Verstärker mit TPA6120

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http://home5.swipnet.../qrv07r0_topview.jpg

Du hast es geschafft Tschakka!!!

Echte 0.000021 % THD an 10 kiloOhm OHMSCHE Last.

Nur noch ne Frage am Rande wo bekommt mann den Kopfhörer mit 10 kOhm ?


Aber Spass beiseite selbst mit ner ordentlichen Last liest sich das Datenblatt ganz ordentlich.

I know, those distortion figures are just quoted from the datasheet. What I know is that this TPA6120 is extremely good if you listen to it.

Sorry,
it is good to listen but hard to solder.
Frank

Hallo zusammen!

Vor ein paar Jahren habe ich mir den Sjöstrom-Audio QRV-07 Kopfhörerverstärker zusammengebaut, auf den ich durch das Forum hier aufmerksam geworden bin. Habe es nie gepostet, was ich hiermit nun aber nachholen möchte. Erst kürzlich habe ich nämlich ein passendes Gehäuse dafür zusammengewerkelt.

Was die Bauteile angeht, so habe ich mich größtenteils an die von Per-Anders vorgeschlagenen gehalten, sofern sie verfügbar waren. Die Platine kaufte ich natürlich direkt bei ihm.
Der einzige wirkliche Unterschied bei den Bauteilen ist, dass ich nicht den TPA6120 (Kopfhörerverstärker), sondern den THS6012 (ADSL line driver) genommen habe, weil ich von einem gelesen habe, der damit gute Erfahrungen gemacht hat.

Diese ICs waren mitunter am schwersten zu beschaffen, denn es gab sie nur bei Farnell und Digikey einzeln. Beide lieferten aber nur gegen Kreditkarte, die es damals noch nicht an jeder Straßenecke gab. Glücklicherweise hat Farnell an Studenten gegen Rechnung geliefert. Billig waren die Teile nicht aber dafür musste ich nicht gleich einen ganzen Karton kaufen, wie bei Segor (oder so).
Den unkritischen Rest habe ich ich von Conrad, Reichelt und diversen anderen geholt.

Als Operationsverstärker habe ich zudem den OPA627 gewählt. Falls einer gerne meine Quellen mit Artikelnummern wissen möchte: einfach schreiben.
Es war mein erstes SMD-Projekt und es war zwar nicht straight forward aber mehr als einen billigen 50W Lötkolben habe ich für das Thermal Pad nicht gebraucht. Den Rest habe ich mit einem 20W ERSA Lötkolben, Lötpaste aus der Spritze, einer Pinzette und einer Lupenlampe an einem Tag gemacht. Muss dazu schreiben, dass ich in meinem Leben bis heute nur sehr wenig gelötet habe (bin auch kein E-Techniker) und eigentlich nie wirklich zufrieden mit meinen Lötergebnissen.

Aber gut - er läuft bis heute problemlos. Was ich zum Ergebnis sagen kann ist, dass das Ausgangssignal genau so klingt, wie das Eingangssignal - nur eben lauter. Auf dem Oszilloskop sieht ebenfalls alles sauber aus. Es gibt weder ein Rauschen, noch sonst irgendwelche Verzerrungen. Bei der Wahl der Bauteile habe ich außerdem versucht, die bestmöglichen bekannter Hersteller zu nehmen (gerade was die Kondensatoren angeht).

Kann das Projekt also jedem weiterempfehlen. Die technischen Daten sprechen für sich. Fragen beantworte ich gerne!
Hier noch ein paar Impressionen...

Looks very impressive, will try it some time...

Hallo Per,
ja ich finde den IC auch genial gut, löste aber einige Dinge anders an als Du.

