снова соедините провода, защемив медные провода, а затем скручивая и скручивая их, пока они не останутся целыми.

   Убедитесь, что вы соединяете вместе медные провода с эмалевым покрытием одного цвета.

   Скручивание медных проводов наушников вместе (Источник: RichsMethods / YouTube)
4. Оберните все изолентой.Если у вас есть паяльник, спаяйте провода вместе перед тем, как обернуть все это, сделает его более прочным. Фиксированная проводка наушников, покрытая изолентой (Источник: RichsMethods / YouTube)

   В качестве альтернативы вы также можете использовать более продвинутые герметики для проводов наушников как термоусадочные трубки или Sugru. Посетите наше руководство о том, как закрепить провода наушников, чтобы узнать больше.

Как предотвратить короткое замыкание наушников

Как гласит старая пословица, профилактика всегда лучше лечения, и то же самое касается коротких замыканий для наушников.Хотя наушники и шорты кажутся неизбежными, избежать их — задача не из невыполнимых.

Короткое замыкание в наушниках обычно случается при напряжении или перегибе провода. Увеличить срок службы наушников легко, если вы знаете правильные вещи и следуете советам.

Не скручивайте наушники слишком туго

Скручивание — это наша привычка, когда мы храним наушники. Это быстрый способ упорядочить любую проволоку, но мы, кажется, забываем, что некоторые провода намного более хрупкие, чем другие.

По сравнению с наматыванием толстых проводов, таких как USB-кабели, наматывание проводов наушников требует немного большей осторожности. Если вы намотаете его слишком туго, не исключено, что провода внутри случайно разорвутся.

Если вы просто остаетесь дома, повесьте наушники, а не скручивайте их.

Вытаскивайте вилку, а не кабель

Возможно, вы уже слышали это напоминание один или два раза, когда родители учили вас, как подключить новую микроволновую печь.То же самое напоминание и принцип применимы к кабелям для наушников.

При отсоединении кабеля наушников от телефона или любого устройства держитесь за вилку, а не за кабель. Место соединения между проводом и плюсом очень чувствительно и уязвимо, поэтому натягивание кабеля увеличивает напряжение в этой области.

Это также может предотвратить другие физические проблемы с наушниками, такие как незакрепленное гнездо для наушников или погнутый штекер.

Уменьшите громкость перед подключением или отключением от сети

Теперь это во многом связано с электрическими сигналами, отправляемыми с вашего устройства на наушники.Всегда помните, что по этим проводам течет электричество, и внезапное включение или выключение без какого-либо отношения к громкости может буквально шокировать ваши динамики.

Хотя сегодня многие телефоны уже имеют эту функцию, встроенную в свои программы, просто не забудьте уменьшить громкость при подключении или отключении наушников. Это должно обеспечить бесперебойное соединение ваших устройств, что снизит вероятность повреждения в долгосрочной перспективе.

Вывод

А вот как исправить короткое замыкание в наушниках.Хотя это может быть запутанно и сложно, нет ничего более полезного, чем действительно добиться успеха в том, что вы делаете в первый раз. Многие из нас уже установили прочную связь с нашими наушниками, поэтому починка их своими руками определенно является одним из лучших ощущений.

Если у вас возникнут другие проблемы с наушниками, ознакомьтесь с нашей статьей о том, как исправить сломанные наушники. Тем не менее, если ничего не помогает, возможно, пришло время заменить старые наушники новой парой. Если у вас возникли проблемы с отпусканием, мы придумали разные идеи о том, что вы можете сделать со своими сломанными наушниками.

Есть ли у вас какие-либо личные советы или предложения по устранению короткого замыкания в наушниках? Расскажите подробнее!

Схема усилителя наушников на 3 транзисторах

Усилитель для наушников — это относительно маломощный усилитель, который повышает низковольтный аудиосигнал от устройства-источника (будь то проигрыватель винила, ноутбук или смартфон) до достаточного уровня, чтобы он преобразовывал (или преобразовывал) в звук. волны динамиками внутри наушников. Он работает как усилители, которые питают полноразмерные динамики, но также работает на более низком уровне.В этом проекте мы собираемся построить простую схему усилителя для наушников с использованием некоторых транзисторов.

