Усилитель для электретного микрофона (+печатка)

Покупать качественный микрофон — весьма затратная мысль. Куда дешевле и интереснее соорудить своими руками предусилитель для микрофона, который  вытянет максимум из петлички. Были опробованы несколько схем, в итоге я соорудил свой усилитель для микрофона. Для него даже была разведена печатная плата. Но обо всем по порядку…

Содержание статьи

1. Предусилитель для микрофона
2. Питание электретного микрофона
3. Варианты схем усилителя 
4. Коэффициент усиления
5. Однополярное питание усилителя
6. Частотная коррекция
7. Усилитель для микрофона готовая схема
8. Выбор ОУ
9. Печатная плата
10. Изготовления платы ЛУТом.
11. Подбор резистораR*
12. Корпус усилителя для микрофона
13. Заключение

Предусилитель для микрофона

Уже больше года я веду свою деятельность не только на этом сайте, но и на YouTube. Если вы там еще не были – советую заглянуть, сейчас я чаще бываю там, чем тут.
По мере улучшения качества своих роликов я пришел к необходимости улучшения качества записи звука. Исходно я записывал звук на петличку Maono AU101(покупал в этом магазине ). Вполне удобная петля, но для меня возник ряд пользовательских неудобств.

Так я и пришел к мысли собрать предусилитель для микрофона.Перед сборкой от предусилителя хотелось примерное следующего

• питание от литий ионного аккумулятора
• использование схемы на операционном усилителе.
• создание печатной платы.

Описывать получившийся звук словами – странное занятие, да и дублировать содержимое ролика в статье не вижу смысла. Поэтому советую для начала посмотреть мой ролик, а уже потом продолжить чтение статьи. Они дополняют друг друга. Да и так будет понятнее надо ли оно вам.

Питание электретного микрофона

Почему-то в интернетах очень мало информации о том, как правильно включать электретные микрофоны. Обычно используется стандартный вариант, при котором напряжение подается через токоограничивающий резистор, а далее для отсечения постоянного напряжения устанавливается конденсатор.

При этом в большинстве схем ни слова не говорится о подборе этого резистора и просто указывается конкретное значение. Хотя в целом это не совсем верно. Величину этого резистора следует выбирать не с потолка, а подбирать для каждого конкретного микрофонного капсуля.

Но как же его подобрать?

К счастью была найдена очень интересная статья, в которой автор провел ряд измерений и сделал очень полезное, с практической точки зрения, заключение.

Итак, при подборе токоограничивающего резистора необходимо, чтобы в точке соединения резистора и микрофоном получалась ровно половина питающего напряжения.

Помимо оптимального режима работы микрофона эта фишка удобна еще и тем, что бонусом мы получаем смещение для операционного усилителя при питании от однополярного источника. Это означает, что можно выкинуть из схемы лишний конденсатор и два резистора.

Варианты схем усилителя 

В другой своей статье, тот же автор предложил готовый предусилитель для микрофона. Это схема с АРУ (Автоматической Регулировкой Усиления). Вот так выглядит эта схема в оригинале (без цепи частотной коррекции):

Благодаря применению полевого транзистора (КП303Ж) в обратной связи, такая схема работает как компрессор и выравнивает громкость голоса, изменяя коэффициент усиления в некоторых пределах.

Схема полностью рабочая, была проверена мной лично на макете и никаких проблем не вызвала. Такая схема очень удобна, например, для микрофонов в конферент-залах и переговорных. Но может быть использована и как предусилитель для микрофона при подключении к компьютеру.

Лично для меня она не подошла по той причине, что при изменении усиления, громче и тише становится не только голос, а так же и все посторонние звуки и шумы. А значит при обработке записи голоса не получится избавиться от шумов обычным шумодавом. Про обработку голоса читайте в этой статье.

Поэтому от АРУ пришлось отказаться и схема была урезана до обычного неинвертирующего усилителя с постоянным коэффициентом усиления. Такая схема тоже отлично справляется со своими обязанностями.

Коэффициент усиления

В таком случае коэффициент усиления задается резисторами R2 и R1, а если быть точнее, то он равен:

К = 1 + ( R₂ / R₁ )

На таком усилителе можно задавать любой коэффициент усиления. Стоит лишь помнить, что обычно электретные микрофоны дают сигнал амплитудой до 50 мВ. На практике чаще всего это значение ограничивается 25-30 мВ.

Поэтому, если предполагается подключать микрофон в линейный вход компьютера, рассчитанный на сигнал 1 Вольт, то предусилитель для микрофона лучше рассчитать на коэффициент усиления порядка 20 ÷ 30.

Что касается конкретных значений сопротивлений, то лучше выбирать величины в диапазоне от 1 ÷10 кОм. Можно конечно использовать и бО’льшие значения сопротивлений, но не стоит забывать, что любой резистор сам по себе вносит шумы. Эти шумы тем больше, чем больше сопротивление резистора.

Когда я подключил предусилитель для микрофона к камере (Canon M50), у меня возникли некоторые трудности с коэффициентом усиления. Изначально я планировал установить его около 10. Тогда можно было бы установить на камере минимальное значение предусиления звука и все шумы должны были уйти в небытие…. Нооо….

Позже выяснилось, что даже при минимальном коэффициенте усиления, равном двум (R₁=R₂) сигнал записывается с перегрузкой.
И виной тому была перегрузка входных каскадов камеры. Поэтому я был вынужден увеличить значение резистора R₁ вдвое. Это дало коэффициент усиления около 1,5. Зато все искажения как рукой сняло.

Не стоит думать, что при такой низком коэффициенте усиления предусилитель для микрофона бесполезен. На самом деле роль предусилителя состоит не только в увеличении амплитуды сигнала.

Очень большую роль играет согласование сопротивлений микрофона и входа камеры. Это не только облегчает жизнь камере, но и так же улучшает соотношение сигнал/шум и выравнивает АЧХ микрофона.

Однополярное питание усилителя

Важным моментом этих схем является необходимость в некоторых дополнительных манипуляциях, связанных с однополярностью питания.

Напряжение смещения (¹/₂ питания) у нас уже создается на входе схемы и два резистора мы уже сэкономили. Но для того, чтобы это постоянное напряжение не пошло на выход там требуется конденсатор. Для этого нужен С₃.

Так же стоит помнить — любой ОУ одинаково хорошо усиливает и переменное и постоянное напряжение. Поэтому необходимо превратить усилитель в усилитель переменного напряжения.

Для этой цели служит конденсатор С₁. Благодаря нему коэффициент усиления по постоянному напряжению становится равным единице. А вот переменное напряжение усиливается в соответствии с заданным резисторами коэффициентом.

Частотная коррекция

Конденсатор С₁ выполняет еще одну функцию. Вместе с резистором R₁ они образуют RC-цепь, которая срезает низкие частоты. Т.е. работает как фильтр высоких частот.

Это очень удобный момент. Задав частоту среза порядка 30-80 Гц, мы избавимся от лишней низкочастотной составляющей на записи.

Расчет таких фильтров с упрощенными формулами был описан в статье RC-цепи, 5 самых ходовых схем фильтров и их простой рассчет.

Практически все нормальные микрофоны имеют в своем составе такие фильтры. На более дорогих моделях даже можно выбрать срезать на частоте 75 либо же 150 Гц.

В любом случае стоит сначала определиться с величиной резистора, а затем рассчитать под него конденсатор на желаемую частоту.

Для исключения самовозбуждения ОУ и ограничения звуковой полосы с верхней стороны используется конденсатор С₂.

Принято считать, что человеческая речь лежит в диапазоне частот от 100Гц до 10кГц. Однако при редактировании записей, я неоднократно замечал, что хоть выше 10 кГц голоса и нет, но эти частоты все равно влияют на восприятие голоса. Поэтому частоту среза, на мой взгляд, лучше задать порядка 15кГц.

С его расчетом ситуация аналогичная. Сначала выбирается резистор, задающий коэффициент усиления (R₂), а затем, по той же формуле, что С₁ рассчитывается величина конденсатора С₂.

Усилитель для микрофона готовая схема

Но меня все подмывал тот факт, что практически все ОУ которые есть у меня в наличии – сдвоенные, а я не люблю, когда половина операционника висит в воздухе. Как-то это не кошерно…

Поэтому недолго думая я перешел к своей любимой схеме — схеме усилителя для наушников. Она по сути такой же неинвертирующий усилитель, однако дополненная хитро включенным повторителем.

Причина перехода не только в желании задействовать оба операционных усилителя в корпусе микросхемы.

• Во-первых мне давно хотелось попробовать эту схему при однополярном питании.
• Во-вторых эта схема способна выдавать вдвое больший ток, при том же выходном напряжении. Это гарантирует отсутствие просадок и искажений сигнала на пути от предусилителя до записывающего устройства. Кабель то может быть и 5 и 10 метров.

Поэтому оставалось просто добавить в нее входную цепь с микрофоном и изменить номиналы конденсаторов под нашу задачу.
Вот так в итоге выглядит конечная схема.

Выбор ОУ

Выбор ОУ в предусилитель для микрофона сильно зависит от источника питания. Если предполагается питание от 9 вольтовой кроны, то в таком случае подойдет большинство распространенных ОУ. Но мне с самого начала хотелось использовать литиевый аккумулятор формата 18650. Во-первых у них хорошая емкость, во вторых их легко заряжать при помощи готовых модулей.

Поэтому на роль ОУ в предусилителе был выбран AD8616. Отличные, недорогие и доступные сдвоенные ОУ. Но главное это то, что работают они в диапазоне напряжений питания от 2.5 до 5 Вольт, что просто идеально для литиевого аккумулятора и портатива в целом.

Единственным минусом может стать то, что они не выпускаются в dip корпусе. Но тут мне на помощь пришли переходники SO-8 в DIP8, которые я когда-то заказывал с АлиЭксперсс. Заказывал в этом магазине.

Печатная плата

После того, как я определился со схемой и опробовал ее на макете, пришла пора запилить печатную плату. Я уже несколько лет не делал печаток, но на удивление все получилось проще, чем я думал. Платы я развожу в P-CAD, поэтому нарисовал по быстрому схему и спустя несколько часов залипания в комп получил готовую печатку.

Плата была упакована в размеры 20х45мм. Такие размеры получились из-за выбранного корпуса, но они видятся мне удобными практически для любого корпуса. Указанные размеры соответствуют нарисованной по периметру полоске.

Скачать печатную плату предусилителя для микрофона вы можете по одно из ссылок ниже. Плата сохранена в формате ПДФ и готова к печати.

• Скачать печатную плату
• Скачать печатную плату (зеркальную)

Я сделал два варианты платы, разница лишь в том, что первая как на рисунке выше, а вторая зеркальная. В случае использования зеркальной платы, после переноса она станет нормальной и детали следует располагать со стороны дорожек.

Изготовления платы ЛУТом.

Говоря, что лучше всего платы получаются при печати на страницах плейбоя. Раньше я так и делал, но в последнее время перешел на глянцевую с одной стороны бумагу. Жалко переводить интересные статьи на непонятно что….

В целом технология ЛУТ итак всем известна, и в ролике она показана, поэтому остановлюсь только на двух моментах.

• Прожарку утюгом я делаю в течении минуты, а после закидываю плату в ближайшую книжку и встаю на книжку всем весом на 1-2 минуты.
• Широкие места и дефекты переноса или печати я всегда промазывал перманентным маркером. В этот раз вместо перманентного маркера я воспользовался акриловым. При этом я ждал высыхания минут 10-15. Тем не менее он отлично справился и под ним ничего не травилось.

Подбор резистора

R*

Сопротивление резистора R* сильно зависит от капсюлей. Для того чтобы подобрать резистор я сначала впаял многооборотный переменный резистор.

Покрутил его до нужного напряжения и отпаял. Сопротивление резистора составило ровно 6 кОм. Которого у меня не оказалось и пришлось собирать его из двух.

Однако, в случае с другими капсюлями, сопротивление может быть и 2 кОм и 8 кОм. Поэтому тут все очень индивидуально.

