Микрофонный усилитель. Предусилитель микрофон


Профессиональный микрофонный предусилитель - HI-END класса

Профессиональный микрофонный предусилитель-1Профессиональный микрофонный предусилитель-1

Профессиональный микрофонный предусилитель

Профессиональный микрофонный предусилитель имеющий небольшие размеры, но очень хорошего качества можно самостоятельно изготовить в домашних условиях. Конечно при этом есть некие трудности в приобретении усилителя измерительного класса для обработки звукового сигнала — INA217, эта микросхема имеет сверхнизкий уровень гармонических искажений и практически бесшумная. В случае невозможности найти такую микросхему — есть замена: SSM2017, цоколевка полностью совместима с INA217.

Микросхема INA217 разрабатывалась по специальному заказу для аудиотехники HI-END класса и аппаратуры супер точного измерения, а также для применения в высококачественных устройствах предварительного усиления звука, которые используют на профессиональном уровне в студиях звукозаписи. Данный чип обладает сверх низким уровнем нелинейных искажений, а тракт входного сигнала имеет совершенно малый коэффициент шумов. Это устройство как нельзя лучше подходит для работы с источниками имеющими небольшую мощность звукового сигнала, например такие, как микрофоны с низким внутренним сопротивлением. Кстати эту уникальную микросхему применяют не только радиотехнике, она широко используется в медицинской промышленности, в приборах точного измерения, где необходимы такие параметры как, малый шумовой фон и расширенной пропускной способности. Исключительная функциональная возможность это — способность снижать коэффициент ухудшения звукового сигнала до совершенно малого значения, даже при имеющимся высоком уровне усиления.

Ниже показана принципиальная схема усилителя звука для микрофона реализованного на INA217

Профессиональный микрофонный предусилитель-2Профессиональный микрофонный предусилитель-2Профессиональный микрофонный предусилитель-3Профессиональный микрофонный предусилитель-3

Встроенный в схему регулятор PR1 служит для регулировки уровня звука. В таблице расположенной ниже отображена принципиальная зависимость сигнала относительно сопротивления и внутренняя структура схемы:

Профессиональный микрофонный предусилитель-4 Профессиональный микрофонный предусилитель-4

Микросхема работает на двух-полярном постоянном напряжении ±15v. Потребляемый ток составляет всего 10 мА. Если есть необходимость ознакомится подробнее с электрическими параметрами микросхемы INA217, можете посмотреть в даташите. Скачать: INA217AIP-Texas-Instruments.zip

Профессиональный микрофонный предусилитель-5Профессиональный микрофонный предусилитель-5

Есть еще одна немаловажная исключительность микросхемы заключающаяся в том, что входящий звуковой сигнал проходит через встроенный дифференциальный тракт, а это означает, что в сочетании незначительным уровнем искажений, гарантирует отличную работоспособность в микрофонных усилителях профессионального назначения. Разность в усилении сигнала, то есть некая разбалансировка практически отсутствует. Функцию нейтрализующей напряжение смещения в цепи обратной связи выполняет интегрированный операционный усилитель OPA2137. Фантомное питание не предусмотрено в схеме и обозначена только для информации. Стоимость микросхемы INA217 в продаже 5$.

usilitelstabo.ru

Дед клуб: Малошумящий микрофонный усилитель.

 Помню, как  когда-то  делал самодельный микрофонный усилитель для отца, с возрастом у него ухудшился слух, и мне просто захотелось сделать ему подарок. Усилитель делал, как для себя, поэтому большое внимание уделил получению минимального уровня собственных шумов путём простых технических решений. Сам усилитель, а скорее слуховой аппарат, получился размером со спичечный коробок, почти всё место в нём занимали батарейки. Правда, потом у него появилась целая коллекция покупных слуховых аппаратов, но самодельный оказался лучшим.

                                                     Вот его схема.

Рис. 1.

 Вы найдёте в ней ретро стиль 70-х годов. Именно тогда в журнале Радио появились статьи об усилителях с динамической нагрузкой, а полевой транзистор во входном каскаде – чем не радиолампа.  С использованием этой схемы любой электретный копеечный микрофон зазвучит песней.

  Микрофон электретный, конструктивно в его корпусе уже стоит полевой транзистор, усиливающий поверхностные заряды конденсатора, образующиеся под воздействием звуковых волн. В качестве нагрузки электретного микрофона я вместо резистора использовал полевой транзистор Т1, подсознательно думая, что шумят они меньше, чем биполярные, и в совокупности с транзистором самого микрофона, получилась схема с динамической нагрузкой. Такие схемы обладают просто бешеным усилением. С аналогичных схем включения двух транзисторов я получал  коэффициент усиления Кус = 85, но это при питании 12 вольт и большом входном сопротивлении следующего каскада, но данная схема в отличие от обычной резистивной будет иметь преимущество в усилении только на 4 дБ.  Микрофонный каскад с транзистором  Т1 загружается на почти такой же каскад (Т2, Т3), имеющий большое входное сопротивление, и его Кус = 15. Такое включение транзисторов обеспечивает компрессию звука, где слабые, отдалённые сигналы с микрофона усиливаются сильнее, чем громкие вблизи. Всё благодаря транзистору Т3, чем громче звук, тем сильнее он открывается, а его сопротивление, являющееся нагрузкой Т2, уменьшается, и в результате уменьшается коэффициент усиления каскада.