Схема усилителя наушников является неотъемлемой частью производства и записи средств массовой информации. Они маленькие, простые в использовании и дизайне, а также обеспечивают низкое энергопотребление.

Аппаратные компоненты

Для сборки этого проекта вам понадобятся следующие детали

Рабочее пояснение

Эта схема работает в два этапа: предусилитель и усиление.Входной сигнал поступает через ПК, ноутбук или смартфон, а выход — на наушники через гнездовой порт. Конденсатор (1 мкФ) блокирует составляющую постоянного тока, позволяя составляющей переменного тока проходить и достигать стадии предварительного усиления.

Транзистор Q1 (BC239C) усиливает входящий аудиосигнал, транзистор Q1 настраивается как функция смещения коллектор-база путем подключения сопротивления 68 кОм. Этот резистор обеспечивает отрицательную обратную связь для транзистора Q1.Выход Q1 достигает базы Q2 , служа входным управляющим сигналом. После предварительного усиления аудиосигнал дополнительно усиливается на Q2 (BC337) и Q3 (BC237) перед отправкой на выходные динамики (наушники). Эта цепь должна работать от напряжения питания 3–5 В.

Приложения

• Обычно используется для улучшения качества звука наушников с относительно низким сопротивлением.
• Также используется в качестве выходного каскада для предусилителей, соединенных с активными громкоговорителями.
• Также используется для усиления выхода сабвуфера или динамика.

Углубленный взгляд на то, как кабели для наушников переносят звук — Мой новый микрофон

Мы часто принимаем проводные наушники как должное: просто подключите их и вуаля , звук есть. Мне, как звукоинженеру, интересно понимать, как именно звук передается через кабели для наушников. Я написал эту статью для тех, кто разделяет мое любопытство и хотел бы лучше понять поток аудиосигнала и наушники.

Как кабель наушников передает звук? Кабель наушников создает электрическую цепь, которая передает аудиосигнал (напряжение переменного тока) от источника (смартфон, усилитель, интерфейс и т. Д.) К наушникам, которые превращают сигнал в звук. Различные схемы подключения используются для передачи моно или стерео, а также несимметричного или сбалансированного звука.

В этой статье мы поговорим о каждой из общих схем более подробно и обсудим основы потока аудиосигнала и преобразователей для наушников.

Что такое звук?

Аудио в общих чертах определяется как электрическое представление звука.

Звук описывается как механические волны, которые изменяют локальное давление в среде. Звуковая волна проходит через среду, вызывая пики максимального сжатия и впадины максимального разрежения в различных местах в среде.

Аналоговые аудиосигналы воспроизводят эти формы волны как напряжения переменного тока (электрические сигналы). Цифровые аудиосигналы представляют собой аналоговые сигналы путем дискретизации амплитуды (как битовой глубины) много раз в секунду (как частоты дискретизации).

Звуковые волны и аудиосигналы имеют частотный диапазон от 20 Гц до 20 000 Гц (Гц = Герц, который измеряет количество циклов в секунду). Звуки, естественно, имеют много частот (гармоник и др.), Которые составляют тембр и высоту звука. Каждая из этих частот обычно имеет свои собственные переходные процессы и амплитуды, которые определяют характер звука.

Синусоидальные волны — это одночастотные волны, и это самый простой способ представления звука. Вот иллюстрация синусоиды:

Для звука впадина представляет собой максимальное разрежение, вызванное волной, а пик — максимальное сжатие волны.

В аналоговом аудио желоб представляет собой минимальное напряжение переменного тока, а пик представляет собой максимальное напряжение переменного тока.

В цифровом аналоговом канале соответствует наименьшее значение сигнала в дБFS (полная шкала в децибелах), в то время как пик представляет наибольшее значение в дБFS.

Чтобы узнать больше о звуке и аудио, прочтите мою статью В чем разница между звуком и аудио?