Und da ich den Vertrieb meiner KHV's jetzt langsam einstellen werde, weil ich auf Arbeit (ehemals FLUKE, jetzt ein anderer feiner Messtechnikhersteller) genug gefordert werde, lege ich mal meine kleinen KnowHow Geheimnisse offen und poste am Ende die Schaltpläne und hoffe die Hifi-Gemeinde profitiert davon:

Der wichtigste Punkt ist, dass ich dem TPA6120, keinen anderen IC vorschalte, um die niederohmige Ansteuerung -zur Vermeidung des Offsetproblems das der TPA sonst hat- zu gewährleisten. Jeder OPV im Signalweg bringt Nachteile. Ich verwende einen DC -Integrator, um das Offsetproblem auszuschalten, was ich für eine wesentlich bessere Lösung halte.
Und so banal es klingt: das 10kOhm Poti ist wichtig. Nimmt man mehr zum Beispiel 50kOhm hört man das Widerstandsrauschen dieses Potis!-so gut ist der TPA! Wer hat sollte/könnte 5kOhm nehmen.

Und dann treibe ich beim Netzteil nochmal sehr hohen Aufwand. Filtere die 230VAC schon mal, benutze einen Ringkerntrafo, schnelle Soft Recovery Dioden und siebe mehrfach und wirklich sehr großzügig.
Und dann halte ich eines auch noch für sehr wichtig: ich gönne den Spannungen hinter den Festspannungsreglern jeweils über 3000µF vorbeugend, um Schwierigkeiten durch das recht langsame Regelverhalten der Spannungsregler vorzubeugen.
Und dann ist das Absicht, das als letzter Regler, auch auf der Negativseite ein Positivregler sitzt-diese rauschen einfach weniger. Die Spannung ist sauberer.


Ja und alles in allem: Jeder der diesen Verstärker gekauft hat, ist voll lobender Worte

Verstärkerschaltung KHV-3A (L100, L200 lasse ich inzwischen lieber weg; der Dämpfungsfaktor wird besser, aber der Klirr steigt, wenn sie drin sind.)) viel Freude beim Nachbau :


Netzteilschaltung:


Zwei Fragen noch zu Deinem Verstärker Per:
C1 und C8 was für Kondensatoren sind das? Und aus welchen Material sind sie?
Und die 8,2 Ohm am Ausgang hast Du auch als sehr kleine SMD ausgeführt, sehe ich das richtig?
Im großen und ganzen finde ich Deine Platine aber auch nicht schlecht, sehr sauber hergestellt und die Ergebnisse werden auch sehr gut sein.

Viel Grüße aus Berlin
Lothar

Hallo!

@Mimamau
Schön, dass es Dir gefällt und Du so schnell geantwortet hast!

@Ultraschall
Für C1 & C8 habe ich den Panasonic ECHU1H104GC9 gewählt.
Alle Bauteile bis auf die großen Elkos, Netzteile etc. sind SMD.

BTW:
Hast Du schon mal mit dem THS6012 getestet und irgendeinen relevanten Unterschied festgestellt?

Grüße

Habe mir gerade mal ein paar Samples geordert...

Weißt Du schon nach welchem Schaltplan Du baust und ob Du den THS oder den TPA nimmst?
Oder hast Du was Eigenes im Sinne?

Ne, ich weis noch gar nichts...

@ consistor:

Ich hatte mal vor langer Zeit auch den 6012 den ich als Sample bestellt hatte, verbaut.
Aber ich erinnere mich echt nicht mehr, wie er abgeschnitten ist. Nicht schlechter, weiß ich noch, aber ich denke auch nicht viel besser.
Wenn ich die beiden Datenblätter vergleiche, ist das eine eben für Audio spezifiziert und das andere mehr für den professionellen Schaltungsentwickler. Dort finde ich wenigstens Rauschströme und Spannungen.
Wenn man die in etwa vergleichbaren Klirr-Kurven betrachtet, scheinen beide sehr gleich zu sein und ich verstehe deshalb auch nicht, dass TI zwei Typennummern für den offensichtlich gleichen IC vergibt. -Es sei denn sie werden nur unterschiedlich spezifiziert (ausgemessen)- speziell für Anwendung Audio und ADSL.
Dabei scheint mir dann das die ADSL Messlatte strenger/professioneller ist.
Wobei ich von Arbeit her solche Fälle kenne, das die "bessere" IC-Version eines IC auch nicht besser ist, als die, für die die schlechteren Daten angegeben werden. Der Hersteller garantiert es bei der besseren Version eben nur. Bei der anderen Version bekommt man es billiger, aber nicht garantiert.