Корпус усилителя для микрофона

Теперь пару слов о корпусе. Для этих целей я использовал корпус от вэйпа. Он уже давно валялся у меня в шкафу и ждал своей участи. Он оказался просто идеальным вариантом, т.к. располагает отсеком для аккумулятора и имеет отверстия, которых мне будет достаточно для счастья.

Для начала я выкинул из него все что напоминает о его происхождении, а так же достал и прочистил контакты для аккумулятора. После этого на место кнопки был установлен выключатель от настольной лампы. Он идеально подошел по размеру, потребовалось только сделать пропил под фиксатор.

Для того чтобы минимизировать уровень шумов от предусилителя я решил экранировать корпус. Для этого в съемные стенки корпуса я вырезал кусочки медной фольги которые приклеил на двусторонний скотч. Впоследствии их я соединю с минусом аккумулятора.

Единственное, что меня смущало в этом корпусе, так это отверстие на передней панели. Но оно сыграло мне даже на руку.
Из оргстекла я вырезал вставку, которую приклеил к крышке. Она не только закрывала имеющуюся дырка но так же была призвана демонстрировать синий светодиод намекающий на включенность устройства.

Чтобы как-то разнообразить вставку, а заодно усилить свечение я выгравировал на ней символичное изображение микрофона. Теперь, даже издалека и при ярком свете, я всегда смогу увидеть включен ли мой микрофон.

Ну а теперь остается продеть провода через отверстие и подпаять их к плате.

Заключение

Вот такой вот получился предусилитель для микрофона. Я очень доволен получившимся результатом. Использование такого усилителя позволило свести к минимуму обработку звуковой дорожки. В видео по теме я вообще не обрабатывал звук. Он итак звучит очень хорошо. Поэтому если вы еще не смотрели ролик, но заинтересованы в таком предусилителе – советую вам это сделать. Иначе что, зря я старался?))

Единственное, что я бы сделал с голосом на пост обработке – наложил бы компрессию для большего удобства слушателя. В остальном голос звучит очень ровно и натурально. Даже несмотря на использование довольно дешевой петлички с непонятно каким капсюлем.

В планах прикупить нормальный оригинальный капсюль, например Phuillips 61A и радоваться жизни.

Спасибо за внимание, всем хорошего звука!

Статья подготовлена исключительно для сайта AudioGeek.ru

Предусилитель для микрофона. Подборка схем

Предусилитель для микрофона, он же предварительный усилитель или усилитель для микрофона — это такой вид усилителя, назначение которого — усиление слабого сигнала до величины линейного уровня (порядка 0,5-1,5 вольт), то есть до приемлемой величины, при которой работают обычные усилители звуковой мощности.

Входным источником акустических сигналов для предварительного усилителя обычно являются звукосниматели виниловых пластинок, микрофоны, звукосниматели различных музыкальных инструментов. Ниже приводится три схемы микрофонных усилителей на транзисторах, а так же вариант усилителя микрофона на микросхеме 4558. Все их без труда можно собрать своими руками.

Схема простого микрофонного предусилителя на одном транзисторе

Данная схема микрофонного предусилителя работает как с динамическим, так и с электретными микрофонами.

Динамические микрофоны по конструкции схожи с громкоговорителями. Акустическая волна оказывает воздействие на мембрану и на прикрепленную к ней акустическую катушку. В момент колебания мембраны, в катушке, находящейся под воздействием магнитного поля постоянного магнита, образуется электрический ток.

Работа электретных микрофонов базируется на возможности определенных видов материалов с повышенной диэлектрической проницаемостью (электретов) менять поверхностный заряд под воздействием акустической волны. Данный тип микрофонов отличается от динамического высоким входным сопротивлением.

При использовании электретного микрофона, для смещения напряжения на микрофоне, необходимо установить сопротивление R1

микрофонный усилитель на одном транзисторе

Поскольку эта схема микрофонного усилителя для динамического микрофона, то при использовании электродинамического микрофона его сопротивление должно быть в диапазоне от 200 до 600 Ом.

При этом конденсатор C1 необходимо поставить до 10 мкф. Если это будет электролитический конденсатор, то его плюсовой вывод необходимо подключить в сторону транзистора.

Питание осуществляется от батареи крона или же от стабилизированного источника питания. Хотя лучше от батареи, чтобы исключить шумы. Биполярный транзистор BC547 можно заменить на отечественный КТ3102. Конденсаторы электролитические на напряжение 16 вольт. Для предотвращения помех, подключать предусилитель к источнику сигнала и к входу усилителя необходимо экранированным проводом. Если необходимо дальнейшее мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на микросхеме TDA2030.

Микрофонный предварительный усилитель на 2-х транзисторах

Структура построения любого предусилителя очень сильно влияет на его шумовые характеристики. Если брать во внимание тот факт, что используемые в схеме предусилителя качественные радиодетали все равно в той или иной мере приводят к искажениям (шумам), то очевидно, что единственный выход получить более-менее качественный микрофонный усилитель — это сократить число радиокомпонентов схемы. Примером может послужить следующая схема двухкаскадного предварительного усилителя на транзисторах.

В данном варианте количество разделительных конденсаторов сведено к минимуму, поскольку транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Так же между каскадами существует непосредственная связь. Для стабилизации режима работы схемы, при изменении внешней температуры и напряжения питания, в схему добавлена ООС по постоянному току.

Предусилитель для электретного микрофона на трех транзисторах

Это еще один вариант микрофонного усилителя для электретного микрофона. Особенность данной схемы усилителя для микрофона в том, что подача питания на схему предусилителя осуществляется по тому же проводнику (фантомное питание) по которому идет входной сигнал.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

 

Данный микрофонный предусилитель предназначен для совместной работы с электретным микрофоном, например, МКЭ-3. Напряжение питания на микрофон идет через сопротивление R1. Аудио сигнал с выхода микрофона поступает на базу VT1 через конденсатор С1. Делителем напряжения, состоящим из сопротивлений R2, R3 создается необходимое смещение на базе VT1 (примерно 0,6 В). Усиленный сигнал с резистора R5, выступающий в роли нагрузки, идет на базу VT2 который является частью эмиттерного повторителя на VT2 и VT3.

Возле разъема на выходе, установлены дополнительно два элемента: нагрузочное сопротивление R6, через которое идет питание, и разделительный конденсатор СЗ, отделяющий выходной аудио сигнал от напряжения питания.

Предварительный микрофонный усилитель на микросхеме 4558

Операционный усилитель 4558 выпускается фирмой ROHM. Он характеризуется как маломощный и малошумящий усилитель. Применяется данная микросхема в усилителе микрофона, звуковых усилителях, активных фильтрах, генераторах управляемых напряжением. Микросхема 4558 имеет внутреннюю фазовую компенсацию, увеличенный порог входного напряжения, большой коэффициент усиления и малый уровень шума. Также у данного операционного усилителя имеется защита от короткого замыкания.

Микросхема 4558- характеристики

Скачать datasheet 4558 (140,5 KiB, скачано: 4 261)

предусилитель микрофона на 4558

Это хороший вариант для постройки микрофонного предусилителя на микросхеме. Схема предусилителя для микрофона отличается высоким качеством усиления, простотой и не требует большой обвязки. Этот микрофонный усилитель для динамического микрофона также хорошо работает и с электретными микрофонами.

При безошибочной сборке, схема не требует настройки и начинает работать сразу. Наибольший ток потребления – 9 мА, а в состоянии покоя потребляемый ток в районе 3 мА.

Блок питания 0…30В/3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

Микрофонный усилитель на одном транзисторе: схема подключения, как настроить

Автор admin На чтение 5 мин Просмотров 7. 1к. Опубликовано 11.09.2018

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.

Содержание

1. Усилитель для электретного микрофона
2. Микрофонный усилитель для электретного микрофона
3. Микрофонный усилитель на одном транзисторе
4. Схема микрофонного усилителя на микросхеме
5. Усилитель с микрофонным входом

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

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.

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- –40⁰С
• 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.

Микрофонные усилители

Очень простые и качественные схемы микрофонных усилителей с низковольтным питанием для любых радиолюбительских конструкций

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

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:

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:

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

---

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:

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:

---

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

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:

---

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

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:

---

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:

---

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:

---

---

Схема предварительного усилителя для микрофона

Предусилитель для микрофона, он же предварительный усилитель или усилитель для микрофона — это такой вид усилителя, назначение которого — усиление слабого сигнала до величины линейного уровня (порядка 0,5-1,5 вольт), то есть до приемлемой величины, при которой работают обычные усилители звуковой мощности.

Входным источником акустических сигналов для предварительного усилителя обычно являются звукосниматели виниловых пластинок, микрофоны, звукосниматели различных музыкальных инструментов. Ниже приводится три схемы микрофонных усилителей на транзисторах, а так же вариант усилителя микрофона на микросхеме 4558. Все их без труда можно собрать своими руками.

Схема простого микрофонного предусилителя на одном транзисторе

Данная схема микрофонного предусилителя работает как с динамическим, так и с электретными микрофонами.

Динамические микрофоны по конструкции схожи с громкоговорителями. Акустическая волна оказывает воздействие на мембрану и на прикрепленную к ней акустическую катушку. В момент колебания мембраны, в катушке, находящейся под воздействием магнитного поля постоянного магнита, образуется электрический ток.

Работа электретных микрофонов базируется на возможности определенных видов материалов с повышенной диэлектрической проницаемостью (электретов) менять поверхностный заряд под воздействием акустической волны. Данный тип микрофонов отличается от динамического высоким входным сопротивлением.

При использовании электретного микрофона, для смещения напряжения на микрофоне, необходимо установить сопротивление R1

микрофонный усилитель на одном транзисторе

Поскольку эта схема микрофонного усилителя для динамического микрофона, то при использовании электродинамического микрофона его сопротивление должно быть в диапазоне от 200 до 600 Ом. При этом конденсатор C1 необходимо поставить до 10 мкф. Если это будет электролитический конденсатор, то его плюсовой вывод необходимо подключить в сторону транзистора.

Питание осуществляется от батареи крона или же от стабилизированного источника питания. Хотя лучше от батареи, чтобы исключить шумы. Биполярный транзистор BC547 можно заменить на отечественный КТ3102. Конденсаторы электролитические на напряжение 16 вольт. Для предотвращения помех, подключать предусилитель к источнику сигнала и к входу усилителя необходимо экранированным проводом. Если необходимо дальнейшее мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на микросхеме TDA2030.

Микрофонный предварительный усилитель на 2-х транзисторах

Структура построения любого предусилителя очень сильно влияет на его шумовые характеристики. Если брать во внимание тот факт, что используемые в схеме предусилителя качественные радиодетали все равно в той или иной мере приводят к искажениям (шумам), то очевидно, что единственный выход получить более-менее качественный микрофонный усилитель — это сократить число радиокомпонентов схемы. Примером может послужить следующая схема двухкаскадного предварительного усилителя на транзисторах.

С данном варианте количество разделительных конденсаторов сведено к минимуму, поскольку транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Так же между каскадами существует непосредственная связь. Для стабилизации режима работы схемы, при изменении внешней температуры и напряжения питания, в схему добавлена ООС по постоянному току.

Предусилитель для электретного микрофона на трех транзисторах

Это еще один вариант микрофонного усилителя для электретного микрофона. Особенность данной схемы усилителя для микрофона в том, что подача питания на схему предусилителя осуществляется по тому же проводнику (фантомное питание) по которому идет входной сигнал.

Данный микрофонный предусилитель предназначен для совместной работы с электретным микрофоном, например, МКЭ-3. Напряжение питания на микрофон идет через сопротивление R1. Аудио сигнал с выхода микрофона поступает на базу VT1 через конденсатор С1. Делителем напряжения, состоящим из сопротивлений R2, R3 создается необходимое смещение на базе VT1 (примерно 0,6 В). Усиленный сигнал с резистора R5, выступающий в роли нагрузки, идет на базу VT2 который является частью эмиттерного повторителя на VT2 и VT3.

Возле разъема на выходе, установлены дополнительно два элемента: нагрузочное сопротивление R6, через которое идет питание, и разделительный конденсатор СЗ, отделяющий выходной аудио сигнал от напряжения питания.