  Чем больше усиление каскадов, тем сильнее  его собственный шум. От этого шума я избавляюсь ФНЧ на DD1. Это операционный усилитель с коррекцией, он включён повторителем и обеспечивает завал частотной характеристики после 6 кГц, и таким образом, уменьшает уровень высокочастотных составляющих шума, похожих на звук закипающего чайника.  На микросхеме  DD2 выполнен усилитель для наушников.  Он тоже с коррекцией, которую можно изменить в случае необходимости. Чтобы речь слушалась более комфортно, без бубнения, обеспечивается завал частотной характеристики в области нижних частот, за счёт конденсатора С3, спад сильнее, чем меньше ёмкость конденсатора. Конденсатор С3 ёмкостью менее 0,022 мкФ ставить не рекомендуется.

 Этому усилителю не нужен шумоподавитель, при отсутствии микрофона придётся прислушиваться, чтобы заметить звуковое шипение в наушниках. Эта особенность существенно  отличает данную схему от современных усилителей с использованием микросхем с компрессионными свойствами, которые при отсутствии сигнала начинают усиливать свои собственные шумы.

 В схеме не нужна автоматическая регулировка усиления АРУ, динамическая нагрузка вполне справляется с громким разговором, нелинейные искажения будут отсутствовать, вплоть до 0,7 вольта среднеквадратичного сигнала на выходе микросхемы DD1, при 5 вольтах питания.

 Вовсе не обязательно потерять слух, чтобы начать делать этот усилитель. В быту можно найти массу применений  этого устройства.

 
Рис.2. Эскиз монтажа предварительного усилителя рис. 1.
                                      Усилитель для динамического микрофона.
Рис 3. Предварительный усилитель динамического микрофона.
Рис.4. Эскиз монтажа предварительного усилителя для динамического микрофона.
Фото 1. Динамический микрофониз головных телефонов.
 В качестве динамического микрофона я использовал диффузорный электродинамический громкоговоритель  от старых наушников с сопротивлением звуковой катушки 33 Ом. Чувствительность такого микрофона и его частотная характеристика напрямую зависят от размера мембраны и конструкции корпуса.  Полевой транзистор Т1 включён с общим затвором, чем обеспечивает низкое входное сопротивление первого каскада и его согласование с микрофоном. Из-за высокой чувствительности всего тракта усиления, часть схемы или всю её необходимо разместить в корпусе микрофона (динамического громкоговорителя).  Отсутствие соединительных проводов во входных цепях усилителя обеспечивает  помехозащищенность устройства. 

                         Микрофонный усилитель, работающий на длинную линию.

 Сама двухпроводная линия может составлять несколько сотен метров, а благодаря низкому выходному сопротивлению, ей не страшен фон и помехи.

                                                         Модулятор передатчика.

                                                      Направленный микрофон.

Фото 2.

 На фото 2 фрагмент из книжки моего детства «Электро- и радиотехника для всех»

авторов У. Ф. Стейнберг и У. Б. Форд. Издательство «Советское радио».

.

                                                Детская музыкальная игрушка.

 Если подсоединить  вместо динамического микрофона (рис.2)  стрелочный микровольтметр, то удар пальцем по корпусу прибора напоминает  затухающий звук ударника, за счёт микрофонного эффекта и механического колебания стрелки, изменяющей поле магнитоэлектрической системы.  

                                Предварительный усилитель для электрогитары.

  Очень хочется узнать, как это зазвучит. Вместо динамического микрофона (схема рис. 2) необходимо поставить магнитный звукосниматель, изменить коррекцию в микросхеме DD1, уменьшив номиналы конденсаторов С1 и С2. Предварительный усилитель установить в самой гитаре, а усилитель  мощности на радиолампах  выполнить отдельным блоком.

 Смотрите продолжение статьи.

Микрофонный усилитель с компрессией на микросхеме SSM2167.

Рисунки к комментариям.

Рис. 5. Вариант исполнения оконечного усилителя.  Необходимые изменения (2.2 к - 5,1 к, 1000 - 560 пФ, 300 - 51 к).
     Листая старые страницы....                                      «Лампа в качестве анодной нагрузки». 
Рис. 6. «Лампа в качестве анодной нагрузки». Так называется статья в журнале «Радиолюбитель» за 1930 (05) год.  «В нашей практике этот усилитель вытеснил все существовавшие до него, так как давал большую чистоту и музыкальность», - утверждает автор А. Одинцов.
Каскад с динамической нагрузкой.Журнал "Радио" 1975 г.. № 5.
Журнал "Радио" 1975 г. № 5.