Звук, отправляемый на драйверы наушников, всегда аналоговый.Независимо от типа драйвера, для преобразования в звуковые волны требуется переменный электрический ток. В конце концов, наушники — это преобразователи, которые превращают аудиосигналы в звуковые волны.

Преобразователь наушников

Давайте подробнее рассмотрим, как наушники подходят под определение преобразователя. Преобразователь — это устройство, преобразующее одну форму энергии в другую.

Преобразователи для наушников преобразуют электрическую энергию (звуковой сигнал) в энергию механических волн (звуковые волны).Элемент, отвечающий за это преобразование, называется драйвером.

Подавляющее большинство наушников имеют динамические драйверы с подвижной катушкой, которые преобразуют звук в звук с помощью электромагнитной индукции.

5 основных драйверов наушников и принципы их работы следующие (щелкните ссылки для получения дополнительной информации о каждом типе):

1. Динамика подвижной катушки: электромагнитная индукция
2. Планарная магнитная: электромагнитная индукция
3. Электростатическая: электростатические принципы
4. Сбалансированная арматура: электромагнитная индукция
5. Костная проводимость: пьезоэлектрическая

С учетом Тип драйвера, электрическая цепь должна быть выполнена с драйвером тем или иным способом.Для этого необходимо, чтобы к проводящей части драйвера было подключено как минимум два электрических провода.

В динамических драйверах с подвижной катушкой подводящие провода подключаются к любому концу проводящей катушки.

Планарные диафрагмы магнитного привода имеют встроенный проводящий материал, поэтому электрические выводы присоединяются к диафрагме на обоих концах проводящего элемента.

Электростатические драйверы имеют параллельные статоры, которые действуют как своего рода конденсатор.Усиленный сигнал передается через два электрических провода: по одному к каждому статору.

В сбалансированных драйверах якоря также используется токопроводящая катушка. Эта катушка намотана на якорь, и к каждому ее концу прикреплены провода.

Наконец, к пьезоэлектрическому кристаллу драйвера костной проводимости подключены два электрических вывода, замыкающих электрическую цепь.

Объяснение этих типов драйверов дает нам хорошее представление о том, как аудиосигналы взаимодействуют с наушниками.Помня о самом конце, давайте рассмотрим, как аудиосигналы передаются через кабели наушников.

Как через кабели для наушников переносится звук?

На данный момент мы знаем, что наушники — это преобразователи. Для преобразования энергии их драйверы должны быть частью электрической цепи, через которую проходит аналоговый аудиосигнал (переменное напряжение).

Это переменное напряжение обычно передается от подключенного аудиоустройства через кабель наушников к драйверу.

При этом беспроводные наушники становятся все более распространенными (подробнее о беспроводных наушниках здесь).

Но в этой статье мы сосредоточимся на том, как звук проходит от устройства через разъем для наушников и кабель наушников к драйверам.

Разъем для наушников

Аудиосигналы, передаваемые с устройства на пару наушников, почти всегда проходят через разъем для наушников.

Помните, как приводу для правильной работы требуется как минимум два подводящих провода? Гнезда для наушников эффективно подготавливают аудиосигнал к отдельным компонентам на разных проводниках (часто называемых полюсами).

также очень часто имеют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) в непосредственной близости от их конструкций. Наушники по своей сути аналоговые, но многие из наших аудиоустройств являются цифровыми (смартфоны, цифровые консоли, ноутбуки, аудиоинтерфейсы, планшеты и т. Д.).

Качественный ЦАП преобразует цифровой звук с устройства в аналоговый звук, который через разъем передается на кабель, который подключается к драйверу наушников.

Обратите внимание, что если наушники спроектированы как гарнитура (они включают микрофон), ЦАП может эффективно преобразовывать аналоговый сигнал с микрофона в цифровой звук для обработки цифровым устройством.

Палки: наконечники, кольца и рукава

Возвращаясь к отдельным проводам разъема для наушников и совместимому с ним штекеру, мы должны обсудить наконечники, кольца и рукава.