Предварительный микрофонный усилитель на микросхеме 4558

Операционный усилитель 4558 выпускается фирмой ROHM. Он характеризуется как маломощный и малошумящий усилитель. Применяется данная микросхема в усилителе микрофона, звуковых усилителях, активных фильтрах, генераторах управляемых напряжением. Микросхема 4558 имеет внутреннюю фазовую компенсацию, увеличенный порог входного напряжения, большой коэффициент усиления и малый уровень шума. Также у данного операционного усилителя имеется защита от короткого замыкания.

Микросхема 4558- характеристики

Скачать datasheet 4558 (140,5 Kb, скачано: 2 481)

предусилитель микрофона на 4558

Это хороший вариант для постройки микрофонного предусилителя на микросхеме. Схема предусилителя для микрофона отличается высоким качеством усиления, простотой и не требует большой обвязки. Этот микрофонный усилитель для динамического микрофона также хорошо работает и с электретными микрофонами.

При безошибочной сборке, схема не требует настройки и начинает работать сразу. Наибольший ток потребления – 9 мА, а в состоянии покоя потребляемый ток в районе 3 мА.

Предусилитель для микрофона, он же предварительный усилитель или усилитель для микрофона — это такой вид усилителя, назначение которого — усиление слабого сигнала до величины линейного уровня (порядка 0,5-1,5 вольт), то есть до приемлемой величины, при которой работают обычные усилители звуковой мощности.

Входным источником акустических сигналов для предварительного усилителя обычно являются звукосниматели виниловых пластинок, микрофоны, звукосниматели различных музыкальных инструментов. Ниже приводится три схемы микрофонных усилителей на транзисторах, а так же вариант усилителя микрофона на микросхеме 4558. Все их без труда можно собрать своими руками.

Схема простого микрофонного предусилителя на одном транзисторе

Данная схема микрофонного предусилителя работает как с динамическим, так и с электретными микрофонами.

Динамические микрофоны по конструкции схожи с громкоговорителями. Акустическая волна оказывает воздействие на мембрану и на прикрепленную к ней акустическую катушку. В момент колебания мембраны, в катушке, находящейся под воздействием магнитного поля постоянного магнита, образуется электрический ток.

Работа электретных микрофонов базируется на возможности определенных видов материалов с повышенной диэлектрической проницаемостью (электретов) менять поверхностный заряд под воздействием акустической волны. Данный тип микрофонов отличается от динамического высоким входным сопротивлением.

При использовании электретного микрофона, для смещения напряжения на микрофоне, необходимо установить сопротивление R1

микрофонный усилитель на одном транзисторе

Поскольку эта схема микрофонного усилителя для динамического микрофона, то при использовании электродинамического микрофона его сопротивление должно быть в диапазоне от 200 до 600 Ом. При этом конденсатор C1 необходимо поставить до 10 мкф. Если это будет электролитический конденсатор, то его плюсовой вывод необходимо подключить в сторону транзистора.

Питание осуществляется от батареи крона или же от стабилизированного источника питания. Хотя лучше от батареи, чтобы исключить шумы. Биполярный транзистор BC547 можно заменить на отечественный КТ3102. Конденсаторы электролитические на напряжение 16 вольт. Для предотвращения помех, подключать предусилитель к источнику сигнала и к входу усилителя необходимо экранированным проводом. Если необходимо дальнейшее мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на микросхеме TDA2030.

Микрофонный предварительный усилитель на 2-х транзисторах

Структура построения любого предусилителя очень сильно влияет на его шумовые характеристики. Если брать во внимание тот факт, что используемые в схеме предусилителя качественные радиодетали все равно в той или иной мере приводят к искажениям (шумам), то очевидно, что единственный выход получить более-менее качественный микрофонный усилитель — это сократить число радиокомпонентов схемы. Примером может послужить следующая схема двухкаскадного предварительного усилителя на транзисторах.

С данном варианте количество разделительных конденсаторов сведено к минимуму, поскольку транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Так же между каскадами существует непосредственная связь. Для стабилизации режима работы схемы, при изменении внешней температуры и напряжения питания, в схему добавлена ООС по постоянному току.

Предусилитель для электретного микрофона на трех транзисторах

Это еще один вариант микрофонного усилителя для электретного микрофона. Особенность данной схемы усилителя для микрофона в том, что подача питания на схему предусилителя осуществляется по тому же проводнику (фантомное питание) по которому идет входной сигнал.

Данный микрофонный предусилитель предназначен для совместной работы с электретным микрофоном, например, МКЭ-3. Напряжение питания на микрофон идет через сопротивление R1. Аудио сигнал с выхода микрофона поступает на базу VT1 через конденсатор С1. Делителем напряжения, состоящим из сопротивлений R2, R3 создается необходимое смещение на базе VT1 (примерно 0,6 В). Усиленный сигнал с резистора R5, выступающий в роли нагрузки, идет на базу VT2 который является частью эмиттерного повторителя на VT2 и VT3.

Возле разъема на выходе, установлены дополнительно два элемента: нагрузочное сопротивление R6, через которое идет питание, и разделительный конденсатор СЗ, отделяющий выходной аудио сигнал от напряжения питания.

Предварительный микрофонный усилитель на микросхеме 4558

Операционный усилитель 4558 выпускается фирмой ROHM. Он характеризуется как маломощный и малошумящий усилитель. Применяется данная микросхема в усилителе микрофона, звуковых усилителях, активных фильтрах, генераторах управляемых напряжением. Микросхема 4558 имеет внутреннюю фазовую компенсацию, увеличенный порог входного напряжения, большой коэффициент усиления и малый уровень шума. Также у данного операционного усилителя имеется защита от короткого замыкания.

Микросхема 4558- характеристики

Скачать datasheet 4558 (140,5 Kb, скачано: 2 481)

предусилитель микрофона на 4558

Это хороший вариант для постройки микрофонного предусилителя на микросхеме. Схема предусилителя для микрофона отличается высоким качеством усиления, простотой и не требует большой обвязки. Этот микрофонный усилитель для динамического микрофона также хорошо работает и с электретными микрофонами.

При безошибочной сборке, схема не требует настройки и начинает работать сразу. Наибольший ток потребления – 9 мА, а в состоянии покоя потребляемый ток в районе 3 мА.

Из самого названия статьи понятно, что мы будем что-то усиливать. Для начала рассмотрим один пример. Вы подключили к компьютеру динамический микрофон и решили записать свой голос. Но кроме очень тихой речи, переполненной множеством шумов и помех вы ничего не услышали. А все потому, что на входе аудио-карты компьютера появляются 1,5 В. Это самые полтора вольта прижимают катушку внутри микрофона, а когда вы говорите, они мешают ей двигаться. Значит это напряжение нужно как-то убрать и усилить сигнал. Для этого мы и сделаем предварительный усилитель. То есть, звук с микрофона попадет в компьютер уже усиленный и без шумов.

И так, приступим.

Для этого нужны следующие компоненты:

Резисторы – 4,7 кОм – 2шт., 470 кОм, 100кОм.
Конденсаторы – 4,7 мкФ, 10 мкФ, 100 мкФ.
Транзистор – КТ315.
Светодиод – не обязательно.

Инструменты:
Паяльник, кусачки, пинцет, ножницы, клеевой пистолет и т.д.

Приступаем к изготовлению.

1. Для начала разберемся со схемой и деталями.
Резистор R5 ставится для электретного микрофона и выполняет роль смещения напряжения. Его мы не используем. Транзистор КТ315 можно заменить на КТ3102, BC847. У КТ3102 коэффициент усиления больше, поэтому его предпочтительнее ставить. Светодиод не обязателен. Если он не нужен, замените его диодом. У себя я нашел кусочек самодельной макетной платы. На ней и буду делать схему.

2. Теперь согласно схеме, припаиваем все компоненты.

3. Далее припаиваем разъемы питания, вход и выход для микрофона, выключатель питания. Разъем для джека на 6,3 мм. я взял от старого DVD проигрывателя, джек на 3,5 мм. – от магнитофона. Разъем для батареи от нерабочей кроны, выключатель от игрушечной машинки. Припаиваем все к плате.

На фото нет светодиода, он появился позже.

4. Теперь займемся корпусом. У меня нашлась какая-то пластмассовая коробочка без дна. Она как раз подошла под все детали. В ней сверлим отверстия под разъемы, светодиод, вырезаем прямоугольное отверстие под выключатель.

5. Теперь собираем все в корпус. Крону и плату приклеиваем на двухсторонний скотч, разъемы на термоклей.

Дно сделал из прочного черного картона.

6. Проверяем. У меня имелся самый дешёвый караоке-микрофон BBK. Его я и подключил. Далее проводом джек-джек, подключаем выход усилителя к компьютеру, колонкам, или к чему вам нужно. Включаем питание. Светодиод загорелся. Предусилитель работает.

7. Подключив этот усилитель к компьютеру, я сам удивился качеству записи. Звук без шумов, усиление микрофона убавлено на 0. Даже громкость микрофона пришлось немного убавить.

В общем, такую простую в повторении схему я могу вам порекомендовать к сборке. Она не требует каких-то труднодоступных деталей, их можно найти в любой строй технике. А так же качество записи очень хорошее, даже с таким микрофоном. Спасибо, всем удачи!

Схема микрофонного усилителя на ОУ для своей домашней студии звукозаписи

Схема микрофонного усилителя, описанного в данной статье имеет два маленьких секрета, которые позволяют делать запись вокала в своей собственной домашней студии звукозаписи практически с таким же качеством, как и в дорогой, профессиональной студии.

Но обо всём — по порядку.

Микрофон для домашней студии

Простое и очень эффективное решение для записи голоса или вокала в своей домашней студии звукозаписи — это применение динамического кардиоидного микрофона. И вот почему:

• Во-первых, Вам не нужно будет принимать специальные меры по шумоизоляции квартиры;
• Во-вторых, Вам не нужно будет звукоизолировать тыловое пространство за микрофоном для избавления от реверберации комнаты, так как динамический кардиоидный микрофон хорошо подавляет боковые и тыловые звуки;
• В-третьих, Вам не надо будет организовывать дополнительное питание как в случае с конденсаторным микрофоном.

Для нашей цели идеально подойдёт микрофон типа Shure sm58 или ему подобный. Например, у меня долгие годы идеально работает микрофон Beyerdynamic Opus39s.

Конечно, для записи голоса существует большое число самых разных решений. Например, Вы можете специально для записи вокала сделать хорошую шумоизоляцию квартиры, приобрести дорогой конденсаторный микрофон с большой мембраной, но это решение уже не такое простое и в разы дороже. Кроме того, микрофонный усилитель для конденсаторного микрофона понадобится немного другой, и об этом мы поговорим в другой статье.

Купить или сделать своими руками?

У микрофонного предусилителя, сделанного своими руками есть три основных преимущества перед теми моделями, которые можно купить в соответствующем магазине:

1. Цена.
2. Идеальная адаптация под конкретную задачу.
3. Качество звука.

Цена

Итак, цена готового изделия, продаваемого в магазине, кроме стоимости комплектующих компонентов, включает в себя плату за бренд, компенсацию рекламных расходов и прибыль, которую получают все: изготовитель, оптовый и розничный продавцы, плюс транспортные расходы. Вот и получается, что в покупном усилителе один только корпус будет стоить дороже, чем весь микрофонный усилитель, сделанный вручную.

Кроме того, существует целый ряд потребительских качеств, которым обязательно следуют практически все изготовители, чтобы достичь определённой универсальности для возможных применений микрофонных предусилителей. Ведь перед разработчиками стоит задача добиться максимальной совместимости со всеми возможными микрофонами и тем оборудованием, с которым он должен будет работать.

Это приводит к тому, что схема микрофонного усилителя приобретает существенную избыточность в виде различных режимов работы, защиты, регуляторов и индикаторов. И чем больше деталей в устройстве, тем большее влияние они оказывают на качество звука, причём не в лучшую сторону.

Адаптация под конкретную задачу

Но в домашней студии звукозаписи микрофонный усилитель обычно работает с одним конкретным микрофоном, в стационарных условиях, и выполняет всегда одну и ту же задачу. А это значит, что большинство универсальных возможностей покупного преампа нам просто не нужны. Но мы можем сосредоточиться на максимальном качестве именно того, что нам нужно, идеально адаптировав собственную конструкцию под конкретную задачу.

