BA120

Amplificatore per cuffia ad alte prestazioni

L’amplificatore per cuffie BA120 è un circuito progettato per fornire le migliori prestazioni durante l’ascolto in cuffia. Grazie a una circuitazione estremamente veloce e a un’ottima capacità di pilotaggio del carico, il circuito è in grado di fornire le eccellenti prestazioni di distorsione, rumore e potenza richieste durante l’ascolto con qualsiasi comune cuffia commerciale.

Progetto

Il circuito è costituito da uno stadio di potenza estremamente veloce pilotato da un op-amp per applicazioni audio con prestazioni di distorsione e rumore particolarmente elevate.

L’op-amp OPA134 integra un ingresso a JFET caratterizzato da una tensione di rumore di soli 8 nV/√Hz, un offset in ingresso di ±0,5 mV e una distorsione armonica totale ad anello chiuso di circa −122 dB (0,00008%). Grazie al suo elevato guadagno ad anello aperto di circa 120 dB su 600 Ω, questo op-amp può essere efficacemente sfruttato per pilotare uno stadio d’uscita a componenti discreti, garantendo prestazioni audio elevatissime.

Schema elettrico dell’amplificatore per cuffie ad alte prestazioni BA120. Il circuito è costituito da uno stadio di potenza ad alta velocità, pilotato da un op-amp integrato per uso audio ad alte prestazioni.

Lo stadio d’uscita è basato su una configurazione particolarmente veloce, dove uno coppia complementare di amplificatori a collettore comune (Q1 e Q3) pilota una coppia di transistori finali in classe AB (Q5 e Q6). I primi, sono polarizzati da una coppia di sorgenti di corrente costante (Q2 e Q4) che impiegano LED rossi di tipo classico (D1 e D2) come riferimenti di tensione da ~1,8 V. Grazie alla particolare configurazione circuitale impiegata, questo stadio d’uscita vanta una banda passante estesa ed uno slew rate estremamente elevato, che lo rendono particolarmente performante nel pilotaggio di carichi impegnativi.

Vista superiore del modulo amplificatore per cuffia BA120.

Tutti i resistori sono a strato metallico all’1% di tolleranza, con potenza di 0,6 W. I condensatori di segnale (C1 e C6) sono in film plastico metallizzato, mentre quelli sull’alimentazione sono ceramici multistrato (C2 e C3) ed elettrolitici in alluminio (C4 e C5) da almeno 25 V.

L’alimentazione, duale e preferibilmente stabilizzata, deve essere compresa tra ±12 V e ±15 V. Questo garantisce una potenza di oltre 2 W su un carico da 32 Ω. L’assorbimento medio di ciascun modulo alla massima potenza è tipicamente inferiore a 0,5 A efficaci per ramo, per cui un’alimentazione da 1 A basata sui classici regolatori della serie LM7812/LM7912 è solitamente adeguata per alimentare una coppia di moduli BA120 impiegati in configurazione stereo.

Costruzione

Ciascun canale è realizzato su una scheda individuale di soli 50 mm × 50 mm, che ne consentono l’alloggiamento in contenitori di piccole dimensioni. Il circuito stampato è a doppia faccia, ed è stato disegnato usando grandi piani di potenza e di massa, capaci di garantire le massime prestazioni oltre che migliorare significativamente l’immunità del circuito ai disturbi esterni.

Disposizione dei componenti sulla scheda. Il circuito occupa un’area di 50 mm × 50 mm.

Una realizzazione stereo richiede due schede BA120 identiche, che possono essere alimentate dalla stessa alimentazione o da due alimentatori separati. L’interasse dei fori è di 40 mm, e le schede possono essere sovrapposte. I transistori finali (Q5 e Q6) devono essere montati su un dissipatore per smaltire il calore generato durante il funzionamento.

Autore: bsproj

Appassionato di musica e progettazione elettronica.