dedclub.blogspot.com

Предусилитель для микрофона МКЭ-271

Thumbnail imageНекоторое время назад попался мне в руки этот микрофон. Увидел его на развале и, не долго думая, купил прямо как в рекламе – за сущие копейки! До того времени такого микрофона я в руках не держал и вообще о его свойствах определенной информации не имел, но по маркировке я сразу понял, что это микрофон конденсаторный электретный, а значит из него, при должном подходе, может получиться толк. Тем более, что идея покупки микрофона для разных вечеринок и прочих собраний давно витала в голове. Всяческие китайские поделки в качестве варианта я даже не рассматривал, т.к. еще ни разу не встречал ни одного, чтобы от выдаваемой им муры уши в трубочку не сворачивались. Да и вообще динамические микрофоны всегда звучат тяжело, грубо и малоразборчиво. По крайней мере бюджетные, а небюджетные на мой взгляд, оправдывают себя только там, где они приносят деньги – в студиях и в качестве основного инструмента профессиональных певцов. Но если уж иметь девайс, то качественный! И по этому МКЭ-271 пришелся как раз кстати. Ведь основа любого микрофона – это устройство преобразования звукового давления в электрический сигнал, коим в данном типе микрофонов является всячески любимый мной конденсаторный капсюль. А качественный первичный преобразователь – это главное, остальное мы сделаем.

Thumbnail imageПосле покупки порылся в сети и нашел кое-какую инфу про этот микрофон. В основном отмечают хорошее качество звука, но ругают за завал чувствительности на нижних частотах. Техническую информацию по микрофону удалось найти в справочнике Алдошиной «Бытовая электроакустическая аппаратура» (см. рис. 4.33).

Если посмотреть на схему, то можно увидеть, что конденсатор капсюля подключен точно так же как и во всех китайских электретных микрофонах. Биполярный транзистор является преобразователем напряжение-ток, и нагружен на выходной трансформатор. Кроме того имеется цепь частотной коррекции, в которую входит подстроечный резистор R4. Спад чувствительность на низких частотах может быть обусловлен недостаточной емкостью шунтирующего конденсатора С2, плохим качеством выходного трансформатора или обеими причинами. Разбираться с деталями работы этой схемы у меня не было никакого желания, поэтому оставляю это дело более пытливым исследователям, если таковые найдутся.

Thumbnail imageНадо сказать что переделка встроенного предусилителя предлагалась разными авторами (см. журнал «Радио» №9 за 2004г. и «Радиомир» №4 2005г.). Например А. и К. Филатовы в указанной статье в журнале «Радио» приводят измеренные ими параметры усилителя и микрофона с ним. Очень интересные результаты, но мне не понравилась их схема. В принципе там то же самое, только трансформатор заменен на транзисторный двухтактный каскад с частотной коррекцией. К тому же – делать копии схем, напечатанных кем-то в каких-то журналах – это не спортивно и совсем не интересно. Поэтому я только ознакомился с указанными источниками и приступил к разработке своей схемы.

В начале я подумывал оставить полевой транзистор от заводской схемы – ведь он включен так же, как в электретных капсюлях, для которых я уже делал усилители, значит можно поставить тот же усилитель в эту схему и все будет работать. Но потом, еще немного подумав, решил что это не рационально. В операционнике, который я собирался применить и так входы на полевых транзисторах – зачем еще один, кроме всего прочего имеющий в разы больший собственный шум, чем вся микросхема! Ну, а раз согласующего полевика уже нет, значит схема усилителя должна быть другой. Раньше я применял преобразователь ток-напряжение, а теперь нужен просто усилитель напряжения. В принципе, это простейший усилитель на операционнике из учебника. Но тут есть пара мелочей, которые пришлось обходить. Т.к. питание однополярное, то резистор обратной связи нельзя подключать к земле – получим большое постоянное напряжение на выходе. Можно поставить разделительный конденсатор в цепь обратной связи, но он, во избежание ограничения частоты снизу, должен быть довольно большим, значит придется ставить электролит, что кроме влияния на качество звука (которое может быть не так критично для большинства), имеет свойство высыхать со временем, что приведет к плаванию характеристик во времени, а кроме того - в зависимости от температуры окружающей среды. В общем, я решил не применять конденсатор в цепи обратной связи. К тому же смещение входа тоже нужно как-то задать, т.к. микросхема не сможет усилить напряжение на входе, если оно будет ниже минуса питания.

