Hodetelefonforsterker

Introduksjon

Denne audio hodetelefonforsterkeren er en såkalt minimum type siden den bare består av to felteffekttransistorer. På grunn av oppbyggingen kjører den i klasse A. Inngangstransistoren er en JFET, mens utgangstransistoren er en mellomeffekt MOSFET med forholdvis høy tomgangsstrøm. I prototypen er benyttet Toshiba JFET som ikke produseres lenger, men transistorene  fra det amerikanske halvlederselskapet Linear Systems kan benyttes istedet.

Denne hodetelefonforsterkeren har erstattet min tidligere hodetelefonforsterker, tidligere beskrevet her. En fordel med den nye, er at en enkel strømforsyning er tilstrekkelig, bare den kan levere nok strøm. Det er derfor benyttet en Mascot AC/DC-omformer på 10 W som ekstern strømforsyning på 24 V for begge kanaler. Den følgende beskrivelsen gjelder for en enkel kanal. I prototypen ble det benyttet et volumpotensiometer for hver kanal. Det kan selvfølgelig benyttes et stereopotensiometer, men husk at dette er en hodetelefonforsterker, slik at 'tracking' mellom de to kanalene må være meget god (hvis det ikke benyttes et balansepotebnsiometer i tillegg).

Kretsskjema

Kretsskjemaet er vist nedenfor. Som nevnt benyttes en ekstern uregulert spenningsforsyning, som tilføres pinne J5 (og J6 for 0 V ). Det er derfor lagt inn to lavpassfiltre (RC-filtre) for å øke forsterkerens rippelundertrykking. Det er selvsagt ikke noen ulempe å benytte en regulsert forsyning.

Inngangsmotstanden er bestemt av parallellkoplingen mellom R1 og R4 og er dermed i overkant av 100 kohm. Siden volumpotensiometeret står foran inngangen her, bør verdien ikke være noe større enn 20 kohm. I prototypen ble denne størrelsen benyttet, men 10 kohm bør også være et godt valg

JFET Q6 (2SK170/LSK170) har en strøm på ca 2 mA, som stort sett er gitt av gate-source-spenningen til utgangstransistoren Q9, MOSFET IRF9610. Ved hjelp av potensiometret RV17 fastlegges DC-spenningen på utgangen (drain på Q9 og toppen av R11). Denne spenningen stilles vanligvis inn til ca halvparten av forsyningsspenningen, i mitt tilfelle ca 12 V. Dette gir et arbeidspunkt på Q9 på 12V spenning og 120 mA strøm. Det er derfor lurt å la transistoren få en kjølefinne.

Størrelsen på C12, her vist som 300 uF, bestemmer nedre grensefrekvens. Denne er i underkant av 20 Hz for 30 ohms last. Det kan være lurt å sjekke hodetelefonimpedansen før valget av størrelsen på denne kondensatoren. For 8 ohm hodetelefoner vil 3000 uF være minimum. I prototypen ble det benyttet 3 plastkondensatorer, hver på 100 uF. For elektrolyttkondensatorene er en god regel å velge størrelsen slik at grensefrekvensen ligger godt under 20 Hz. Vær oppmerksom på at pluss-polen på kondensatoren(e) skal være drain på Q9 (toppen på R11). Forsterkerens øvre båndbredde er nærmere 1 MHz, fastsatt av C10.

Utgangsimpedansen er avhengig av størrelsen på C12, siden den vil stige for de laveste frekvensene. Med 300 uF ble den målt til ca 5 ohm ved 100 Hz og fallende til mindre enn 0,5 ohm ved 1 kHz. Med C12=3000 uF faller utgangsimpedansen til tiendeparten ved 100 Hz, så moralen er: Ved veldig lavohmige hodetelefoner er det nødvendig å bruke høye verdier på C12.

Strømforsyning

Komponentplassering og wiring

Prototypens forvrengning var ca 0,05 % ved en utgangsspenning på 1 V RMS i 30 ohm. Forvrengningen er forholdsvis konstant i det hørbare området, men vær oppmerksom på at volumpotensiometre på 50 kohm eller høyere vil øke forvrengningen noe ved de høyeste frekvensene ( i kHz-området). Forvrengningen ved 8 ohm ble ikke målt. På grunn av konstruksjonens oppbygging er forvrengningen dominert av 2. harmoniske.

Materialliste (BOM) er vist nedenfor. Forsterkeren egner seg godt for egne tilpasninger. Ved erstatninger, husk å ta høyde for endrede fysiske mål og pinnekonfigurasjoner.

Materialliste

Det er brukt 0,6 W metallfilmmotstander med 1 % toleranse. Det er fullt mulig å bruke en annen MOSFET for Q9 enn IRF9610, men det er ikke prøvd. Husk at transistorens  effektdissipasjon er såpass høy at det bør brukes kjølefinne.