Если у вас есть пара проводных наушников поблизости, посмотрите на конец их кабеля. Скорее всего, вы увидите коннектор, похожий на этот:

Он называется соединителем или штекером TRS (наконечник-кольцо-втулка). На изображении выше показан штекер 3,5 мм (измерительный диаметр).Наконечник, кольцо и втулка хорошо промаркированы.

Названия этих проводящих полюсов легко запомнить, визуализировав их физическую форму на разъеме:

• Наконечник находится на конце разъема.
• Кольцо образует кольцо вокруг разъема.
• Гильза слишком длинная, чтобы быть кольцом, и доходит до нижней части разъема.

Гнездовой порт для наушников называется гнездом, а штекерный разъем для наушников — штекером.

Для получения дополнительной информации о разъемах и разъемах ознакомьтесь с моей статьей В чем разница между разъемом для микрофона и разъемом?

Каждый проводящий полюс изолирован от соседнего полюса и несет свой собственный отдельный фрагмент полного аудиосигнала.

Хотя существуют разные стандарты подключения, большинство разъемов для наушников совместимы со штекерами для наушников и соответствующими наушниками.

Обратите внимание, что не во всех наушниках используются гнезда для наушников.Существует множество беспроводных наушников. Также бывает, что электростатические и некоторые планарно-магнитные наушники требуют разных разъемов для подключения к их специализированным усилителям.

Если ваш проводной разъем для наушников не похож на изображение выше, он, вероятно, выглядит так:

У этого соединителя TRRS на один провод больше, чем у вышеупомянутого соединителя TRS.

Гильзовый соединитель обычно является заземляющим полюсом и часто действует как возврат для аудиосигнала.Другими словами, он соединяет устройства и наушники с заземлением, а также замыкает цепь между разъемом для наушников и драйвером наушников. Этот тип схемы называется несимметричным звуком.

Концевые и кольцевые соединители обычно являются сигнальными проводами. Это фактически означает, что аудиосигналы проходят через них, и они не связаны с землей. Важно отметить, что втулка часто требуется как обратный провод для наконечников и колец.

Некоторые проводные наушники имеют цифровые разъемы, такие как Lightning или USB. Эти кабели будут обсуждаться в следующем разделе этой статьи (перейдите к этому разделу, нажав здесь).

С помощью этого праймера на наконечниках, кольцах и гильзах давайте рассмотрим различные стандарты проводки кабелей для наушников:

Несбалансированные монофонические сигналы наушников

Несимметричные монофонические сигналы наушников передаются по двум проводам внутри кабеля. Эти провода подключаются к одному или двум драйверам наушников, поскольку монофонические наушники могут иметь один или два драйвера.В случае монофонических наушников с двумя драйверами оба провода разделяются и отправляются на каждый драйвер.

Mono часто имеют разъемы TS (наконечник-гильза), наконечник которых служит сигнальным проводом, а гильза — заземляющим / обратным проводом.

• Наконечник: сигнальный провод
• Гильза: заземляющий и сигнальный провод

На схеме ниже наконечник будет подключен к красной линии, а гильза — к черной линии.

Соединения этих гарнитур различаются в зависимости от функций и возможностей гарнитуры, но сам монофонический сигнал наушников по-прежнему передается по двум проводам.

Гарнитуры всегда будут иметь более двух проводов (в отличие от разъема TS, описанного выше). Это связано с тем, что микрофон требует своего собственного пути прохождения сигнала с хотя бы одним обозначенным сигнальным проводом (и обратным сигналом, но возврат может быть общим для возврата / заземления наушников).

Несбалансированные аудиосигналы стереонаушников

Подавляющее большинство наушников спроектированы для несимметричного стерео и, следовательно, их кабели передают несимметричные стерео сигналы.

Причина проста в том, что стереофонические аудиозаписи являются стандартом для большинства музыки и телевидения. Кабели наушников также относительно короткие, поэтому правильная балансировка — это дополнительные расходы и сложности, которые не нужны для хорошего звука в наушниках.

Обычно это достигается с помощью разъема TRS (наконечник-кольцо-рукав) на конце кабеля наушников, который подключается к соответствующему разъему.