Thumbnail imageОбдумав все вышеизложенное, я решил организовать виртуальную землю и все подключить к ней. Простой делитель на резисторах не подходит – либо у него низкое сопротивление (желательно чтобы оно было вообще нулевое), тогда ток через него становится больше чем потребление всего усилителя, либо сопротивление высокое и тогда в цепи обратной связи тоже должны быть мегаомные резисторы, что приведет к большому резистивному шуму. Поэтому я после делителя поставил повторитель на операционном усилителе и уже его выход использовал в качестве виртуальной земли. Это не потребовало особых усилий – все равно я использовал операционник с двумя ОУ в одном корпусе. Пришлось добавить всего три резистора и один конденсатор для фильтрации шума с резистивного делителя. Для тестового образца я на выход усилителя поставил неполярный электролит (в схеме не показан), т.к. в тот момент ничего лучшего под рукой не оказалось, но разводка платы сделана с расчетом на установку пленочника с расстоянием между выводами от 20 до 23 мм. Отечественные К73-17 на 4,7мкФ, 63В встают без проблем, хотя внутри корпуса микрофона он размещается с трудом. В схеме из книжек в затворе полевика указан резистор 560 Мом, однако на плате в действительности я обнаружил резистор на 820 Мом, что дает полосу пропускания усилителя по уровню -3 дб от 6,5Гц, до 388 кГц. Усиление сигнала – 34дБ. Симулятор показывает коэффициент гармоник 0,002%, собственно это показатель примененной микросхемы и пока амплитуда на выходе не приблизится к ограничению, этот показатель особенно не изменится. Конечно, реальная величина будет больше, т.к. конденсатор в капсюле тоже имеет свою нелинейность, однако с ней мы ничего поделать не можем. Коррекция передаточной характеристики усилителя не применялась, т.к. микросхема AD8620 в ней не нуждается, однако имеет смысл поставить конденсатор порядка 600пФ параллельно резистору R3, что ограничит полосу пропускания до примерно 43кГц (для фильтрации теоретически возможных вч помех, хотя их в цельнометаллическом корпусе и не будет), что для такого капсюля хватит с запасом. На приведенной схеме модель микросхемы другая – AD8610, но на самом деле они идентичны, т.к. AD8620 – это та же самая схема, просто их две в одном корпусе. Тут хочу указать одну вещь – в схеме все же есть один скользкий момент. Заключается он в том, что из-за большой разницы в сопротивлениях на инвертирующем и неинвертирующем входах усилителя (820 Мом и около 100 Ом), входные токи тоже будут сильно отличаться. А это, в свою очередь, даст сдвиг постоянного напряжения на выходе. По этому вопросу я доверился симулятору, т.к. в модели микросхемы входные токи указаны точно. Симулятор давал очень большой сдвиг - порядка 4 Вольт. Пришлось подстраивать делитель так, чтобы постоянное напряжение на выходе пришло в норму. А после сборки, оказалось, что реальный сдвиг напряжения гораздо меньше, в результате я получил постоянку на выходе не 6В, как планировал, а около 4В. Учитывая ограничение по амплитуде – 2 вольта от напряжения питания, получилось, что выходное напряжение усилителя ограничено амплитудой +-2В, вместо +-4В. Поэтому советую применить номиналы резисторов делителя как указано на схеме, а после сборки проверить постоянку – при ее отклонении от желаемой более 0,5В – подстроить номиналы резисторов делителя для точного соответствия. Можно, конечно, и подстроечник поставить, но т.к. нет необходимости часто изменять настройку (она делается однократно), а надежность подстроечника оставляет желать лучшего, то лучше все же впаять постоянные резисторы.

Коррекция АЧХ микрофона не вводилась по трем причинам. Во первых, не зная точной ачх получившегося микрофона, не имеет смысла вносить в нее какие-либо изменения. Во вторых, лишнее усложнение схемы частото-задающими цепочками может привести к ухудшению ее параметров (хотя бы потому что любые аналоговые фильтры вносят фазовые искажения в сигнал). А в третьих, это и не нужно, т.к. при желании, запись с микрофона в наше время можно на компьютере подвергнуть самым изощренным преобразованиям без всякого труда – было бы желание. Так что я даже и не планировал встраивать в усилитель какие-либо фильтры.

Thumbnail imageВопрос питания решен следующим образом. Я думал-рядил так и сяк – что бы засунуть в микрофон в качестве источника питания для усилителя. Нужно напряжение выше 5,5 Вольт, что является нижним пределом для микросхем. Была мысль поставить крону или похожий на нее аккумулятор цилиндрической формы. К сожалению, ни то ни другое в корпусе не помещается по ширине. Думал взять батарейку от автосигнализации, но она очень маленькой емкости, к тому же под нее не нашел батарейный отсек. Проглядев весь ассортимент батареек и аккумуляторов в магазинах, нашел 6-вольтовые батарейки (см. рисунок в начале статьи), которые по толщине равны обычным «пальчиковым» элементам типа АА, а в длину ровно в два раза меньше. Эврика воскликнул я (мысленно) и купил парочку, в комплекте с батарейным отсеком на одну пальчиковую батарейку. Получился источник питания на 12 вольт. Бытарейный отсек легко помещается внутрь штатного батарейного отсека и еще место остается. Провода от него я припаял к соответствующим контактам. Особенно объяснять нечего – кроме пайки ничего делать не нужно. Еще один вариант – использовать литиевый аккумулятор. Он по размерам такой же как и два элемента, на которые рассчитан штатный отсек микрофона, но дает даже большее напряжение – 4,2В. СтОит такой аккумулятор у нас 265р, учитывая его большую емкость и низкий саморазряд, его можно было бы не вынимать при не очень длительном хранении. К сожалению его напряжения не достаточно для примененной мной микросхемы, но если кто-то использует другую, с напряжением питания, допустим, от 2,5 вольт, то такой вариант очень удачен. Правда заряжать такой аккумулятор нужно специальной зарядкой, которых пока не густо – это единственный минус, но он не непреодолим. Можно с той же целью применить два никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумулятора – они имеют те же размеры что и батареи, на которые микрофон рассчитан изначально, хотя и имеют более низкое напряжение – 1,4В (пара будет давать 2,8). У них тоже достаточно большая емкость, но саморазряд намного больше чем у литиевой, зато зарядка самая обычная. Ну, тут можно до бесконечности перечислять варианты, но на чем-то нужно остановиться.

