Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Микрофонный усилитель для динамического микрофона

Микрофонные усилители

В статье приведены простые схемы микрофонных усилителей, которые найдут применение и для компьютера, и в караоке, и как просто микрофонные усилители для различных радиолюбительских устройств.

На днях мне понадобилась простая схема микрофонного усилителя с низковольтным питанием, да и еще с хорошими характеристиками. Поиски в интернете ничего толкового не дали. Пролистав радиолюбительскую литературу, нашел несколько несложных схем, которыми и спешу с вами поделиться.

Немного о применяемых микрофонах.
Чаще всего радиолюбители применяют в своих устройствах два типа микрофонов – динамический, или электретный.
Отечественное обозначение:
— МД – микрофон динамический
— МКЭ – микрофон конденсаторный, электретный
Диапазон воспроизводимых частот у них примерно одинаковый, в среднем – 50-16000 Герц.
Чувствительность у динамических микрофонов – 1-2 мв/Па, у электретных – 1-4 мв/Па.
Для работы электретных микрофонов требуется дополнительный источник питания – 1,5-4,5 вольт (питание также нужно для встроенного в капсюль полевого транзистора, который служит для согласования высокого выходного сопротивления микрофона с низким входным сопротивлением усилителя).
Капсюль динамического микрофона обладает низким выходным сопротивлением и напряжением. Поэтому, все без исключения динамические микрофоны снабжаются согласующим повышающим трансформатором, встроенным в их корпус.
Чаще всего в радиолюбительских схемах присутствует узел питания электретных микрофонов, но если нет, то вот типовая схема включения электретного микрофона:

Схема включения электретного микрофона

Сопротивление резистора R1 зависит от питающего напряжения. Примерно можно его выбирать так:
– при питающем напряжении 1,5 – 3 вольта – как на схеме, 2,2 кОм
– при 4,5 вольта – 4,7 кОм
– более 4,5 вольт – около 10 кОм
Типовая схема питания и подключения электретного микрофона к микрофонному усилителю:
– при низковольтном питании:

Типовая схема подключения микрофонна

— при питании напряжением более 4,5 вольт можно применить стабилитрон на соответствующее напряжение:

Типовая схема подключения микрофона_2

Я думаю, что с микрофонами более-менее понятно.
Теперь переходим к микрофонным усилителям.
В статье приведены несколько схем на транзисторах и микросхемах.
Напряжение питания всех транзисторных схем в примерах – 3 вольта. Если у вас более высокое напряжение питания, то в схемы надо добавить простые параметрические стабилизаторы на стабилитронах . Ток потребления усилителей – около 1 мА.

Первая схема.
Микрофонный усилитель на двух транзисторах разной проводимости.
Усилитель не требует подбора элементов схемы.
Коэффициент усиления составляет не менее 150-200 во всей полосе частот.
Схема усилителя:

Микрофоный усилитель на двух транзисторах

В схеме, кроме указанных транзисторов, можно применить КТ3102 и КТ3107 с любым буквенным индексом, допустима замена на КТ315 и КТ361, но работа усилителя может ухудшиться. Также можно применить и их зарубежные аналоги.
Такую же замену транзисторов можно производить и в остальных схемах микрофонных усилителей.
Печатная плата и монтажная схема усилителя на двух транзисторах:

Читайте так же:
Освещение комнаты светодиодной лентой по периметру

Печатная плата усилителя на двух транзисторах
Монтажнпя схема усилителя на двух транзисторах

Вторая схема.
Микрофонный усилитель на трех транзисторах.
Коэффициент усиления – 300-400.
Схема усилителя:

Схема микрофонного усилителя на трех транзисторах

Особенность этого усилителя – коррекция частотной характеристики во втором каскаде, которая достигается включение параллельно резистору R7 цепочки С4 и R5. На низких частотах сопротивление конденсатора С4 велико, и резистор R5 практически не влияет на усиление каскада. На высоких же частотах за счет малого сопротивления того же конденсатора параллельно R7 подключается R5. Сопротивление в цепи эмиттера уменьшается, что приводит к увеличению коэффициента усиления каскада.
Печатная плата и монтажная схема усилителя на трех транзисторах:

Печатная плата усилителя на трех транзисторахМонтажная схема усилителя на трех транзисторах

Третья схема.
Микрофонный усилитель на трех транзисторах разной проводимости.
Коэффициент усиления – до 1000.
Схема усилителя:

Схема усилителя на трех транзисторах разной проводимости

В случае необходимости усиление можно снизить увеличением номинала резистора R3 (при R3 равном 1 кОм, коэффициент усиления составляет – 100).
Для нормальной работы усилителя необходимо, чтобы постоянное напряжение на эмиттере третьего транзистора равнялось +1,4 вольта, которое устанавливается подбором номинала резистора R1.
Печатная плата и монтажная схема усилителя на трех транзисторах разной проводимости:

Печатная плата усилителя на трех транзисторах разной проводимости

Монтажная схема усилителя на трех транзисторах разной проводимости

Четвертая схема.
Микрофонный усилитель на ИМС типа К538УН3Б
С помощью такой микросхемы можно собрать очень простой микрофонный усилитель с коэффициентом усиления – 2000-4000 (при напряжении питания равном 6 вольт, при напряжении питания 3 вольта, коэффициент усиления снизиться до 500-1000).
Схема усилителя:

Микрофонный усилитель на ИМС К538УН3Б

Пятая схема.
Микрофонный усилитель на два канала (стерео) на ИМС TDA7050.
Микросхема имеет два канала с коэффициентом усиления около 1000 в полосе частот от 20 Гц до 20 кГц.
Напряжение питания может составлять от 1,6 вольта до 6 вольт.
Схема усилителя:

Микрофонный усилитель на микросхеме (017) пакет

Описание Микрофонный усилитель на микросхеме (017) пакет

Начинающим Микрофонный усилитель. (017)

Рассмотрим конструкцию высококачественного микрофонного усилителя. Усилитель собран на операционном усилителе ВА4558 (разные производители выпускают микросхему с различными буквенными обозначениями, суть не меняется). Настоящий микрофонный усилитель рассчитан для контроля звуковой обстановки в помещениях, на улице, как дополнение к системе видеонаблюдения, охраны и безопасности. Схема отличается высокой чувствительностью, низким уровнем шумов операционного усилителя, обеспечивает качественный звук на мониторах, записывающих устройствах, головных телефонах, имеет низкое потребление тока замер показал ток около 2мА), работоспособен при снижении напряжения питания до 4,5 вольт. При повторении схемы с целью минимизации габаритов устройства, можно заменить микрофонный капсюль на другой с минимальными размерами (около 3мм), не использовать панельку, применив данный тип микросхемы в CMD исполнении, заменить электролитические конденсаторы на неполярные многослойные. Акустическая дальность – до 7 метров, длина соединительной линии от усилителя до потребителя сигнала (наушники, монитор, записывающее устройство) – до 300 метров. Питание от источника постоянного тока напряжением 5 – 12 вольт. Если вместо электретного микрофона будет применяться студийный (динамический) микрофон, резистор питания электретного микрофона R1 из схемы необходимо исключить. Учитывая, что микросхема содержит в своём составе два одинаковых усилителя, второй усилитель (выводы 5,6,7) можно задействовать для второго канала или использовать как предварительный усилитель для первого канала. Если вместо динамического микрофона подключить к входу усилителя катушку, намотанную на ферритовом стержне и содержащую около 3000 витков тонкого (0,08 – 0,12мм) медного провода типа ПЭЛ, ПЭВ, то усилитель превратится в радиоприёмник сверхнизкого диапазона радиоволн, излучаемых динамиками телефонов, телевизоров, телефонными проводами. При невозможности подключиться к усилителю проводной линией, можно доработать усилитель радиоудлинителем, собранном на одном транзисторе VT1, представляющим собой маломощный ВЧ генератор, работающий в радиовещательном диапазоне 88 – 108Мгц. Подстроечный конденсатор С6 позволяет изменять частоту генератора, настраиваясь на свободные от вещания частоты. Также можно изменять частоту растягивая/сжимая витки бескаркасной катушки L1, намотанной медным проводом диаметром 0,4 – 0,7мм на оправке 3 – 4мм (например на хвостовике сверла) и содержащей 6 витков. Если схему доработать высокочастотным усилителем на любом ВЧ транзисторе (например КТ361, на схеме показано синим цветом и в комплект не входит), то дальность связи может достигать 1 км, но это может пойти в разрез с существующим законодательством. Антенной служит отрезок медного монтажного провода 50 – 80 см. Антенну можно изготовить из медного жёсткого провода сечением 0,7 – 1мм, свёрнутым в спираль.
Настройку радиомикрофона производить на включенный на свободной частоте и расположенный рядом радиоприёмник диапазона 88 – 108МГц.

Читайте так же:
Ответный фланец что это такое

Микрофонный усилитель для динамического микрофона

  • Оформите заказ нажав кнопку «Купить» рядом с нужным товаром
  • В корзине выберите «Рассрочка от Тинькофф» или «Кредит от Тинькофф»
  • Заполните короткую онлайн заявку
  • Подпишите кредитный договор смс-кодом или на встрече с представителем банка

Что такое предусилитель?