В этой конфигурации полюса будут подключены по следующей схеме:

• Наконечник: провод левого канала наушников
• Кольцо: провод правого канала наушников
• Гильза: общий провод заземления / возврата

Таким образом, соединение наконечника будет переносить левый канал к левому динамику, завершая цепь с обратным проводом (гильзой).Соединение кольца будет вести правый канал к правому драйверу, а также завершать цепь с обратным проводом (гильзой). Это можно визуализировать на диаграмме ниже:

Это позволяет наушникам эффективно воспроизводить стереозвук.

Сбалансированные аудиосигналы стереонаушников

Гораздо реже, чем несимметричные стереонаушники, бывают сбалансированные стереонаушники.

Эти наушники (а также их кабели и разъемы) предназначены для приема сбалансированного звука от сбалансированного стереофонического источника (или двух сбалансированных источников звука).

Прежде чем мы перейдем к этой схеме подключения, давайте быстро рассмотрим балансный звук.

Во-первых, мы повторим, что несимметричный аудиосигнал имеет один сигнальный провод и один обратный провод (который обычно служит заземлением / экраном). В симметричном звуке фактически есть два сигнальных провода, по которым один и тот же сигнал имеет одинаковые амплитуды, но противоположные полярности.

Сбалансированный звук обычно используется для передачи аудиосигналов по длинным кабелям. Симметричные входы имеют дифференциальные усилители, которые суммируют разницу между двумя сигнальными проводами.Это не только улучшает общий уровень сигнала, но и устраняет любые шумовые помехи, общие для обоих проводов.

В конструкции наушников нет реального входа для дифференциального усилителя. Скорее, сбалансированные сигналы отправляются непосредственно на драйвер наушников.

Чтобы лучше представить себе это, давайте представим аудиосигналы как переменные электрические токи, которыми они и являются:

Итак, мы имеем одинаковый сигнал с противоположной полярностью на двух проводниках. Это фактически означает, что, когда ток течет в одном направлении по первому проводу, равное количество тока течет в противоположном направлении по второму проводу.

Эти провода подключены к любому концу проводящего элемента в драйвере, поэтому скорость нарастания напряжения усилителя и диапазон колебаний напряжения удваиваются. Это повышает эффективность схемы драйвера наушников.

Дополнительными преимуществами являются снижение THD (общих гармонических искажений) из-за более низких требований к силе сигнала и устранение перекрестных помех из-за устранения общего провода заземления (что требуется в несимметричных разъемах).

Кроме того, именно 5-контактный разъем TRRRS обычно используется в сбалансированных стереонаушниках. Схема «наконечник-кольцо-кольцо-кольцо-втулка» имеет следующую разводку:

• Наконечник: аудио для наушников левого канала (положительная полярность)
• Кольцо: Звук наушников левого канала (отрицательная полярность)
• Кольцо: Звук наушников правого канала (положительная полярность)
• Кольцо: правый канал аудиосистема наушников (отрицательная полярность)
• Гильза: заземление / экран

Самый распространенный разъем для TRRRS — 4.4 пентакона (на фото ниже):

Поток сигнала сбалансированного стереозвука наушников описан на следующей диаграмме:

Гарнитуры и наушники со встроенными микрофонами

С ростом популярности мобильных голосовых и видеозвонков все больше и больше используются наушники со встроенными микрофонами. Гарнитуры также широко используются во многих приложениях, таких как работа по телефону, видеоигры и авиация.

Хотя существуют монофонические наушники со встроенными микрофонами, как и большинство обычных наушников, большинство гарнитур и комбинированных наушников / микрофонов обеспечивают стереозвук в наушниках. В частности, они обычно воспроизводят несбалансированный звук в наушниках.

Для получения дополнительной информации о различиях между сбалансированным звуком и несбалансированным звуком ознакомьтесь с моей статьей

Из того, что мы узнали о несимметричных наушниках, логично предположить, что любая пара несбалансированных наушников со встроенным микрофоном потребует дополнительного проводника / стойки для передачи микрофонного сигнала.