11 pensieri riguardo “BA120”

  1. Buonasera.
    Montato il progetto BA120 alimentato dal progetto BP221 regolato con gli zener a 15v in uscita.
    Citando altri forum direi “impressive for the price!”.
    In attesa che mi arrivino gli OPA134 lo sto usando con i TL071(ho provato anche i TL081 ma qualcosa non andava, forse auto oscillava).
    Non ho la minima idea se tra i 2 IC la differenza sia abissale come nel prezzo(dalle mie parti il OPA134 costa 33 volte il TL071).
    Spero solo che non diventi asettico e/o tagliente con un opamp “moderno”.
    É collegato a un DAC ProJect che riceve dati tramite connessione Toslink da Mac Mini + Pine Player + eqMac.
    Ascolto prevalentemente jazz.
    Pilota tranquillamente le mie AKG K-340 (le caratteristiche della cuffia: https://www.headphonereviews.org/headphone/AKG/K340).
    THANKS e soprattutto THANKS per la disponibilitá.

    Rob

    1. Salve Davide,
      sì, il circuito può essere usato anche con cuffie da 250 ohm. Naturalmente il volume può risultare più basso rispetto ad una cuffia da 32 ohm, ma il risultato finale dipende strettamente dalla sensibilità della cuffia. In ogni caso, il volume può essere incrementato a piacere semplicemente riducendo il valore di R2.

  2. Buongiorno.
    Interessato a montare questo progetto mi chiedo dove sarebbe meglio montare il pot del volume.
    Usandolo in casa, pilotare il volume risulta indispensabile.
    Grazie anticipatamente per l’eventuale risposta.

    Rob

    1. Salve Roberto,
      il potenziometro può essere montato semplicemente a monte dell’ingresso, cioè esternamente alla scheda. Dal momento che l’impedenza d’ingresso della scheda è di 100 kohm, un potenziometro da 22-47 kohm è adeguato.

    2. “Salve Roberto,
      il potenziometro può essere montato semplicemente a monte dell’ingresso, cioè esternamente alla scheda. Dal momento che l’impedenza d’ingresso della scheda è di 100 kohm, un potenziometro da 22-47 kohm è adeguato.”

      Grazie.

      Rob

  3. Ho realizzato questo progetto e devo dire che sono molto soddisfatto del risultato. La riproduzione è musicale, con una fedeltà che non avevo mai riscontrato usando l’uscita cuffie di nessuno degli amplificatori in mio possesso. Bassi controllati, alti precisi, dinamica da vendere e soprattutto una tridimensionalità che fa dimenticare che si sta ascoltando in cuffia. Sono rimasto molto sorpreso dal fatto che mentre testavo il circuito è riuscito addirittura a pilotare alla perfezione anche i miei diffusori da scaffale, a conferma della robustezza e qualità del circuito!

  4. Con tutte queste sigle ho sbagliato: non parlavo della bp221 ma della bk … uffa! 251? Ne ho acquistati 4 esemplari e devo dire che ne sono entusiasta! Complimenti per la passione e per la competenza.

    1. Salve! Mi domando se questo progetto possa pilotare casse da 8 ohm: teoricamente dovrebbe erogare 0,5 watt , magari alimentato a +e-15 volt il che , per un micro impianto da computer con altoparlanti abbastanza efficienti , dovrebbe essere non male data la distanza tra le casse e le orecchie!!! Che dice in proposito? Cordiali saluti
      P.s. : Non Le ho mai detto che la seconda scheda del t- phonum con bp221 acquistata l’ho inserita nell’amplificatore di Bartolomeo Aloia GY50 : che meraviglia!

    2. Ciao Alessandro,
      sì, ti confermo che nel mio laboratorio uso questo regolarmente questo modulo per pilotare diffusori. Naturalmente questo richiede un’adeguata dissipazione dei transistori finali.

      Volendo ottimizzare il circuito per questo scopo, è possibile sostituire i BJT di uscita con modelli capaci di dissipare maggior potenza in formato TO-220, come i TIP-31/32 (facendo attenzione alla differente piedinatura!).

      Per quanto riguarda la scheda di alimentazione a basso rumore BP221, ti confermo che la sua versatilità la rende adeguata ad una miriade di applicazioni. Sentiti pure libero di condividere la tua esperienza commentando sull’apposita pagina, poiché sono certo che questo sarà molto apprezzato dagli altri utenti del sito:

      http://www.bsproj.it/bp221

      N

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