Thumbnail imageВ дополнении к вышеописанному я поменял провод от микрофона. Тот, что был с завода, имел слабую экранировку, к тому же из-за длительного хранения весь стал мятым и жестким. Поэтому я взял нормальный микрофонный кабель и… Правда вышло все не так просто – микрофон разбирается путем отвинчивания защитного колпачка. После того, как колпачок отвинчен, с каркаса снимается трубчатый корпус, после чего можно производить работы по замене схемы и батарей. А вот задняя часть, откуда выходит провод, разбирается сложнее. Она состоит из нескольких частей, последовательно соединенных махонькими винтиками, а провода от платы сначала припаиваются к промежуточной плате, а уже к ней – провода от кабеля. А сам кабель прочно и надежно закреплен в основании хомутом. При осмотре сего чуда отечественной механики на ум приходят ассоциации с советской военной техникой. Самое неприятное, что размер отверстия в основании уж очень точно подогнан к заводскому кабелю. Нормальный современный кабель туда лезть никак не хотел – пришлось рассверливать. В итоге все собралось очень плотно, но без выпираний во все стороны. На другом конце кабеля качественный миниджек фирмы Neutrik.

К сожалению каких-либо измерений я не проводил – не было времени. Тестирование в основном вживую. Впечатления полностью положительные – звук, записанный микрофоном кажется очень естественным. Не смотря на то, что неравномерность АЧХ микрофона по заводским достигает 14дБ, никаких назойливых «цыканий» и свистов нет, видимо это связано с тем, что неравномерность в области средних частот гораздо меньше и не имеет пиков, т.е. она очень гладкая. А плавный подъем в сторону вч дает только ощущение прозрачности звучания. Кстати, горбик в районе 7-8 кГц обусловлен не резонансом мембраны или чего-то еще в конструкции, а размерами переднего торца микрофона! Это легко проверить в программе edge. А раз так, то этот подъем не будет сопровождаться длительным затуханием сигналов на этой частоте (звоном), потому и не будет заметен.

Еще одно интересное свойство получившегося микрофона – он очень слабо взаимодействует с источниками звука, т.е. с колонками. Обычно если поднести микрофон к динамику, сразу возникает генерация, а этот микрофон я подносил к динамику, удивлялся, прибавлял громкость (но не сильно, т.к. боязно), еще больше удивлялся… После этого возникла мысль что что-то где-то не работает, но постукивание по колпачку микрофона этот вариант отбросило. Специально добиваться возбуда системы я не стал, но просто отметил для себя этот факт. Может это особенность получившейся системы, т.к. я понимаю, что как бы то ни было, по ходу всей системы (в том числе в воздухе между динамиком и микрофоном) происходит задержка распространения сигнала, которая вносит фазовый сдвиг. На какой-то частоте этот сдвиг составит 180 градусов и сигнал ослабится, а на какой-то – 360 и должна возникнуть генерация. Но почему-то в моих условиях она не возникала, значит положительная обратная связь через воздух была по крайней мере меньше 1. Какая бы ни была причина – свойство имеет место быть и это дополнительный плюс.

В целом, микрофон оставил приятное впечатление, жаль что сейчас нам приходится наблюдать обилие импортной техники с посредственными качествами, в то время как свои неплохие разработки прошлых времен даже неизвестны большинству заинтересованных людей. Надеюсь мой опыт будет им полезен. Чтобы скачать печатную плату в формате Sprint Layout, кликните по картинке ниже.

PCB

mailДмитрий Лобков ака Fenyx, участник форума vLab.

 

 

 

 

back_to_top02

cxo.lv

Сделай сам - Предусилитель для динамического микрофона

Предусилитель для динамического микрофона

-У Вас компьютер есть? А караоке?

- Все есть, только купленный "для караоке" микрофон почему-то плохо работает, наверно неисправен.

К сожалению, аналогичный диалог легко может случиться.

Причина в том, что представленные на рынке в большом ассортименте микрофоны, хорошие динамические микрофоны, имеют низкую чувствительность.

Микрофонный вход звуковых карт рассчитан на использование электретных  микрофонов, имеющих очень большую чувствительность.

Для сравнения, чувствительность динамических микрофонов (1...5)мВ/Па, а электретных (10...50)мВ/Па, и более.

Даже при использовании электретных микрофонов, иногда, требуется увеличение чувствительности микрофонного входа звуковой карты.

Наиболее простой, а может быть и единственный, способ разрешить возникшие проблемы - применить предусилитель, микрофонный предусилитель.

Самая простая принципиальная схема  и соответствующая ей монтажная  представлены ниже.

R1 - 10кОм;

R2 - 3,9кОм, подбирать при регулировке;

С1 - 5мкФ;

VT1 - транзистор КП303А.