Это совершенно верно в большинстве случаев: наушники со встроенными микрофонами обычно получают (и передают) звук через 4-полюсные провода и разъемы.

В большинстве случаев это через TRRS (соединитель наконечник-кольцо-кольцо-втулка). Вот та же картинка в качестве напоминания:

Хотя существуют разные схемы подключения универсального разъема TRRS, наиболее современным и распространенным стандартом является стандарт CTIA (Ассоциация сотовой связи и Интернета AHJ (American Headset Jack)); AHJ подключается следующим образом:

• Наконечник: звук наушников левого канала
• Кольцо: звук наушников правого канала
• Кольцо: общее заземление
• Рукав: звук микрофона

Типичная гарнитура TRRS может быть описана на следующей диаграмме :

Важно отметить, что эти устройства эффективно отправляют сигналы на наушники / микрофон и обратно.Сигналы проходят по кабелю в обоих направлениях.

При подключении к цифровому устройству эти комбинации наушников и микрофона действуют как устройства ввода и вывода.

Чтобы узнать больше о наушниках и микрофонах и их роли в качестве устройств ввода и вывода, ознакомьтесь со следующими статьями «Мой новый микрофон»:
• Являются ли наушники устройствами ввода или вывода?
• Являются ли микрофоны устройствами ввода или вывода?

Большинство разъемов для наушников в настоящее время имеют проводку TRRS (стандарт CTIA) и могут принимать штекеры TS, TRS и TRRS.

Основная идея здесь в том, что разъем для наушников в некоторой степени универсален (хотя его размер / диаметр несколько ограничен без переходников). Штекер TRS, например, подключается следующим образом:

• От наконечника к наконечнику: Аудиосигнал левого наушника подключен
• Кольцо к первому звонку: Звук правого наушника подключен
• Гильза ко второму кольцу: подключено общее заземление
• Рукав к муфте: Общее заземление для результатов микрофона при коротком замыкании на землю

Эта система не идеальна, и могут возникнуть сложности (особенно при включении и отключении из-за короткого замыкания), но по большей части это довольно универсальная система.

Чтобы узнать больше о размерах разъемов для наушников, ознакомьтесь с моей статьей Различия между разъемами для наушников 2,5 мм, 3,5 мм и 6,35 мм.

Обратите внимание, что наушники с активным шумоподавлением также имеют встроенные микрофоны. Однако эти микрофоны предназначены не для телефонной связи, а, скорее, для записи окружающего шума, чтобы наушники могли эффективно производить «антишумовые» сигналы, подавляющие шум в ухе слушателя.

Чтобы узнать больше о наушниках и шумоподавлении, ознакомьтесь с моими статьями Passive Vs.Наушники с активным шумоподавлением и работают ли наушники с шумоподавлением с музыкой или без нее?

Подключение кабеля цифровых наушников

До сих пор мы обсуждали, как аналоговые аудиосигналы передаются от источника звука по кабелю к драйверу наушников. Эти кабели обычно имеют разъемы TS, TRS, TRRS или TRRRS, хотя также используются другие аналоговые разъемы (XLR и т. Д.).

А как насчет наушников с цифровыми разъемами? Это проводные наушники с разъемами Lightning и USB, которые стали более популярными с тех пор, как производители смартфонов перестали разрабатывать свои продукты с 3.5-миллиметровые разъемы для наушников.

Одним из примеров подключения цифровых наушников является разъем Lightning на конце популярных наушников Apple Earpods (ссылка для проверки цены на Amazon):

Apple входит в список лучших мировых брендов наушников / вкладышей «Мой новый микрофон».

Таким образом, цифровой разъем (Lightning, USB и т. Д.) Обеспечивает цифровое соединение с цифровым устройством (смартфоном, компьютером и т. Д.). Это соединение передает цифровой звук между цифровым «гнездом» и «штекером».”

Однако сразу после разъема в кабеле наушников (разъем Lightning в случае наушников Apple Earpods) находится цифро-аналоговый преобразователь.