Качество звука

Чем отличается хороший микрофонный усилитель для записи вокала от обычного? В первую очередь тем, что хороший предусилитель не вносит в звук собственных артефактов и искажений, и в то же время создаёт для микрофона самое оптимальное согласование для получения максимально возможного качества преобразование звука в электрический сигнал.

Услышать это на слух при обычной проверке затруднительно. Чтобы оценить качество микрофонного усилителя, с ним нужно поработать в реальных условиях, применяя к уже записанному с помощью него вокалу самые различные обработки. Особенно сильно все недостатки проявляются при больших уровнях компрессии и попытках поместить вокал в плотный микс.

Качество звука современных микрофонных предусилителей, особенно брендовых марок, как правило, особых нареканий не вызывает. Но естественное стремление изготовителей максимально удешевить изделие приводит к тому, что формально все характеристики соответствуют заявленным, но компоненты могут быть недорогими, чисто из маркетинговой целесообразности.

Причём проверить, из чего сделан готовый предусилитель, пока Вы его не купили, далеко не всегда возможно.

Так что пока Вы не купите преамп и не поработаете с ним как следует, качество его Вы не оцените. А вот в собственную конструкцию довольно легко можно внести изменения, если что-то не понравится.

И ещё.

Что делать не стоит

Что для своей домашней студии звукозаписи точно не нужно, так это микрофонные усилители с каким-нибудь «особым» звуком, так часто рекламируемым многими изготовителями. Это удел более крупных бюджетов для особых случаев.

На практике специфическая окраска звука крайне редко нужна, а вот избавиться от неё, если она присутствует, очень сложно. Да и возможностей современной DAW — digital audio workstation вполне достаточно для того, чтобы уже при звукорежиссуре придать звуку любую окраску.

Схема микрофонного усилителя на ОУ

Схема микрофонного усилителя представлена на рисунке. Два секрета, о которых было написано вначале статьи, — это согласование микрофона и микрофонного усилителя и схема самого операционного усилителя.

Согласование

Входное сопротивление этой схемы микрофонного предусилителя значительно ниже общепринятых стандартов. Из общей теории электротехники нам известно, что максимальная передача мощности между генератором и нагрузкой происходит при равенстве их сопротивлений. Вот и не будем это нарушать, обеспечив входное сопротивление микрофонного усилителя равным сопротивлению микрофона. При этом никаких переходных конденсаторов мы применять не будем, чтобы не вносить в девственно чистый сигнал асимметрию, фазовые сдвиги и дополнительные источники искажений.

Для избавления от всевозможных помех, в том числе и помех от мобильных телефонов, нам понадобится симметричное подключение микрофона, а значит, у микрофонного усилителя должен быть симметричный вход.

Дифференциальный усилитель, специально спроектированный для таких включений, — это обыкновенный операционный усилитель. Вход здесь симметричный дифференциальный с распределённым входным сопротивлением 600 ом. Резистор R2 3 ом особого значения не имеет, он стоит скорее для корректного изображения дифференциального усилителя.

Подключать можно любой ДИНАМИЧЕСКИЙ микрофон. Но чем качественнее, тем лучше. Обычно сопротивление такого микрофона от 200 до 600 ом, и для чистоты идеи Вы можете сделать сумму R1+R3 равной сопротивлению микрофона (при R1=R3).

Самое главное, что такое включение, благодаря демпфированию подвижной системы микрофона, устраняет окраску звука паразитными резонансами самого микрофона, позволяя получать чистый, ровный звук. Потом, при обработке вокала, можете делать со звуком всё, что угодно. Он податлив, с ним не надо воевать, устраняя всякие призвуки.

Кроме того, помехозащищённость низкоомного входа просто великолепна! Мне приходилось записывать без проблем вокал в комнате, где находилось одновременно более 20-ти мобильных телефонов!

Здесь следует обратить внимание на то, что согласование по-книжному — это как раз измерение параметров и шумов в первую очередь. Нас же шумы не волнуют никак. При использовании ОУ с показателями до 10nV/√Hz про шумы можно забыть. Шумы не мешали жить даже при использовании ОУ TL071, у которого шумы составляют 18nV/√Hz. В реальной работе шум помещения больше, и всё зависит от мастерства звукорежиссёра.

Зато TL071 очень даже хорошо звучит, в отличии от общепризнанной NE5534.

Схема операционного усилителя

Второй секрет этой конструкции — это схема самого операционного усилителя, оказывающая очень большое влияние на звучание.

В этом микрофонном усилителе используется микросхема OPA604.

Самый лучший звук — это когда о звуке не думаешь вовсе, думая лишь о голосе и о музыке. Вот это происходит с OPA604.

Она настолько прозрачна — что даже при самых диких уровнях компрессии никакие артефакты не вылезают.

А секрет, очевидно, в том, что OPA604 — ОДНОКАСКАДНЫЙ операционный усилитель, специально разработанный для профессиональных звуковых применений. (OPA604 PDF) Количество каскадов напрямую влияет на переходную характеристику и на звук в целом. Причём обратно пропорционально. Чем больше каскадов — тем лучше объективные характеристики, а звук хуже.

Осталось дополнить схему микрофонного усилителя регулятором коэффициента усиления, и снабдить весь усилитель нормальным чистым питанием.

Итак, регулятор усиления помещаем в цепь обратной связи. Такое включение позволяет сохранить нулевое выходное сопротивление микрофонного усилителя, благодаря чему практически устраняется влияние на звук соединительного кабеля от преампа до компьютера.

Для организации питания есть изумительный стабилизатор напряжения TL431. Абсолютно чистый, с дифференциальным сопротивлением около 0,2ом. Мне он очень нравится. С ним не бывает проблем. Поставил и забыл.

Вот и всё, схема готова.

Разъёмы я поставил — обыкновенные «джеки», хотя XLR на входе — правильнее.

Корпус — без особых требований. Благодаря симметричному входу, компактности монтажа и низкоомной обвязке, усилитель не нуждается в тщательном экранировании.

Осталось этот микрофонный усилитель спаять, включить и забыть о том, что когда-то была проблема получения качественного звука от микрофона в своей собственной домашней студии звукозаписи.

Сергей Шевгота

Аудиоусилитель

с электретным микрофоном [Analog Devices Wiki]

Эта версия (28 января 2021 г. , 13:32) была одобрена Попом Андреа, Антониу Миклаусом.

Содержание

• Упражнение: Аудиоусилитель с электретным микрофоном

  • Объектив

  • Фон

  • Материалы

  • Настройка оборудования

  • Процедура

  • Вопросы

Объектив

Цель этой лабораторной работы — спроектировать и построить аудиоусилитель, который получает небольшое выходное напряжение от электретного микрофона и усиливает его таким образом, чтобы он мог управлять небольшим громкоговорителем.

Фон

Электретный микрофон — это разновидность конденсаторного (емкостного) микрофона, постоянный заряд на пластинах конденсатора, устраняющий необходимость во внешнем фантомном питании который используется для смещения конденсатора в традиционных конденсаторных микрофонах. Наиболее коммерчески доступный Однако электретные микрофоны содержат встроенный предусилитель. часто это схема полевого транзистора с открытым стоком, поэтому требуется небольшое количество низковольтной мощности.
Простые аудиоусилители могут быть разработаны с использованием транзисторов с отрицательной обратной связью или без нее. Однако отрицательная обратная связь обеспечивает очень важное улучшение характеристик искажения. В этом эксперименте мы проектируем и строим неинвертирующий операционный усилитель со связью по переменному току с желаемое усиление по напряжению в десять раз, с эмиттерным повторителем внутри контура на его выходе с связью по переменному току с громкоговоритель. Секция операционного усилителя обеспечивает усиление по напряжению, а эмиттерный повторитель выполняет функции буфера, обеспечивающий ток, необходимый для привода громкоговорителя. Размещение эмиттерного повторителя внутри контура обратной связи улучшает его общую производительность.

Конструкция усилителя

Электретный микрофон включает предусилитель на полевых транзисторах с открытым стоком и требует стокового резистора R _D со значением от 680 Ом до 2,2 кОм. подключен между его выходом и источником питания +5 В, как показано на рисунке 1. Резистор стока в этой конструкции установлен на 2,2 кОм, что обеспечивает напряжение стока примерно +4,5 В с питанием +5,0 В .

Рисунок 1. Выходной каскад электретного микрофона

Цель разработки состоит в том, чтобы подавать сигнал с номинальным значением 400 мВП-пик на громкоговоритель с восемью Омами после связи по переменному току относительно земли, что требует около ±25 мА . Усилитель рассчитан на работу от одного источника питания 5В. Из-за этого уровни постоянного тока операционного усилителя смещены к среднему напряжению питания +2,5 В и вход, выходной сигнал и сигналы обратной связи связаны по переменному току. Связь входного сигнала по переменному току позволяет уровню постоянного тока на выходе микрофона отличаться от уровня постоянного тока в усилителе. Для части схемы с операционным усилителем вы можете использовать счетверенный операционный усилитель OP484, входящий в комплект деталей ADALP2000, а для части схемы с эмиттерным повторителем вы можете используйте 2Н3904 Транзистор NPN, входящий в комплект.

Подробное описание конструкции и анализа аудиоусилителя представлено в статье Audio Amplifier Experiment. Пожалуйста, обратитесь к раздаточному материалу для получения подробной информации по теории усилителя, доступной по ссылке ниже:
Аудиоусилитель с электретным микрофоном — Теория

Рисунок 2. Общая принципиальная схема усилителя

Материалы

Модуль активного обучения ADALM2000
Макетная плата без пайки
Провода-перемычки
1 — Rail-to-rail усилитель OP484
1 — Электретный микрофон
1 — 2N3904 NPN-транзистор
1 — Динамик 8 Ом 1 — резистор 47 Ом
1 — резистор 68 Ом
1 — резистор 100 Ом
1 — резистор 1 кОм
1 — резистор 2,2 кОм
1 — резистор 20 кОм
1 — конденсатор 4,7 мкФ
1 — конденсатор 47 мкФ 1 —
1 — резистор 2,2 кОм
1 — резистор 20 кОм
Конденсатор 220 мкФ

Установка оборудования

Соберите схему, представленную на рис. 3, на макетной плате без пайки.

Рис. 3. Принципиальная схема аудиоусилителя с электретным микрофоном.

Рис. 4. Аудиоусилитель с разъемами для макетной платы электретного микрофона.

Если вы хотите проверить работу усилителя, вы можете удалить микрофон и динамик из цепи и использовать инструмент осциллографа. Для этого на рис. 5 представлены макетные соединения.

Рис. 5. Соединения макетной платы осциллографа аудиоусилителя

Процедура

Если вы хотите проверить коэффициент усиления усилителя, соберите установку, представленную на рисунке 5. Откройте Scopy и включите положительный источник питания на 5 В. Установите канал генератора сигналов 1 на синусоидальный сигнал с размахом амплитуды 50 мВ , частотой 200 Гц и смещением 2,5 В . Вы можете увеличивать амплитуду синусоиды до тех пор, пока не будет наблюдаться отсечение. В осциллографе контролируйте входной сигнал на канале 1 и выходной сигнал усилителя на канале 2. Установите разрешение по вертикали на 100 мВ/дел и положение на -2,5 V , чтобы вы могли видеть сигналы в окне осциллографа, как на рисунке 6.

Рисунок 6. Входные и выходные сигналы усилителя

Подключите электретный микрофон и громкоговоритель в цепь, как показано на рисунке 4. Переместите громкоговоритель непосредственно перед микрофоном, пока не появится звуковая обратная связь.

Вопросы

• Объясните, почему возникает отсечение при увеличении амплитуды синусоиды.

• Объясните, почему возникает звуковая обратная связь, когда громкоговоритель и микрофон находятся близко друг к другу.