Примечание - здесь и далее сетка - 2,5мм.

Рис.1

После сборки, подключив предусилитель к микрофонному входу звуковой карты, необходимо проверить напряжение постоянного тока на выходе (они же контакты для питания) предусилителя. Напряжение должно быть от 2 до 3 В, номинальное значение 2,5 В, иначе подобрать резистор R2.

На разъеме для подключения к звуковой карте, если он "стерео", необходимо соединить оба "сигнальных" контакта.

Элементы схемы определены из расчета, что резистор на входе звуковой карты имеет номинал около 13 кОм (два параллельно соединенных  канала, левый и правый).

Коэффициент передачи предусилителя около 20. Зависит от параметров транзистора и сопротивления резистора на входе звуковой карты (на схеме без позиционного обозначения), для транзистора КП303А

Ku=S*R=(1...4)*13=(13...52)

где S - крутизна вольтамперной характеристики, (1...4)мА/В,

R - сопротивление параллельно соединенных резисторов на входе звуковой карты, 13 кОм.

Недостатки. Схема неработоспособна с электретными и другими нединамическими микрофонами. При некотором стечении неблагоприятных факторов, могут быть повышенные (но едва заметные "на слух") нелинейные искажения. Низкая температурная стабильность, при эксплуатации в "комнатных условиях" неактуально, низкая повторяемость коэффициента усиления "по образцам".

Преимущество этой схемы в том, что она не требует собственного источника питания и, конечно, простота.

"Конструкция выходного дня" представлена на фотографии. Монтаж выполнен "на рыбе", плата из двухстороннего фольгированого текстолита с изоляционными прорезями по фольге. Резисторы - SMD-компоненты. Кабели крепятся к плате с помощью "самолета" из белой жести, пайкой. Для исключения нежелательного электрического контакта элементов предусилителя, его необходимо поместить в корпус их изоляционного материала. Или обернуть скотчем.

Не смотря на простоту, даже примитивность, с успехом эксплуатируется мною много лет, (микрофон YAMAHA Y-907, Audio port M/B EliteGroup K7S5A).

Рис.2

Следующая схема немного сложнее, но значительно лучше.

R1 - 10кОм;

R2 - 3,9кОм, подбирать при регулировке;

R3 - 750 Ом;

С1 - 5мкФ;

VT1 - транзистор КП303А;

VT2 -транзистор КТ3107Б.

Рис.3

Эта схема, в отличии от предыдущей, не имеет заметных нелинейных искажений, имеет большую температурную и другую стабильность. Имеет возможность устанавливать, при регулировке, необходимый коэффициент усиления в диапазоне (3...?) (подбором резистора R3). Естественно, чем больше усиление, тем больше нестабильность и нелинейные искажения.

Регулировка аналогична предыдущему.

 В случае, если при эксплуатации микрофона наблюдается "бубнение", рекомендую уменьшить номинал конденсатора C1 до 1 мкФ. При этом повысится нижняя граничная частота предусилителя, т.е. будет исключено усиление низких частот.

Источник сайт: fluct.narod.ru

sam.tibro.ru

Микрофонный усилитель

Данная схема микрофонного усилителя позволяет подключать конденсаторный микрофон или динамический. Выполнена она всего на двух транзисторах и поэтому является доступной в повторении новичкам.

Схема микрофонного усилителя

Транзисторы необходимо установить с низким коэффициентом шума. Лучшим вариантом было бы установить транзисторы со сверхнизким шумом BC650C, но в данное время их достать довольно проблематично, поэтому в схеме будем применять широко распространенные транзисторы BC549C или BC109C.

Схема является самостабилизирующейся и соответственно рабочая точка покоя на выходе (эмиттер) транзистора VT2 устанавливается автоматически и составляет примерно половину напряжения питания схемы. За счет этого, получается, достичь максимального уровня выходного напряжения и максимальный динамический диапазон.

Как правило, конденсаторные малогабаритные электретные микрофоны в своем составе имеют саму высокочувствительную микрофонную головку и предусилитель на основе полевого транзистора. Поэтому для обеспечения его работы необходимо питание в диапазоне от 2-х до 10 вольт. Но существуют такие микрофоны и без предусилителя. Их схема подключения немного отличается и нарисована ниже.

Схема без предусилителя

Резистор обеспечивает ограничение тока. Если напряжение питания будет выше 12 вольт, то соответственно и сопротивление резистора необходимо увеличить примерно до 2,2 килоом. А если будет использоваться микрофон с динамической головкой, то этот резистор убирается.

Высокое отношение сигнал-шум и соответственно низкий уровень шумов в выходной характеристике усилителя обеспечивается за счет того что первый каскад собранный на основе транзистора VT1 работает в режиме с очень малым током коллектора. В эмиттере конденсатор емкостью 100 микрофарад шунтирует резистор и за счет этого удалось достичь коэффициента усиления на максимуме каскада.

Характеристика шума усилителя снятая при подключении нагрузки 10 килоом представлена ниже. Но следует учесть, что данный график был создан с включенным измерительным генератором взамен микрофона.