Этот преобразователь эффективно преобразует цифровые аудиосигналы в реальные напряжения переменного тока, которые способны правильно управлять драйверами наушников.

Таким образом, эти цифровые разъемы действительно пропускают звук через свои кабели так же, как наушники с аналоговыми разъемами.

Как работают беспроводные наушники?

Теперь, когда мы понимаем, как проводные наушники получают свои аудиосигналы, важно обсудить, как беспроводные наушники получают свои аудиосигналы.В конце концов, беспроводные устройства становятся все более заметными на рынке, и наушники не исключение.

Аудиосигналы беспроводных наушников передаются не через проводящие провода, а без какого-либо физического соединения между аудиоустройством и наушниками.

Так как же звук передается по беспроводной сети? Что ж, мы не можем просто проецировать аудиосигнал по воздуху, поскольку он ограничен электрическим сигналом. Мы могли бы преобразовать этот сигнал в механическую волну, но тогда звук передавался бы через среду, что нарушило бы цель.

Аудиосигналы, следовательно, кодируются в сигналы несущей, которые не воспринимаются людьми. Несущие сигналы, используемые при передаче звука через беспроводные наушники, обычно находятся в радиочастотном или инфракрасном диапазоне.

Что происходит, так это то, что передатчик для беспроводных наушников, будь то ваш смартфон, использующий Bluetooth или физическое передающее устройство, кодирует звук в формат беспроводного сигнала с определенной частотой и передает этот сигнал в воздух.

Беспроводной приемник в наушниках настроен на прием этой беспроводной частоты и декодирует сигнал, беря из него исходный аудиосигнал.

Обратите внимание, что аналоговый звук и цифровой звук могут быть закодированы в сигнал несущей аналоговыми или цифровыми передатчиками, соответственно, и декодированы совместимым аналоговым или цифровым приемником. Однако сам несущий сигнал должен быть непрерывным аналоговым сигналом.

Чтобы узнать больше о беспроводных наушниках, прежде чем мы перейдем к лучшим моделям стоимостью менее 500 долларов, ознакомьтесь со следующими статьями «Мой новый микрофон»:
• Как работают наушники Bluetooth и как их подключить к устройствам
• Как работают беспроводные наушники? + Bluetooth и True Wireless

Как работают наушники? Наушники — это преобразователи, которые преобразуют звуковые сигналы (электрическую энергию) в звуковые волны (энергию механических волн).Существует 5 основных элементов преобразователя, известных как драйверы: подвижная катушка, планарно-магнитный, электростатический, сбалансированный якорь и костная проводимость. Принципы работы включают электромагнитный, электростатический и пьезоэлектрический.

Чтобы узнать больше о том, как работают наушники, ознакомьтесь с моей статьей «Как наушники издают звук?» (Простое руководство для начинающих).

Как работают разъемы для наушников? Гнезда для наушников работают, создавая правильные аудиосигналы на отдельных контактах / проводниках.Затем эти проводники подключаются к кабелям наушников и должным образом отправляют совместимые аудиосигналы на драйверы наушников. Многие разъемы для наушников имеют встроенные цифро-аналоговые преобразователи в непосредственной близости, чтобы эффективно преобразовывать цифровой звук в аналоговый звук, необходимый для наушников.

Для получения дополнительной информации о разъемах для наушников ознакомьтесь с моей статьей В чем разница между разъемом для микрофона и разъемом?

Amazon.com: Плата усилителя для наушников AC 15V-0-15V Эталонный набор схем Lehmann: Музыкальные инструменты

• время прибытия: 7-12 рабочих дней (стандартная доставка)
• Напряжение: 15 В переменного тока — 0—15 В
• Сопротивление наушников: 32–600 Ом
• Это усилитель для развлечений своими руками.только для профессионалов. вся информация уже напечатана на печатной плате, например, где подключить входную и выходную мощность, где подключить динамик. Если вы не знаете, как собирать компоненты или не можете прочитать точку на плате печатной платы, мы предлагаем вам получить дополнительную информацию в Google перед покупкой. это сэкономит вам много денег и времени
• Размер: 141 мм * 112 мм