Что это?

Ещё один мой проект, который "настаивался" лет 7-8. Сначала как просто "ламповый наушниковый усилитель". Сейчас - сформировавшаяся концепция ЦАП (DAC) + гибридный усилитель для наушников. Собственно, звуком я занимаюсь чуть меньше, чем программированием, но параллельно с ним и достаточно продолжительное время (23 года) с разной степенью погружённости - и с точки зрения звукоинженерства (по 2011-й год), и с точки зрения музыканта, и с точки зрения простого слушателя, конечно, тоже.

Декомпозиция

Источник звука В качестве источника будет USB. То есть, усилитель можно будет подключить по USB к компьютеру или смартфону и он " увидится" как ещё одно устройство воспроизведения звука. Подобное можно реализовать разными способами - свой USB Audio Class (UAC 1.0/2.0) напрямую в микроконтроллере или специализированной микросхемой, специально спроектированной для подобных "звуковых" задач. Я остановился на втором способе - отдельная микросхема Savitech SA9227 на выделенном модуле.

ЦАП/DAC Полученный цифровой поток от USB-транспорта дальше нужно преобразовать в аналоговый сигнал. Для этого были придуманы свои специализированные микросхемы ЦАП/DAC (цифро-аналоговые преобразователи, digital-to-analog converter). Микросхем таких тоже очень много и различаются они по архитектуре преобразования (лестничные R-2R - сейчас нишевые, дельта-сигма - таких большинство), по интерфейсу передачи данных (например, I²S) и по наличию встроенного выходного каскада. Я остановился пока на ЦАП Texas Instruments PCM5102A - для "пробы пера" и проектирования первого такого устройства у него есть удобные особенности, сильно упрощающие дело.

Усиление На выходе из ЦАПа у нас есть готовый аналоговый сигнал, который напрямую услышать можно, но с оговорками - он может быть слабым по уровню и (или) требовать преобразования ток/напряжение (I/V) для большинства дельта-сигма ЦАПов. В моём случае (PCM5102A) - его нужно просто усилить (это одна из упрощающих дело особенностей). При этом усиление, а значит и топология усилителя, очень сильно зависит от того, что предполагается подключать к такому усилителю. Если акустические системы, ("колонки") - требования одни, если наушники - другие. Для наушников ещё есть дополнительное условие - наушники бывают низкоомные (обычно до 100 Ом, например, 16 и 32 Ом - самые распространённые) и высокоомные (от 100 Ом и выше, из популярных - 250, 300 и 600 Ом). Комбинировать это можно, но потребует дополнительных действий на этапе проектирования. У "колонок" тоже есть различия в сопротивлении, но там оно не такое драматическое (часто - 4 и 8 Ом) и в данном проекте это неважно - выход будет рассчитан только на наушники. Углубляться ещё в типы наушников (динамические, планарные, электростатические и прочие) сейчас так же не буду. Теперь - сам активный усилительный компонент. Транзисторы или лампы. С транзисторами, а особенно - с готовыми интегральными сборками (например, TPA6120A2) - всё сильно проще и быстрее. Но одна из главных задач проекта - ламповый каскад усиления. Поэтому - лампа. Что влечёт за собой отдельный пласт работ по организации и расчёту питания, режимов и сопряжения нагрузки (наушников) и выхода лампы. Это - свои отдельные записи. Пока скажу, что в качестве лампы выбрал 6Н23П (зарубежный аналог - ECC88) и транзисторный буфер на микросхеме BUF634. Отсюда - как раз та самая гибридность усилителя (лампа + транзисторный буфер).

Остальное сюда не влезет. Поэтому - полная запись снова по ссылке https://coders-lair.com/irgos-devlog/0001-intro