Шумовая характеристика

На транзисторе VT2 собран второй каскад усилителя с непосредственной связью, это сводит на минимум фазовые искажения сигнала, которые возникают из-за емкостных и индуктивных связей. Кроме того на организованном таким образом каскаде удалось получить плоскую характеристику на выходе в широком диапазоне частот от 20 герц до 100 килогерц. Формы АЧХ и ФЧХ, которые были измерены на нагрузке сопротивлением 10 килоом и с напряжением питания 12 вольт находятся ниже.

АЧХ и ФЧХ

Температурная стабилизация напряжения смещения организована за счет обратной связи с эмиттера транзистора VT2 на базу VT1.

Транзистор VT2 включен по схеме эмиттерного повторителя, соответственно коэффициент усиления напряжения у этой схемы меньше 1, но общий коэффициент всего усилителя составляет примерно 100 т.е. 20дб.

Сопротивление выхода схемы находится на достаточно низком уровне и поэтому может неплохо работать с кабелем до 50 метров, соответственно нет большой необходимости ставить кабель с экраном.

Эта схема усилителя работает в широком динамическом диапазоне и способна усиливать звуки с уровнем от шепота до крика, но необходимо обеспечить защиту от перегрузки входа аудиоаппаратуры.

 

 

Анекдот:

Мужик едет на встречу, опаздывает, нервничает, не может найти место припарковаться. Поднимает лицо к небу и говорит: — Господи, помоги мне найти место для парковки. Я тогда брошу пить и буду каждое воскресенье ходить в церковь! Вдруг чудесным образом появляется свободное местечко. Мужик снова обращается к небу: — А, всё, не надо. Нашёл!

mikroshema-k.ru

Микрофонные усилители - Документ

Микрофонные усилители.

Для эстрадных оркестров , школьных радиоузлов или переговорных устройств часто нужен предварительный усилитель к низкоомному микрофону или используемой в той же роли динамической головке . Схемы таких усилителей предлагает журнал «Функаматер» ( ГДР ) .

Первый , наиболее простой , применяют , когда микрофон удален от основного усилителя на значительное расстояние . Напряжение питания 7.5—12 В поступает к предусилителю по «звуковому» кабелю с заземленной оплеткой . Транзисторы ( V1 и V2 ) дают большое усиление сигнала . Конденсатор С2 устраняет самовозбуждение . Режим работы устанавливают с помощью подстроечного резистора R3 таким образом , чтобы на коллекторе V2 было «половинное» напряжение питания . Потребляемый ток = 1.5 мА .

Второй усилитель предназначен для совместной работы с высококачественной аппаратурой . При увеличении сопротивления R5 = 100 ком усиление устройства максимально ( 51 дБ ) . Чувствительность 3—8 мВ , оптимальное сопротивление микрофона = 200 ом . В верхней точке R2 напряжение = + 6 В , а на коллекторе V1 напряжение примерно + 2 В .

Оба усилителя собраны из малогабаритных деталей и помещены в жестяные футляры размерами со спичечный коробок и заземлены . В устройствах применены кремниевые транзисторы малой мощности : V1 малошумящий , например КТ312Б , V2 — КТ306 , КТ315 , КТ342 с любым буквенным индексом . Журнал «М-К» № 2 , 1985г .

Нестандартное включение микрофона .

Размещение микрофонного усилителя в непосредственной близости от микрофона ослабляет требования к экранировке соединительных проводов и улучшает отношение сигнал / фон . Однако при этом возникает новая проблема , связанная с питанием микрофонного усилителя -- встроенная батарея требует частой замены, а использовать дополнительный провод питания не всегда удобно .

На рисунке приведена схема двухкаскадного микрофонного усилителя питание которого осуществляется по сигнальному проводу . В основной усилитель при этом нужно добавить лишь один резистор R4 , служащий нагрузкой микрофонного усилителя и разделительный конденсатор С2 .

Смещение на базе транзистора Т1 и температурную стабилизацию всего усилителя обеспечивает делитель R2 R3 в цепи эмиттера транзистора Т2 . Второй каскад усилителя охвачен отрицательной обратной связью через резистор RI , являющийся одновременно нагрузкой первого каскада .

Обратная связь снижает нелинейные искажения до пренебрежимо малой величины и уменьшает выходное сопротивление усилителя до стандартного значения 600 Ом .

Амплитудно-частотная характеристика усилителя в области низших звуковых частот определяется ёмкостями конденсаторов С1 и С2 . Емкость конденсатора С2 рассчитывается по формуле : С2 (мкф) = 160 / ( fн * Rвх ) , где fн – низшая рабочая частота усилителя (Гц) , Rвх -- входное сопротивление основного усилителя (кОм) . При ёмкости конденсатора С1 , указанной на схеме, низшая рабочая частота равна 16 Гц .

Коэффициент усиления микрофонного усилителя получается порядка 150-250 и зависит от значений коэффициента примененных транзисторов и от напряжения питания . Усилитель хорошо работает с низкоомными динамическими микрофонами , имеющими сопротивление постоянному току 100-600 Ом . В нем можно использовать любые низкочастотные транзисторы .

