2011年9月27日 星期二

耳機擴大器DIY

由於公司客服部門並不是獨立的隔離單位,接電話時常常受到其他部門的聲音影響。

雖然是客服人員帶著客服耳機聽電話,但由於客服耳機既不是全罩式,也不是雙耳式,

所以客服人員老是抱怨客戶來電聲音聽不清楚,

然而,電話機音量已經調整到最高了,效果依然不理想。

後來想到利用耳機擴大器來增加話筒音量,

可是網路查了又查,即便是網路拍賣的最便宜的也要近千元,

況且又不能直接使用,因為客服專用耳機的接頭就不太一樣,所以一定要改裝,

這樣下來,十幾部的客服電話的花費就會增加許多,

天啊,我只要簡單的把耳機音量擴大啊!!?

所以找上了一個國外專門自己DIY耳機的網站
http://gilmore2.chem.northwestern.edu/projects/index.htm 的 A Pocket Headphone Amplifier 章節

這個網站的幾乎都是愛好者的聚落,文件資源豐富,解說也很清楚。

所以我就參考了其中一組大家常用的耳機擴大器來自製,首先把基本結構電路先建立起來:

圖1:OP2134基本耳機擴大電路(單路)

由於國外網站使用單OP版的OPA132在台中電子街相當難找(可能幾乎不太有人用),

因此只好使用了雙OP版的OPA2134(這顆也不普遍找了十幾家只有一家有賣),

這顆的DataSheet在此:http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa134.pdfhttp://bit.ly/plcLnw

這顆德國Burr-Brown出品的音頻專用版OPA,具有很好的超低噪音、超低失真,
高輸入阻抗、很低的偏壓電流及8Mhz頻寬響應帶。算是一顆平價的高級品。
購入價格 NTD 140.

再來考慮它的電源,由於作者建議使用雙電源作為基礎會有比較好的雜音抑制(0點電位/接地)

而且輸出可以直接耦合,不需要增加過濾直流的電容(也容易造成低頻衰減)。

由於取得雙電源會增加不少成本/體積,例如使用雙輸出變壓器(不管是傳統式或是交換式)

亦或是自製雙輸出電源所需要使用笨重的變壓器等,都不算理想。

所以該作者也提供了一個虛接地的電源電路來讓OPA順利運作:

圖2:使用電池就可運作的虛接地電源電路

使用這個電路的好處是即便使用外部變壓器供電也只要找到單電源的變壓器就可以使用,

要注意的是單電源會被拆成一半來使用因此要注意OPA可承受的最低及最高電壓。

所以,若選用外部變壓器供電範圍可以在 5V 到 24V 之間,

考量成本與實際需要,選用 9V 作為電源算是比較不錯的,供應電流在 150 到 300 mA即可。
(電子街常見規格 12V 可能是比較便宜的變壓器)

由於客服耳機僅需要適當放大音量即可,品質上不會有過高的要求。

圖3:客服耳機擴大器實體完成圖


但BB的OPA2134是一顆高品質的音頻運算擴大IC,

如果,要作為隨身的高品質耳機擴大器,就可能要注意下面一些事情:

1、由於虛接地的影響,OPA2134運作時會有微小的直流偏移,尤其是阻抗小於32Ω的耳機,


容易導致正負壓有偏移現象;

耳機負載V+V-
未裝置耳機4.45V-4.45V
300Ω4.45V-4.45V
24Ω4.7V-4.2V


如果耳機阻抗太小,可以將 圖1 中的 R5-51Ω更換成 470μF電容(盡量選用Low ESR)。

2、音源本身若有雜音要注意是否來自於無線訊號 RF 的干擾,

可於輸入接頭內部訊號線的部份繞過一個鐵氧體環或者使用夾式氧鐵體(這裡可以看到),

可達到抑制外部RF干擾的效果。

3、射頻 RF 直接干擾電路:有時候擴大器太靠近手機之類裝置時,

若手機發出訊號搜尋基地台時,也會產生極大的音爆干擾源,要避開此干擾問題,

將電路封裝在一個金屬殼內,並將金屬殼接地,會是比較好的作法。

有人說可以用鋁箔,不過鋁箔太軟不小心有可能碰到電路而短路。

4、若是音源本身就具有雜音,此電路的增益為 11,也可能會把雜音一並放大,

所以作者也建議,可以降低增益來減少雜音被放大。

增益的控制由 圖1 的 R3 與 R4 決定,所以可以設計成可調整方式:

Gain = 1 + (R4 / R3)
圖4:可調整增益Gain
上圖 R3a 增益 = 2,R3b 增益 = 6

減少過度增益也算是一個處理的方法。

5、耳機保護:有些耳機屬於敏感式的耳機,對於電壓的反應很強,這類耳機,必須參考它的

最高電壓為何,否則很容易將耳機燒掉。下圖利用二極體形成一組限壓迴路以保護耳機:

圖5:輸出保護以及限幅


利用串連二極體形成正負1.4V的訊號電壓裁切,以保護耳機(當然訊號會不完整)。如果是低階

的耳機可以將串聯二極體改成一顆(0.7V)降低安全電壓上限。

VRs的用途在於限定限制輸出限幅,適當的增加限幅,可以保護使用者,以免造成聽力受損。

2 個回應:

匿名 提到...

請問電源要怎麼接

WILDOX 提到...

Re: 匿名 <2451475289735908514>
電源可以參考圖二的設計圖,接出來的部分會有3個點,分別是 V+、Gnd(接地)、V-。
分別將 V+ 接到圖一的V+、Gnd對Gnd、V-接到圖一的V- 即可。

若你不想使用9V方塊電池,可以直接改用12V電源。