Микрофонный предусилитель схема. Микрофонный предусилитель: схема, конструкция и настройка

В этой схеме используется малошумящий операционный усилитель (например, NE5534). Резистор 2.2 кОм обеспечивает фантомное питание 48В для конденсаторного микрофона. Коэффициент усиления определяется отношением резисторов обратной связи и составляет около 45 дБ.

Настройка и подключение микрофонного предусилителя

После сборки предусилитель необходимо правильно настроить и подключить:

1. Установите регулятор усиления в среднее положение
2. Подключите микрофон ко входу предусилителя
3. Соедините выход предусилителя с линейным входом звуковой карты
4. Подайте питание на предусилитель (9-12В для транзисторных схем, ±15В для операционных усилителей)
5. Произведите тестовую запись, говоря в микрофон с нормальной громкостью
6. Отрегулируйте усиление так, чтобы уровень сигнала был максимальным, но без перегрузки

При правильной настройке вы получите чистый звук с высоким уровнем и минимумом шумов. Не забудьте использовать качественные экранированные кабели для соединений.

Выбор компонентов для микрофонного предусилителя

Качество звука во многом зависит от выбора компонентов. Вот некоторые рекомендации:

• Операционный усилитель — малошумящий аудио ОУ (NE5534, OPA134, AD797)
• Резисторы — металлопленочные с допуском 1%
• Конденсаторы — пленочные для цепей сигнала, электролитические с низким ESR для питания
• Транзисторы — малошумящие (BC547, 2N5088)
• Разъемы — качественные позолоченные XLR и RCA

Используйте качественную монтажную плату или печатную плату с толстыми дорожками. Тщательно экранируйте входные цепи для снижения наводок.

Часто задаваемые вопросы о микрофонных предусилителях

Какой коэффициент усиления нужен для микрофонного предусилителя?

Типичный коэффициент усиления микрофонного предусилителя составляет 30-60 дБ. Конкретное значение зависит от чувствительности микрофона и требуемого выходного уровня. Для динамических микрофонов обычно достаточно 40-50 дБ, для конденсаторных может потребоваться до 60 дБ.

Нужен ли фантомный источник питания для динамического микрофона?

Нет, динамическим микрофонам не требуется фантомное питание. Оно необходимо только для конденсаторных микрофонов. Подача фантомного питания на динамический микрофон не повредит его, но и пользы не принесет.

Как уменьшить шум в микрофонном предусилителе?

Для снижения шума в микрофонном предусилителе можно предпринять следующие меры:

• Использовать малошумящие операционные усилители и транзисторы
• Применять металлопленочные резисторы с низким температурным коэффициентом
• Тщательно экранировать входные цепи
• Использовать стабилизированное питание
• Применять симметричные входные каскады
• Оптимизировать топологию печатной платы

Правильно спроектированный предусилитель может обеспечить уровень шума менее -130 dBu.

Предусилитель для микрофона. подборка схем

Усилитель для микрофона: пошагово

Берем резистор, он будет выполнять функцию смещения напряжения. Берем транзистор модели KT 315 можем заменить KT 3102 или ВС847. Для изготовления схемы можем взять самодельную макетную плату. Ее перед использованием тщательно промываем каким-либо растворителем. К ней нужно припаять разъемы через которые идет осуществляться питание, также этим способом присоединяем разъемы входа и выхода микрофона. Берем разъемы и припаиваем к нашей плате. Их можно взять из старого ДВД проигрывателя, магнитофона. Выключатель можно взять из старой игрушечной машинки. Припаиваем все детали к плате.

Для изготовления корпуса для усилителя микрофона берем коробку из пластмассы. В ней проделываем отверстия для разъемов и для выключателя. Плату приклеиваем к коробке и накрываем верхней частью пластмассовой коробки.

При правильной сборке схему не нужно дополнительно настраивать и микрофон можно сразу подключать в работу. Этот усилитель для микрофона значительно улучшает качество звука и в нем нет посторонних шумов. Схема также хорошо работает вместе с электретным микрофоном.

Если нет такого напряжения, то берем другой штекер и присоединяем его к разъему и меряем вольтметром напряжение, которое имеется между большим отводом и другими двумя отводами, которые более короткие. При измерении напряжения нужно быть осторожным, чтобы не произошло замыкания выводов штекера между собой.

Для проверки берем динамический микрофон, подключаем, соединяем посредством провода выход усилителя и компьютер или колонки, или к то устройству, которое вам нужно и включаем питание. Если при сборке использовали светодиод, то его свечение говорит о том, что усилитель исправен. Но сам электрод не обязателен в схеме.

Виды предусилителя для микрофона

Существует официальных три вида микрофонных устройств:

• С одним транзистором. Основным источником питания первого вида микрофонного устройства как для динамического, так и для другого вида микрофона (служит батарея крона или другой стабилизированный источник питания). При подключении предусилителя к входу усилителя и к самому источнику сигнала рекомендуют использовать экранированный провод. Так, вы сможете предотвратить появления помех. В качестве же источника питания желательно выбирать батареи, так как они исключают вероятность появления шумов. Такой предусилитель подходит как для электретных, так и для электродинамических микрофонов.
• Микрофонное устройство с двумя транзисторами. Второй вид приспособления для микрофонов также направлен на борьбу с искажением звука. Для этой цели в устройстве с двумя транзисторами сокращено число радиокомпонентов. В этом приборе минимальное количество разделительных конденсатов. Все имеющиеся транзисторы соединяются с эмиттером. Ещё одной отличительной чертой предусилителя является наличие в схеме ООС. Эта функция помогает стабилизировать работу схемы, а значит и все устройства. Сбои в работе могут происходить по нескольким причинам. Например, из-за температурных перепадов или из-за напряжения питания.
• С тремя транзисторами. Этот вид микрофонного устройства также идеально подходит для электретного микрофона. Такое устройство наделено рядом интересных особенностей. Так, необходимое питание схема получает через центральную жилу. То есть через тот же проводник, по которому зачастую проходит входной сигнал. А вот возле разъёма этого предусилителя установленны специальные два элемента. Первый — это разделительная ёмкость С3. С её помощью выходной аудиосигнал отделён от напряжения питания предусилителя. Второй элемент — нагрузочное сопротивление R6. Через этот элемент проходит. А вот напряжение на сам микрофон поступает через R1 (сопротивление).

Однако все усилители звука отличаются между собой не только количеством транзисторов. Далее пойдёт речь о других видах предусилителях для современных микрофонов.

Другие виды усилителя звука для микрофона

Гибридный. Предусилитель состоит из разных компонентов, то есть из ламповых и транзисторных. Гибридный вид направлен на улучшения качества звука. В том числе и на устранение постороннего шума.

Ламповый микрофонный предусилитель. Ламповые предусилители не менее практичны и полезны. Лампы в этом устройстве придают исходящему больше теплоты и бархатности. Поэтому звучание становится более приятным и живым. Некоторые ламповые предусилители сразу оснащены не одним, а несколькими привлекательными режимами. Одним из таковых является режим инструментального предусилителя (у режима высокоомный вход). Благодаря этому режиму к предусилителю можно подключать гитару или другой музыкальный инструмент.

Несмотря на такие интересные преимущества, у лампового предусилителя все же имеется один, но большой недостаток. Это его стоимость. Она влияет на качество устройства. Чем дороже предусилитель, тем он качественней. Поэтому, если вы решите приобрести высококачественный ламповый предусилитель, помните, что он будет стоить не дешёво.

4558D Datasheet Download — Fairchild Semiconductor

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.

Микрофонный предусилитель своими руками, конструкция выходного дня.

Статья посвящена изготовлению микрофонного предварительного усилителя, который бывает полезен в работе с аудио-приложениями.
Данный миниатюрный микрофонный предусилитель может использоваться в качестве усилителя любого звукового сигнала. Устройство оснащено микрофоном и клипсами для подключения 9В батареи. Усиление достигается за счет использования операционного усилителя LM741. Уровень громкости можно регулируется с помощью триммера.

Далее будет рассмотрено, как произвести расчеты элементов усилителя входящие в состав схемы и их влияние на частотные характеристики самого устройства. В частности, остановимся на вопросе, расчет коэффициента усиления (который составляет 480 раз: 53,6 дБ) и частоту среза (87 кГц).
Устройство оснащено микрофоном, усиливающие слабые низкочастотные сигналы, коэффициент усиления составляет примерно 480, используя операционный усилитель.
Напомним, что модуль является предварительным усилителем, для подключения его к динамику ему необходим дополнительный усилитель мощности. Почему же тогда мы используем предварительный усилитель? Главным образом, лишь только потому, что предварительный усилитель позволяет усилить очень слабые звуковые сигналы с хорошим соотношением сигнал/шум. Тем более, что невозможно подключить микрофон непосредственно к усилителю мощности, для этого и используется предварительное усиление микрофонного сигнала.

Схема работает от источника питания напряжением 9 — 15 вольт, более высокое напряжение дает возможность получить более высокий уровню усиления. Это напряжение подается на микросхему U1 (LM741) и конденсаторный микрофон MIC. На конденсаторный микрофон напряжение от источника подается через резисторы R1 и R2. Конденсатор С3 установленный в точку соединения между ними способствует дополнительной стабилизации (в некотором смысле, это действует как батарейка, если входное напряжение имеет незначительные колебания, C3 обеспечивает энергию, необходимую для поддержания стабильности). C1 и C2 выполняют ту же роль, но в этом случае для стабилизации источника питания U1.Перечень элементов

Микрофонный усилитель для динамического микрофона

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!

Простой микрофонный усилитель для компьютера своими руками

Это статья посвящена конструкции простого микрофонного усилителя, который можно использовать для усиления сигнала электретного или динамического микрофона.

При минимальном количестве деталей, такой усилитель позволяет улучшить соотношение сигнал/шум и увеличить усиление сигнала микрофона по сравнению с усилителем встроенной аудиокарты. https://oldoctober.com/

Всё собираюсь записать свой первый видео урок. Уже изготовил микрофон-клипсу. Но, первая же попытка записать голос споткнулась о невероятно высокие шумы и недостаточный коэффициент усиления микрофонного усилителя встроенной аудио карты.

Самые интересные ролики на Youtube

При отключении режима «Microphone Boost», удалось снизить шумы, но уровень усиления стал таким низким, что записать что-либо стало невозможно.

Я уже было решил купить отдельную аудио карту, но обнаружилось, что хорошая аудио карта стоит очень дорого, а бюджетная за 10$, хотя и имеет более низкий уровень шумов, но также обладает микрофонным усилителем с не очень высоким коэффициентом усиления.

Так что, взялся я за изготовление простенького микрофонного усилителя.

Первые же опыты с макетами микрофонных усилителей показали, что уровень шумов можно снизить, а усиление повысить.

Остаётся только диву даваться тому, как умудряются разработчики компьютерного железа выдавать на гора такие «перлы», тогда как всего несколько копеечных деталей решают проблему шума и усиления.

Конструкция и детали.

При выборе схемы усилителя, я ориентировался в основном на простоту эксплуатации и минимальное количество деталей затраченных на постройку. Задача изготовить супер-пупер усилитель с рекордными показателями не ставилась.

После макетирования нескольких схем на совдеповских микросхемах, я остановился на микросхеме К538УН3А (КР538УН3А). https://oldoctober.com/

1. Минимальное количество навесных элементов.
2. Однополярное питание. Не нужно городить фантомную землю.
3. Низкое напряжение питания – 6 Вольт. Легко применить питание от батареи.
4. Микросхема продолжает работать при снижении напряжения питания до 3-х Вольт. Не нужен стабилизатор напряжения питания и батарею можно использовать более длительное время.
5. Защита от короткого замыкания. Важно при использовании Джеков 3,5мм! В момент вставки штекера в гнездо происходит короткое замыкание контактов.
6. Потребляемый ток не превышает 5мА. Если установить пару литий-ионных элементов питания, например, DL123A или одну батарею CR-P2, то их хватит как раз до того момента, когда вся современная техника морально устареет.

Почему именно DL123A (CR-P2)? Из-за токсичной начинки, корпуса этих элементов изготавливают из нержавеющей стали и тщательно герметизируют, что исключает разрушение корпуса и повреждение схемы усилителя. Последнее часто случается при использовании солевых и щелочных (алкалиновых) элементов. (Алкалайновые элементы GP повредили мой любимый Maglite).

Технические параметры К538УН3А.

Ниже публикую технические данные взятые из бумажного справочника по аналоговым микросхемам, так как в сети не нашёл подробной информации об этой микросхеме.

Микросхема представляет собой сверхмалошумящий широкополосный усилитель сигналов частотой до 3МГц. Шумовые характеристики усилителя оптимизированы для работы с низкоомными генераторами сигналов. Коэффициент усиления фиксирован внутренним делителем, но имеется возможность его внешней регулировки. Усилитель предназначен для применения в качестве предварительного усилителя воспроизведения в аппаратуре высшего класса, а также в качестве усилителя для низкоомных датчиков. Корпус 2101.8-1 (DIP8) или 301.8-2.

Электрические параметры.

Номинальное напряжение питания – +6В.

Ток потребления при Uп = 6В, Т = -45… +70С, не более – 5мА.

Коэффициент усиления напряжения с внутренней обратной связью при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх. = 1мВ, Rн = 10кОм, Т = +25С:

типовое значение – 250.

Коэффициент усиления напряжения без внутренней обратной связи при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх = 1мВ, Rн = 10кОм, Т = +25С, типовое значение – 3000.

Нормированное напряжение собственного шума при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх = 1мВ, Rг = 500Ом, Rн. = 10кОм, Т = +25С, не более – 5нВ/√Гц, типовое значение – 2,1нВ/√Гц.

Максимальное выходное напряжение Uп = 6В, Rн = 2кОм, Кг = ≤ 10%, Т = -45С, не менее 0,5В, типовое значение – 1В.

Верхняя частота среза при Uп = 6В, Rн = 2кОм, Kу = 100, Т = +25С, типовое значение – 3МГц.

Входное сопротивление – 10кОм.

Предельные эксплуатационные данные.

Максимальное напряжение питания – 7,5В.

Максимальное входное напряжение – 200мВ.

Минимальное сопротивление нагрузки (кратковременное) – 0 Ом.

Температура окружающей среды, длительное воздействие: –45… +70С, кратковременное воздействие: –60… +125С.

Назначение выводов микросхемы К538УН3А.

1. Питание.
2. Не используется.
3. Коррекция.
4. Вход.
5. Вывод регулировки коэффициента усиления.
6. Подключение фильтра ОС по постоянному току.
7. Общий.
8. Выход.

Несколько устаревший вариант исполнения микросхемы.

Типовая схема включения микросхемы.

1. C2 – фильтр питания.
2. C5 – разделительный.
3. C6 – корректирующий.
4. C8 – фильтр ОС по постоянному току.
5. R4 – регулировка ОС по переменному току.

Схема универсального микрофонного усилителя.

Представленная схема микрофонного усилителя может усиливать сигнал, как электретного, так и динамического микрофона.

Величина резистора R4 определяет коэффициент усиления микросхемы DA1.

Максимальный коэффициент усиления достигается при R4 = 0.

Для оперативной регулировки и ограничения уровня входного сигнала при перегрузке используется потенциометр R3.

Резистор R2, диод VD2 и светодиод HL1 представляют собой делитель напряжения, на котором формируется 2,2В для питания электретного микрофона. Резистор R1 является нагрузкой электретного микрофона. Светодиод HL1 также осуществляет функцию индикатора питания.

Схема предварительного усилителя для динамического микрофона.

Схему можно значительно упростить, если рассчитывать только на использование динамического микрофона. Нужно только иметь в виду, что при использовании пассивного динамического микрофона с малой чувствительностью, может понадобиться увеличить коэффициент усиления, что приведёт к некоторому повышению уровня шумов микрофонного усилителя.

Печатные платы.

На изображениях печатных плат, представлен вид со стороны элементов. Дорожки просвечиваются сквозь плату.

На картинке пример разводки печатной платы универсального микрофонного усилителя.

1. Вход.
2. Верхний по схеме конец потенциометра R3.
3. Движок потенциометра R3.
4. Анод светодиода HL1.
5. Корпус.
6. Питание +6В.
7. Выход.
8. Корпус.

Пример разводки печатной платы усилителя динамического микрофона.

Сам я изготовил печатную плату исходя из размеров имеющихся в моём распоряжении элементов управления и корпуса.

Ссылка на чертежи печатных плат в конце статьи.

Корпус.

Для размещения конструкции хорошо бы выбрать металлический корпус. Если используется пластмассовый корпус, то всю конструкцию желательно поместить в экран. Экран можно изготовить из жести консервной банки от сгущенного молока. Эти банки всё ещё покрывают оловом, и они прекрасно паяются (их даже не нужно лудить). И вкусно и полезно… для самодельщика. Корпус регулятора уровня сигнала должен соединяться с экраном всего усилителя.

На картинке корпус из дюралюминия и печатная плата в сборе. На плате два независимых усилителя с раздельным управлением питанием. Чтобы можно было записать стерео сигнал с использованием двух произвольных микрофонов, усилитель каждого канала снабжён отдельным входным гнёздом.

Элементы управления установлены прямо на печатной плате. Регулировка коэффициента усиления осуществляется один раз путём подбора постоянных резисторов при настройке усилителя.

Микрофонный усилитель в сборе. Микрофонный усилитель соединяется с компьютером экранированным кабелем, на конце которого находится разъём Джек 3,5мм (Jack 3,5mm).

Сравнительные испытания.

При сравнительном испытании, регуляторы устанавливались в такое положение, которое бы обеспечило одинаковый уровень записанного сигнала, как при использованием микрофонного усилителя, так и без него.

Зелёный – уровень шума.

Малиновый – вид шума.

На графике уровень шумов микрофонного усилителя встроенной аудио карты в режиме «Microphone Boost».

Уровень записи – 1,0.

Уровень шума около -80Дб.

Для того чтобы получить минимальный уровень шумов, я установил максимальный уровень сигнала резистором R3. Это позволило использовать усилитель линейного входа аудио карты с небольшим уровнем усиления.

На этом графике уровень шумов самодельного микрофонного усилителя.

Уровень записи 0,05.

Уровень шума около -110Дб.

Драйверы аудиокарат обычно не позволяют устанавливать уровень записи с такой высокой точностью.

Установить уровень записи с точностью до долей процента можно с помощью бесплатного портативного аудиоредактора Audacity, ссылка на который есть в «Дополнительных материалах».

Саму запись или трансляцию звука можно производить при помощи любых других программ.

Как правильно подключить динамический микрофон к кабелю.

Имея в наличии стерео микрофон от старого катушечного магнитофона, я хотел было записать стерео звук. Но, не тут то было…

Чувствительность динамических микрофонов уступает чувствительности электретных, что предъявляет к первым повышенные требования по экранированию от помех и наводок. Однако эти требования часто игнорируются производителем. Именно так обстояло дело с моими микрофонами. Подключены к кабелю они были по-разному, но каждый неправильно по-своему.

1. Корпус.
2. Вывод катушки.
3. Вывод катушки.

На рисунке видно, что у левого микрофона вообще оказался не подключенным корпус, а у правого, один из выводов катушки был подключен к корпусу. Оба эти подключения выполнены неправильно, особенно если учесть, что был применён кабель с экранированной витой парой.

На картинке показано, как правильно подключить динамический микрофон к микрофонному усилителю с асимметричным входом.

А это подключение микрофона к микрофонному усилителю с симметричным входом.

Наиболее дешёвые динамические микрофоны подключают с использованием однопроводного экранированного кабеля. На рисунке схема такого подключения.

Если вы слышите наводки в виде фона с частотой 50Гц, то микрофон лучше подключить с использованием экранированной витой пары.

Пунктирной линией на схемах показан металлический корпус микрофона, который следует соединить с экранирующий оплёткой кабеля. Выводы катушки нужно соединить с витой парой. Не все бюджетные динамические микрофоны позволяют это сделать безболезненно. Часто один из проводов катушки уже подключен к металлическому корпусу микрофона.

Не пытайтесь самостоятельно перепаивать провод катушки к другому контакту. Катушка намотана проводом 0,05мм и тоньше. Для сравнения – толщина волоса человека 0,03-0,04мм. Любое неосторожное касание выводов катушки неминуемо приведёт к обрыву. Кроме того, выводы катушки дополнительно покрывают клеем, что также усложняет задачу.

Ура! Заработало!

Пятисекундная стерео запись сделанная при помощи двух динамических микрофонов и самодельного микрофонного усилителя. (Нужно кликнуть по картинке).

Величина резистора в цепи обратной связи R4 = 50 Ом.

Уровень сигнала микрофонного усилителя – максимум.

Уровень записи по линейному входу аудио карты = 0,2.

Дополнительные материалы (Download).

Изготовить печатные платы проще всего способом ЛУТ. Некоторые разновидности этой технологии описаны здесь и здесь.

Последние комментарии

• Сергей на Преобразователь напряжения 12 – 220 вольт
• АЛЕКСАНДР на Закон Ома
• Евгений на Программа “Компьютер – осциллограф”
• Всеволод на Начинающий радиолюбитель: школа, схемы, конструкции
• Дмитрий на КВ приемник наблюдателя

Радиодетали – почтой

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:

Микрофонный предусилитель ROLLS MP13 — MBS Electronics

Простой профессиональный микрофонный преамп с фантомным питанием

Этот маленький предусилитель я много лет использую в своей студии как дополнительный микрофонный преамп. Много раз он меня здорово выручал, когда не хватало дополнительного микрофонного входа или на выездной записи. В последнее время я на постоянной основе использую эту коробочку на своем втором рабочем месте, где я создаю видео для своих YouTube каналов. Через ROLLS подключен к звуковой карте мой микрофон AKG C-535

У меня «фирменный» американский преамп, точно такой, как на этой фотографии. Оказалось, что принципиальная схема устройства очень проста для повторения и не содержит малораспространенных компонентов. Поэтому я советую этот мини-преамп для повторения радиолюбителями, которые ищут схему простого но качественного микрофонного предусилителя профессионального качества.

Итак, Rolls MP13 — это малогабаритный микрофонный предусилитель, выполненный в виде отдельного устройства с питанием от сетевого адаптера. В устройстве используется профессиональная балансная схема подключения микрофона (как в микшерных пультах), основанная на схеме прецизионного измерительного усилителя студийного класса. Прекрасное прозрачное звучание звучание ставит этот преамп рядом с дорогими суперпрофессиональными устройствами.

Одно из достоинств этого преампа — наличие разнообразных гнезд для подключения внешних устройств (микрофонов, микшерных пультов, усилителей, компрессоров и т.д.)

Конечно же, имеется стандартный сбалансированный XLR-F разъем для подключения микрофона и стандартный XLR-M разъем на выходе преампа. Кроме того есть обычный мультимедийный разъем 3.5 мм который можно использовать для подключения «компьютерных» электретных микрофонов. В случае с компьютерными микрофонами я бы сделал небольшую доработку узла 3.5 мм джека, чтобы уменьшить чувствительность и снизить питающее напряжение, подаваемое на такой микрофон. Как это сделать я расскажу позже.

Кроме XLR разъема, на выходе преампа имеется еще и стандартное гнездо под четвертьдюймовый джек.

Фантомное питание микрофонов, которое обеспечивает схема этого предусилителя меньше стандартного +48 вольт. Оно составляет +24 вольта. Но все микрофоны прекрасно работают с таким уровнем напряжения фантомного питания.

Принципиальная схема преампа Rolls MP13. Кликните на схеме чтобы её увеличить (откроется в новом окне браузера)

Схема преампа сравнительно проста и содержит всего две микросхемы — два сдвоенных операционных усилителя 4580. ОУ 4580 можно с успехом заменить малошумящими и широко распространенными NE5532. На двух ОУ первой микросхемы собран собственно симметричный микрофонный усилитель, усиливающий сигнал микрофона, подключенного к разъему XLR J2 или 3.5 mm гнездо J1. Фантомное питание подается на микрофон, как и положено по стандарту, через два резистора R1 и R2 сопротивлением 6.8 к. напряжение фантомного питания +24в создается в специальном преобразователе напряжения, о нам чуть позже. Регулятор чувствительности Gain — потенциометр P1 сопротивлением 10 к и обратной логарифмической зависимостью (группы C).

На втором сдвоенном ОУ собраны инвертор выходного сигнала и преобразователь напряжения +24в для фантомного питания. Инвертор необходим для получения противофазного напряжения для создания симметричного (сбалансированного) выходного сигнала. Это — обыкновенный инвертирующий усилитель на ОУ с коэффициентом усиления, равным единице

На ножку 2 выходного XLR разъема сигнал подается непосредственно с выхода микрофонного усилителя (на первой микросхеме), а на ножку 3 разъема — через это самый инвертирующий повторитель. Таким образом на выходе мы имеем стандартный сбалансированный (симметричный) сигнал. Кроме того, симметричный выходной сигнал дополнительно подается и на гнездо четверть дюймового джека J3.

На другой половинке второй микросхемы собран преобразователь напряжения 24в для фантомного питания. Это обычный генератор на ОУ, на выходе которого включен выпрямитель с удвоением напряжения на диодах D4 и D5. На конденсаторе C12 получается удвоенное напряжение питания. Включать и отключать фантом можно выключателем SW1.

Это — узел индикации перегрузки Clip. Он собран на транзисторе Q1. При превышении некоего порога напряжения на входе транзистор открывается и включает светодиод D3. Порог можно подобрать резистором R20.

Это — узел питания устройства. В качестве стабилизатора использован распространенный регулятор напряжения типа 7812 на напряжение 12 вольт, на вход узла питания можно подавать постоянное напряжение от 14 до 24 вольт от сетевого адаптера. На выходе микросхемы 7812 включен делитель напряжения R22, R23, C14, который создает «искусственную среднюю точку», необходимую для правильной работы операционных усилителей. Светодиод D7 индицирует наличие напряжения питания.

И в заключении о подключении компьютерного (предназначенного для входов звуковых карт) электретного микрофона к этому преампу. В принципе, я подключал такой микрофон напрямую в разъем 3.4 мм, и микрофон работает, однако напряжение питания слишком велико для такого микрофона, который рассчитан на работу от питания 3 — 3 вольта, которое присутствует на микрофонных входах звуковых карт компьютеров. Кроме того в таком прямом включении с электретного микрофона сигнал был слишком велик, даже в минимальном положении регулятора чувствительности присутствовали искажения на громких звуках. Для того, чтобы заставит микрофон работать в нормальном режиме подключать его нужно через простой делитель напряжения, собранный по этой схеме:

Я сделал такой делитель в виде внешнего переходника. мне понадобилось гнездо, штекер на 3.5 мм и пара резисторов. С таким переходником электретный компьютерный микрофон работает превосходно. Если собирать преамп самостоятельно, имеет смысл добавить эти резисторы в схему самого преампа и избавиться от лишних проводов и переходников, так как профессиональных микрофонов, рассчитанных на подключение через 3.5 мм джек и требующих высокого напряжения питания, вы вряд ли сейчас найдете, за исключением некоторых измерительных микрофонов. Как вариант можно посоветовать в самодельной конструкции установку двух 3.5 мм гнезд одно из которых подключено к схеме через такой делитель напряжения.

MBS Electronics, июль 2018г.

cxema.org — Микрофонный предусилитель и сумматор

Здравствуйте товарищи! Сегодня я поделюсь с вами своим опытом в создании микрофонного предусилителя и по совместительству сумматора сигнала. Данное устройство предназначено для усиления сигнала с микрофона и суммирования усиленного сигнала с музыкальным сигналом, подаваемым на вход. Эта штука может применяться в качестве простого предусилителя звуковой частоты, в качестве микрофонного предусилителя и в качестве системы караоке – когда играет музыка и одновременно в микрофон кто-то говорит. Опять же: все схемотехнические и дизайнерские решения не претендуют на эталон и являются оптимальными по моему субъективному мнению.

Приступим к сборке

Начнем, пожалуй, со схемы самого сумматора. Схема представляет собой два операционных усилителя на каждом канале, работающие на общую нагрузку. Вот она:

Принцип работы схемы достаточно прост. Это 4 операционных усилителя (по два на каждый канал), работающих в режиме усилителей напряжения. Сигнал подаётся на входы In L и In R, проходит через конденсаторы C4 C7 C10 C13 и резистивные делители, затем попадает на неинвертирующие входы ОУ. Отрицательная обратная связь построена на резистивных делителях с выхода на инвертирующий вход (резисторы по 22k и 15k). Отношение этих резисторов и есть коэффициент усиления ОУ. Микрофонный сигнал поступает не на один ОУ а на два. Это сделано для того, чтобы при суммировании выходное сопротивление между левым и правым каналом было наибольшим. Если бы был один ОУ и его выход через два резистора подключался бы на левый и правый канал, между каналами было бы некоторое сопротивление, что привело бы к проникновению сигнала с одного канала на другой. Керамические конденсаторы по 100нФ стоят для подавления возможного самовозбуждения. ОУ стоят малошумящие, мои любимые TL072, но можно и NE5532 или другие сдвоенные ОУ. Все резисторы можно ставить с разбросом 20–25% с мощностью 0.25 или 0.125 Вт. Конденсаторы либо плёнка, либо керамика: на звучание, по моему мнению, не влияет вовсе.

Вот, какие у меня получились платы. Весьма компактные, монтаж довольно плотный, и на маленькую плату влезли все резисторы и конденсаторы.

Если плата вам понравиться, вы можете её скачать в архиве проекта, а мы идём дальше.

Питание

Как видно из схемы, питание нужно двухполярное. Для питание можно сделать простенький обратноход на UC3842 или даже автогенераторный на транзисторах, но мне было лень ибо я нашел в ящике с хламом электронный трансформатор на 25 Вт. Он выдает переменное высокочастотное напряжение 12 В, так что придётся его перемотать. Трансформатор выглядит так:

Для перемотки я даже не стал его разбирать, так как было достаточно места для намотки необходимого количества витков. А как рассчитать количество витков на уже намотанном китайцами трансформаторе, ведь мы не знаем ни точной частоты (она может плавать при изменении нагрузки), ни материала сердечника и мы не можем это измерить? Я делал так: брал двухполупериодный мост на быстрых диодах, припаивал к нему конденсатор и подключал к исходной обмотке трансформатора. Замерял напряжение и считал количество витков. Далее, зная сколько вольт на выходе необходимо получить, составлял пропорцию и посредством таких несложных математических вычислений получал примерное количество витков для намотки. Затем надо округлить до ближайшего чётного числа в большую сторону (так как нам нужно двухполярное напряжение и при нагрузке оно может немного проседать) и наматывал. Так как ток тут маленький, провод можно брать 0.3 – 0.5 мм. Мотаем двумя жилами сразу, потом фазируем обмотки: начало оной с концом другой. Схема конкретно моего преобразователя такая:

Как видно из схемы, это простой автогенератор с двумя базовыми обмотками, по очереди открывающими транзисторы, без каких либо стабилизаций и защит. А оно тут и не нужно, ведь применены линейные стабилизаторы 7812 и 7912. Это позволяет убить сразу двух зайцев: появляется стабилизация и пропадают помехи от импульсника. Дело в том, что при малых токах нагрузки, блок питания может работать на низкой частоте, и эта частота в виде помех сказывается на чистоте сигнала и на общем КНИ. Линейный стабилизатор помогает свести пульсации напряжения практически к нулю, а так как ток не большой, радиатор им нужен совсем маленький. В отличии от транзисторов блока питания. Изначально стояли какие-то маленькие в корпусе to-92.

Но даже при незначительной нагрузке они грелись так, что прикоснуться к ним было невозможно, в связи с чем я решил поставить транзисторы mje13003. Но и они грелись. Тогда я психанул и прикрутил их напрямую к корпусу – так-то точно греться не будут! Так и сделал, результат – после часа эксплуатации на низкоомную нагрузку (а это не есть нормальный режим работы предусилителя, так как входное сопротивление усилителей от 22 до 100 кОм) в том месте, где прикручены транзисторы корпус нагрелся примерно до 24*С, что вполне отлично. Вот как это выглядит:

Трансформатор в штатном черном корпусе, стабилизаторы на отдельной монтажной плате (травить нормальную на такое совесть не позволила), выпрямитель навесным монтажом, так как при пайке стабилизаторов тупо забыл про него. На этом фото транзисторы ещё не выведены на корпус, так как проблему лютого нагрева я обнаружил после того, как сделал фото. Кстати, покопавшись в файлах плат, которые я рисовал, я нашел копию платы электронного трансформатора, используемого в данном проекте. Нарисовал её ещё летом, когда нечего было делать. Если кому-то нужна будет, она в архиве проекта.

Микрофон

И вот мы подошли к последнему этапу – созданию микрофона. Использовать я буду самый обычный микрофонный капсюль, который можно найти в телефонных трубках, старых домофонах или в радиомагазинах. Сигнал с такого микрофона очень маленький и его необходимо предварительно усилить. Усиливать я его решил, естественно, с помощью ОУ, и, естественно, TL071. Питание я решил делать однополярное 9 вольт. Как показала практика, больше для микрофона не нужно. При питании микрофона от общего стабилизатора 12 вольт, появлялись жуткие помехи, и слушать такое невозможно. Поэтому и было принято решение о питании микрофона от еще одного линейного стабилизатора 7809 на 9 вольт. Кстати питание на стабилизатор идёт через дополнительный п-образный фильтр помех, такие фильтры применяются в ИИП компов.

Теперь немного  особенностей конструкции. Микрофонный предусилитель (тот, который предварительно усиливает низкий сигнал с микрофона) должен находиться как можно ближе к микрофону! Если между микрофоном и предусилителем будут какие-либо провода, это приведёт не только к потере итак малого полезного сигнала, но и к появлению огромного количества наводок и помех, искажающих этот полезный сигнал. В связи с чем, было принято решение воспользоваться 3-ёх контактным промышленным разъемом с гайкой. Один контакт – общий, второй – плюс 9 вольт, третий – сигнальный. А вот схема:

Принцип работы этой схемы практически один в один повторяет принцип работы сумматоров, за исключением того, что тут питание однополярное и на неинвертирующем входе ОУ формируется половина напряжения питания (типа средняя точка при двухполярном) с помощью делителя R1 R2. При говорении в микрофон, его слабый сигнал вызывает смещение на неинвертирующем входе, и ОУ его усиливает. В цепи ОС применён конденсатор. Он там стоит, чтоб постоянки на выходе не было, а сама ОС работала только на переменный ток. R5 Нужен, чтобы подать напряжение смещения на микрофон (это уже его внутренние особенности), без него хуже. C1 и C2 – просто разделительные конденсаторы, отсекающие любую постоянку. Могут быть от 1 до 22 мкФ электролитами или от 0.22 до 2.2 мкФ плёнкой. Номиналы резисторов отклонять можно в пределах 20% все, кроме R3 R4, так как они отвечают за глубину ОС. Плату я делать не стал, сделал всё на макетной, но для вас я всё равно нарисовал её в Sprint Layout, кому интересно – она в архиве. Фото самой платы микрофона я сделать забыл, а когда вспомнил, она уже была установлена в корпус и залита термоклеем.

Делаем корпус

Для создания корпуса я использовал корпус от DVD ROM. Его нужно полностью разобрать, но сохранить болтики, фиксирующие крышку, они нам ещё понадобятся. Вынимаем все потроха, отдираем пластмассовую переднюю панель и счищаем этикетку сверху. Далее измеряем переднюю панель и по её размерам нужно вырезать прямоугольники из оргстекла (желательно вырезать немного побольше, чтобы потом можно было немного отшлифоваться неровности в случае каких-либо перекосов). Сверлим отверстия под разъемы входов и выходов, а также под переменные резисторы и разъем подключения микрофона. Затем нужно высверлить фрезой прямоугольную дырку под выключатель (его берём от компьютерного блока питания). На задней панели я решил продублировать входные и выходные разъемы 3.5 мм разъёмами ‘тюльпан’. Мало ли понадобятся. Переднюю и заднюю панели прикручиваем на болты М3. Вкручиваем их столько, сколько необходимо, чтобы панель держалась и не шаталась. Поскольку панели прозрачные, просто жизненно необходимо поставить внутрь корпуса синий светодиод! Питаем его от 9 вольт – оттуда же, откуда и микрофонный предусилитель.

Чуть не забыл! Очень важно на выходы сумматоров поставить два подстроечных резистора, сопротивлением 20 – 50 кОм для согласования амплитуд на каждом канале. Далее ищем два одинаковых (прям одинаковых) постоянных резистора на 22 – 47 кОм, подключаем их на выходы, подаём сигнал на вход и вращением движков подстроечных резисторов добиваемся одинаковой амплитуды на обоих каналах.

Ручки на переменные резисторы поставил чёрные пластмассовые. Не идеал конечно, но всё равно неплохо, мне нравится. Корпус ОБЯЗАТЕЛЬНО закоротить подключить к общему проводу! Если этого не сделать, он будет работать, как антенна и помех будет тьма.

А вот, как всё это выглядит внутри:

…и снаружи:

А вот, как я сделал сам микрофон. Взял картонную трубку без дырок на боковой поверхности, нашел подходящую по диаметру пробку от бутылки, впихнул одно в другое, просверлил отверстие для провода в пробке и засунул в трубку плату микрофонного предусилителя, зафиксировав всё термоклеем (его не видно, а держится отлично). Также необходимо сделать из куска пластика заглушку на микрофон с несколькими отверстиями. Она выполняет защитную функцию, предотвращая попадания пальцев и других инородных предметов на капсюль. Ну и, разумеется, перемотать всё это дело изолентой, куда ж без неё!

Характеристики:

• КНИ сумматоров: ≈0.003%
• КНИ микрофонного предусилителя: ≈0.1% (это не заметно из-за качества звукопередачи самого микрофона)
• Коэффициент усиления сумматора: 3.7 дБ
• Коэффициент усиления микрофонного предусилителя: 26.8 дБ
• Входное напряжение:  2 В макс.

В итоге у меня получилось создать небольшое, но интересное и полезное устройство. Используя его в паре с оконечным усилителем, можно, например, озвучивать какие-нибудь мероприятия, петь под музыку ну или просто орать на соседей на даче, если они шумят по вечерам и обычный крик не слышат. А с использованием эквалайзера, можно еще и преобразить свой голос, как вам нравится.
Надеюсь, статья оказалась полезной или хотя бы интересной. Если остались какие-либо вопросы по сборке или по работе этого устройства, прошу задавать их мне на почту Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. или на форум http://forum.vip-cxema.org/

Печатные платы тут:

Дмитрий4202

Микрофонный усилитель с симметричным входом

Схема этого эффективного микрофонного усилителя с симметричным входом, разработанного в Японии, позволяет усилить сигнал, поступающий с микрофона, а так же подавить наводки от питающей сети и другие помехи.

Обычно для реализации симметричного входа применяют специальные трансформаторы. Недостаток такого подхода заключается в том, что для обеспечения широкой полосы пропускания микрофонного усилителя эти симметрирующие трансформаторы должны иметь относительно большую индуктивность, а следовательно, и габариты. К тому же возникает проблема защиты трансформаторов от внешних магнитных полей, так что конструкция получится довольно громоздкой.

Применение современных малошумящих операционных усилителей позволяет обойтись без симметрирующих трансформаторов, что приводит к существенному упрощению схемы и улучшению её параметров (см. рисунок).

Схема микрофонного усилителя основана на двух каскадах последовательно соединённых дифференциальных усилителей, выполненных на двух микросхемах NE5532AN (DA1 и DA2). Первый каскад выполнен на операционных усилителях DA1.1 и DA1.2 с коэффициентом усиления, определяемого по формуле
К_у = 1+(R8+R10)/R_э,
где R_э — общее сопротивление резисторов R6 и части переменного резистора R5, которым регулируется коэффициент усиления, лежащий в диапазоне 0,5..142 раз.

Схема имеет два выхода — симметричный Выход 1, на который подаётся сигнал с первого каскада дифференциального усилителя через конденсаторы С5 и С7, и несимметричный выход Выход 2, на который подаётся сигнал с выхода второго дифференциального каскада.

Входное сопротивление микрофонного усилителя определяется величинами резисторов R3, R4 и составляет примерно 10 кОм. Для питания схемы используется двухполярный источник питания +-9..12 вольт.

Современные операционные усилители способны подавлять синфазный сигнал на своих входах более чем в 10000 раз, поэтому качество работы схемы будет зависеть от точности подбора пар резисторов R3 и R4, R8 и R10, R11 и R12, R13 и R14, и при высокой точности подбора этих пар качество подавления наводок от помех будет лучше, чем при использовании в схеме симметрирующих трансформаторов из-за неизбежного технологического разброса параметров обмоток последних.

BACK MAIN PAGE

Микрофонный предварительный усилитель (о чем не договаривают схемы) | Дмитрий Компанец

Случалось ли у вас так Уважаемые Радиогубителя и Радиолюбителя — Нашли схему, подобрали детальки , нарисовали плату, спаяли , а она не работает ?

Думаю конечно случалось. И можно туту винить свои кривые руки или не умную голову, НО лучше подумать совсем чуть чуть и понять «О чем не договаривают схемы и их создатели?«

Нынче в моде рисовать стрелочки прохождения тока, рассказывать о видах типах транзисторов и диодов, вот только понимания сути работы схемы это никак не прибавляет и вот почему…..

Давайте рассмотрим вот такую простейшую схему и расковыряем её суть.
Для начала вспомним традиции питания микрофонов — это в 99% случаев батарейки, а это наводит на мысль, что Защитный (от переполюсовки) диод, 100 омный резистор и емкий конденсатор в 100 микрофарад тут просто излишни.
Ну конечно те кто боится, что источник питания — батарейка будет шуметь, могут оставить резистор с конденсатором.

Микрофонный усилитель — это просто усилитель ! И его параметры и параметры деталей напрямую зависят от Транзистора коэффициент усиления которого может очень отличаться даже у деталей из одной пачки, а это значит что все резисторы могут варьировать свое сопротивление как в большую так и в меньшую сторону.

Теперь к Изюминке точнее к Микрофону — Какой микрофон можно прицепить к такому усилителю ? Любой ? Нет!
Надо знать точно на какой микрофон мы рассчитываем усилитель, а, чаще всего поиски схем микрофонных усилителей приводят нас даже на маститых форумах к схемам в описании которых вместо типа микрофона будет слово «Любой» или просто умолчание.

Даже самые распространенные в наши дни микрофоны с полевыми транзисторами внутри имею довольно большой разброс параметров как по сопротивлению, так и по усилению сигналов (микрофон усиливает даже угольный).

То же самое можно сказать и про выход — На какие колонки или усилители рассчитана схема — Высокоомные Низкоомные или Дискретные логические (всякое может бать) ?

ВЫВОД Ухватившись за простую схему которая вам так нужна , подумайте о всех её параметрах и поищите недостающую информацию, а если таковой нет, отправьте схему в утиль с соответствующим пожеланием автору её опубликовавшему!

Компанец Д.А.

Как сделать микрофонный предусилитель?

Основная функция предусилителя — усиление слабых и слабых сигналов для дальнейшего усиления. Как правило, слабые сигналы от микрофонов, источников звука и других детекторов звука необходимо извлекать с нарушением собственного отношения сигнал / шум (SNR).

Следовательно, наилучшее положение предусилителя — близко к датчику или детектору. Выход предусилителя дополнительно усиливается усилителями мощности.

Предварительный усилитель усиливает сигнал с очень высоким коэффициентом усиления, но не имеет тока возбуждения или усиления по току для управления выходом.Следовательно, усиленный сигнал от предусилителя подается на усилитель мощности, где усиливается ток.

Если входной сигнал подлежит фильтрации, схема фильтрации может добавить шум к сигналу. При использовании предусилителя шум можно значительно уменьшить. Предварительный усилитель также помогает минимизировать шум в линиях, когда датчик и усилитель мощности расположены на расстоянии.

Несмотря на то, что усилители мощности представляют собой цепи, управляющие выходом, регулировка громкости усилителей мощности затруднена.Часто коэффициент усиления усилителя мощности поддерживается более или менее постоянным, в то время как громкость регулируется на этапе предварительного усилителя.

Предусилители бывают трех типов: чувствительные к току, чувствительные к заряду и паразитные емкости для различных датчиков, детекторов и приложений, таких как микрофонный предусилитель, студии звукозаписи, телевизионные антенны и т. Д.

В этом проекте предусилитель разработан для электретного микрофона. с моно выходом.

Схема также может использоваться для звука от телефонов или других устройств со слабым сигналом, которых обычно достаточно для наушников.Поскольку предусилитель не имеет возможности возбуждения, в схему также добавляется простой усилитель звука.

Принципиальная схема

Необходимые компоненты

• LM358 — 1
• LM380 — 1
• 10 кОм — 3
• 1 кОм — 1
• 2,2 Ом — 1
• 1 МОм POT
• POT 10 кОм — 1
• 470 мкФ — 2
• 4,7 мкФ — 1
• 0,1 мкФ — 1

Схема предусилителя

В схеме предусилителя используется операционный усилитель LM358.Он соединен с отрицательной обратной связью с POT 1 МОм, подключенным к тракту обратной связи.

Вход с микрофона подается на инвертирующий вывод операционного усилителя, в то время как на неинвертирующий вывод подается постоянный вход от делителя напряжения, образованного R3 и R4.

Минимальное напряжение питания должно составлять 9 В, а усиление схемы можно контролировать, регулируя POT.

Схема усилителя

В схеме усилителя используется звуковой усилитель LM380.Выходная мощность усилителя составляет 2,5 Вт, а внутреннее усиление фиксировано на уровне 34 дБ.

Его можно использовать в потребительских приложениях, таких как звуковые телевизионные системы, FM-приемники, сигнализация, домофоны и т. Д. В этой схеме усилителя неинвертирующий вывод соединен с выходом предусилителя через 10 кОм POT, а инвертирующий вывод заземлен. Отфильтрованный выходной сигнал берется с контакта 8 и передается на динамик.

Рабочий

В этом проекте разработан простой микрофонный предусилитель на базе LM358.Чтобы завершить схему, также разработан простой усилитель звука. Схема работы следующая.

• Электретный микрофон или звук с телефона считается входом. Это подается на инвертирующий вывод операционного усилителя. Вход на неинвертирующий терминал — это постоянное питание от делителя напряжения.
• Этот сигнал усиливается в соответствии с коэффициентом усиления, установленным POT.
• Входной сигнал, который составляет порядка нескольких милливольт, усиливается до нескольких вольт.Но ток сигнала очень меньше. Следовательно, этот предварительно усиленный сигнал подается в схему усилителя, образованную LM380.
• Выход предусилителя подается на неинвертирующий вывод аудиоусилителя.
• LM380 усиливает ток сигнала, чтобы управлять устройством вывода, таким как небольшой динамик с сопротивлением 8 Ом.
• В схему помещены подходящие фильтры, чтобы минимизировать искажения.

Приложения

• Разработанную здесь схему предусилителя можно использовать для усиления сигнала с микрофона и подготовки его к передаче в усилитель мощности.
• Звук с телефонов, MP3-плееров и т. Д. Можно передать на этот предусилитель, прежде чем передавать его на соответствующий усилитель.
• Выходного аудиосигнала с телефонов недостаточно для передачи на небольшие усилители звука, такие как LM380 или LM386. Перед фактическим усилением необходимо реализовать каскад предусилителя.

Примечание

• Схема может использоваться для предварительного усиления сигналов с электретных микрофонов.
• При использовании в сочетании с аудиоусилителем, как в этой схеме, рекомендуется регулировать громкость в секции предварительного усилителя, поскольку это не влияет на усиление аудиоусилителя.
• Для создания звуковой системы хорошего качества использование предварительного усилителя является преимуществом, поскольку он усиливает звуковые сигналы низкого уровня.
• В зависимости от конструкции предусилитель может усиливать входные сигналы с напряжением от нескольких микровольт (мкВ).

Еще несколько интересных проектов:

Схема простого конденсаторного микрофонного предусилителя

Если вы хотите узнать о микрофоне или о малом использовании. Это простая принципиальная схема конденсаторного микрофонного предусилителя.Он преобразует звук в электрические сигналы перед отправкой на усилитель мощности. Вогнать общего оратора.
О том, как работает конденсаторный микрофон, вы можете прочитать позже.

Как это работает

Первым делом подключаем к схеме блок питания 9В. Во-вторых, резистор R1 пропускает электрический ток, смещая микрофон (MIC1). R1 — это токоограничивающий резистор для MIC1. Готово к работе. Когда мы издаем звук в микрофон MIC1, он вызывает изменение электрических сигналов.

Затем звуковой сигнал проходит через разделительный конденсатор C1. Потому что он будет блокировать, постоянный ток не проходит.

Но сигнал очень слабый. Итак, для увеличения сигнала требуется помощь с транзистором Q1.

Затем сигнал поступает на B Q1, чтобы усилить большую мощность на выходе C.

После этого конденсатор связи C2 передает сигнал переменного тока на выход предусилителя регулировки тембра.

Также вы можете подключить к выходу гарнитуру для преобразования электрического сигнала в звуковой.

Функция многих резисторов

• R1 является токоограничивающим резистором для MIC1.
• Резистор R2 — это сигнал обратной связи смещения от выхода к входу путем подключения между B и C транзистора Q1. Чтобы обеспечить стабильность для хорошей работы.
• И R3, и R4 поддерживают подходящий уровень напряжения смещения.

Как это применить

Если вы новичок, вот подключение предусилителя конденсаторного микрофона к системе усилителя.Посмотрите ниже, у вас должен быть предусилитель регулировки тембра. Потому что выход схемы имеет более низкий сигнал.

Комплект цепи

Эта схема не имеет разводки печатной платы. Но вы можете припаять их на универсальной плате PCB. Что может быть для вас таким трудным.

Я рекомендую вам конденсаторный микрофон с электронным комплектом предусилителя 9 В постоянного тока от Manie Power (Future). Я люблю это.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Схема микрофонного предусилителя с использованием операционного усилителя TL071

В этом проекте мы покажем вам, как создать высококачественную схему микрофонного предусилителя с низким уровнем шума с использованием микросхемы TL071. Эта ИС имеет низкое энергопотребление, благодаря чему идеально подходит для проектов, требующих вспомогательного питания. Схема микрофонного предусилителя — это недорогой высокопроизводительный усилитель с множеством встроенных функций. Он имеет защиту от короткого замыкания, а также низкий уровень шума и гармонических искажений.

Использование этой ИС вместо транзистора для усиления в состоянии микрофонного предусилителя даст гораздо лучший фильтр искажений. Для этой схемы будет достаточно всех малошумящих операционных усилителей, таких как TL082, NE55534 и т. Д. Эта схема подходит для динамического микрофона, конденсаторного микрофона с активной схемой внутри или электретного микрофона, который мы используем в этом проекте.

Технические характеристики микрофонного предусилителя могут различаться в зависимости от микрофона, используемого для захвата сигнала, и источника записываемого звука.Усиление, шум и искажения — важнейшие характеристики, которые следует учитывать в предусилителе.

Компоненты оборудования

Рабочее объяснение

Рабочее напряжение этой схемы составляет 9-12 В, эту схему очень легко построить с помощью всего лишь нескольких внешних компонентов.

Резисторы и конденсаторы вместе с электретным микрофоном используются на входных контактах Pin2 и Pin3 микросхемы.Напряжение подается на выводы 4 и 7. Другой конденсатор находится на выходе ИС (вывод 6) для подавления любых шумов. Если вы хотите использовать другие микросхемы серии TL071, вы можете, но характеристики схемы могут немного измениться.

Приложения и способы использования

• Эта схема служит для многих целей, где требуется микрофонный усилитель с низким уровнем шума и высоким коэффициентом усиления. Его основное предназначение — получение качественной записи аудиосигнала. Аудиоинженеры используют его для улучшения качества звука аудиомикса.

Проект сбалансированного микрофонного предусилителя (HSR, август 84)

Простая конструкция на основе печатной платы, которую можно использовать в качестве отдельного малошумящего микрофонного предусилителя или встраивать в микшер. Дизайн Пола Уайта и Саймона Бейтсона.

У нас было несколько писем читателей по поводу входных частей микшера, и большинство из них просили бестрансформаторную сбалансированную конструкцию, которую можно было бы включить в их собственные проекты.

В нынешнем виде представленная здесь конструкция обеспечивает максимальное усиление 60 дБ и включает переключатель пэда на 20 дБ. Дополнительная информация предоставляется для тех из вас, кто хочет добавить линейный вход и / или устройство фантомного питания.

Рисунок 1. Схема микрофонного предусилителя.

Схема

Этот тип схемы используется во многих коммерческих смесителях, где дискретная пара транзисторов, обычно типа PNP, питает дифференциальные входы операционного усилителя. Транзисторы PNP используются, потому что они обычно демонстрируют лучшие шумовые характеристики, чем типы NPN, но есть другой подход — .

Широко известно, что шум, создаваемый транзистором, примерно пропорционален его току коллектора, и поэтому, если много транзисторов подключены параллельно и ток коллектора эффективно распределяется между ними, что происходит?

Можно простить вас за то, что вы подумали, что пятьдесят транзисторов, соединенных параллельно, будут производить два процента шума, который может произвести один транзистор, несущий весь электрический ток, и поэтому, когда шум от всех пятидесяти транзисторов складывается вместе, вы в конечном итоге туда, откуда вы начали.

К счастью, это один из тех редких случаев, когда законы физики на нашей стороне или, говоря другими словами, варенье попадает джемом вверх.

Сигнал, подаваемый на все транзисторы, одинаковый, поэтому выходы также будут одинаковыми, плюс шум, создаваемый каждым отдельным транзистором. Таким образом, выходной сигнал представляет собой сумму выходных токов всех пятидесяти транзисторов, но как насчет шума?

Шум является случайным или некоррелированным, поэтому, когда два или более источника шума складываются вместе, некоторые компоненты будут складываться, а другие отменяются, в результате чего сумма пятидесяти источников шума значительно меньше, чем в пятьдесят раз от исходного шума. уровень.

По сравнению с произведением коэффициента шума для одной пары транзисторов, пятьдесят пар показывают улучшение на 17 дБ, что является значительным и стоящим снижением.

К сожалению, 50 пар транзисторов дороги, занимают много места и их сложно припаять на место! Здесь на помощь пришел мой хороший друг Саймон Бейтсон, когда он обнаружил единственную микросхему, которая просто содержит пятьдесят пар транзисторов, и поэтому через несколько паяных соединений конструкция выглядела намного более привлекательной с относительно небольшим количеством модификаций. оригинальная схема.

Для всех других целей IC1 может рассматриваться как всего лишь одна пара транзисторов в одном корпусе, при этом общий коэффициент усиления регулируется с помощью RV1, который контролирует величину отрицательной обратной связи через C4. Максимальное усиление происходит, когда RV1 установлен на минимум, когда теоретическое усиление определяется соотношением R12 и R7, которое составляет 1000 или 60 дБ. Чтобы получить прогрессивный контроль уровня, RV1 должен быть реверсивным логарифмическим котлом, но, поскольку его трудно найти, можно без особых трудностей заменить линейный.

Минимальное усиление схемы составляет около 6 дБ, но его можно уменьшить еще на 20 дБ с помощью переключателя пэда.

На Рисунке 1 показана полная принципиальная схема, включая варианты линейного входа, изменения фазы и фантомного питания, при этом линейный вход ослаблен примерно на 20 дБ для сохранения разумного диапазона регулировки усиления.

Рисунок 2. Наложение компонентов.

Конструкция

Вставьте все компоненты в печатную плату (см. Рисунок 2a), подключив проводку к гнезду разъема, как показано на рисунке 2b, с отрезками от ножек резистора.Это гарантирует, что гнездо домкрата и горшок имеют одинаковую высоту, что значительно упрощает монтаж.

Переключатель может быть кнопочного типа, установленного прямо на плате, или тумблер DPDT может быть подключен жестко, если это необходимо. Как всегда, перед включением проверьте полярность электролитических элементов и микросхем. Оптимальное напряжение питания составляет от +/- 12 до +/- 15 вольт [см. Проект E&MM July 84 RackPack].

Поместите печатную плату в экранированный ящик или приборный ящик; Гайки розетки и домкрата будут надлежащим образом поддерживать цепь, поэтому специальный монтаж не требуется.Входной разъем может быть XLR или стереоразъемом, но в любом случае убедитесь, что вы соблюдаете полярность, соответствующую остальной части вашей системы. Вход, помеченный как положительный (+), не подвергается инверсии по всей цепи, в то время как отрицательный (-) вход фактически инвертируется. На Рисунке 1 показано устройство переключателя фазового перехода, которое при необходимости может быть легко встроено.

И, наконец, …

Сравнение характеристик схемы с обычным входным каскадом (-124 дБ, эквивалентный входной шум), настроенный на то же усиление, шумовые характеристики эта схема была значительно лучше.Даже по сравнению с высококачественным предусилителем с трансформаторной связью результаты были заметно менее шумными, поэтому, если вы занимаетесь записью тихих акустических звуков с помощью микрофонов с подвижной катушкой, пара таких предусилителей вам очень пригодится.

Печатная плата для этого проекта доступна в HSR по адресу редакции по цене 2,95 фунтов стерлингов. Пожалуйста, дайте 28 дней на доставку и произведите оплату чеков на имя Music Maker Publications Ltd.

Гитарный контактный микрофонный предусилитель: 7 ступеней

Куда пропал бас?

Схема выше представляет полную конструкцию цепи предусилителя.Чтобы понять, как это работает, мы сначала рассмотрим проблему, которую пытаемся решить, а затем поэтапно разработаем решение.

Пьезоэлемент работает как источник напряжения, соединенный последовательно с конденсатором — когда пьезокристаллы вибрируют, они создают напряжение. Это напряжение может быть высоким, но ток очень мал. Из-за последовательной емкости (Cpiezo) постоянный ток через пьезоэлектрический преобразователь практически не протекает. Вход усилителя действует как резистор относительно земли (Ramp), известный как его входное сопротивление .Вместе Cpiezo и Ramp образуют фильтр высоких частот, который отсекает низкие частоты. Для типичных значений Cpiezo и Ramp частота среза находится в слышимом диапазоне игры на гитаре. Чтобы уменьшить частоту среза, чтобы проходило больше басов, нам нужно увеличить входное сопротивление, которым управляет пьезо. Здесь на помощь приходит предусилитель. Роль предусилителя для пьезоконтактного микрофона на самом деле заключается не в усилении сигнала (выходное напряжение пьезоэлемента достаточно высокое), а в том, чтобы обеспечить буфер с очень высоким входным сопротивлением. 10 МОм или около того, что более чем в 10 раз превышает входное сопротивление типичного гитарного усилителя, так что пропускается больше басов.Он также обеспечивает больший ток для передачи сигналов по кабелю к усилителю, что также может улучшить высокие частоты.

В усилителях используются транзисторы (или лампы) для усиления или буферизации сигнала. Следует рассмотреть три типа транзисторов: биполярный (BJT), MOSFET и JFET. Биполярные транзисторы не имеют достаточно высокого входного сопротивления. МОП-транзисторы имеют чрезвычайно высокий входной импеданс, но имеют тенденцию быть хрупкими (статическое электричество может их разрушить), а также могут быть шумными в аудио приложениях. Полевые транзисторы JFET имеют очень высокий входной импеданс, менее хрупкие и шумные, чем полевые МОП-транзисторы, поэтому мы и будем их использовать.Подавляющее большинство проектов предусилителей контактных микрофонов, которые можно найти в Интернете, также используют JFET.

Более простой пример: базовый усилитель истока-повторителя с полевым транзистором с полевым транзистором

В качестве отправной точки для понимания полного предусилителя рассмотрим более простую версию, показанную ниже:

Полевой транзистор имеет 3 клеммы, называемые затвором (g) , сток (г) и исток (и). Как правило, увеличение напряжения Vin на затворе полевого транзистора приводит к увеличению тока, протекающего через устройство от стока к истоку.Поскольку больше некуда идти, ток протекает через резистор истока R1, который, в свою очередь, создает напряжение на R1 (вспомните закон Ома, V = IR), в результате чего выходное напряжение Vout также увеличивается. Одна из необычных особенностей JFET заключается в том, что если входное напряжение равно 0, что означает, что вход заземлен, ток, который будет течь от стока к истоку, все равно будет, и вам действительно нужно подать отрицательное напряжение на цепь. ворота, чтобы выключить устройство. На приведенном ниже графике показана взаимосвязь между входным напряжением Vin и выходным напряжением Vout при напряжении питания Vdd = 9 В и сопротивлении истока 10 кОм.

Обратите внимание, что когда Vin = 0 В, Vout = 1 В, что указывает на то, что ток течет через R1. Vout переходит в 0 В, когда Vin составляет около -1,25 В, это точка, в которой JFET выключается. В диапазоне от Vin = -1,25 В до Vin = 7,5 В Vout линейно увеличивается с Vin. Фактически, с каждым увеличением Vin на 1 В, Vout также увеличивается на 1 В. Отношение изменения Vout к изменению Vin (наклон линии) составляет коэффициент усиления усилителя , который в данном случае просто равен 1.

Эта конфигурация усилителя, в которой к истоку полевого транзистора подключен резистор, а выходное напряжение «следует» за входным напряжением, называется «исток-повторитель » . Значение резистора истока немного влияет на коэффициент усиления усилителя. Если значение этого резистора достаточно велико, коэффициент усиления будет очень близок к 1, а если резистор меньше, коэффициент усиления будет несколько меньше 1. Я видел в сети проекты, в которых размер этого резистора колеблется. от 1 кОм до 220 кОм.Если значение резистора слишком велико, он будет (слегка) нагреваться при прохождении через него тока, что может привести к шуму. 10 кОм — хорошее среднее значение. Вы также можете увидеть некоторые конструкции предусилителей в Интернете, где также есть резистор, подключенный к стоку JFET. Этот тип усилителя называется усилителем с общим источником и обычно имеет коэффициент усиления больше единицы, то есть изменение выходного напряжения больше, чем изменение входного напряжения — истинное усиление. Это может быть полезно для электрогитары с катушечными звукоснимателями, но поскольку выходное напряжение пьезоконтакта уже достаточно велико, в нашем случае в этом нет необходимости.

Когда Vin больше примерно 7,5 В, Vout начинает выравниваться при немного ниже 9 В. Это связано с тем, что JFET включен до упора, и любое дальнейшее увеличение Vin не приведет к возникновению дополнительного тока через устройство. С технической точки зрения, JFET перестает вести себя как источник тока, управляемый напряжением затвора, и начинает вести себя больше как резистор. Обратите внимание, что переход в эту область поведения намного более постепенный, чем поведение на другом конце, где JFET отключается более резко, когда Vin опускается ниже -1.25В.

Предотвращение искажений: назначение резисторов смещения затвора R1 и R2

Что означает это выравнивание при экстремально низких и высоких входных напряжениях с точки зрения качества звука усилителя? Пьезоконтактный микрофон на гитаре генерирует сигнал, который изменяется на плюс и минус выше и ниже 0 В, то есть по обе стороны от красной точки на графике выше. Когда вход усилителя изменяется, выход плавно меняется вместе с ним. Однако, если входной сигнал опустится ниже -1,25 В, выход будет «ограничен» до 0 В.Это вызывает искажение звука, которое иногда желательно, но обычно не для предусилителя для акустической гитары. Если каким-то образом входной сигнал превысит 7,5 В, он также будет искажен, но это будет происходить более постепенно. Этот тип постепенного искажения — одно из ценных свойств ламповых усилителей для электрогитар, которые, по мнению многих музыкантов, имеют приятный «теплый» звук.

Насколько вероятно, что напряжение, создаваемое пьезоконтактным микрофоном, упадет ниже -1,25 В? В зависимости от того, как контактный микрофон прикреплен к гитаре, это может произойти, когда вы играете усердно, но по большей части из наших экспериментов сигнал с микрофона оставался в основном в диапазоне плюс или минус 0.5В. Однако есть очень простое исправление, которое может дать входному сигналу больший запас по мощности, сдвинув среднюю рабочую точку на более высокое напряжение, как показано на графике ниже.

Это назначение R1 и R2 на схеме в верхней части раздела. Если бы у нас был только R1, рабочая точка на входе усилителя была бы 0В. Но если мы добавим R2, который имеет такое же сопротивление, что и R1, два резистора действуют, чтобы оба подтягивать вход вверх к Vdd = 9 В и вниз к земле с одинаковой силой, в результате чего напряжение смещения рабочей точки равно Vdd / 2. , или 4.5В. На практике мы обнаружили, что отсутствие R2 в целом нормально, и мы не получаем больших искажений. Большинство конструкций контактных микрофонных предусилителей, которые я видел в сети, просто оставляют напряжение смещения на уровне земли и опускают R2, но перемещение точки смещения ближе к середине «безопасного» диапазона просто добавляет еще один резистор. Значения для R1 и R2 должны быть не менее 10 МОм — помните, что весь смысл предусилителя заключается в обеспечении высокого входного импеданса, и вы не захотите пойти на компромисс с помощью небольшого резистора! Использование резисторов более 22 МОм на самом деле не добавляет никакой ценности.

Удаление смещения постоянного тока на входе и выходе: C1, C2 и R4

Как мы только что видели, увеличение среднего напряжения входного сигнала там, где он попадает на затвор JFET, может быть хорошей вещью, так что JFET может работать в «безопасной зоне» без искажений. Подобный сдвиг среднего напряжения называется добавлением смещения постоянного тока к сигналу. Однако это плохой тон — передавать сигнал с ненулевым смещением постоянного тока на другой компонент, например, на педаль или усилитель в нисходящем направлении.Конденсаторы связи, включенные последовательно с входом и выходом схемы, устраняют любое смещение постоянного тока из входящего и выходящего сигнала. Для этого предназначены входной конденсатор связи C1 и выходной конденсатор связи C2. Поскольку на выходе пьезоэлемента имеется последовательная емкость, в этом случае, вероятно, нет необходимости в C1, но в большинстве конструкций предусилителей он есть, и это не повредит. Если JFET был настроен на работу около 0 В, исключая R2, ​​C2 также может быть необязательным. Однако однажды у меня был случай, когда педаль громкости создавала шум в аудиокомпоненте, который был до него в цепочке эффектов, и установка конденсатора связи 10 мкФ между ними решила проблему, поэтому лучше оставить C2 там.R2 также помогает гарантировать, что выход смещен относительно земли.

Сохранение небольшой дополнительной энергии для скачков напряжения: C3

Наконец, конденсатор C3 10 мкФ между Vdd и Gnd служит для хранения небольшого количества дополнительной энергии от источника питания (батарея 9 В), если это необходимо для адаптации к быстро меняющимся сигналам это может вызвать шум. Вы можете никогда не заметить эту проблему, если не укажете C3, но хорошей практикой проектирования схем считается установка большого конденсатора на блоке питания.

Итак, небольшой урок электроники, теперь мы готовы строить!

Электретный микрофонный предусилитель [Analog Devices Wiki]

Цель:

Цель этой лабораторной работы — изучить методы электретного смещения микрофона и двухступенчатую схему предусилителя.

Примечания:

Как и во всех лабораториях ALM, мы используем следующую терминологию при описании подключений к разъему M1000 и настройке оборудования.Зеленые заштрихованные прямоугольники обозначают подключения к разъему аналогового ввода-вывода M1000. Контакты аналогового канала ввода / вывода обозначаются как CA и CB. При настройке для принудительного измерения напряжения / измерения тока — В добавляется , как в CA- V , или при настройке для принудительного измерения тока / измерения напряжения добавляется -I, как в CA-I. Когда канал настроен в режиме высокого импеданса только для измерения напряжения, -H добавляется как CA-H.

Следы осциллографа аналогично обозначаются по каналу и напряжению / току.Например, CA- V , CB- V для сигналов напряжения и CA-I, CB-I для сигналов тока.

Фон:

Электрет — это квазипостоянно заряженный диэлектрик. Его получают путем нагревания керамического материала, помещения его в магнитное поле и последующего охлаждения, пока он еще находится в магнитном поле. Это электростатический эквивалент постоянного магнита. В электретном микрофоне кусок этого материала используется как часть диэлектрика конденсатора, в котором диафрагма микрофона образует одну пластину.Звуковое давление перемещает диафрагму. Движение пластины изменяет емкость в соответствии со звуковым давлением. Учитывая встроенный фиксированный заряд диэлектрика, напряжение на конденсаторе также будет изменяться. Электретный конденсатор подключен ко входу встроенного усилителя на полевых транзисторах. Электретные микрофоны имеют небольшие размеры, отличную чувствительность, широкий частотный диапазон и, как правило, очень низкую стоимость.

Терминалы:

Клемма с меткой припоя (соединяющаяся с корпусом) — отрицательная, а клемма без метки — положительная, как показано для типичного микрофона на рисунке 1.Стили корпуса и маркировка клемм могут отличаться от производителя к производителю. Дважды проверьте полярность микрофона, прежде чем подключать его к цепи.

Рисунок 1 Разъемы электретного микрофона

Материалы:

Аппаратный модуль ADALM1000
Макетная плата без пайки и комплект перемычек
Резисторы 3–1 кОм
Резисторы 2–10 кОм
Резистор 1–20 кОм
2– Транзистор 2N3904 NPN (или согласованная пара SSM2212)
Конденсатор 1–10 мкФ
1 — Конденсатор 47 мкФ
1 — Конденсатор 220 мкФ
1 — Электретный микрофон

Направления:

Постройте схему смещения микрофона и предусилителя, показанную на рисунке 2, на беспаечной макетной плате.

Рисунок 2 Электретный микрофонный предусилитель

Настройка оборудования:

Для создания звука, который можно уловить с помощью микрофона, хорошим выбором является небольшой 8-омный звуковой динамик, подключенный к выходу генератора напряжения канала A CA- V , как показано на рисунке 2. Могут работать механический или пьезоэлектрический зуммер или преобразователь. для воспроизведения звука. Настройте канал A на создание синусоиды 1000 Гц с минимальным значением 1,0 В и максимальным значением 4,0 В .Расположите динамик рядом с микрофоном и прямо перед ним. Канал осциллографа B настроен в режиме Hi-Z и установлен на 0,2 В / дел с центром на значении постоянного тока на выходе, которое должно быть около 2,5 В .

Процедура:

Измените частоту генератора CA- V и наблюдайте за амплитудной характеристикой комбинированного динамика и микрофона.

Измерьте амплитуду сигнала, видимого на базе Q ₁ , и вычислите коэффициент усиления предусилителя.

Вопросы:

Измените относительное расстояние между динамиком и микрофоном и понаблюдайте за амплитудной характеристикой. Обратите особое внимание на относительную фазу выходной синусоидальной волны по отношению к сигналу канала А, управляющему динамиком. Как эта фаза меняется с частотой и расстоянием?

Для дальнейшего чтения:

Электрет
Электретный микрофон

Вернуться к содержанию лабораторной работы ALM.

A Высокопроизводительный микрофонный предусилитель

В этой статье Рона Типтона подробно описана конструкция и конструкция высокопроизводительного микрофонного предусилителя TDL Model 401 с использованием дифференциального входного каскада, в котором используются составные пары транзисторов со значениями сопротивления цепи, оптимизированные для компьютера для очень низкого выходного сигнала. шум.Это отличный пример проектов TDL Technology Рона Типтона, которыми он руководил из своей домашней базы в Лас-Крусес, Нью-Мексико. К сожалению, сообщество audioXpress потеряло одного из самых уважаемых и плодовитых авторов. Нет лучшего способа отдать должное Рону, чем вернуться к некоторым из этих проектов. Эта статья была первоначально опубликована в audioXpress, октябрь 2002 г.

Из таблицы 1, SSM2017 выглядит хорошим выбором для входного каскада, но, к сожалению, производитель снял его с производства. Вторая запись в таблице, OPA227, выглядит неплохо, но я решил сначала попытаться продублировать входную конфигурацию SSM2017 с дискретными транзисторами, чтобы увидеть, насколько хорошо я могу это сделать. Поиск в справочнике транзисторов с высоким коэффициентом усиления и низким уровнем шума привел меня к 2N5087 (PNP) и 2N5088 (NPN), которые я мог использовать в составной паре для гораздо лучшей линейности, чем я мог бы получить от одного транзистора (рис.2). В техническом паспорте 2N5087 (2) приведен график контуров широкополосного коэффициента шума как функции сопротивления источника и тока коллектора. Ток коллектора около 400 мкА выглядит так, как если бы он минимизировал шум в диапазоне сопротивления источника — от 150 до 600 Ом — что соответствует большинству динамических и буферных конденсаторных микрофонов.

Я уже выбрал полностью металлический корпус с внутренними перезаряжаемыми батареями, чтобы минимизировать нежелательный прием сигнала. Я мог регулировать ± 9 В от батарей до рабочего напряжения ± 5 В.После нескольких грубых расчетов у меня были начальные значения резисторов, которые я мог использовать в модели SPICE для оптимизации моей конструкции. Программа SPICE изменяет значения резистора, чтобы минимизировать выходной шум. Окончательные значения схемы показаны на рис. 2 и в списке деталей (таблица 2). В выходном файле SPICE коллекторный ток 2N5087 указан как 400 мкА, а ток коллектора 2N5088 — как 360 мкА. (Эта конструкция может быть не совсем оптимальной, но реальные допуски компонентов делают непрактичным откорректировать последние несколько процентов!) Я также решил построить тот же предусилитель с входным каскадом OPA227, который я назвал моделью 401B, чтобы посмотреть, Усилия по проектированию дискретных транзисторов оправдались (рис.3). Я называю версию с дискретным транзистором моделью 401A, потому что это позволяет легко маркировать результаты испытаний.

Выходной каскад на рис. 5 представляет собой 4-полюсный фильтр нижних частот Баттерворта с частотой среза 25 кГц. Это уменьшает высокочастотный шум от предыдущих этапов и может помочь уменьшить шум, наложенный на полосу пропускания при управлении линейным входом звуковой карты.

На рисунке 6 показана схема источника питания, которая состоит из зарядного устройства постоянного тока 10 мА и регуляторов ± 5 В. Этот ток достаточно низкий, поэтому вы можете оставлять батареи на непрерывной подзарядке все время, когда предусилитель не используется. Конечно, вы можете использовать предусилитель с подключенным зарядным устройством, но вы можете получить лучшую изоляцию, отключив его. Ток батареи настолько низкий, что предусилитель проработает много часов при полной зарядке.

Литой корпус легко сверлить, поскольку твердый алюминиевый сплав режет чисто. Все подключения к печатной плате и от нее выполняются с помощью штекерных разъемов Molex на плате и ответных штекеров.Я установил плату на нижнюю поверхность корпуса с помощью четырех крепежных винтов 4-40 × 5/8 дюйма, четырех нейлоновых прокладок с внутренней резьбой 3/8 дюйма и четырех шестигранных гаек 4-40. На самом деле нужна всего одна или две гайки, потому что проводка помогает удерживать плату на месте. Когда верхняя крышка прикрепляется шестью винтами, получается компактный, хорошо экранированный модуль.

Спектральные графики на рис. 9–13 были созданы с помощью условно-бесплатной программы At-SpecPro (4) и проверены с помощью анализатора волн Hewlett-Packard, модель 3581A. Этот анализатор имеет диапазон единичной шкалы 90 дБ и общий динамический диапазон более 200 дБ, что достаточно для тестирования этого предусилителя.

Хотя доступны генераторы аудиосигналов с очень низким уровнем искажений, они дороги по сравнению с использованием программного обеспечения и звуковой карты. Я использовал бесплатную программу Wavetools (5) для генерации тонов для тестов на интермодуляционные искажения.Просто запустите программу генератора сигналов дважды и установите нужные частоты и выходные уровни. Если у вас достаточно компьютерной памяти, вы можете запускать эту программу несколько раз, чтобы воспроизводить широкий спектр тонов.

На рисунке 9 показан выходной спектр модели 401A при усилении 60 дБ и плоском взвешивании или «C» взвешивании. Амплитуда на выходе 1 кГц чуть ниже максимального уровня линейного входа звуковой карты, и вы можете видеть, что полезный динамический диапазон составляет почти 70 дБ. Единственная видимая гармоника — вторая, она ниже на 66 дБ, то есть THD = 0.05%. (Анализатор волн H-P показал 0,032%.) Маленькая «линия» 60 Гц исчезнет, ​​если использовать взвешивание «A» или «B»; плоский отклик — наихудший случай на низких частотах.

По мере уменьшения усиления предусилителя уменьшается минимальный уровень шума и увеличивается динамический диапазон. Нижний предел снижен примерно до -96 дБ при усилении 40 дБ (рис. 10), и ниже −100 дБ при минимальном усилении. Закороченный вход звуковой карты выглядит так же, как на рис. 11. На рис. 12 вы можете увидеть модель. Ответ 401B для тех же условий тестирования.Уровень шума примерно на 10 дБ выше, поэтому динамический диапазон на 10 дБ ниже. Очевидно, дискретный транзисторный вход работает лучше.

На рисунке 13 показан выходной спектр теста интермодуляционных искажений на модели 401A. Я использовал синусоидальную волну 7 кГц с относительной амплитудой, равной единице, суммированную с синусоидальной волной 90 Гц с амплитудой 0,1 в качестве входа. Нет продуктов для обмена мгновенными сообщениями. Они также не были видны для модели 401B, но уровень шума был выше.

Так как это звучит? Ну очень тихо.Я подключил конденсаторный микрофон Sony ко входу предусилителя, а выход предусилителя — ко входу одной из моих звуковых систем. С выключенным микрофоном, максимальным усилением звуковой системы и усилением предусилителя 44 дБ или ниже я не мог ничего слышать из динамиков. На уровне 48 дБ я услышал слабое шипение, если выключил флуоресцентное освещение. На 60 дБ шипение еле слышно. Записи очень чистые, с большим динамическим диапазоном.

Глоссарий
С псевдонимом — Когда аналоговый сигнал дискретизируется с частотой менее чем в два раза превышающей максимальную частоту, более высокие частоты транслируются вниз или накладываются на дискретизированные данные.
Динамический диапазон — Разница в уровне амплитуды между максимальным и минимальным полезными сигналами. Максимальный уровень ограничен точкой перегрузки тестируемого устройства или звуковой карты. Минимальный уровень зависит от минимального уровня шума.
Интермодуляционные искажения (IM) — Смешивание двух или более чистых тонов в тестируемом устройстве для получения суммарных и разностных тонов. IM — это в первую очередь тест на нелинейные искажения на самой высокой тестовой частоте.
Уровень шума — Остаточный шум системы.Называется минимальным уровнем шума, потому что вы не можете видеть сигнал с меньшей амплитудой.
Полный коэффициент гармонических искажений (THD) — Нелинейность в тестируемом устройстве создает гармоники тестового сигнала. То есть тон 1 кГц будет иметь гармоники на 2 кГц, 3 кГц и так далее. THD — это квадратный корень из суммы квадратов всех измеряемых уровней гармонического напряжения. THD может быть выражен в дБ относительно основного уровня или в процентах от основного уровня. aX

Эта статья была первоначально опубликована в audioXpress в октябре 2002 г.

Список литературы
1. «Sample Champion Pro» версии 2.5 Паоло Гуидорци для Microsoft Windows 95 или выше.
2. Технический паспорт 2N5087 от ON Semiconductor. Загрузите файл pdf с http://onsemi.com.
3. Программа моделирования с акцентом на интегральные схемы (SPICE).