Ресурсы лаборатории:

• Файлы Fritzing: audio_amplifier_with_electret_microphone_bb

Вернуться к содержанию лабораторной работы

университет/курсы/электроника/электроника-лаборатория-электрет_микрофон. txt · Последнее изменение: 28 января 2021 г., 13:32, Pop Andreea

Порывистый звук в электретном микрофонном предусилителе

BuckarooBanzai

Участник

21-12-2021 14:38

#1

• 21-12-2021 14:38
• #1

Я решил попробовать сделать простой электретный микрофонный предусилитель для компьютерной гарнитуры и нашел схему на YouTube-канале GreatScott здесь:

Я припаял его на перфорированную плату, и он работает хорошо, за исключением того, что на выходе я получаю постоянный «мчащийся» звук, а не гул. Это довольно громко, а не просто низкий фоновый шум. До сих пор я пробовал уменьшать значения резисторов R2 и R5, устанавливающих коэффициент усиления, сохраняя одинаковый коэффициент усиления (около 22), и увеличивать напряжение питания до 12 В, поскольку 5 В мало для 5532/5534 (шум усиливался при увеличении напряжение питания).

Кто-нибудь знает, что может быть причиной этого шума?

Скрин схемы:


 

ПРР

Участник

22. 12.2021 4:38

#2

• 22.12.2021 4:38
• #2

С чего начать?

Вероятно, 5532 не устраивает питание 5 В.

ПЛОХОЕ соединение инвертора, шипит. Используйте неинвертирующий.

Резисторы обратной связи для уровня микрофона должны иметь сопротивление 100 Ом/2 кОм, а не 47/1 Мэг.

Смещение вашего операционного усилителя должно быть отфильтровано/обойдено.

Я обычно вижу ваш R1 как 2k или около того, а не 1k. Улучшенный выходной сигнал может компенсировать более высокое сопротивление шипению.

Вам НЕОБХОДИМ выходной колпачок… эта штука пропускает постоянный ток, и шипение может быть звуком обжаривания входа следующей ступени.

Двойные повторяющиеся заглавные буквы не имеют смысла.

Конечно, вы знаете, что широко открытые макетные платы будут поглощать ВЕСЬ шум в комнате. Обычно это не шипение, но в современных комнатах буйство WiFi и мобильного телефона может звучать как случайное шипение.

У этого парня отличная рука для рисования, а чертежной ручки я не видел уже много лет. Но ИМХО его схема далека от оптимальной.

 

Ctrlx

Участник

22.12.2021 20:02

#3

• 22. 12.2021 20:02
• #3

вот ссылка на примечание к приложению для предварительной разработки микрофона an1534
https://www.st.com/resource/en/appl…r-microphone-amplifier-stmicroelectronics.pdf

 

Гнобадди

Участник

24.12.2021 1:46

#4

• 24.12.2021 1:46
• #4

Во-первых, молодец, что ты действительно пытаешься что-то построить сам!

Беда в том, что выбранный вами источник не очень хорош. Я дам ссылку на лучшую схему в конце этого поста.

К исчерпывающему списку проблем PRR с токовой цепью я хотел бы добавить, что любой шум на линии +5V также подается непосредственно на вход каскада операционного усилителя через R1.

C2 предназначен для подавления шипения при подаче питания, но без последовательного резистора в линии B+ он мало что может сделать.

Зачем вообще использовать 5В? Планируется ли питание от блока питания USB? Это импульсные источники питания, и на линии +5 В будет много шума, если с этим ничего не сделать. И в этой схеме с этим ничего не делается — C2 не может выполнять свою работу без установки подходящего последовательного резистора между +5 В от источника питания и этой схемой. К сожалению, установка такого резистора усугубит проблему недостаточного напряжения питания.

Это тип схемы, которую я хотел бы запустить на паре 9-вольтовых плоских батарей, соединенных последовательно, чтобы обеспечить чистый постоянный ток +/- 9 В для операционного усилителя и лучший выходной запас.

Если целью является питание от небольшого SMPS, не используйте 5-вольтовый. 12 вольт обычно не дороже, а ОУ будет намного счастливее. Возможно, вам придется сильно увеличить R1, примерно до 10 тыс.

Маленькие электретные микрофоны очень чувствительны, и вам может не понадобиться слишком много усиления, прежде чем выходной сигнал операционного усилителя начнет ограничиваться, если микрофон подвергается воздействию обычной речи или подобных звуков. Эта схема настраивает операционный усилитель на усиление по напряжению примерно в 20 раз, или 26 дБ, и оно не регулируется. Это может быть слишком много, если предположить, что операционный усилитель вообще работает при ограниченном напряжении 5 В.

Существуют более новые модели операционных усилителей, которые предназначены для работы при низком напряжении питания, подобно этому, в современной мобильной электронике, но 5532 относится к другой эпохе и предназначен для профессионального использования в электронных устройствах с питанием от сети. Это превосходный аудиооперационный усилитель, но он никогда не предназначался для работы при низком напряжении питания.

Хорошей новостью является то, что вы действительно можете сделать нормальный микрофонный предусилитель, используя большую часть тех же деталей, которые у вас уже есть. Эта схема имеет гораздо больше смысла, чем катастрофа GreatScott: https://circuits-diy.com/low-noise-microphone-preamplifier-circuit-using-ne5534-ic/0005

Вместо двух резисторов по 68 кОм вы все еще можете использовать два резистора по 10 кОм, которые вы используете сейчас (R3, R4), хотя они будут тратить немного тока батареи. Обратите внимание на добавление конденсатора 10 мкФ на R4, чтобы отфильтровать любой шум на шине питания.

Вы также можете продолжать использовать свой C2 (22 мкФ) через источник питания, а не 100 мкФ, как предлагается в новой схеме.

При правильной сборке этот будет работать и не будет чрезмерно шипеть, если только сам электретный микрофон не исправен.

-Гнобадди

 

BuckarooBanzai

Участник

2021-12-30 12:33

#5

• 2021-12-30 12:33
• #5

Благодарю за совет! Спасибо.

Здесь много хороших советов. Несмотря на то, что моя сборка провалилась, мне очень понравилось ее делать. Я попробую все 3 предложения — изменения, предложенные PRR (кажется, плохой дизайн, но я хотел бы узнать), а также примечание к приложению ST и одно из схем.

Что касается 5В, то да, я бы хотел, чтобы в конце концов он питался от USB. Для тестирования я использовал простой источник питания LM317 при напряжении 5 В для начала и более высоких напряжениях позже.

Были сделаны хорошие замечания о напряжениях, поэтому я рассмотрю 12-вольтовые преобразователи постоянного и постоянного тока одинарного и двойного типа.

Я сообщу о своих выводах.

 

Гнобадди

Участник

2021-12-30 17:53

#6

• 2021-12-30 17:53
• #6

BuckarooBanzai сказал:

. ..Несмотря на провал моей сборки…

Нажмите, чтобы развернуть…

Я просто хочу сказать, что это не провал, если вы чему-то научились. Это просто необходимая ступенька к вашему конечному успеху.

В детстве каждому из нас приходилось много-много раз падать, прежде чем мы смогли ходить. Но нас, взрослых, часто учат, что даже единичное падение — это неудача, и его нужно избегать любой ценой. Если бы у нас было такое отношение в детстве, мы бы все ползали на четвереньках до самой смерти!

Взрослый ничем не отличается. Каждая вещь, в которой я когда-либо учился хорошо, начиналась с множества неудач. Мои первые попытки программирования компьютера привели к множеству неудач, прежде чем я добился каких-либо успехов.

Я сам научился играть на гитаре — каждый раз, когда я пытался немного продвинуться дальше своего текущего уровня мастерства, у меня было много неудач, пока однажды я не овладел этим конкретным навыком и не смог перейти к следующей неудаче. на несколько более высоком уровне мастерства.

Я годами пытался научиться готовить — все мои первые попытки выглядели и имели вкус консервированного собачьего корма. После многих этих неудач я теперь могу готовить достаточно хорошо, чтобы время от времени получать комплименты от моей жены.

И так происходит с каждой полезной новой вещью, которую я пытаюсь изучить. Много неудач, каждая из которых в конечном итоге приводит к следующему маленькому шагу вперед.

Возвращаясь к электронике, у вас случайно нет макетной платы без пайки ( )? Это позволяет быстро и легко возиться с различными схемами, пока вы не получите схему, которая вам нравится. Если вы собираетесь возиться с электроникой для развлечения, макетная плата — отличный инструмент. Они тоже недорогие.

Если вы не знакомы с макетной платой: https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-use-a-breadboard/all

Digikey — отличный поставщик электронных компонентов (в Канаде и США), включая макетные платы: https://www. digikey.ca/en/products/filter/solderless-breadboards/638

BuckarooBanzai сказал:

схемы-сделай сам.

Нажмите, чтобы развернуть…

Эта схема сложнее, чем кажется на первый взгляд. Если вы внимательно посмотрите на схему вокруг операционного усилителя, вы увидите, что это не инвертирующий усилитель из учебника — входной резистор отсутствует, а сигнал с электретного микрофона идет прямо на (-) вход.

Фактически операционный усилитель сконфигурирован как преобразователь тока в напряжение. Он позволяет избежать шумного входного резистора (PRR упомянул эту проблему) и использует преимущество высокого выходного импеданса сигнала от внутреннего полевого МОП-транзистора внутри электретного микрофона. Резистор обратной связи ОУ преобразует высокоимпедансный сигнальный ток микрофонного капсюля в напряжение, которое появляется на выходе ОУ.


BuckarooBanzai сказал:

Что касается 5V, да, я бы хотел, чтобы в конце концов он питался от USB.

Нажмите, чтобы развернуть…

Достаточно честно. В этом случае операционный усилитель 5532 не подходит для этой конкретной работы.

В наши дни существует много электроники, рассчитанной на питание от одной литиевой батареи на 4,2 В, поэтому, безусловно, существуют операционные усилители, которые будут делать то, что вы хотите. Многие из них будут доступны только в корпусах для поверхностного монтажа, но будут и такие, которые либо поставляются в виде детали со сквозными отверстиями, либо могут быть куплены предварительно припаянными к «разветвительной плате», которая сама принимает штырьки со сквозными отверстиями.

Недавно я нашел операционный усилитель, который работает для одного из моих собственных проектов, который также работает от 5 вольт. Но я использую этот операционный усилитель в качестве триггера Шмитта с его выходным переключением между 0 В и + 5 В цифровым способом. Я не уверен, что этот конкретный операционный усилитель также является малошумящим типом, подходящим для вашей схемы.

Если у меня будет время, я немного поищу в Интернете операционный усилитель, который лучше подходит для ваших целей.

-Гнобадди

 

Марк Тиллотсон

Участник

01.01.2022 18:59

#7

• 01.01.2022 18:59
• #7

Кстати, использование последовательного сопротивления в схеме с низким уровнем шума при первой попытке ее проектирования является распространенной ошибкой. Последовательное сопротивление создает шум напряжения (называемый шумом Джонсона) на уровне, который обычно не имеет значения для усилителя линейного уровня, но для микрофонного усилителя или фонокорректора, где сигнал крошечный, это часто имеет большое значение. Шум увеличивается на 10 дБ при каждом десятикратном увеличении сопротивления.

Старайтесь поддерживать последовательное сопротивление ниже нескольких сотен Ом в любой цепи микрофона. Вот почему эта схема инвертирующего операционного усилителя очень шумная (R2 добавляет 4 мкВ среднеквадратичного значения звукового шума непосредственно к сигналу еще до его усиления). По сути, выход микрофона в идеале должен идти прямо на первый входной каскад усилителя, если это возможно (блокирующий колпачок по постоянному току подойдет, у них нет шума Джонсона). Сопротивление 100 Ом дает только среднеквадратичное значение 0,18 мкВ, что на целых 27 дБ меньше, чем 47 кОм (и на практике входной шум операционного усилителя будет преобладающим источником шума). Для сравнения вход 5532 имеет среднеквадратичное значение около 0,7 мкВ (во всем звуковом диапазоне).

Я использовал сдвоенный операционный усилитель AD8656, который работает от сети до 5 В и немного тише, чем 5532. Без сомнения, есть более дешевые варианты, но он примечателен тем, что имеет хорошие характеристики для 5-вольтовый звуковой операционный усилитель (может, например, управлять наушниками напрямую, так как его выход имеет большой ток).