(C7, C8 ist ja dann okay, befürchtete schon unter Umständen das es Keramik-C sind. Den 8,2 Ohm mache ich deshalb gern größer, weil er bei Kurzschluss und Signal am Ausgang-zum Beispiel während des Einsteckens des Klinkensteckers, dann sicherer überlebt und nicht so schnell wegbrennt.)

@Mimamau
OK Gib Bescheid, wenn Du mehr weißt!

@Ultraschall
[quote]Den 8,2 Ohm mache ich deshalb gern größer, weil er bei Kurzschluss und Signal am Ausgang-zum Beispiel während des Einsteckens des Klinkensteckers, dann sicherer überlebt und nicht so schnell wegbrennt.)[/quote]
Welchen Widerstand meinst Du genau? Meinst Du R10? Der ist bei mir 10ohm.
Welchen Wert nimmst Du?

Fragen über Fragen.

Bei mir heißt der R106/206. Der von den Ausgangspin 2 und 19 weiter zum Ausgang geht. 8,2 Ohm waren in der Standardapplikationsschaltung von TI drin und ich bin dabei geblieben.

Dann meinten wir die gleichen.
Ist also 10ohm bei mir. Ich kann aber auch auf insgesamt 120ohm umschalten.

PS:
Danke für die ausführliche Erklärung zum THS6012!

Meine Samples sind da!

Ich werde wohl mal den Nachbau von Ultraschalls Schaltplan angehen, dabei aber keine SMD-Teile verwenden.

Ja, ansonsten bräuchtest Du wahrscheinlich die Platine...
Dann wünsche ich Dir schon mal viel Erfolg und ein gutes Händchen beim Löten.

@Ultrschall
Sag mal, welchen Verstärkungsfaktor erreicht man mit der Schaltung, die Du hier reingestellt hast?
PS: Ah, ich seh schon. Du hast es dazu geschrieben...
Du hattest noch einen R104B und R104C parallel zum A vorgesehen?

Die Platine werde ich mir selbst erstellen und ätzen.
Beim Löten sehe ich keine Probleme, zwei Pins vom TPA vorher mit etwas Zinn versehen, fixieren und dann die restlichen Pins verlöten. Auf welchem Niveau liegt das Thermal-Pad vom TPA? Darf das auf GND?

Sehr praktisch, wenn Du selbst ätzen kannst.

Mimamau schrieb:

Auf welchem Niveau liegt das Thermal-Pad vom TPA? Darf das auf GND?

Ich glaub das muss sogar. Im Datasheet zum TPA6120 steht zum Thermalpad:

Connect to ground. The thermal pad must be soldered down in all applications to properly secure device on the PCB.

Soweit ich noch weiß, hat Per das so gemacht, dass er auf der Unterseite der Platine für das Pad eine große Kupferfläche zum Ableiten der Wärme vorgesehen hat. Also nicht nur eine "dünne" GND-Leiterbahn.

Danke, so hab ich mir das auch gedacht.

[quote="Consystor"]
@Ultraschall
Sag mal, welchen Verstärkungsfaktor erreicht man mit der Schaltung, die Du hier reingestellt hast?
PS: Ah, ich seh schon. Du hast es dazu geschrieben...
Du hattest noch einen R104B und R104C parallel zum A vorgesehen?[/quote]

Ja ich hatte mal Widerstände parallel dazu vorgesehen um durch Zinnbrücken oder DIL-Schalter die Verstärkung leicht ändern zu können - aber dreifach hat sich als so optimal erwiesen....es wurde nie gebraucht und ich habe vergessen die Bezeichnungen im Schaltbild zu ändern.

