Микрофонный усилитель | Усилитель на транзисторах #3 ⋆ diodov.net
28.04.2018
HomeШкола электроникиМикрофонный усилитель | Усилитель на транзисторах #3
By Дмитрий Забарило Школа электроники 1 Comment
Микрофонный усилитель своими руками можно собрать из простых и доступных радиоэлектронных элементов. Такой усилитель, как правило, строится на двух каскадах. Одного каскада чаще всего не хватает, поскольку поступающий с микрофона сигнал имеет очень малую мощность и его необходимо усилить зачастую более чем в 1000 раз. В нашем микрофонном усилителе звука мы будем применять электретный микрофон, который получил наибольшее распространение. В корпусе микрофона расположен полевой транзистор, поэтому следует соблюдать полярность подключения. Проще всего отрицательный вывод определить «прозвонкой» с помощью мультиметра, поскольку он соединен с корпусом.
Входной каскад микрофонного усилителя аналогичен уже ранее рассчитанному каскаду. Единственное, что можно изменить – это вместо транзистора pn2222 поставить bc547, который обладает большим коэффициентом по току – свыше 500 единиц.
Чувствительность микрофона регулируется путем изменения сопротивления R1.
Микрофонный усилитель со стабильными характеристикамиПоскольку в схеме микрофонного или другого усилителя наряду с постоянным протекает переменный ток, который является источником полезной информации, то необходимо снизить до минимума их взаимное влияние. Кроме того переменная составляющая тока может повлиять на параметры источника питания. Это связано с тем, что для переменного тока батарейка или любой другой источник питания представляет собой аналог конденсатора. Как известно, чем выше частота переменного тока, тем меньше сопротивление представляет для него конденсатор. Такое суждение справедливо и для батарейки. Поэтому переменный ток легко проходит через источник напряжения и в некоторой степени может повлиять на его параметры, что отразится на изменении рабочей ток усилительного каскада.
Для борьбы с таким явлением источник питания шунтируют электролитическим конденсатором большей емкости.
Конденсатор в помощьДавайте определим его приблизительное значение. Чтобы переменный ток шел в обход батарейке сопротивление шунтирующего конденсатора должно быть гораздо меньше внутреннего сопротивления батарейки.
Например, если сопротивление источника питания 10 Ом, то сопротивление переменному току конденсатора должно быть максимум 1 Ом, то есть в 10 раз меньше. Тогда большая часть переменного тока будет протекать через конденсатор. Отсюда емкость шунтирующего конденсатора равна:
С = 1/2πfXc,
где f – нижняя граница частоты полосы пропускания усилителя, Гц. Поскольку мы собираем усилитель звука, который правильно называть усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ), то нижнюю частоту примем 20 Гц. Звуки частотой ниже 20 Гц человеческому уху практически не слышны.
Xc – емкостное сопротивление, Ом. Принимаем 1 Ом.
С = 1/2∙3,14∙20∙1 = 0,008 Ф = 8000 мкФ.
Емкость 8000 мкФ довольно большое значение, соответственно и габариты конденсатора будут немаленькими. С целью снижения емкости конденсатора последовательно с источником питания соединяют резистора невысокого сопротивления. Затем конденсатором шунтируют добавочный резистор вместе и источником питания.
Величина добавочного сопротивления зависит от величины напряжения источника питания. Например, при Uип = 9 В подойдет Rд = 300 Ом. Поэтому сопротивление конденсатора можно увеличить, а емкость снизить. Вместо одного ома можно принять для расчета 31 Ом ((10+300)/10). Соответственно и емкость конденсатора можно снизить примерно в 30 раз, то есть понадобиться на 8000 мкФ, а 8000/30 = 270 мкФ.
Кроме того, в многокаскадный усилителях, да и в нашем усилителе звука, следует разделять отдельный каскады RC-фильтрами. Такое мероприятие позволит повысить стабильность работы и качество усилителя, поскольку снизится взаимовлияние по переменному току одного каскада на другой.
Данная схема микрофонного усилителя не предполагает подключения динамика в качестве нагрузки. Динамик подключить то можно, схема не сгорит, но в нем будет слышно никаких звуков. Это связано с тем, что к динамику от усилителя передается слишком малая доля мощности, поэтому он не может воспроизвести звуки.
Для обеспечения передачи максимальной мощности от транзисторного усилителя звука к динамику необходимо согласовать их сопротивления, о чем рассказано в следующей статье.
Шпионские штучки, или Секреты тайной радиосвязи / Арсенал-Инфо.рф
Микрофонный усилитель на полевом транзисторе
В микрофонных усилителях миниатюрных радиопередающих устройств широко применяются и полевые транзисторы. При этом резистивные усилители на полевых транзисторах обеспечивают согласование источников сигнала, имеющих большое внутреннее сопротивление, с входом каскадов, обладающих относительно небольшим значением входного сопротивления.
Каскады усиления на полевых транзисторах чаще всего выполняют по схеме с общим истоком.
Принципиальная схема предназначенного для работы с электретным микрофоном простейшего микрофонного усилителя, выполненного всего на одном полевом транзисторе, приведена на рис. 2.10. Усиление данной конструкции составляет не менее 20 дБ.
Рис. 2.10. Принципиальная схема микрофонного усилителя на полевом транзисторе
В рассматриваемой схеме сформированный микрофоном ВМ1 сигнал через разделительный конденсатор С1 подается на вход усилительного каскада, выполненного на полевом транзисторе VТ1, который включен по схеме с общим истоком.
Если на затвор транзистора VТ1 подать переменное напряжение малой величины, то при отрицательной полуволне этого напряжения ток, протекающий через транзистор, будет уменьшаться, а при положительной полуволне – увеличиваться по соответствующему закону. В результате аналогичным образом будет изменяться и напряжение на резисторе R3. Форма этого переменного напряжения повторяет форму входного сигнала, однако величина напряжения на стоке транзистора VТ1 будет значительно больше, чем величина сигнала на его затворе.
Для формирования напряжения смещения, подаваемого на затвор транзистора VТ1, в данном случае используется так называемая схема с автоматическим истоковым смещением. Напряжение автоматического смещения формируется при протекании тока стока транзистора VТ1 через резистор R4. Это напряжение подводится к затвору транзистора через резистор утечки R2, который также обеспечивает сток зарядов, накапливающихся на затворе. Режим работы данного усилительного каскада определяется величиной сопротивления резистора R4.
При отсутствии входного сигнала через транзистор VТ1 протекает ток стока, называемый током покоя. Этот ток обеспечивает формирование на резисторе R4 определенной разности потенциалов, то есть на верхнем по схеме выводе этого резистора будет положительное напряжение небольшой величины. Между затвором и шиной корпуса, имеющей нулевой потенциал, включен резистор R2, общее сопротивление которого несоизмеримо больше сопротивления резистора R4. В результате на затворе транзистора VТ1 формируется потенциал, который по сравнению с малым положительным потенциалом истока будет более отрицательным.
Для того чтобы через резистор R4 проходила лишь постоянная составляющая коллекторного тока, параллельно этому резистору в цепи эмиттера транзистора VТ1 включен электролитический конденсатор С3. Через этот конденсатор постоянный ток не проходит, поэтому на положение рабочей точки транзистора конденсатор С3 не оказывает никакого влияния. Сопротивление данного конденсатора переменному току невелико, поэтому переменная составляющая тока истока свободно проходит через конденсатор С3 на шину корпуса.
Снимаемый с резистора R3 усиленный сигнал через разделительный конденсатор С2 подается на выход микрофонного усилителя.
Необходимо отметить, что при сборке данного усилителя следует соблюдать общепринятые меры предосторожности, обеспечивающие защиту полевых транзисторов от выхода из строя вследствие воздействия статического электричества. В процессе пайки следует пользоваться паяльником с заземленным жалом, газовым паяльником или же специальной паяльной станцией. Не следует забывать и об антистатическом браслете.
Похожие книги из библиотеки
Тайна Безымянной высоты. 10-я армия в Московской и Курской битвах. От Серебряных Прудов до Рославля.
Это был стремительный и кровавый марш из юго-восточного Подмосковья через районы Тульской и Калужской областей до Смоленщины. Месяц упорных и яростных атак в ходе московского контрнаступления, а затем – почти два года позиционных боев в районе Кирова и Варшавского шоссе. И – новый рывок на северном фасе Курской дуги.
Именно солдатам 10-й армии довелось брать знаменитую Безымянную высоту, ту самую, «у незнакомого поселка», о которой вскоре после войны сложат песню.
В книге известного историка и писателя, лауреата литературных премий «Сталинград» и «Прохоровское поле» Сергея Михеенкова на основе документов и свидетельств фронтовиков повествуется об этом трудном походе. Отдельной темой проходят события, связанные с секретными операциями ГРУ в так называемом «кировском коридоре», по которому наши разведывательно-диверсионные отряды и группы проникали в глубокий тыл немецких войск в районах Вязьмы, Спас-Деменска, Брянска и Рославля. Другая тема – судьба 11-го отдельного штрафного батальона в боях между Кировом и Рославлем.
Рассекреченные архивы и откровения участников тех событий легли в основу многих глав этой книги.
Все авиа-шедевры Мессершмитта. Взлет и падение Люфтваффе
Как бы ни были прославлены Юнкерс, Хейнкель и Курт Танк, немецким авиаконструктором № 1 стали не они, а Вилли МЕССЕРШМИТТ.
Эта книга – первая творческая биография гения авиации, на счету которого множество авиашедевров – легендарный Bf 109, по праву считающийся одним из лучших боевых самолетов в истории; знаменитый истребитель-бомбардировщик Bf 110; самый большой десантный планер своего времени Ме 321; шестимоторный военно-транспортный Ме 323; ракетный перехватчик Ме 163 и, конечно, эпохальный Ме 262, с которого фактически началась реактивная эра. Случались у Мессершмитта и провалы, самым громким из которых стал скандально известный Ме 210, но, несмотря на редкие неудачи, созданного им хватило бы на несколько жизней.
Сам будучи авиаконструктором и профессором МАИ, автор не только восстанавливает подлинную биографию Мессершмитта и историю его непростых взаимоотношений с руководством Третьего Рейха, но и профессионально анализирует все его проекты.
Учебник выживания снайпера. «Стреляй редко, но метко!»
Как снайперу выжить и победить на поле боя? В чем секрет подготовки элитного стрелка? Какое оружие, какие навыки необходимы, чтобы исполнить заветы А.
С. Суворова и защитников Сталинграда: «Стреляй редко, но метко!»; «Снайпер – это охотник. Противник – зверь. Выследи его и вымани под выстрел. Враг коварен – будь хитрее его. Он вынослив – будь упорнее его. Твоя профессия – это искусство. Ты можешь то, чего не могут другие. За тобой – Россия. Ты победишь, потому что ты обязан победить!».
Эта книга не только глубокое исследование снайперского дела на протяжении двух столетий, в обеих мировых войнах, многочисленных локальных конфликтах и тайных операциях спецслужб, но и энциклопедия снайперских винтовок военного, полицейского и специального назначения, а также боеприпасов к ним и оптических прицелов. Как сами снайперы являются элитой вооруженных сил, так и снайперские винтовки – «высшая лига» стрелковых вооружений. Насколько снайперская подготовка превосходит обычный «курс молодого бойца», настолько и снайперское оружие дороже, сложнее и взыскательнее массовых моделей. В этой книге вы найдете исчерпывающую информацию о вооружении и обучении стрелков, их тактике и боевом применении, снайперских дуэлях и контрснайперской борьбе, о прошлом, настоящем и будущем главного из воинских искусств.
Солдаты и конвенции. Как воевать по правилам
Во время Второй мировой войны миллионы советских военнопленных погибли в немецких концлагерях из-за того, что фашистская Германия проводила по отношению к ним, как и ко всему русскому народу, политику геноцида. После войны гитлеровские палачи оправдывали зверское отношение к советским людям тем, что СССР не подписал Женевскую конвенцию о военнопленных. Хотя никто не мешал немцам соблюдать в отношении советских пленных ее принципы. Более того, и сейчас находятся историки, в том числе и в России, которые цинично провозглашают, что в гибели наших соотечественников в немецких лагерях виноват вовсе не Гитлер и его последователи, уморившие голодом, расстрелявшие, лишившие медицинской помощи попавших в плен, то есть, фактически денонсировавший Женевскую конвенцию, а Сталин, отказавшийся ее подписать. По сути, эти историки повторяют геббельсовскую пропаганду. Целью этой книги является разоблачение этой старой но живучей лжи и восстановление исторической истины.
Транзисторный микрофонный предусилитель с полосовым фильтром
— Реклама —
Прокомментируйте ошибки или исправления, найденные для этой схемы, и получите шанс выиграть по-крупному! Вы можете найти наш раздел комментариев в конце этой страницы. ВведениеСигнал от большинства микрофонов должен быть усилен перед подачей на соединительные кабели.
Для уменьшения шума усилителя полоса пропускания сигналов часто ограничивается от 200–300 Гц до 3,3–5 кГц.
Современные недорогие транзисторы дают много возможностей для создания малошумящей полосы, ограниченной усилителем для микрофонов.
– Реклама –
В этой короткой статье предлагается простое и эффективное решение проблемы малошумящего микрофонного предусилителя с ограниченной полосой пропускания с помощью пассивных RC-фильтров.
Описание схемы На рис.
1 показаны схемы транзисторного микрофонного предусилителя с полосовым фильтром.
Микрофон подключается к разъему CON1.
Переключатель S1 замкнут только в том случае, если микрофон нуждается в питании.
Сигнал с микрофона М1 усиливается первым каскадом, построенным на транзисторах Т1 и Т2.
Коэффициент усиления первого каскада примерно равен -R5/R4.
Задается обычно в диапазоне от 30 до 100.
Коллекторные токи обоих транзисторов задаются резистором R7.
В схеме есть основной фильтр верхних частот для ограничения частотного диапазона входного сигнала.
Этот фильтр имеет три RC-цепи с частотами среза, указанными ниже:
F1 = 1/(6,28*R9*C9)
F2 = 1/(6,28*R10*C10)
F3 = 1/(6,28* R11*C11)
Для трех RC-фильтров верхних частот обычно используется
F верхних частот = Fhp = F1 = F2 = F3
В этом случае частота среза Fhp выбирается равной примерно 260 Гц, но может быть любой соответствующих Гц, но может иметь любое значение соответствующей частоты.
Также в схеме есть основной фильтр нижних частот.
Фильтр имеет три RC-цепи с частотами среза 3 дБ, перечисленными ниже:
F4 = 1/(6,28*R16*C13)
F5 = 1/(6,28*R17*C14)
F6 = 1/(6,28* R18*C15)
Для этих трех фильтров нижних частот обычно используется
F low pass = Flp = F4 = F5 = F6
В этом случае частота среза Flp выбирается равной примерно 3,6 кГц, но может быть любой соответствующих Гц, но может иметь любое значение соответствующей частоты.
Транзистор T3 работает как буфер между основным фильтром верхних частот и основным фильтром нижних частот.
Транзистор T4 работает как буфер между основным фильтром нижних частот и выходом предусилителя.
Выход находится на разъеме CON2.
Коэффициент усиления каскадов с Т3 и Т4 чуть меньше единицы.
Предпочтительно использовать транзисторы Дарлингтона Т3 и Т4, такие как BC517, но в некоторых случаях также подойдут выбранные обычные транзисторы с высоким коэффициентом усиления, такие как BC550C, BC109C и аналогичные.
Резисторы R13, R14, R19 и R20 задают токи коллектора T3 и T4.
Эти резисторы должны иметь максимально возможные значения, чтобы быть минимальной нагрузкой для основных RC-фильтров, построенных с C9-C11, R3-R11, C13-C15 и R16-R18.
Питание схемы подается на разъем CON3.
Напряжение питания +Vee должно быть 9 В или выше, предпочтительно выше 15 В.
Схема начнет работать сразу после надлежащего монтажа.
Коэффициент усиления первого каскада и компоненты фильтров выбираются в соответствии с потребностями.
малошумящий усилитель – Есть ли ошибки в приведенном ниже транзисторном микрофонном предусилителе со схемой полосового фильтра?
спросил
Изменено 2 года, 7 месяцев назад
Просмотрено 219 раз
\$\начало группы\$
Можете ли вы найти какие-либо исправления или ошибки в приведенной ниже схеме:
Это изображение схемы для “Транзисторный микрофонный предусилитель с полосовым фильтром”.
Эта схема представляет собой простое и эффективное решение проблемы с малошумящим микрофонным предусилителем с ограниченной полосой пропускания за счет пассивных RC-фильтров.
- малошумящий усилитель
\$\конечная группа\$
6
\$\начало группы\$
220 Ом последовательно с базой T4, 100 Ом с эмиттером T4 и rbb’ T4 (внутреннее сопротивление от соединительного провода до фактического перехода база-эмиттер) задают минимальный уровень шума. Я бы оценил Rnoise (сумма этих 3, все из которых влияют на шум в функции BE) в 1 кОм, что составляет 4 нановольта на корень герца. [Обратная связь по постоянному току 330 кОм параллельна Rin 220 Ом, поэтому мы ее игнорируем]
Полоса пропускания от 250 Гц до 2500 Гц. Игнорируйте 250 и вызывайте BW 2500Hz.
Суммарное входное шумовое напряжение равно NoiseDensity * sqrt(Bandwidth).
Что составляет 4 нановольта/rtHz * sqrt(2500) = 4 * 50 нановольт или 200 нановольт.
Входная ссылка.
Коэффициент усиления по напряжению составляет Rc / Re = 3,3K / 100 = 33. Таким образом, выходной шум составляет 200 нВ * 33 или 6,6 мкВ в диапазоне от 250 Гц до 2500 Гц. Это 33X также дает усиление 31 дБ.
Эмиттерный резистор 100 Ом помогает линеаризовать усиление T4.
Ошибок не вижу.
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Предусилитель имеет очень низкий входной импеданс и нагружает электретный микрофон. Это был бы хороший предусилитель для динамического микрофона с низким импедансом (катушка и магнит).
Фильтры не активны, поэтому они просто добавляются, чтобы создать вялый ответ.
1) Фильтр верхних частот обрезает 242 Гц до -24 дБ и начинает обрезать частоты на гораздо более высоких частотах.