Ваш делитель 10k/10k для создания средней шины (виртуальной земли) также довольно шумный — добавьте конденсатор 10 мкФ на землю в этом узле, а затем
буферизируйте его с помощью операционного усилителя, чтобы создать жесткую виртуальную землю (необходимую для инвертирующий операционный усилитель). Таким образом, можно использовать двойной операционный усилитель
для малошумящего микрофонного предусилителя, одна сторона для создания жесткого (малошумящего) виртуального заземления, другая для усиления сигнала.

 

Гнобадди

Участник

01. 01.2022 20:21

#8

• 01.01.2022 20:21
• #8

Марк Тиллотсон сказал:

Старайтесь поддерживать последовательное сопротивление ниже нескольких 100 Ом в любой цепи микрофона. Вот почему эта схема инвертирующего операционного усилителя очень шумная (R2 добавляет 4 мкВ среднеквадратичного значения звукового шума непосредственно к сигналу еще до его усиления).

Нажмите, чтобы развернуть…

Хотя это очень хороший совет при работе с динамическими микрофонами, в данном конкретном случае он неприменим. Это не динамический микрофон, а электретный микрофонный капсюль со встроенным полевым МОП-транзистором, сконфигурированный как усилитель с общим истоком. Сток полевого МОП-транзистора выведен на выходной контакт.

Этот тип капсюля не будет работать без внешнего резистора стока, который соединяет сток МОП-транзистора с положительным напряжением питания. Поскольку сам полевой МОП-транзистор имеет чрезвычайно высокое выходное сопротивление, полное выходное сопротивление (капсула + внешний резистор стока) становится примерно равным значению самого внешнего резистора.

Чтобы обеспечить достаточный ток стока для надлежащего смещения MOSFET, это сопротивление обычно имеет значение от 1 кОм до 10 кОм, в зависимости от напряжения питания постоянного тока.

Таким образом, 1k — 10k — ожидаемое выходное сопротивление этого конкретного микрофона. Он не занижен на несколько ом или десятков ом, как это было бы с типичным динамическим микрофоном.

Другими словами, с таким электретным микрофонным капсюлем мы уже имеем дело с тепловым шумом от резистора в диапазоне от 1 кОм до 10 кОм. Внешний усилитель не обязательно должен быть таким тихим, как резистор на 100 Ом — в данном случае это ничего не даст. Все, что нам нужно от внешней схемы, это не шуметь больше, чем резистор 10k. Это означает, что 5532 более чем достаточно тихий.

Схема, которую я связал выше, достаточно тихая, так как вообще не вводит отдельного входного сопротивления. Операционный усилитель сконфигурирован как преобразователь тока в напряжение, питаемый непосредственно от выходного импеданса 10 кОм комбинации (микрофон + резистор стока).

Марк Тиллотсон сказал:

…Двойной операционный усилитель AD8656…

Нажмите, чтобы развернуть…

Кажется, это очень хороший операционный усилитель, но он доступен только в корпусах для поверхностного монтажа, что создает большую головную боль для самодельщиков. Чрезвычайно низкий уровень входного шума в этом конкретном приложении полностью теряется, так как внешний нагрузочный резистор микрофонного капсюля уже производит гораздо больше теплового шума.

Марк Тиллотсон сказал:

Ваш делитель 10k/10k для создания средней шины (виртуальной земли) также довольно шумный

Нажмите, чтобы развернуть…

Точно! PRR также указал на это.

В дополнение к шуму от шины +2,5 В, внешний резистор стока MOSFET для микрофонного капсюля также подключен непосредственно к положительной шине питания, подавая большое количество шума непосредственно на неинвертирующий вход операционного усилителя.

Наконец, операционный усилитель имеет значительное усиление по напряжению, что, вероятно, слишком много для микрофонного капсюля этого типа. Эти маленькие электретные микрофоны гораздо более чувствительны, чем типичные динамические микрофоны, а уровень выходного сигнала значительно выше при типичных уровнях звукового давления.

Подводя итог, в этой конкретной схеме я не уверен, что операционный усилитель или резистор 47k являются источником белого шума. Я думаю, что чрезмерный шум, скорее всего, возникает из-за шума переключения на шине +5 В в сочетании с плохой конструкцией схемы, которая подает большую часть этого шума на входы операционного усилителя. Добавьте к этому тот факт, что 5532 нуждается в напряжении и может работать неправильно, поскольку он никогда не был рассчитан на работу только от _5 вольт.

-Гнобадди

 

ПРР

Участник

01.01.2022 22:14

#9

• 01.01.2022 22:14
• #9

Гнобадди сказал:

сток MOSFET

Нажмите, чтобы развернуть. ..

JFET.

 

кеантокен

Участник

2022-01-02 9:39

#10

• 2022-01-02 9:39
• #10

Jfet в основном представляет собой источник тока 500 мкА, так почему бы не удалить R2 и установить R5 для генерации 2 В при 500 мкА (4 кОм)? Таким образом, вы не усиливаете входной шумовой ток операционного усилителя и не добавляете много дополнительных шумов с помощью резистора 47k.

Jfet также будет иметь более постоянное напряжение стока, поэтому будет меньше искажений.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Нужен 20-кратный коэффициент усиления. Итак, 80 тысяч за R5.

 

Последнее редактирование: 02.01.2022 9:45

ПРР

Участник

03.01.2022 3:34

#11

• 03. 01.2022 3:34
• #11

При очень низких напряжениях, используемых в современных капсулах, недалеко от V (порог), полевой транзистор JFET может быть весьма далек от «постоянного тока, бесконечного импеданса».

Но точно не 150 Ом.

Расчет экстремальных шумов часто бесполезен, поскольку JFET является (должен быть) «входным каскадом», определяющим коэффициент шума. У нас есть только конструкторский контроль «второй очереди». Да, JFET имеет низкий коэффициент усиления, поэтому шипение на более поздних стадиях не исчезнет. Выбор капсулы имеет большое значение. При правильно подобранных капсюлях уровень акустического шума может быть сравним с комнатным (HVAC, грузовики снаружи) даже в «тихих» местах.

 

кеантокен

Участник

03. 01.2022, 8:47

#12

• 03.01.2022 8:47
• #12

Ну, я предполагал, что схема шумная, и нам нужно было уменьшить тепловой шум, вот почему я предложил свое предложение. Как вы думаете, шум вызван чем-то другим?

 

Гнобадди

Участник

03.01.2022 17:46

№13

• 03. 01.2022 17:46
• №13

PRR сказал:

…уровень акустического шума может быть сравним с комнатным (HVAC, грузовики снаружи) даже в «тихих» местах.

Нажмите, чтобы развернуть…

Это тоже было моим опытом. Не раз я использовал один из этих дешевых маленьких электретных микрофонных капсюлей для небольшого акустического джема с низким уровнем звукового давления, и шум микрофона никогда не был проблемой. Неизменно доминирует комнатный фоновый шум.

Это может измениться, если P.A. настроен на гораздо более высокий уровень звукового давления, но дешевые маленькие электретные капсюли почти всегда всенаправленны на низких частотах, а акустическая обратная связь имеет тенденцию становиться проблемой задолго до того, как акустическая акустика. достаточно громкий, чтобы услышать любое шипение самого микрофона.

В целом, я обнаружил, что электретные микрофонные капсюли чрезвычайно просты в использовании практически с любым типом усилителя после капсюля, от одного транзистора BC148 до полноценных полупрофессиональных аудио предусилителей. Это совсем не прихотливые устройства.

Вот почему я подозреваю, что проблемы Бакару в большей степени связаны с шумом питающей магистрали, чем с чем-либо еще. А поскольку операционный усилитель работает при напряжении ниже его минимальной спецификации, также возможно, что сам операционный усилитель ведет себя неправильно. Простое переключение на одну плоскую батарею 9 В для питания быстро подтвердит (или опровергнет) гипотезу.

Я даже использовал крошечную коммутационную плату для электретных микрофонов Sparkfun в качестве вокального микрофона в крайнем случае, и он работал довольно хорошо, основным ограничением был максимальный уровень звукового давления: https://www.digikey.com/catalog/en/partgroup /sparkfun-электретный-микрофон-прорыв/68600

-Гнобадди

 

кеантокен

Участник

03. 01.2022 17:51

№14

• 03.01.2022 17:51
• №14

Да, аккумулятор, наверное, сейчас самое полезное, что можно проверить.

 

Как спроектировать микрофонный усилитель

---

» Перейти к дополнительным материалам

Микрофоны не генерируют сильный выходной сигнал, в лучшем случае милливольты. Им почти всегда требуется какой-либо предусилитель, чтобы усилить сигнал до приемлемого уровня. Недавно я хотел использовать недорогой электретный микрофон для небольшого громкоговорителя ближнего действия, и мне нужно было сделать для него усилитель. Вот что я сделал.

Проверенный подход к дизайну

Я всегда следую логическому пошаговому процессу, когда что-то проектирую. Вот процедура, изложенная в моей новой книге 9.0143 Практическая электронная конструкция для экспериментаторов :

1. Укажите цель разработки. Определите конечный продукт. Я всегда стараюсь записать это в дизайнерский блокнот, который у меня есть. Просто напишите пару предложений, чтобы описать, что вы хотите. У вас должен быть блокнот для записи всех ваших схем, тестов, рисунков, заметок и т. д. по проекту.
2. Перечислите основные функции и основные характеристики. Каковы входы и выходы? Мой подход заключается в том, чтобы рассматривать готовый продукт как черный ящик с определенными входами и выходами. Мощность постоянного тока и заземление обычно заданы. Что-то еще? Определите их как можно лучше. На рис. 1 показано, как выглядел мой черный ящик.
3. Узнайте, как работает продукт или схема. Поищите в Интернете рабочие детали и некоторые потенциальные схемы. Также поищите в учебниках основные схемы для изучения. Убедитесь, что вы знаете, как работает схема. Ищите процедуры проектирования или выискивайте их из имеющейся у вас информации. Нарисуйте блок-схему, если можете.
4. Выберите цепь. Посмотрите на все ваши ссылки и выберите схему. Обычно вы не проектируете полностью с нуля. Если вы найдете что-то похожее для начала, то модифицируете и адаптируете его под свою цель. Конечно, вы можете просто скопировать существующую схему и построить ее. Неизменно большинство экспериментаторов модифицируют и улучшают то, что им нравится.
5. Сделай дизайн. Выберите компоненты. Нарисуйте схему для работы; тот, который вы можете добавить и изменить.
6. Смоделируйте схему. Если у вас есть программное обеспечение для моделирования, такое как Multisim или его эквивалент, создайте схему и смоделируйте ее. Повозитесь с дизайном, пока не получите то, что вам нужно.
7. Построить прототип. Если у вас нет программного обеспечения для моделирования, перейдите непосредственно к реальной схеме, построенной на макетной плате без пайки.
8. Проверьте схему, чтобы убедиться, что она делает то, что вам нужно. Модифицируйте и настраивайте, пока он не будет работать так, как вы хотите.
9. Пакет. Возможно, вы захотите почистить его, уменьшить и поместить в формат для установки в корпусе. Перфорированная плата — хороший выбор, поэтому вам не придется прибегать к сложностям печатной платы.

Рис. 1: Усилитель мощности 386 IC, работающий с трехдюймовым динамиком.

---

Продолжаем проектирование

Итак, вот несколько заметок, иллюстрирующих процесс, через который я прошел.

Первое, что я сделал, это посмотрел характеристики микрофона (mike). Я получил таблицу данных, чтобы увидеть, что мне нужно сделать. Электрет, который у меня был, был недорогой моделью, которая содержала внутренний JFET для некоторого начального усиления и изоляции. Он может работать от источника постоянного тока от пяти до 15 вольт. Его частотная характеристика составляет от 12 Гц до 12 кГц. Выходное напряжение не указано.

Затем я записал некоторые характеристики усилителя, как я их увидел и понял:

• Необходимое усиление, неизвестно, поэтому тестируйте разные уровни (10, 100). Усиление должно легко изменяться. Схема, вероятно, должна иметь регулировку усиления. Подойдет простой делитель напряжения.
• Источник входного сигнала — электретный микрофон.
• Входной импеданс, высокий, 1 МОм было бы неплохо.
• Выходной импеданс, лучше низкий. Желаемая нагрузка — 8-омный динамик.
• Частотная характеристика: от 20 Гц до 12 кГц. Это исходит из спецификации микрофона, но я сомневаюсь, что здесь требуется высокая точность.
• Источник питания: 9 В (подходит для 9-вольтовой батареи). Все, что до 12 вольт, также должно работать нормально.

Далее поиск в Интернете выдаст всевозможные схемы. Распечатайте информацию о тех, кто вас интересует. Отметьте любые ссылки на книги, которые вы найдете.

Выберите цепь. Мои поиски выявили множество электретных микрофонных усилителей. Они подразделяются на следующие основные категории:

• Биполярный транзистор (BJT), дискретная схема
• JFET, дискретная схема
• Операционный усилитель

Обычно я ищу схему, которая является самой простой и требует наименьшего количества деталей. Я предпочитаю интегральные схемы схемам с дискретными компонентами. Я склоняюсь к операционному усилителю. Однако схемы BJT и JFET действительно просты и дешевы. Любой из них, вероятно, будет работать нормально. Процессы проектирования BJT и FET очень детализированы и суетливы. Вам нужно выбрать транзистор, получить техническое описание, затем проработать конструкцию смещения, а затем детали прохождения сигнала.

Конструкция операционного усилителя проще и прямо из учебника. Вы должны держать под рукой хороший справочник по операционным усилителям, так как многие проекты могут быть реализованы с помощью операционных усилителей. Они просты и почти всегда работают. Возможно, это самая полезная ИС из доступных. Изучите его и используйте.

Ключевым требованием здесь является то, что мне нужен усилитель, который будет управлять небольшим динамиком. То есть усилитель мощности. Операционный усилитель общего назначения этого не сделает. Итак, мне нужен мощный операционный усилитель. И такая вещь существует. Одной из популярных микросхем является LM386. Если вы выполнили поиск по слову «мощный операционный усилитель», возможно, вам попался этот вариант. Он будет работать с небольшим динамиком и сконфигурирован как операционный усилитель.

Я получил необходимую информацию о конструкции из нескольких поисковых запросов в Интернете, технического описания, учебника, который был у меня под рукой, и собственной новой книги. Если вы планируете заниматься дальнейшим проектированием, вам может понадобиться копия этого документа, так как он содержит наиболее распространенные схемы и процедуры проектирования. См. Ссылки в конце статьи для того, что я использовал.

На рисунке 2 показано, что я придумал. Эта схема усилителя мощности LM386 IC старая, дешевая, доступная и все еще хорошая. Он может выдавать до одного ватта при правильных условиях и может управлять трехдюймовым динамиком.

Рисунок 2.

---

Коэффициент усиления этого усилителя равен 20, чего должно быть достаточно для работы динамика. Напряжение источника питания должно находиться в диапазоне от 4 до 12 вольт. Вероятно, в даташите была эта схема. Не так много тяжелой дизайнерской работы, но некоторые дизайнерские проекты таковы, поскольку всю работу выполняет ИС.

Всегда возникает вопрос о том, где можно получить конкретные значения компонентов. Многие из них являются предположениями, основанными на предыдущем опыте. Некоторые из них исходят из рекомендуемой схемы в таблице данных. Потенциометр 10K, конденсатор связи с динамиком (220 мкФ), резистор 10 Ом и конденсатор 0,05 мкФ взяты прямо из таблицы данных.

Конденсаторы емкостью 0,1 мкФ и 100 мкФ на линии 9 В являются развязывающими/шунтирующими конденсаторами, которые помогают устранить шум на линии 9 В постоянного тока. Я использовал блок питания 9В, а не батарею. Было шумно, но конденсаторы убрали его.

О микрофоне

Раньше я работал с электретными микрофонами и, в общем, мне с ними не повезло. Они дешевые и обидчивые. Если вы получите хороший и правильно настроите его, он будет работать. По 79 центов за штуку вы получаете то, за что платите. Из трех купленных, работал только один. Я предлагаю проверить микрофон, прежде чем подключать его к усилителю.

Между прочим, электретный микрофон — это поляризованное устройство. Это означает, что он должен быть подключен с правильной полярностью. Если у вас есть один из микрофонов с подключенными проводами, черный провод является отрицательным и должен быть подключен к земле. Красный провод положительный и должен быть подключен к подтягивающему резистору 15K к 9V. Это также ваш микрофонный выход. У блока, который я получил, было только два коротких немаркированных оголенных провода, которые аккуратно вставлялись в гнездо макетной платы.

Один из способов идентификации проводов — использовать омметр в качестве тестера непрерывности. Проверьте, какой из двух контактов подключен напрямую (OΩ) к металлическому корпусу микрофона. Это отрицательный провод, который должен быть заземлен.

Вам понадобится осциллограф, чтобы проверить микрофон. Это поднимает одну большую проблему с дизайном. Вы не станете хорошим дизайнером без нескольких хороших тестовых инструментов. Ваш цифровой мультиметр (DMM) — один из них, который, вероятно, у вас уже есть. Вам придется стиснуть зубы и получить прицел. Существует множество вариантов, в том числе подержанный, дешевый или тот, который является частью виртуального инструмента, который использует ПК или ноутбук в качестве процессора и экрана.

Просто подключите цепь микрофона, как показано слева на Рисунок 2 . Подключить +9В и массу. Подключите вход осциллографа к выходному конденсатору и земле. Затем, наблюдая за прицелом, поговорите в микрофон. А еще лучше кричать.

Убедитесь, что вертикальный усилитель осциллографа установлен на один из наиболее чувствительных диапазонов, например, 20 или 50 мВ на деление. Вы должны увидеть несколько случайных голосовых сигналов. Я поэкспериментировал с подтягивающим резистором и смог максимизировать выходную мощность со значением 15K.

Да, это грубый тест, но я обнаружил, что у меня было два плохих микрофона после того, как я собрал всю схему. Потребовалось некоторое устранение неполадок, чтобы понять это. Сначала проверьте свой микрофон и устраните эту проблему.

Между прочим, хороший способ проектирования — построить и протестировать схему поэтапно, проверяя каждую по отдельности, прежде чем соединить их все вместе. Как только вы убедитесь, что микрофон выдает определенное напряжение, соберите усилитель и подключите его к микрофон.

Включите питание цепи и проверьте, можете ли вы говорить в микрофон и слышать ли это в динамике. Предупреждение: между динамиком и микрофоном, вероятно, будет много обратной связи, вызывающей колебания и визг или устойчивый тон. Держите динамик и микрофон как можно дальше друг от друга. Рекомендательная записка в Рисунок 2 говорит, что используйте длинные провода на динамике, чтобы держать его подальше от микрофона. Эта схема усиливала мой голос, но не громко.

Если вам действительно нужно большее усиление, вам следует подключить конденсатор емкостью 10 мкФ между контактами 1 и 8 микросхемы 386; снова см. Рисунок 2 . Это увеличивает прирост до 200 — огромный прирост. Если это слишком громко, помните, у вас есть регулятор усиления 10K, чтобы установить выход на приемлемый уровень.

Окончательный тест — включить все схемы и говорить в микрофон. Звук динамика должен быть громким и четким. Будьте осторожны с обратной связью от говорящего к микрофону. В противном случае все, что вы получите, — это громкий звук, когда все начнет вибрировать. НВ

---

Где взять детали

Вот популярные поставщики, обслуживающие экспериментаторов, у которых я покупаю: All Electronics , Digi-Key , Mouser , Jameco и Spark 1. Проверьте их веб-сайты.

---

Справочные материалы

Если вы собираетесь заниматься дальнейшим дизайном, вам понадобится базовая справочная библиотека. Книги ниже — хорошее место для начала. Проверьте на веб-сайте издателя, Amazon или других ваших любимых источниках.

1. Картер, Б. и Манчини, Р., Операционные усилители для всех, 3 ^rd edition , Newnes/Elsevier, 2009.
2. Frenzel, L., Практический электронный дизайн для экспериментаторов , McGraw Hill, 2020.
3. Horowitz, P., and Hill, W., The Art of Electronics, 3 ^rd edition, Cambridge University Press, 2015.

---

аудио — Предусилитель электретного микрофона жужжит, странный шум и не может найти решение

Спросил 2 года, 1 месяц назад

Изменено 2 года, 1 месяц назад

Просмотрено 721 раз

\$\начало группы\$

Я собираю предусилитель для электретного микрофона, следуя этим указаниям по применению, выход предусилителя подключаю к LM386, а затем к наушникам.

Итак, моя схема предварительного усилителя выглядит так, где VCC равно 3 В, все остальные компоненты такие же:

и часть LM386:

И это работает, я слышу, что звук усиливается, но, он довольно сильно гудит .

Итак, вот некоторые подробности о реализации и вещах, которые я сделал, чтобы попытаться уменьшить/выявить шум:

• Ступень предусилителя была реализована с использованием другого операционного усилителя, который у меня был, OPA313 это не кажется причиной, потому что это относительно малошумящий операционный усилитель, и большинство его характеристик очень похожи на тот, который используется в AN.

• Моей первой догадкой была схема LM386, поэтому я заземлил вход, чтобы проверить, есть ли еще шум, и его не было, поэтому совершенно ясно, что шум исходит от каскада предусилителя. Что имеет смысл, потому что этот этап имеет самый высокий коэффициент усиления.

• Плата изначально питалась от USB (с RC фильтром на входе 100 Ом + 330мкФ). Поэтому, чтобы удалить возможный «нефильтрованный» шум, я запитал плату от 9-вольтовой батареи и 7805, и жужжание все еще было.

• Провод, который соединяет микрофон с предусилителем, настолько короткий, насколько это возможно, чтобы устранить любой наведенный шум, поэтому я в основном соединил штырь крышки C3 с контактом операционного усилителя.

• Поскольку у меня нет паспорта электретного капсюля, я использовал номиналы компонентов из AN, за исключением R1, потому что каскад предварительного усилителя питается от 3-вольтового стабилизатора.

• Шум не на 50 Гц, а на более высокой частоте, около 3 кГц.

Я пробовал разные электретные капсюли, но шум остался. Я что-то упускаю? Капсулы, которые я нашел, являются универсальными, в любом случае я не думаю, что количество шума, которое я слышу, связано с этим. Я боролся с этим уже много дней, и похоже, что решение действительно простое, но я его не вижу.

• аудио
• шум
• микрофон
• предусилитель
• электрет

\$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

Если ответ «csabahu» не работает, то давайте подчистим VDD к микрофону.

В этот VDD вставьте серию R и шунтирующую C.

[ ПРИМЕЧАНИЕ : это ФИЛЬТР НЧ; подключить как external_VDD, ряд R, затем шунтирующий C, затем существующий R1.]

Сделать новый R_VDD равным 1/10 от R1.

Установите конденсатор на 1 мкФ, 10 мкФ или 100 мкФ. Заземлите колпачок на нижнюю часть электретного микрофона.

ТАКЖЕ — усиление цепи операционного усилителя может быть огромным, поскольку последовательно с входным конденсатором нет резистора. С таким большим усилением (R2 * FET_gm) эта схема может колебаться. Вставьте 1 кОм или 10 кОм последовательно с CAP.

==============================================

Если предположить, что полевой транзистор действительно преобразует выходное напряжение электрета (электростатический/пьезодатчик) в колебания тока, 1/гм (1/крутизна) полевого транзистора будет Rout всей функции «микрофон».

===============================================

Если у вас высокий коэффициент усиления, «электретный» узел заземления должен находиться в том же физическом месте (пайка), что и земля обходного конденсатора VDD/2 C6.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Я нахожу частотные характеристики LM386 очень нестабильными. Вероятно, в системе присутствуют высокочастотные колебания. Это может вызвать особый шум. Проблема вызвана 100нФ на выходе.

Если проблема действительно в этом, ее можно устранить с помощью последовательной RC-цепи:

Обновление:

Схема теоретически стабильна, сбои вероятны из-за сборки или MLCC. (Напряжение питания 3 В (шум) также интересно, потому что операционный усилитель получает его как инвертирующий усилитель, 75/2,2 (34x).)

Наконец, я бы предложил заменить конденсатор или резистор на ок. В 10 раз больше на входе LM386, чтобы иметь соответствующую более низкую частоту среза и заменить возможные конденсаторы MLCC в сигнальной цепи (C1, C4 на этой схеме) на пленочные/танталовые конденсаторы. Конструкция пленка/тантал свободна от пьезоэлектрических помех. Недостатком MLCC может быть пьезоэлектрическая природа керамического материала. MLCC могут издавать проблемный или мешающий шум (звон или пение) из-за колебаний в слышимом диапазоне.

\$\конечная группа\$

5

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Схема простого конденсаторного микрофонного предусилителя

Сегодня попробуем сделать микрофон. С помощью схемы предусилителя конденсаторного микрофона.

Зачем нам эта схема?

Из-за высокой звуковой чувствительности прост в использовании, компактен и дешев. Например, его можно подключить напрямую к усилителю мощности через канал AUX. Тогда вы сможете четко слышать свой голос из динамиков.

Надеюсь, вы будете применять эту схему в самых разных приложениях.

Что такое конденсатор-микрофон электрическим конденсатором

Как он работает

Список компонентов

Как применить его

Сборка конденсаторного предусилителя

Связанные стойки

Что представляет . секция звукоснимателя, имеющая конструкцию конденсатора, состоящего из диафрагмы и противоположной ей задней пластины, называется конденсаторным микрофоном. Звуковое движение диафрагмы улавливается как изменение емкости между диафрагмой и задней пластиной.



В этом случае, как правило, внешнее напряжение в десятки или сотни вольт следует прикладывать в качестве поляризующего напряжения конденсатора.

Тем не менее, электрический заряд может поддерживаться в полимерной пленке за счет электретного эффекта, тем самым исключая поляризующее постоянное высокое напряжение. Такой себе электретный конденсаторный микрофон.

Я часто использую эти электретные конденсаторные микрофоны

Почти во всех цепях, участвующих в приеме звука, этот тип микрофона часто используется, например, в мобильных телефонах, переговорных устройствах, переключателях голосового управления и т. д., потому что он очень чувствительный, небольшой размер, простой в использовании и дешевый , хорошее качество звука. Подходит для средних и высоких частот звука.

Посмотрите на структурную схему электретного конденсаторного микрофона. Есть диафрагма и задняя пластина для приема внешнего аудиосигнала и полевой транзистор внутри для усиления сигнала и очень высокой чувствительности. поэтому реагирует на звуковые частоты почти во всем диапазоне звуковых частот.

Посмотрите на типичную базовую схему предусилителя электретного микрофона. Двухконтактный электретный капсюль содержит полевой транзистор конфигурации с общим истоком. Он должен быть запитан от внешнего источника напряжением V+. Резистор R1 задает усиление и выходное сопротивление. Звуковой сигнал появляется на выходе после блокирующего по постоянному току конденсатора C1.

Таким образом, если мы подключим его к неправильной полярности и нет напряжения питания. Это вообще не работает.

Электретный микрофон в Википедии

Принцип работы

Посмотрите на электрическую схему ниже. В нем очень мало компонентов.

В первую очередь подключаем к схеме батарейку 9В. Во-вторых, резистор R1 пропускает электрический ток для смещения микрофона (MIC1). Кроме того, R1 является токоограничивающим резистором для MIC1. Он готов к работе. Когда мы издаем звук на MIC1, электрические сигналы меняются.

Затем звуковой сигнал проходит через конденсатор связи-C1. Он будет блокировать постоянный ток, не проходящий. Но сигнал очень слабый. Следовательно, ему нужна помощь с транзистором Q1 для увеличения сигнала.

Затем сигнал поступает на B транзистора Q1, чтобы обеспечить более сильный сигнал от C на выходе.

После этого конденсатор связи С2 пропускает переменный сигнал на выход предусилителя регулировки тембра.

Также к выходу можно подключить гарнитуру для преобразования электрического сигнала в звук.

Функция многих резисторов

• Резистор R1 является токоограничивающим резистором для MIC1.
• Резистор R2 представляет собой смещенный сигнал обратной связи от выхода к входу, подключаемый между B и C транзистора Q1. Обеспечить стабильность для хорошей работы.
• Как R3, так и R4 служат для поддержания подходящего уровня напряжения смещения.

Узнайте: Как пользоваться схемой аудиоусилителя LM386

Список компонентов

Q1: 2N3904, 40V 0. 2A NPN transistor
Electrolytic Capacitors
C1, C2: 10µF 25V
0.25W Resistors, tolerance: 5%
R1: 27K
R2: 100K
R3: 10K
R4: 1K
B1: 9-вольтовые батареи, с защелкивающимся разъемом Или схема питания 9В
MIC1: Электретный конденсаторный микрофон
Перфорированная плата


Как ее применять

Мы пытаемся собрать приведенную выше схему на макетной плате.

Если вы новичок, вот подключение конденсаторного микрофонного предусилителя к усилителю. Посмотрите ниже, у вас должен быть предусилитель с регулировкой тембра. Потому что на выходе этой схемы слабый сигнал.

Шумоподавление

Никто не любит шум. Я экспериментировал с 3 различными блоками питания с этой схемой.

• 9-вольтовая батарея Лучшие результаты! Я не слышал никакого шума.
• Регулируемый блок питания 9 В постоянного тока. Немного шума! Если не замечать, то вряд ли услышишь.
• Мобильное зарядное устройство 5 В/порт USB. Это своего рода импульсный источник питания. Во время работы он генерирует импульс очень высокой частоты и имеет слишком много гармоник. который является одним из шумов, определенно входит в предусилитель.

Сборка конденсаторного предусилителя

Эта схема состоит из нескольких компонентов, поэтому мы можем собрать их на универсальной печатной плате или на перфорированной плате. Посмотрите на ниже расположение компонентов.

Пошаговое построение схемы

Вот конкретный метод сборки этой схемы:

• Вырежьте небольшой кусок картона из листа. Эту печатную плату можно легко разделить усилием нажатия ногтя большого пальца.
• Поместите компоненты и осторожно вставьте их через отверстия в плате, считая отверстия, чтобы убедиться, что все на своих местах.
• Переверните плату и согните провода компонентов, чтобы закрепить их на плате и создать соединения, как показано на рисунке.
• Соедините паяльником.
• Приблизительно обрежьте провода кусачками.
• Проверьте каждое соединение с помощью увеличительного стекла. Если припоя недостаточно, разогрейте его и добавьте еще. Если пайки там быть не должно, используйте нож, чтобы сделать две точки вдали.

Примечание: Эта схема потребляет всего около 0,75 мА, поэтому, если мы используем 9Аккумулятор Ni-MH емкостью 200 мАч может работать около 266 часов (около одного года).

В этой схеме используются простые и дешевые транзисторы. Если вам нужна более высокая производительность, выберите вместо этого высококачественную микросхему операционного усилителя.

Похожие сообщения

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь, чтобы электроника Обучение было легким .

Микрофонный усилитель для микроконтроллеров — Блог — Оборудование с открытым исходным кодом

шабаз

000Z»> 14 марта 2020 г.

Создано в рамках обсуждения в комментариях здесь:

https://www.element14.com/community/message/289305/l/trying-to-understand-how- r-c-влияет-на-аудио-сигнал-при-использовании-в-…

Подробности можно посмотреть в этом обсуждении!

 

Пример вывода при размещении в нескольких метрах от дымового извещателя с батарейным питанием, который только что начал звучать:

Увеличение:

 

Прототип:

 

Вот общая схема. Он принимает вход электретного микрофонного элемента вместе с источником питания 3,3 В и выводит на контакт 2 J1 сигнал, подходящий для прослушивания через аудиоусилитель, или, в качестве альтернативы, контакт 3 J1 можно использовать для прямого подключения к аналого-цифровому преобразователю ( АЦП) на микроконтроллере.

Для звуков будильника, если желательно уменьшить частотную характеристику для обычной речи, тогда можно уменьшить значение C1 и C3, например, C1 может быть 100 нФ, а C3 может быть 10 мкФ.

Схема печатной платы (PCB) приведена ниже. Прикрепленный ниже ZIP-файл можно отправить производителю печатных плат. Размер платы 37 х 15 мм.

Все детали большие и легко паяются вручную.

Вид на верхнюю часть:

Вид на стороне паяльной стороны:

143.13348

QTY
1	R4	1.2k resistor 08051.2k resistor 0805
1	R8	100 ohm resistor 0805100 ohm resistor 0805
1	R2	12k resistor 080512k resistor 0805
1	R7	1K Резистор 08051K Резистор 0805
1	R6	2,2K RESTOR 08052.2K RISTOR 013337	2,2K RESSOSOR 08052.2K RISTIOR 013337	2,2K RESSOR 08052.2K RISTOR 082.2K RISTOR
2,2K.1338	R3	220 ohm resistor 0805220 ohm resistor 0805
1	R1	4. 7k resistor 08054.7k resistor 0805
1	R5	TS53 series 10k trimmerTS53 series 10k trimmer
1	C4	Конденсатор 100 нФ 0603100 нФ Конденсатор 0603
1	C1	Конденсатор 10 мкФ 16 В 4 мм или 3 мм диам.1333
1	C2	2,2 UF -конденсатор 16 В 4 мм или 5 мм диаг. 2,2 мкв.
1	C6	3.3nF capacitor 06033.3nF capacitor 0603
1	C7	4.7nF capacitor 06034.7nF capacitor 0603
1	Q1	BC847CBC847C
1	MIC1	Any electret microphone elementAny electret microphone element

Attachments:

• 0000000Z» data-yesvotes=»1″ data-novotes=»0″ data-url=»https://community.element14.com/technologies/open-source-hardware/b/blog/posts/microphone-amplifier-for-micro-controllers?CommentId=ffbbe468-440c-43f6-adff-5a0715a4ef82″>

  Shabaz,

   

  Выглядит хорошей схемой. Я разработал схему с использованием электретов много лет назад, и это было мое знакомство с этими удивительно чувствительными устройствами. Я думаю, это был какой-то датчик громкости — если кричать достаточно громко, он что-то активировал. Я точно не помню, так как это было так давно. Дизайн печатной платы выглядит хорошо.

   

  Дубби

• Привет, Кристофер,

   

  Вы правы, возможно, они недостаточно использовались, потому что в прошлом локальная обработка была затруднена. Теоретически микрофон должен (скажем) сделать оконный датчик гораздо более высокого качества, поскольку он может слышать разбитое стекло, но также может слышать стук в оконную раму, если грабители пытаются вырвать стекло, и предупреждать гораздо раньше, чем старая металлическая лента. на стекле 🙂

   

  Эта часть тоже выглядела очень интересно:

  STMicroelectronics представляет МЭМС-датчик вибрации IIS3DWB, оптимизированный для промышленного мониторинга

  Это не совсем микрофон, но он улавливает вибрации, которые могут использоваться в некоторых целях, о которых вы, возможно, думаете. Выглядит очень аккуратно, имеет встроенные возможности фильтрации, а также осуществляет потоковую передачу в собственную память, так что микроконтроллер может извлекать множество сэмплов за один раз для экономии энергии и времени 🙂 Было бы неплохо попробовать на разных домохозяйствах. сценарии!

• 0000000Z» data-yesvotes=»2″ data-novotes=»0″ data-url=»https://community.element14.com/technologies/open-source-hardware/b/blog/posts/microphone-amplifier-for-micro-controllers?CommentId=d8744c03-e2a0-4045-b09b-e2cc83f8162e»>

  Согласен.

   

  Меня бы заинтересовал ультразвуковой микрофон, чтобы посмотреть, смогу ли я улавливать сигналы летучих мышей локально.

   

  Я также хотел бы видеть инфразвуковой микрофон для улавливания очень низкочастотных звуков.

   

  ДАБ

• У меня сложилось впечатление, что микрофоны — недостаточно используемый компонент в проектах микроконтроллеров. Большинство людей, вероятно, думают об использовании микрофонов только для записи человеческой речи, но я уверен, что есть возможность использовать звук за пределами человеческого слуха для проекта.