Налаживание микрофонного усилителя сводится к проверке коллекторного напряжения транзистора Т2 , оно должно быть равно половине напряжения питания . Если необходимо , в небольших пределах подбирают сопротивление резистора R3 , определяющего ток второго каскада усилителя .

При использовании усилителя для телефонной связи или речевого репортажа ёмкость конденсатора С1 целесообразно уменьшить до 0.5- 1 мкф , что вызовет завал низших звуковых частот соответственно до 320 и 160 Гц .

радио набор NK -- 137

Иногда в продаже бывают радионаборы с микрофонными усилителями , например «NK – 137» .

Он недорогой , стоит примерно 120 руб .

А вот его схема :

Высококачественный усилитель предназначен для работы с любым микрофоном с сопротивлением 4…100 кОм. Наличие независимой регулировки уровня выходного сигнала позволяет использовать предварительный микрофонный усилитель практически с любым усилителем мощности звуковой частоты.

Технические характеристики :

Диапазон воспроизводимых частот 20 - 20000 Гц.

Уровень входного сигнала 2 - 40 мВ.

Уровень выходного сигнала 1.8 В .

Неравномерность АЧХ : +/- 3 дБ .

Сопротивление микрофона 4 - 10 кОм.

Напряжение питания 6 - 20 В .

Ток потребления не более 1 мА .

Размеры печатной платы 30 х 33 мм .

ЕЩЁ ОДИН ХОРОШИЙ МИКРОУСИЛИТЕЛЬ

Микрофонный усилитель

Схема микрофонного усилителя , рис.4 , отличается от аналогичных малыми габаритами .

Позволяет использовать её в составе радиостанции или кассетного магнитофона . Всё устройство выполнено на одной микросхеме .

На элементе микросхемы DA1.1 собран предварительный усилитель сигнала с микрофона . Второй каскад усилителя собран на элементе DA1.2 . Полоса усиливаемых частот от 50 Гц до 20 кГц . Номинальное выходное напряжение 200 мВ .

При правильной сборке схема будет работать сразу , но некоторые элементы могут потребовать подбора . Так , изменением величины резистора R10 необходимо добиться в точке делителя напряжения = 1.15 V . Это напряжение подается на входы усилителей и обеспечивает начальное смещение для работы микросхем на линейном участке характеристики . В этом случае , при перегрузке , ограничение сигнала будет симметричным . От номиналов резисторов R3 и R7 зависит коэффициент усиления каскадов .

Pис. 4 . Электрическая схема микрофонного усилителя .

Ещё разные микроусилители на микросхемах

Эти усилители используются для усиления сигналов , имеющих малую величину ( 0.2-2 мВ ) . Входное сопротивление микрофонного усилителя , при котором обеспечивается максимальное отношение сигнал / шум , выбирается в 3 раза больше внутреннее сопротивление .

Достаточно простой получается схемная реализация микрофонного усилителя при использовании операционного усилителя. Операционный усилитель следует выбирать по минимальному значению шума , приведенному ко входу . Из отечественных операционных усилителей больше других подходят КМ551УД2А ( Uвх. шума = 1 мкВ ) или К157УД2 ( Uвх. шума = 1.6 мкВ ) . Из зарубежных операционных усилителей можно рекомендовать NE5532 .

 

Микрофонный усилитель имеет следующие параметры :Входное напряжение 1 мв ,Номинальное выходное напряжение 100 мв ,Отношение сигнал / шум = 56 дб ,Рабочий диапазон частот 30-30000 гц ,Коэффициент гармоник 0.05 %

Операционный усилитель включен по схеме инвертирующего усилителя. Коэффициент усиления определяется отношением резисторов R1 / R2 и равен 100 . При замене операционного усилителя К157УД2 на КМ551УД2А отношение сигнал / шум возрастет до 60 дБ .

На рис.2 приведена схема микрофонного усилителя с симметричным входом . Симметрирование обеспечивается благодаря включению на входе трансформатора Т1 . При таком схемном решении улучшается помехозащищенность усилителя . В качестве Т1 можно использовать трансформатор с соотношением витков первичной и вторичной обмоток от 1/7 до 1/10 и с сопротивлением первичной обмотки переменному току 1 кОм .

 

На рис.3 приведена схема микрофонного усилителя с симметричным входом , в котором функции трансформатора выполняет дифференциальный усилитель на операционном усилителе DА1 .

На DА2 собран сумматор двух сигналов . Подавление помех будет тем больше , чем выше степень согласования резисторов RЗ и R4 , R6 и R7 , R8 и R9 , R10 и R12 , R11 и R13 .

Микрофонный усилитель имеет следующие параметры :Номинальное входное напряжение = 2 мв ,Номинальное выходное напряжение = 100 мв ,Отношение сигнал/шум 60 дб ,Коэффициент гармоник 0.5 % ,Диапазон воспроизводимых частот 30-30000 гц ,Минимальное сопротивление нагрузки = 10 ком .

Коэффициент усиления микрофонного усилителя зависит от положения переключателя S1 .

При разомкнутом переключателе К = 50 , при замкнутом = 100 .

refdb.ru