Это слово может подразумевать две вещи:
— схема предусиления внутри любого устройства (например аудиоинтерфейса)
— отдельный прибор.

Предназначение предусилителя — усиление слабого сигнала до уровня «линейного» сигнала, то есть к «стандартному» уровню записывающего оборудования.

Сигнал микрофона всегда значительно слабее «рабочего» уровня, ориентировочно 30-60 дБ должно быть добавлено к исходному сигналу с микрофона. Гитары и бас-гитары не нуждаются в таком количестве, обычно им нужно порядка 20-30 дБ. С синтезаторами все менее определенно из-за различных выходных стандартов.

Таким образом преамп необходим всегда, но он не обязательно должен быть отдельным устройством. Все аудиоинтерфейсы уже имеют внутреннюю схему предусиления, и обычно для старта их качество совершенно приемлемо. Стоит отметить, что более дорогие аудиоинтерфейсы имеют значительно более качественные предусилители.

Преимущества внешних предусилителей

Решившись на покупку внешнего микрофонного предусилителя, в чем мы выигрываем?

Качество звучания

Более всего заметное на высоких уровнях громкости.

Часто базовые предусилители звучат неплохо на уровнях 40-50дБ, но затем могут начать заметно «окрашивать» звучание в негативном смысле этого понятия.
Качественные внешние преампы имеют более сложные схемы усиления работают заметно более прозрачно и уверенно справляются во всем диапазоне громкостей.

Большой запас гейна

Встроенные преампы редко когда могут предложить более 60дБ гейна. Для многих динамических микрофонов, а также риббонов может понадобиться 70дБ и более. Конденсаторные микрофоны менее прихотливы.

Шум

Встроенные преампы зачастую имеют хороший уровень полезного сигнала по отношению к шуму, но если вы записываете тихие источники и или используете микрофон с небольших выходом (например риббон), то внешние предусилителей однозначно будут обладать преимуществами.

Читайте так же:
Отпилить под углом 45

Вы можете посмотреть номенклатуру «эквивалентных выходных шумов» (E.I.N): -129 dBu это хороший показатель, -127 dBu тоже, но показатели ниже уже могут создать заметную помеху при использовании встроенного предусилителя.

Характер звука

Это возможно наиболее распространенная причина покупки внешнего предусилителя.

Как правило внутренние схемы предусиления звучат стерильно чисто, при этом специфическое «окрашивание» звука проходящего через электронику отдельного железного прибора имеет обширную мифологию позади, и нередко преподносится как важная специфика звучания той или иной записи.
«Грязный» характер ламповых предусилителей 60-ых, или плавный «винтажный» звук классических транзисторных девайсов 70-ых — все мы слышали эти заклинания и надо сказать, что они имеют смысл.

Дополнительные возможности

Внешние преампы как правило имеют расширенный функционал по сравнению с встроенным вариантами. Самыми распространенными являются — изменение фазы, low cut, а также ступенчатое переключение гейна (pad). Более подробно об этом мы поговорим в следующей статье.

Микрофонный усилитель

Электретные микрофоны широко применяются в современной бытовой и специальной аппаратуре. Они отличаются компактными размерами и высоким качеством передачи звукового сигнала. Основным недостатком конструкции является очень слабый выходной сигнал и обязательная подача на капсюль поляризующего напряжения. Предварительный усилитель для микрофона может быть сделан на любой элементной базе. В самодельных конструкциях применяются как транзисторы, так и интегральные микросхемы. Схемы устройств отличаются количеством каскадов, наличием автоматической регулировки усиления и другими техническими решениями.

Усилитель для электретного микрофона

Микрофонный усилитель для микрофона используется для усиления слабых сигналов, величиной 0,1-15 mV до уровня 200-400 mV. Схема предусилителя для микрофона проста и включает в себя один или два каскада усиления и, при необходимости, цепи коррекции амплитудно-частотной характеристики микро. Основными параметрами конструкций являются следующие величины:

  • Частотный диапазон
  • Коэффициент нелинейных искажений
  • Отношение сигнал/шум
  • Коэффициент усиления
Читайте так же:
Что означает маркировка на болтах

Хороший усилок для микро должен обеспечивать частотный диапазон от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью АЧХ не более ±1,5 дБ. Необходимая частотная коррекция осуществляется в дальнейших каскадах низкой частоты. Коэффициент гармоник во всём диапазоне частот не должен превышать 0,2%. Поскольку микрофонное устройство является первым каскадом, все внутренние шумы будут усиливаться низкочастотных трактом. Поэтому в схемах микрофонных усилителей используются самые малошумящие транзисторы и интегральные операционные усилители.