Und dann ist es kritisch, an den invertierenden Pin zu viel parasitäre Kapazitäten dran hängen zu haben und jeder Millimeter Leiterzug ist so eine parasitäre Kapazität und die Pads eines SMD-Gehäuses Bauform 1206 schlagen mit 0,2 pF zu Buche. Also besser keine parallelen Widerstände zur Verstärkungsänderung oder DIL-Schalter vorsehen.

Und ich empfehle wirklich im großen und ganzen viele SMD-Teile zu nehmen. Die sind einfach HF-günstiger und der TPA geht bis über 100 MHz und das ist einfach HF.

Grüße

Ich fragte, weil meiner sogar nur 2-fache Verstärkung hat, die mir aber ausreicht.
Wollte dann spontan mal wissen, wie Du das geregelt hast. So weiß ich nun, dass ich es zukünftig ändern kann, wenn es doch notwendig werden sollte.

Was die SMD-Teile angeht, sehe ich es genauso. Hatte zuerst Angst aber mit SMD-Lötpaste, Minilötkolben und ner Lupe ist das kein Problem.

Ich nehme erstmal keine SMD-Teile, weil ich keine da habe.
Wenn mich die gebaute Version überzeugt, bastle ich das ganze vielleicht noch mal in SMD.

Habe heute das Layout vom Netzteil fertig gemacht. Beim Belichten ist mir dann leider aufgefallen, dass ich die Folie falschrum aufgelegt hab, genauer gesagt nach dem Entwickeln...
Also morgen noch mal...

Ich werde wahrscheinlich noch einen mehrstufigen Crossfeed-Schalter hinzufügen, da ich das gerne mal hören möchte.

Ich habe mir schonmal ein Netzteil zusammen geschustert...
Demnächst gehe ich dann an das Layout vom Amp.

So, nachdem ich einen Schaltplan nach Ultraschalls Vorschlag zusammengebastelt hatte und er einfach gar nicht ging, ich auch keine Lust auf Fehlersuche hatte, hab ich eine weitere Schaltung gebaut, die näher an dem Beispiel im Datasheet ist. Auf den DC-Servo hab ich mal verzichtet, dafür hab ich noch einen zuschaltbaren Crossfeed. Und er funktioniert!



Leider hab ich hier mal auf das Verzinnen der Platine verzichtet wodurch sich das Löten leider sehr erschwerte, das hab ich jetzt für die nächste Platine gelernt...


Ich hab ihm sogar ein Kühlkörperchen spendiert.


Selbst bei offenem Eingang absolut kein Rauschen oder Brummen!

Hallo,

Darf ich diesen Thread noch mal exhumieren

meine Frage wäre, wie habt Ihr das bezüglich Thermal Design gelöst?

folgende Dinge gehen mir dabei durch den Kopf:

- stärkere Kupferfläche von 70µm
- Wärmeleitpaste Arctic Silver
- Coollaboratory Liquid MetalPad
- PowerPAD thermally enhanced package

Mach dir darüber keine Sorgen. Der Chip wird kaum warm und der Kühlkörper auf meinem Foto oben ist total übertrieben. Wahrscheinlich hätte ich den auch einfach weglassen können.

vielen Dank für Deine Antwort,

wenn ich Dich richtig verstehe, hast Du keinen thermischen Kontakt zum Leiterplatte? Nur den KK drauf und der wird auch nicht warm. Ich möchte den Beyerdynamic DT 880 in 600Ohm Version verwenden, der hat 96 db Kennschalldruckpegel und 100mW Nennbelastbarkeit laut Datenblatt

Doch, das Thermal-Pad wurde mit dem Masse-Plain verlötet, siehe erstes Foto.
Es muss sogar elektrischen Kontakt nach GND haben.
Das Loch wurde mit Zinn aufgefüllt und dann der Kühlkörper aufgeklebt.