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.
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.
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 è di tipo duale, 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 o su un moltiplicatore di capacità ad alte prestazioni di tipo BP221 è perfetta 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.
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.
Vorrei utilizzare tale amplificatore con piccoli diffusori ad alta efficienza magari autocostruiti con impedenza 4 o 8 ohm. Vorrei gentilmente sapere in tal caso quale potenza di uscita otterrei e se ci sono valori da modificare per ottimizzare l’ uso del circuito a tale scopo. Specifico che era tempo che cercavo un circuito serio con l’ uso di banalissimi finali BD139/40 e finalmente forse ho trovato il mio schema; appare eccezionale e spero di poterlo usare. Grazie per la risposta
Salve Antonio,
naturalmente il BA120 è capace di pilotare anche carichi più impegnativi, come dei piccoli diffusori da qualche watt. Nel mio laboratorio, uso regolarmente una versione leggermente modificata del circuito riportato in questo articolo, in cui la coppia BD139/BD140 è stata sostituita con una coppia TIP31G/TIP32G (adatti a smaltire il calore più rapidamente grazie al loro contenitore TO220) e portando i resistori R8/R9 a 0,22 Ω. Con questo circuito alimentato a ±15 V, riesco ad ottenere tranquillamente circa 4 W su 4 Ω, oppure circa 7 W su 8 Ω, più che sufficienti a pilotare piccoli diffusori con una buona efficienza. Per realizzare questa versione, ho impiegato il PCB originale, ma ho montato i TIP31G/TIP32G nel lato inferiore per via della piedinatura invertita. Ho quindi fissato il tutto direttamente su un dissipatore capace di ospitare due schede, ottenendo un amplificatore stereo che sta nel palmo di una mano.
Ho realizzato il circuito e devo riconoscerne i pregi. Il mio amplificatore integrato non mi convinceva, e con questo ho finalmente risolto la mia necessità: il suono è cristallino, dettagliato, ricco e avvolgente. Si riesce a ricostruire il soundstage con precisione e non è mai stancante. Davvero un ottimo circuito, con tanta potenza da vendere!!!
salve francesco anchio vorrei realizzare questo ampli ma x favore mi dici dove hai compreto le resistenze se on line xche’ non riesco a trovarle alcuni siti hanno certi valori ma non tutti e il trasformatore d’alimentazione grazie 1000 ma il pcb eventualmente si puo’ acquistare da qualche parte
PCB di ottima fattura e dimensioni compatte. L’amplificatore funziona divinamente, suono potente, pulito e con dinamica impressionante anche con le cuffie più difficili. Ha dato nuova vita alle mie cuffie. Ottimo progetto, ne prenderò presto un’altra coppia.
salve francesco anchio vorrei realizzare questo ampli ma x favore mi dici dove hai compreto le resistenze se on line xche’ non riesco a trovarle alcuni siti hanno certi valori ma non tutti e il trasformatore d’alimentazione grazie 1000 ma il pcb eventualmente si puo’ acquistare da qualche parte
Buongiorno,
bellissimo progetto : lo vorrei realizzare anch’io e mi chiedevo se è possibile acquistare il pcb.
Grazie e buona giornata
Pierluigi