Микрофонный усилитель для электретного микрофона

Электретный микро при громком звуке, выдаёт на выходе порядка 10-15 mV, поэтому для усиления сигнала до уровня 400-600 mV может использоваться схема с одним или двумя каскадами. Конструкция может быть собрана на обычном или полевом транзисторе и интегральной микросхеме. Усилитель микрофона на одном транзисторе выполнен на малошумящем приборе с обратной проводимостью. Схема подходит для применения в звуковых трактах персональных компьютеров. Достоинством устройства является низковольтное питание и его можно питать от пальчиковой батарейки на 1,5 вольта. Величину конденсатора С3 можно изменять в указанных пределах.

Микрофонный усилитель на одном транзисторе

Схема на полевом транзисторе обладает низким уровнем собственных шумов и обеспечивает коэффициент усиления порядка 20 дБ.Для этого потребовалось увеличить напряжение питания до 9 В, поэтому усилитель питается от батарейки типа «Крона» или от источника внешнего питания. При повторении данной схемы нужно помнить, что полевые полупроводниковые приборы боятся статического электричества, поэтому пайку транзистора нужно выполнять заземлённым паяльником и использовать антистатический браслет. Выводы транзистора перед пайкой нужно соединить между собой, обмотав их тонкой медной проволокой. Схемы микрофонных устройств на транзисторах имеют различные технические решения. Они бывают с несколькими каскадами, с автоматической регулировкой усиления и шумоподавлением.

В первом случае через резисторы R4 иR1 на электретный микрофон подаётся напряжение питания необходимое для его работы. Переменный сигнал в частоты с электродинамического прибора подаётся через конденсатор С3 на базу транзистора. Усилитель для динамического микрофона собирается на одном транзисторе обратной проводимости.

Транзистор ВС547 заменяется на КТ3102Е. Правильно собранная схема начинает работать сразу и не требует регулировки. Схема микрофонного усилителя на одном транзисторе не всегда может обеспечить требуемые параметры, поэтому на практике часто применяются схемы имеющие большее число каскадов.

Читайте так же:
Наружная резьба на чертеже в разрезе

К усилителю микрофона подключается электродинамический микрофон, но схема может быть доработана и для электретного устройства. Для этого электролитический конденсатор С2 меняется на обычный ёмкостью 4,7 мкФ, а в точку его соединения с микро подаётся питающее напряжение через резистор 2-3 кОм. Коэффициент усиления устройства достигает 200 в полосе частот от 40 Гц до 20 кГц. Применение транзисторов разной структуры позволило исключить переходной конденсатор между каскадами. Он обычно вносит заметные искажения в схемы усиления низкой частоты.

Схема микрофонного усилителя на микросхеме

Существует много конструкций микрофонного усилителя на микросхеме. Чаще всего в устройствах применяются операционные усилители, но имеются интегральные компоненты представляющие собой готовый микрофонный канал. Примером такой конструкции является специализированная малошумящая микросхема усилитель микрофонаMAX9814.Она имеет следующие параметры:

  • Программируемый коэффициент усиления – 40, 50 и 60 дБ
  • Гармонические искажения – 0,04%
  • Встроенный источник питания для электретного микро – 2 В
  • Температурный диапазон — +80- –40 0 С
  • Имеется автоматическая регулировка усиления

Для самостоятельного повторения подойдут схемы на интегральных операционниках.

Схема собрана на отечественном ОУ 157УД2. Это микросхема с очень маленьким уровнем собственных шумов не критичная к напряжению питания.

Высококачественный канал предназначен для работы с электретными микрофона всех типов. В нём используется ОУ BA4558 или JRS4558. Конденсаторы С1 и С4 по 0,22 мкФ. Схема отличается высокой чувствительностью. Не требует регулировки и начинает работать сразу после подачи напряжения питания. В следующем устройстве используется микросхема для микрофона К538УН3Б.

Она очень простая, так как в ней отсутствуют резисторы и для её сборки потребуется только микросхема и четыре конденсатора. Напряжение питания можно снизить до 3 вольт без больших потерь усиления. При повторении конструкций нужно выполнять подключение усилителя микрофона экранированным проводом и экран соединить с корпусом устройства.

Усилитель с микрофонным входом

Низкочастотные конструкции, предназначенные для усиления сигналов звуковой частоты, всегда оборудуются одним или несколькими микрофонными входами. Это самые чувствительные входы звукового канала. При работе внешних звуковых устройств следует избегать подключения девайсов с большими уровнями выходного сигнала к микрофонным входам УНЧ. Это может вызвать отказ входных транзисторов или интегральных микросхем. Профессиональные устройства оснащены разъёмами XLRкоторые позволяют подавать фантомное питание на конденсаторные микрофоны.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector