Микрофонные усилители на микросхеме своими руками: МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Содержание

МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Представляю вам конструкцию высококачественного микрофона с предварительным усилителем. Микрофонный усилитель выполнен на операционном усилителе, за счет качественной сборки и подбора номиналов схемы микрофон может служить во многих конструкциях как звукопринимающее устройство высшего качества. Микросхема – операционный усилитель ВА4558 , аналог JRC4558. C1 и С4 на схеме имеют емкость – 0.22мкф.

Данный микрофонный усилитель предназначен для контроля звуковой обстановки в помещении и на улице, также может быть использован в радиожучках и в других устройствах шпионажа. Разработан специально для применения в системах видеонаблюдения. Использование миниатюрного активного микрофона обеспечивает качественный звук в области видеонаблюдения, охраны и безопасности.

Отличительная характеристика микрофона – это его высокая чувствительность и низкий уровень шумов встроенного операционного усилителя.

Микрофон обеспечивает качественный звук на стандартных мониторах и магнитофонах. Может использоваться совместно с платами аудиоввода Ewclid-A через стандартный линейный аудиовыход. Микрофон имеет иизкое потребление тока. Никелированный корпус защищает схему от электрических помех и шумов. Имеет миниатюрные размеры.

Микрофон подключается к входам видеорегистраторов и видеомониторов, что позволяет без проблем записать разговоры. Подключая к входу усилителя низкой частоты мы получаем микрофон со студейными характеристиками. Микросхему можно найти в автомагнитолах ( они обычно находятся вблизи звукового регулятора. Ознакомтесь с таблицей характеристик микрофона шорох

Параметр – Значение
-Акустическая дальность до 7 метров
-Выходное напряжение – 0, 25В
-Длина линии, до 300 м
-Корпус / материал – цилиндр / никелированный алюминий
-Питание микрофонного усилителя – DC 5…12V

-Потребление – 0,02A

Для того, чтобы сохранить качество сборки желательно не менять номиналы деталей схемы, хотя отклонение емкостей входного и выходного конденсатора допускается! Конструкция собрана на макетной плате, при наличии всех деталей устройство собирается за 20 минут.

Микрофон электретный, можно использовать практически любой (например от гарнитуры мобильного телефона), но для повышения чувствительности желательно применить микрофон от китайского бытового магнитофона.
Понравилась схема – лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ

Микрофонный усилитель на микросхеме | Для дома, для семьи

28 Фев 2018г | Раздел: Работы читателей

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Понадобился микрофонный усилитель для записи песен под гитару с двух микрофонов, чтобы можно было корректировать отдельно голос и отдельно гитару.

После поисков на просторах интернета свой выбор остановил на отечественной микросхеме К157УД2, которая была в наличии. Микросхема является малошумящим двухканальным операционным усилителем, который используется в разнообразных устройствах стереофонической аппаратуры. Операционный усилитель К157УД2 работает в большом диапазоне входных дифференциальных напряжений и имеет защиту от коротких замыканий на выходе.

В микрофонном усилителе реализовано типовое включение микросхемы К157УД2. В скобках указана нумерация выводов для реализации 2-го канала.

После нескольких проб убедился, что не хватает микшера для регулировки усиления обеих каналов. Схему микшера на транзисторах также нашел в интернете. И когда собрал усилитель на макетной плате, то его чувствительность и бесшумность работы превзошла все мои ожидания.

И вот после рисования платы в LAY родилась на свет схема сего девайса.

Оба выхода усилителя приходят на вход микшера через переменные резисторы. Выход с микшера на компьютер моно, так как мне так удобнее производить настройки и обработку записанного. Для устранения возможных помех и наводок микрофоны к усилителю подключаются через экранированный провод, а сами микрофоны куплены на сайте Aliexpress. Все транзисторы в микшере заменены на КТ315Г. Схема питается от батарейки КРОНА.

Для записи с микрофона пользуюсь бесплатной программой AUDACITY, так как у нее понятный русскоязычный интерфейс и большой выбор инструментов для обработки записанного материала.

Все детали микрофонного усилителя кроме батареи, переменных резисторов и микрофонов расположены на двух печатных платах (плата усилителя и микшера), выполненных из одностороннего текстолита толщиной 1 мм.

Корпус для усилителя взят от блока питания сканера-принтера. Питание усилителя возможно и от внешнего источника напряжения, для этого на корпусе необходимо предусмотреть гнездо и расположить, например, рядом с тумблером или в торце.

На момент написания статьи усилитель проработал 5 часов в «боевой» обстановке и проблем с питанием пока не наблюдалось. Также можно посмотреть ролик, в котором показываются возможности этого микрофонного усилителя и объясняются некоторые моменты работы с ним.

<div id="yandex_rtb_3" class="lazy lazy-hidden yandex-adaptive classYandexRTB"></div> <script type="text/javascript">if(rtbW>=960){var rtbBlockID="R-A-744136-3";} else{var rtbBlockID="R-A-744136-5";} window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({renderTo:"yandex_rtb_3",blockId:rtbBlockID,pageNumber:3,onError:(data)=>{var g=document.createElement("ins");g.className="adsbygoogle";g.style.display="inline";if(rtbW>=960){g.style.width="580px";g.style.height="400px";g.setAttribute("data-ad-slot","9935184599");}else{g.style.width="300px";g.style.height="600px";g.setAttribute("data-ad-slot","9935184599");} g.setAttribute("data-ad-client","ca-pub-1812626643144578");g.setAttribute("data-alternate-ad-url",stroke2);document.getElementById("yandex_rtb_3").appendChild(g);(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});}})});window.addEventListener("load",()=>{var ins=document.getElementById("yandex_rtb_3");if(ins.clientHeight =="0"){ins.innerHTML=stroke3;}},true);</script>

Архив с печатными платами в формате lay можно скачать по этой ссылке.

Желаю успеха в повторении конструкции!
До встречи на страницах сайта!
Анатолий Тихомиров (picdiod), г. Рига

Поделиться с друзьями:

Еще интересно почитать:

Микрофонный усилитель

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

Близкие темы.

Как сделать простой направленный стерео микрофон из всякого хлама?

Самодельный микрофон для записи видеороликов на цифровую фотокамеру.

Как самому изготовить электретный микрофон для компьютера?

Как припаять штекер к экранированному аудио кабелю.

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/

Причины следующие:

Минимальное количество навесных элементов.
Однополярное питание. Не нужно городить фантомную землю.
Низкое напряжение питания – 6 Вольт. Легко применить питание от батареи.
Микросхема продолжает работать при снижении напряжения питания до 3-х Вольт. Не нужен стабилизатор напряжения питания и батарею можно использовать более длительное время.
Защита от короткого замыкания. Важно при использовании Джеков 3,5мм! В момент вставки штекера в гнездо происходит короткое замыкание контактов.
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:

не менее – 200,

не более 300,

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.

Корпус 2101.8-1.

Питание.
Не используется.
Коррекция.
Вход.
Вывод регулировки коэффициента усиления.
Подключение фильтра ОС по постоянному току.
Общий.
Выход.

Корпус 301.8-2.

Несколько устаревший вариант исполнения микросхемы.

Типовая схема включения микросхемы.

C2 – фильтр питания.
C5 – разделительный.
C6 – корректирующий.
C8 – фильтр ОС по постоянному току.
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.

Вход.
Верхний по схеме конец потенциометра R3.
Движок потенциометра R3.
Анод светодиода HL1.
Корпус.
Питание +6В.
Выход.
Корпус.

Пример разводки печатной платы усилителя динамического микрофона.

Вход.
Корпус.
Питание +6В.
Выход.
Корпус.

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.

Корпус.
Вывод катушки.
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).

Отсюда можно скачать чертежи печатных плат в формате lay (34kB).

А здесь лежит программа Sprint Layout 6.0 (с набором макросов), в которой можно открыть, отредактировать и вывести на печать чертежи в формате lay6 (17МБ).

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

Если Вам не понравилась статья, что расположена выше, Вы всегда можете поискать счастье на стороне, пройдя по этому адресу. Если объявление не в теме, не обессудьте! Честно пытался выбрать самые интересные.

Микрофонный усилитель

Микрофонный усилитель Ноябрь 16, 2013

Конструкция и схема довольно простого усилителя для микрофона, чтоб усиливать сигнал от электретного или от динамического микрофона. Имеет минимальное количество деталей, при этом усилитель имеет хорошие показатели сигнал/шум и хорошо усиливает микрофонный сигнал, не в пример усилителю, что встроен в аудиокарту. Это хорошая тренировка в сборке несложной схемы для начинающих, плюс вещь вполне полезная. Ведь хорошая аудио карта стоит немало, а дешевую нет смысла покупать.

Посему, кто находит свои ручки очумелыми, присоединяйтесь к сборке!

После испытания на макете нескольких микросхем советского производства, была выбрана микросхема К538УН3А (также еще пишут КР538УН3А). Выбор был сделан по таким причинам:

Количество навесных элементов минимальное.

Питание однополярное (не требуется делать отдельную «землю»).

Напряжение питания 6 В (чтобы применять батарею).

Схема работоспособна при снижении питания до 3В (не требуется стабилизатор).

Защита от короткого замыкания (при использовании «джеков» в момент его вставки происходит КЗ).

Потребляемый ток не более 5мА (два литий-ионных элемента будут питать УНЧ долго).

Микросхема сама по себе есть сверхмалошумящий широкополосный усилитель, усиливает сигналы частотой до 3МГц.

Характеристики шумов микросхемы хорошо оптимизированы под работу при низкоомных генераторах сигналов. А ее коэффициент усиления фиксирован средствами внутреннего делителя, но еще есть возможность внешней регулировки. Данный УНЧ создан именно как предварительный усилитель воспроизведения звука в аппаратах высшего класса. Данную сборку также можно использовать для низкоомных датчиков. Корпус 2101.8-1 (DIP8) или 301.8-2.

Технические параметры микросхемы К538УН3А

Номинал питания – +6В.
Ток потребления при Uп = 6В, Т = -45… +70С, не более – 5мА.
Коэфф. усиления напряжения с внутр. ОС при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх. = 1мВ, Rн = 10кОм, Т = +25С:
не менее – 200,
не более 300,
типовое значение – 250.
Коэфф. усиления напряжения без внутр. ОС 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.
Макс. 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 данные эксплуатации:
Макс. напряжение питания – 7,5В.
Макс. входное напряжение – 200мВ.
Мин. сопротивление нагрузки (кратковременное) – 0 Ом.
Температура окружающей среды, длит. воздействие: –45… +70С, кратковрем. воздействие: –60… +125С.

Выводы микросхемы К538УН3А

В корпусе 2101.8-1

1 — Питание
2 — Не задействован
3 — Коррекция
4 — Вход
5 — Регулировка коэффициента усиления
6 — Подключение фильтра ОС по постоянному току
7 — Общий
8 — Выход

Корпус 301.8-2

Устаревший вариант микросхемы К538УН3А

Типовая схема использования К538УН3А

C2 – фильтр питания
C5 – разделительный
C6 – корректирующий
C8 – фильтр ОС по постоянному току
R4 – регулировка ОС по переменному току

Схема универсального усилителя для микрофона

Такая схема усилителя может вполне усиливать сигнал и электретного, и динамического микрофона.

Величина резистора R4 определяет коэффициент усиления микросхемы DA1. Максимальный коэффициент усиления можно достичь при R4 = 0. Для регулирования и ограничения уровня входного сигнала при перегрузке, настраивается переменный R3.

Диод VD2, резистор R2 и светодиод HL1 составляют делитель напряжения, которой формирует 2,2 В чтоб питать электретный микрофон. Резистор R1 — нагрузка электретного микрофона. Светодиод HL1 дополнительно является индикатором питания.

Схема усилителя для динамического микрофона

Данную схему можно упростить, если рассчитывать ее лишь на использование под динамический микрофон. Только нужно иметь ввиду, при использовании пассивного динамического микрофона с малой чувствительностью, возможно понадобится увеличить коэффициент усиления, что приведет к некоторому повышению уровня шумов микрофонного усилителя.

Печатные платы микрофонного усилителя

Вид печатных плат представлен со стороны элементов. Дорожки как бы просвечиваются сквозь саму плату.

1 — Вход
2 — Верхний по схеме вывод потенциометра R3
3 — Регулятор потенциометра R3
4 — Анод светодиода HL1
5 — Корпус
6 — Питание +6В
7 — Выход
8 — Корпус

Пример разводки печатной платы усилителя динамического микрофона.

1 — Вход
2 — Корпус
3 — Питание +6В
4 — Выход
5 — Корпус

Корпус для усилителя

Всю конструкцию усилителя во избежании помех рекомендуется поместить в металлический корпус. Его вполне можно спаять из консервной банки. Говорят, что банки из-под сгущенки отлично паяются даже без предварительного лужения. Сам не пробовал, но совет передаю. Попробуете, отпишитесь про качество: пайки и самой сгущенки — давно не пробовал. 🙂

На фото корпус из дюралюминия (были такие коробочки в советские времена на заводе, где довелось работать) и внутри его собранная печатная плата. На плате собственно два независимых усилителя, у каждого свое управление питанием. Для возможности записать сигнал стерео с использованием двух микрофонов, в усилителе каждого канала имеется свое входное гнездо.

Все элементы управления впаяны прямо в печатную плату. Коэффициент усиления регулируется один раз при настройке схемы подбором постоянных резисторов.

Полностью собранный микрофонный усилитель в сборе. УНЧ подсоединяется к компьютеру экранированным кабелем, на другом конце которого имеется разъем типа Jack 3,5mm.

Теститрование микрофонного УНЧ

Чтобы адекватно сравнить уровень шумов с усилением микрофонного сигнала и без него, регулировка делалась так, чтобы получился один и тот же уровень записанного сигнала.

На рисунке график шумов от микрофонного усилителя встроенной в компьютер аудиокарты.

Тестирование делалось в режиме «Microphone Boost».

Уровень записи: 1,0.
Уровень шума: -80Дб.

А здесь на графике уже шумы при том же уровне сигнала, который дает описанный самодельный микрофонный усилитель.

Для получения минимального уровня шума, надо регулировать усиление резистором R3 (уровень сигнала).

Уровень записи: 0,05.
Уровень шума: -110Дб.

Скачать

Скачать чертежи описанных печатных плат в формате LAY — http://anod7.ru/files/microphone-amplifier.zip

UPD: Один из прочитавших статью, подсказал, что файл не тот. Прошу прощения, если ошибся. Нет времени сейчас проверять, заливаю еще один другой пока — http://anod7.ru/files/microphone_amplifier.rar

Программа Sprint Layout 5.0 (портативная, интерфейс русский) для открытия файлов LAY, а также рисования, редакции и вывода на печать печатных плат (4,4МБ) — http://anod7.ru/files/sprint-layout-5-0.zip

UPD: Программа Sprint Layout 6.0 (портативная, интерфейс русский) для открытия файлов LAY6 (17,3МБ) — http://anod7.ru/files/sprint-layout-6-0.zip

3 лайфхака для дома

УСИЛИТЕЛИ ДЛЯ МИКРОФОНА

ОБЗОР МИКРОФОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

ТРАНЗИСТОРНЫЕ МИКРОФОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

В настоящее время микрофонные усилители выполняются на специализированных интегральных микросхемах, практически недоступных для радиолюбителей. Поэтому предлагается собирать микрофонные усилители караоке из более распространенных деталей, в том числе недорогих кремниевых транзисторов высокой частоты и несложных интегральных микросхем. Описываемые ниже микрофонные усилители отличаются друг от друга как используемыми деталями, так и своими характеристиками.

На рис. 1 представлен микрофонный усилитель на двух транзисторах разной проводимости, включенных по схеме общий эмиттер — общий эмиттер. За счет сочетания транзисторов различного типа проводимости удалось обойтись без переходного конденсатора между каскадами, а также обеспечить стабильность работы усилителя по постоянному току как при снижении напряжения питания, так и при смене транзисторов. Усилитель не требует подбора элементов схемы при использовании транзисторов с коэффициентом передачи тока базы более 50. То есть в данной конструкции могут быть применены практически без подбора транзисторы типов КТ3102 и КТ3107 с любыми буквенными индексами. Допустима также замена КТ3102 на КТ315 и КТ3107 на КТ361, хотя качество работы усилителя в ряде случаев может ухудшиться. Неплохие результаты можно получить, если в качестве первого транзистора использовать ВС307А, ВС307Б, ВС308А, ВС308В зарубежного производства. При всех перечисленных выше вариантах коэффициент усиления был не менее 150-200 в полосе частот от 50 Гц до 20 кГц.

Принципиальная схема транзистороного микрофонного усилителя

При изготовлении усилителя используются постоянные резисторы МЛТ или С1-4 на 0,25 Вт, оксидные конденсаторы типа К50-6, К50-4, К50-35 либо аналогичные зарубежного производства. В качестве источника питания применяются три элемента 316, энергии которых хватает на 300-400 часов работы усилителя. Монтаж деталей производится на печатной монтажной плате размерами 50×30 мм, выпиленной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,7-1,0 мм. Расположение деталей показано на рис. 2, а плата со стороны фольги — на рис. 3.

Рис. 2 Монтажная схема микрофонного усилителя на двух транзисторах

Рис. 3 Печатная плата микрофонного усилителя на двух транзисторах

   Получить коэффициент усиления не менее 300-400 можно с помощью микрофонного усилителя, который выполнен по принципиальной схеме, приведенной на рис. 4. Здесь используются уже три транзистора, включенные по схеме общий эмиттер — общий эмиттер — общий коллектор. За счет применения транзисторов одного типа проводимости удалось упростить их подбор, а непосредственная связь между каскадами дала возможность стабилизировать режим работы всех транзисторов по постоянному току.
   Особенностью этого усилителя является коррекция частотной характеристики во втором каскаде за счет введения частотно-зависимой отрицательной обратной связи. Это достигается включением параллельно резистору R7 цепочки, состоящей из конденсатора С4 и резистора R5. На низких частотах сопротивление конденсатора C4 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.
   Другая особенность усилителя состоит в том, что сигнал на его выход передается через эмиттерный повторитель на третьем транзисторе. Это позволяет существенно снизить выходное сопротивление и влияние длины соединительного кабеля на работу усилителя. Например, если к выходу предыдущего усилителя может подключаться кабель длиной до 3 м, то к данному усилителю — до 10 м. Выбор деталей данного усилителя аналогичен предыдущему. Расположение деталей на печатной плате приведено на рис. 5, а чертеж печатной платы со стороны фольги — на рис. 6.

Рис. 4 Принципиальная схема микрофонного усилителя на трех транзисторах

Рис. 5 Монтажная схема микрофонного усилителя на трех транзисторах

Рис. 6 Печатная плата усилителя на трех транзисторах

На рис. 7 приведена принципиальная схема микрофонного усилителя на трех транзисторах разного типа проводимости. Такая конструкция дает возможность уменьшить число используемых деталей, а также повысить усиление до 1000. Здесь, как и в предыдущей схеме, применена глубокая отрицательная обратная связь по напряжению сигнала во втором каскаде, что позволяет не только стабилизировать усиление, но также повысить входное сопротивление усилителя. В случае необходимости усиление можно снизить, увеличив сопротивление резистора R3. Например, при использовании сопротивления в 1 кОм удавалось снизить усиление до 100.

Рис. 7 Микрофонный усилитель на транзисторах разной проводимости

Рис. 8 Монтажная схема усилителя на транзисторах разной проводимости

Рис. 9 Печатная плата усилителя на транзисторах разной проводимости

   Особенностью данной схемы является заметная зависимость режимов работы транзисторов по постоянному току от параметров первого и частично второго транзистора. Для нормального функционирования усилителя необходимо, чтобы постоянное напряжение на эмиттере третьего транзистора составляло примерно 1,4 В. Если это не так, то режим корректируется подбором номинала резистора R1.
   При повторении конструкции данного усилителя можно пользоваться рекомендациями, приведенными выше. Расположение деталей на печатной плате представлено на рис. 8, а чертеж платы со стороны фольги дан на рис. 9.
   Конструктивно описанные выше микрофонные усилители на двух и трех транзисторах можно оформить в виде малогабаритного блока, в котором установлены плата усилителя, батарея питания, оба гнезда — входного и выходного сигнала — СГ-3 или СГ-5, а также выключатель питания. На рис. 10 показана примерная компоновка деталей и узлов усилителя на дополнительной плате из текстолита размером 30×110 мм и толщиной 1,0-1,5 мм. Гнезда устанавливаются с торцов. Для обеспечения хорошего контакта элементов питания последние поджимаются к проводникам с помощью прокладки из поролона. Соединение элементов между собой производится посредством латунной или жестяной пластины, вставленной между элементами и поролоновой прокладкой.

Корпус микрофонного усилителя можно выполнить из органического стекла толщиной 3-4 мм или иной пластмассы, желательно непрозрачной, яркой расцветки, чтобы усилитель легче было найти в случае его потери.

МИКРОФОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ

Усиление до 2000-3000 можно получить с помощью усилителя на одной микросхеме типа К538УН3Б, собрав его по принципиальной схеме, приведенной на рис. 11. Она настолько проста, что здесь кроме микросхемы имеются только четыре оксидных конденсатора (и ни одного резистора). Для нормальной работы этого усилителя требуется напряжение питания 6 В. Правда, его можно питать от источника напряжением 3 В, но тогда коэффициент усиления снизится до 500-1000, что вполне приемлемо для большинства случаев любительской практики. Расположение деталей показано на рис. 12, а чертеж печатной платы – на рис. 13.

Рис. 11 Микрофонный усилитель на ИМС К538УН3Б

Рис. 12 Монтаж микрофонного усилителя на ИМС К538УН3Б

Рис. 13 Печатная плата усилителя на ИМС К538УН3Б

Все описанные микрофонные усилители являются одноканальными, то есть рассчитанными на работу только с одним исполнителем — солистом. Для дуэта можно использовать два одинаковых или различных микрофонных усилителя либо собрать отдельный двухканальный, например по принципиальной схеме, приведенной на рис. 14. В данном случае используется одна интегральная микросхема типа TDA 7050 производства Голландии. Микросхема имеет два канала с коэффициентом усиления около 1000 в полосе частот 20 Гц -20 кГц. При этом напряжение питания может находиться в пределах 1,6-6 В.

Рис. 14 Схема микрофонного усилителя на ИМС TDA7050

Рис. 15 Монтаж микрофонного усилителя на ИМС TDA7050

Рис. 16 Печатная плата микрофонного усилителя на ИМС TDA7050

   Особенностью конструкции усилителя является использование на выходах двух неполярных конденсаторов КМ-6Б или аналогичных им. Расположение деталей усилителя показано на рис. 15, а чертеж печатной платы со стороны фольги — на рис. 16. Размеры монтажной платы обоих микрофонных усилителей на интегральных микросхемах позволяют разместить их в корпусе конструкции, приведенной на рис. 1.21. (Можно, конечно, найти другой, более приемлемый вариант.)
   Можно провести интересный эксперимент — использовать стереофонический усилитель карманного аудиоплейера в качестве двухканального микрофонного усилителя. Это легче всего сделать с простейшим и самым недорогим плейером, который уже вышел из употребления.
   Для этого необходимо отключить двигатель лентопротяжного механизма, а входы каналов усилителей отсоединить от магнитной головки, подключив их к гнездам для микрофонов. Плавные регуляторы громкости, тембра, подъема басов очень удобны для применения в караоке.

УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ МИКРОФОНА С ОДНОПРОВОДНЫМ ПИТАНИЕМ

Микрофоны, с размещенными в их корпусе предусилителями, требуют для подключения к трансиверу проводов питания (помимо экранированного сигнального провода). С конструктивной точки зрения это не очень удобно. Число соединительных проводов можно уменьшить, подавая напряжение питания через тот же провод, по которому передается сигнал, т. е. центральный проводник кабеля. Именно такой способ подачи питания применен в предлагаемом вниманию читателей усилителе.
Его принципиальная схема приведена на рисунке. Усилитель рассчитан на работу от электретного микрофона любого типа (например, МКЭ-3). Питание на микрофон подается через резистор R1. Звуковой сигнал с микрофона подводится к базе транзистора VТ1 через разделительный конденсатор С1. Необходимое смещение на базе этого транзистора (около 0,5 В) задается делителем напряжения R2R3. Усиленное напряжение звуковой частоты выделяется на нагрузочном резистор R5 и поступает далее на базу транзистора VТ2, входящего в составной эмиттерный повторитель, собранный на транзисторах VТ2 и VТ3. Эмиттер последнего соединен с верхним контактом разъема ХР1 (выходом усилителя), к которому подключен центральный проводник соединительного экранированного кабеля, оплетка которого соединена с общим проводом. Заметим, что наличие на выходе предусилителя эмиттерного повторителя заметно снижает уровень наводок на микрофонный вход трансивера.

Рис. 17 Схема микрофонного усилителя с питанием по одному проводу

   Около входного разъема устройства, к которому подключается микрофон, смонтированы еще две детали: нагрузочный резистор R6, через который подается питание, и разделительный конденсатор С3, служащий для отделения звукового сигнала от постоянной составляющей напряжения питания.
   Примененное в данном усилителе схемотехническое решение обеспечивает автоматическую установку и стабилизацию режима его работы. Рассмотрим, как это происходит. После включения питания напряжение на верхнем выводе разъема ХР1 возрастает примерно до 6 В. При этом напряжение на базе транзистора VT1 достигает порога его открывания 0,5 В и через транзистор начинает протекать ток. Падение напряжения, возникающее в этом случае на резисторе R5, заставляет открыться транзисторfv составного эмиттерного повторителя. В результате общий ток усилителя возрастает, а вместе с ним увеличивается и падение напряжения на резисторе R6, после чего режим стабилизируется.
   Поскольку коэффициент усиления составного эмиттерного повторителя по току (он равен произведению коэффициентов усиления по току транзисторов VТ2 и VТ3) может достигать нескольких тысяч, стабилизация режима получается очень жесткой. Усилитель в целом работает подобно стабилитрону, фиксирующему выходное напряжение на уровне 6 В независимо от напряжения питания. Тем не менее при использовании источника питания с другим напряжением надо подобрать резисторы делителя R2R3 так, чтобы напряжение на верхнем контакте разъема ХР1 было равно половине напряжения питания. Любопытно, что режим практически нельзя изменить, регулируя сопротивление нагрузочного резистора R5. Падение напряжения на нем всегда равно суммарному напряжению открывания транзисторов составного эмиттерного повторителя (около 1 В), а изменения его сопротивления приводят только к изменению тока через транзистор VT1. То же относится и к резистору R6.
   Еще интереснее работа усилителя в режиме усиления переменного тока. Напряжение звуковой частоты с нижнего вывода резистора R5 передается эмиттерным повторителем с очень небольшим ослаблением на верхний вывод – выход усилителя. При этом ток через резистор постоянен и почти не подвержен колебаниям со звуковой частотой. Иными словами, единственный усилительный каскад оказывается нагруженным на генератор тока, т.е. на очень большое сопротивление. Входное сопротивление повторителя тоже очень велико, и в результате коэффициент усиления оказывается очень большим. При негромком разговоре перед микрофоном амплитуда выходного напряжения может достигать нескольких вольт. Цепочка R4С2 не пропускает переменную составляющую сигнала звуковой частоты к цепи питания микрофона и делителя напряжения.
   Однокаскадный усилитель совершенно не склонен к самовозбуждению, поэтому и расположение деталей на плате особого значения не имеет, желательно только вход и выход разместить с разных концов платы.
   Налаживание сводится к подбору резисторов делителя R2R3 до получения на выходе половины напряжения питания. Полезно еще подобрать и резистор R1, ориентируясь по наилучшему звучанию сигнала, снимаемого с микрофона. Если входное сопротивление радиоаппарата, с которым используется данный усилитель, менее 100 кОм, емкость конденсатора С3 следует соответственно увеличить.

МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКОЙ УРОВНЯ (АРУ)

Схема микрофонного усилителя отличается от аналогичных, опубликованных в литературе, малыми габаритами и глубокой автоматической регулировкой усиления (АРУ). Это позволяет использовать ее в составе радиостанции или кассетного магнитофона. Все устройство выполнено на одной микросхеме, имеющей в своем корпусе четыре универсальных операционных усилителя.
На элементе микросхемы DA1.1 собран неинвертирующий предварительный усилитель сигнала с микрофона. Это необходимо для эффективной работы автоматической регулировки усиления и снижения уровня шумов. Регулировка коэффициента передачи сигнала между каскадами осуществляется за счет изменения внутреннего сопротивления открытого транзистора VT1, включенного в делитель напряжения, образованный совместно с резистором R5. В исходном состоянии (при низком уровне входного сигнала) VT1 заперт и на прохождение сигнала влияния не оказывает.

   Второй каскад усилителя собран на элементе DA1.2. Полоса усиливаемых частот от 50 Гц до 50 кГц. Номинальное выходное напряжение 200 мВ. Элемент DA1.3 является повторителем сигнала, что улучшает согласование схемы с нагрузкой.
   Для работы системы АРУ используется усилитель на DA1.3 и детектор уровня сигнала на транзисторах VT2, VT3. Время восстановления схемы (инерционность) задается конденсатором С12. При изменении входного напряжения на 50 дБ — выходное меняется не более чем в 2 раза. В схеме применены полярные конденсаторы типа К50-16, остальные К10-17; резисторы МЛТ.
   При правильной сборке схема будет работать сразу, но элементы, отмеченные звездочкой “*”, могут потребовать подбора. Так, изменением величины резистора R10 необходимо добиться в точке делителя, указанной на схеме, напряжения 1,15 В. Это напряжение подается на входы усилителей и обеспечивает начальное смещение для работы микросхем на линейном участке характеристики. В этом случае, при перегрузке, ограничение сигнала будет симметричным. От номиналов резисторов R3 и R7 зависит коэффициент усиления каскадов.

Все сказанное в этой статье отражает только точку зрения автора на поставленные решения, и является результатом моих испытаний некоторые из которых я основывал на догадках, т.е. у меня не было возможности испытать усилитель на других платах кроме как на CREATIVE SB AUDIGY, по этому я не могу утверждать, что данная схема будет удовлетворительно работать на других микрофонах и звуковых платах, и возможно придется искать другие методы по уменьшению возможных помех.

Принципиальная схема двухканального микрофонного усилителя на К548УН1

   Примечания:
   Два сопротивления по 47 КОм служат для установки напряжения питания для электретного (конденсаторного) микрофона и подбираются в соответствии с маркой подключаемого микрофона. Сопротивление резисторов может составлять не меньше 5 КОм. Рекомендую обязательно поставить в схему данные сопротивления т.к. отсутствие их, нарушит балансировку схемы и может вызвать искажение звука.
   Конденсаторы по 10 nF служат для подавления помех улавливаемых от внешних источников, и возможно могут не устанавливаться при отсутствии данных помех.
   Сопротивления по 270 Ом служат для установки коэффициента усиления, который составляет 25. Для повышения коэффициента усиления до 75 необходимо установить сопротивления по 68 Ом. Не рекомендую устанавливать высокий коэффициента усиления т.к. это может ухудшить качество звука, хотя это зависит и от микрофона и входа звуковой карты.
   Конденсатор 4700 mF служит для подавления низкочастотных помех по питанию, а конденсатор 0,1 mF для подавления высокочастотных.
   Неправильное подключение источника питания может привести к выходу из строя микросхемы.
   Желательно использовать элементы импортного производства.
   Рекомендации по сборке и установки схемы в системный блок компьютера.
    Схема была собрана на плате взятой от сломанного радио, куда я припаял микросхему на место где стояла микросхема с большим количеством ножек чем К548УН1. Для монтажа элементов частично были использованы имеющиеся дорожки на плате, но сначала я отпилил часть платы для уменьшения габаритов рассчитав, примерно, необходимое место под элементы.
   Схема помещена в металлический корпус, взятый из испорченного отечественного магнитофона в блоке радио, который идеально подошел под мою плату. Купленный ранее кабель для соединения звуковой платы с сидиромом одним концом я припаял к выходу усилителя, другой подсоединил к зв. плате на аудио вход под CD ROM. От испорченного вентилятора охлаждения процессора был отрезан провод со штекером для подключения питания к плате. На вход платы экранированным проводом я припаял гнездо с гайкой который закрепил на передней панели системного блока. Гнездо было выбрано стерео т.к. при таком варианте можно использовать одновременно 2 микрофона. При использовании одного микрофона используется провод микрофона со стерео штекером, у которого оба канала соединены перемычкой. Устройство закрепил в пустом отсеке, под сидиромом. Желательно использовать минимальную длину экранированного провода, особенно на входе устройства, чтоб уменьшить влияние помех.
   Рекомендую подключить выходы схемы на линейный или CD вход звуковой платы т.к. например на плате CREATIVE SB AUDIGY существующий дополнительный вход TAD не защищен от помех.
   Микрофон желательно подключать (включать) при выключенном входе зв. платы, для избежания больших всплесков.
   При максимальной установке громкости входа зв. платы, куда подключен микрофонный усилитель (на вход СD), в микшере компьютера, возможно появление помехи, по этому рекомендую установить необходимый коэффициент усиления достаточный для того, чтоб громкость в микшере не повышать до максимального уровня. Хотя это возможно связанно с особенностью моей звуковой платы или микрофона.
   Заключение:
   Изготовленное устройство двухканального микрофонного предварительного усилителя успешно использовалось на протяжении длительного времени, и отличается низким уровнем шумов, надежностью, компактностью, не требует дополнительного источника питания при использовании совместно с компьютером, низкой стоимостью.
   Все сказанное в этой статье отражает только мою точку зрения на поставленные решения, и является результатом моих испытаний некоторые из которых я основывал на догадках, т.е. у меня не было возможности испытать усилитель на других платах кроме как на CREATIVE SB AUDIGY, по этому я не могу утверждать, что данная схема будет удовлетворительно работать на других микрофонах и звуковых платах, и возможно придется искать другие методы по уменьшению возможных помех.

Адрес администрации сайта: [email protected]

Схема микрофонного усилителя на микросхеме К140УД6

Людям со слабым слухом будут полезны две электрические схемы, рассматриваемые далее. Если у вас есть родные или просто знакомые люди, которые в силу обстоятельств плохо слышат, помогите им, собрав одно из предлагаемых устройств. Схемы чувствительных усилителей слабых звуковых сигналов мне приходилось встречать в публикациях, кроме того, отечественная промышленность выпускает эффективные слуховые аппараты для инвалидов, однако стоимость их достаточно высока. Схемы, показанные на рис. 3.10 и рис. 3.11, имеют низкую себестоимость элементов. Они не требуют настройки, просты и надежны в эксплуатации и весьма доступны для повторения даже начинающим радиолюбителям.

Рассмотрим устройство, показанное на рис. 1. Ток, потребляемый схемой от источника питания в рабочем режиме, при использовании указанных на схеме номиналов элементов— 10 мА. Выходной каскад на комплементарной паре транзисторов обеспечивает большой коэффициент усиления по току. Устройство сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 3 В и может практически эксплуатироваться в таком режиме минимального питания с двумя пальчиковыми батарейками. Тогда ток, потребляемый схемой, еще более сократится, а резистор R4 следует вовсе исключить из схемы. Верхний предел напряжения питания, при котором усилитель работает без перегрузок +12 В, в этом случае сопротивление резистора R4 следует увеличить до 330— 360 Ом.

Рис. 1. Электрическая схема микрофонного датчика

Эффективная чувствительность устройства определяющим образом зависит от чувствительности микрофона и режима работы самого усилителя. Микрофон в схеме применен электретный (конденсаторный), какие стоят в современных телефонных аппаратах и старых магнитофонах. Хорошие результаты получаются при использовании в качестве микрофона В1 микрофона типа МКЭ-84, кроме того, можно применять и МКЭ-3. Возможно имеет смысл попробовать и другие типы электретных микрофонов, тогда, наверное, удастся найти наиболее эффективный вариант.

Эта схема обеспечивает громкую надежную речь в наушнике на расстоянии 7—8 м (при максимальном усилении и минимальном питании). В качестве наушника применен капсюль-наушник ТМ-4, подойдет и ТМ-2М. Можно использовать ДЭМШ, но его неудобно вставлять в ухо, или другие любые динамические наушники с эквивалентным сопротивлением от 100 Ом.

Операционный усилитель работает в режиме автоматической регулировки усиления, что позволяет максимально усиливать полезный сигнал, не допуская самовозбуждения. Делитель на R2, R3 обеспечивает заданный режим по постоянному току, резистор R6 регулирует оптимальный уровень усиленного сигнала. Его придется незначительно скорректировать при изменении напряжения питания относительно указанного на схеме. Собственно, на этом вся регулировка и заканчивается. При исправных элементах и правильном монтаже устройство работает сразу.

Схема успешно работает в качестве устройства контроля и поиска скрытой электрической проводки и телефонных проводов. При помещении катушки рядом с проводами телефонной линии можно контролировать ее состояние. На вход ОУ (вместо микрофона В1) в этом случае можно подключить катушку на ферромагнитном сердечнике типа НМ 1500 диаметром 6—8 мм с намотанными внавал 400 витками провода 0,1—0,15 мм. Одним концом к общему проводу, другим к отрицательному выводу конденсатора С1, резистор R3 в этом случае надо исключить.

Литература: Андрей Кашкаров – Электронные самоделки

⚡️Усилитель для микрофона на КР140УД1208 микросхеме

На чтение 5 мин. Опубликовано 25.05.2015 Обновлено 07.07.2019

При подключении обычного динамического микрофона к усилителю или звукозаписывающему устройству с помощью достаточно длинного экранированного провода, часто наблюдается заметный низкочастотный фон (частотой 50 или 100 Гц).

Сильные электромагнитные поля, создаваемые мощными устройствами и электропроводкой, могут наводить хорошо слышимые помехи, даже в том случае, если микрофон подключен к устройству с помощью дорогого кабеля с хорошей экранирующей оплеткой.

Чтобы снизить чувствительность к помехам, обычно первые каскады усиления располагают в самом микрофоне, а питание на них подают по соединительному кабелю от звуковоспроизводящего устройства. При всех своих достоинствах, этот способ имеет тот недостаток, что такой микрофон будет работать не с каждым аудиоустройством, поскольку далеко не у всех них на гнездо для подключения микрофона подается требуемое микрофону напряжение питания.

Чтобы микрофон со встроенным предварительным усилителем мог работать при подключении к любому устройству, желательно и источник питания разместить в самом микрофоне, а чтобы предотвратить напрасный расход энергии, предусмотреть его автоматический выключатель.

Усилитель микрофона схема приведена на рис.1 простого усилителя для динамического микрофона. Кроме усилителя звука, в состав устройства входит сенсорный выключатель питания. Микрофонный усилитель своими руками построен на широко распространенном микромощном операционном усилителе с программно-управляемым током смещения КР140УД1208. Эта микросхема работоспособна в диапазоне питающих напряжений 1,5-18 В, имеет высокое входное сопротивление и малый ток потребления.

Коэффициент усиления определяется отношением R4/R5 и в данном случае составляет около 20. Ток покоя зависит от сопротивления R3 (в схеме — около 160 мкА). Сенсорный выключатель питания выполнен на полевом р-канальном транзисторе VT1. Когда микрофон берется в руку, сенсорные токопроводящие контакты Е1 и Е2 замыкаются через относительно низкое сопротивление кожи, напряжение затвор-исток VT1 превышает 1,5 В, VT1 открывается, и на операционный усилитель DA1 поступает напряжение питания.

Биполярный транзистор VT2 включен как микромощный защитный стабилитрон, предотвращающий повреждение полевого транзистора статическим электричеством и токами утечки от усилителя, подключенного к сети питания. Сенсорное реле на VT1, VT2 несложно превратить в реле времени, для чего нужно увеличить емкость конденсатора С5 до нескольких микрофарад, сопротивление R7 уменьшить до 1 кОм, а вместо сенсоров Е1, Е2 установить миниатюрную кнопку.

Данное устройство вполне подходит и для работы с электретным микрофоном. Капсюль электретного микрофона включается в цепь по одной из типовых схем, а подбором сопротивления R4 устанавливается требуемый коэффициент усиления. Вместо микросхемы микромощного ОУ усилитель можно собрать на двух транзисторах.

Схема усилителя для динамического микрофона

Схема такого усилителя приведена на рис.2. На полевом транзисторе VT1 выполнен усилитель, а эмиттерный повторитель на VT2 уменьшает выходное сопротивление этого усилительного каскада. Детали. Эта конструкция создавалась для динамического микрофона МД-201, которым ранее комплектовались почти все выпускаемые в СССР бытовые магнитофоны.

В качестве источника питания в устройстве можно применять аккумуляторы для солнечных батарей или никель-кадмиевые аккумуляторы Д-0,03 размещеные внутри корпуса микрофона. Слева и справа на пластмассовом корпусе расположены сенсоры, сделанные, например, из хромированных велосипедных спиц.

Резисторы желательны малогабаритные (мощностью 0,05 Вт). Оксидные конденсаторы также желательно применить миниатюрные, например, из неисправных сотовых телефонов или телефонных трубок радиоудлинителей. Микросхему КР140УД1208 можно заменить на К140УД12, которая выполнена в другом корпусе, но имеет ту же цоколевку.

Импортные аналоги — MA776C, MC1776G. Также можно применить и микросхему КР1407УД2, но в этом случае правый по схеме вывод резистора R3 соединяется с выводом 7 DA1. Подбором этого резистора устанавливается ток покоя выходного каскада микросхемы. Чем этот ток меньше, тем более экономичным получается устройство, но качество усиленного звукового сигнала хуже. Поэтому приходится выбирать компромиссное решение.

Полевой транзистор КП501В можно заменить любым из серий КП501, КП504, КП505 или ZVN2120. Желательно подобрать экземпляр с возможно меньшим пороговым открывающим напряжением затвор-исток. Вместо КТ315Б может работать любой из КТ315, КТ312, КТ342, SS9014. Транзистор 2П103Б можно заменить на 2П103А, КП103Е, КП103ЕР, КП103Ж, КП103ЖР Вместо КТ3107Д можно установить любой из серий КТ3107, КТ361, SS9015.

При монтаже транзисторов КП501 или аналогичных следует учитывать, что они чувствительны к повреждению статическим электричеством, и на время сборки конструкции выводы этого транзистора должны быть замкнуты проволочной перемычкой. Если чувствительности сенсорного реле окажется недостаточно, то сопротивление R9 следует увеличить с 10 до 20…30 МОм.

Помехи электретного микрофона

Электретные микрофоны МКЭ-3-1, МКЭ-31 и их зарубежные аналоги (CZN-15E) широко применяются в телефонных аппаратах и других электронных системах. Почти все микрофонные усилители телефонных аппаратов построены по однотипной схеме с использованием таких микрофонов.

Принцип работы электретных микрофонов (иногда их называли конденсаторными) основан на изменении емкости при воздействии звуковых волн Электретные микрофоны (ЭМ) обладают высокой чувствительностью и малыми габаритами, что позволяет применять их в устройствах подслушивания, диктофонах и слуховых аппаратах.

Однако высокая чувствительность ЭМ, как ни странно, может оказаться и недостатком. В телефонных аппаратах (ТА) с АОНом иногда наблюдается такой эффект: при разговоре по телефону в трубке слышны какие-то помехи, но достаточно прикоснуться рукой к проводу от трубки к аппарату, как помехи исчезают.

Есть два простых способа избавиться от таких помех:

подключить параллельно ЭМ (непосредственно у его выводов) резистор сопротивлением 1 МОм и тем самым понизить чувствительность микрофонного усилителя,
поменять местами полярность подключения выводов ЭМ так, чтобы вывод корпуса ЭМ соединялся с общим проводом схемы.

После этого никакие помехи и сетевые наводки беспокоить не будут.

Сделай сам микрофонный усилитель. : 11 шагов

Введение: микрофонный усилитель «сделай сам».

Всем привет 🙂 Надеюсь, все живы и невредимы. В этом руководстве я покажу вам, как я реализовал этот забавный, но полезный проект с минимальным микрофонным усилителем, который также можно использовать в качестве слухового аппарата, поскольку он способен легко управлять парой наушников и работает в диапазоне напряжений от 3 до 6. вольт постоянного тока. Он использует очень простые и легко доступные компоненты.

Строим!