Усилитель с микрофонным входом

В статье изложены подходы по построению схемотехники усилителей для микрофона и динамиков в микроконтроллерной технике. Занимаемое элементами усилителей пространство не превышает Усилитель с микрофонным входом Усилитель с микрофонным входом

Предисловие

Хотел применить в проекте синтезатор речи в реальном времени на основе библиотеки

ESP8266Audio — supports ESP8266 & ESP32

Автор порта библитотеки предлагает подключать динамик используя один транзистор Use the AudioOutputI2SNoDAC object instead of the AudioOutputI2S in your code, and the following schematic to drive a 2-3W speaker using a single $0.05 NPN 2N3904 transistor: Усилитель с микрофонным входом

Я так и сделал. Но оказалось, что транзистор греется т.к. каскад работает в режиме класса A. Стабилизатор напряжения 300mA просто не справился с питанием контроллера и такого усилителя.

Не говоря уже про питание от батареи, которую пришлось бы ставить не оправданно большей емкости, по сравнению с применением усилителя класса AB, B или C. Пришлось искать различные варианты. Так же рассмотрены варианты усилителей для микрофона.

Напряжение питания усилителей однополярное 3V…5V

Усилитель на одном транзисторе для микрофона

Первое и самое простое это каскад с общим эмиттером. В качестве микрофона будем использовать электретный микрофон. В нем использован предусилитель на полевом транзисторе. Для его питания нужен источник питания

Мне нравится схема с использованием Collector-Feedback Bias. Во первых в ней на один резистор меньше по сравнению с классической схемой на делителе и за счет отрицательной обратной связи компенсирует разброс в коэффициенте усиления транзистора.

Transistor Biasing Calculations

Для примера зададимся резистором коллектора 18 KOm для усиления в 50 раз резистор в эмиттере будет (упрощенно, т.к. мы не учитываем внутреннее сопротивление эмиттера) 18000 / 50 = 360 Om

Поскольку входное сопротивление АЦП обычно составляет сотни KOm можно немного увеличить сопротивление коллектора и достичь большего усиления.

Важно чтобы сопротивление следующего каскада (в нашем случае вход АЦП) имело большое входное сопротивление, что бы наш усилитель мог «раскачать» сигнал.

Иначе придется увеличивать ток через коллектор уменьшая резистор в коллекторе, а это приведет к уменьшению усиления в целом

Сопротивление в эмиттере используется для стабилизации режима транзистора за счет отрицательной обратной связи. Если подключить параллельно этому резистору конденсатор, то отрицательная обратная связь по переменному напряжению исключается и каскад имеет коэффициент усиление как у самого транзистора «по документации».

Еще один момент. надо задать выходное напряжение на коллекторе, равное половине полной рабочей шкалы напряжения АЦП. Шкала ESP32 без аттенюаторов 1.1V. Смещением базы R10 выставляем на коллекторе 0.5V… 0.6V

  • 0 dB attenuation (ADC_ATTEN_DB_0) gives full-scale voltage 1.1 V
  • 2.5 dB attenuation (ADC_ATTEN_DB_2_5) gives full-scale voltage 1.5 V
  • 6 dB attenuation (ADC_ATTEN_DB_6) gives full-scale voltage 2.2 V
  • 11 dB attenuation (ADC_ATTEN_DB_11) gives full-scale voltage 3.9 V

Можно сделать смещение на коллекторе близкое к половине напряжения питания и увеличить коэффициент усиления каскада, но добавив аттенюатор. Однако, вносить ослабление не рекомендуется, поскольку нам понадобится большее усиление

Схема и расположение на плате

Усилитель с микрофонным входом Усилитель с микрофонным входом

Усилитель на трех транзисторах для динамика

Для усилителя применим схему на трех транзисторах с выходным каскадом в режима AB. Зададим ток покоя порядка 5 — 10 mA. Ток покоя устанавливается резистором R4. R15 устанавливает половину напряжения питания на эмиттерах Варианты исполнения:

Class AB Power Amplifiers

ZL2PD No IC Audio Amplifier

Схема и расположение на плате

Усилитель с микрофонным входомУсилитель с микрофонным входом

Усилитель на операционном усилителе для микрофона

Ниже ссылка на наиболее распространенные решения с расчетами для микрофонного усилителя

  • TI Designs – Precision: Verified Design Single-Supply, Electret Microphone Pre-Amplifier Reference Design
  • Designing tiny microphone circuits with the industry’s smallest op amp
  • Операционный усилитель с однополярным питанием

Хорошая статья по предотвращению помех по питанию в схемах op amp

Схема и расположение на плате усилитель для микрофона и динамика

Усилитель с микрофонным входом» />Усилитель с микрофонным входом

Расчеты конденсаторов

C2 =

C5 =

C14 =

Можно использовать любой операционный усилитель, даже LM358 или LM322 (LM324 четыре усилителя в одном корпусе). Рекомендуется выбирать усилитель с выходом Rail-to-Rail для достижения большей амлитуды на выходе

Усилитель на операционном усилителе для динамика. Параллельное включение

Поиски использования параллельного включения операционного усилителя для раскачки более менее приемлемой мощности привели на интересные решения. Один человек взял аж 60! усилителей и сделал себе подарок на юбилей. Вот это я понимаю.

  1. Ссылка работает не всегда
  2. Качественный оконечный УНЧ для ППП на TS922 и TS925

На Русскоязычном форуме есть вот такое решение Микросхема семейства TS922 способна отдавать 80 мА на нагрузку 32 Ом TS922 Features • Rail-to-rail input and output • Low noise: 9 nV/√Hz • Low distortion • High output current: 80 mA (able to drive 32 Ω loads) • High-speed: 4 MHz, 1 V/μs • Operating from 2.7 to 12 V • Low input offset voltage: 900 μV max. (TS922A) Комбинированная схема с операционным усилителем и каскадом класса B, AB

Small audio amplifiers

Что бы хотелось попробовать в будущем

Добавить возможность автоматической регулировки усиления. Например на основе такого решения Использование усилителя с АРУ как мягкого ограничителя уровня сигналов Для «сжатия» уровня входного сигнала, чтобы уровень выходного сигнала не зависел от громкости говорящего в микрофон применяют SSM2167. Это предусилитель микрофона с регулируемой компрессией.

Но выходное напряжения ограничен 0.7V и смещение на выходе 1.4V. Для согласование со входом АЦП потребуется каскад с небольшим усилением. SSM2167 spec The output impedance of the SSM2167 is typically less than 145 Ω, and the external load on Pin 9 should be >5 kΩ. The nominal output dc voltage of the device is approximately 1.

4 V;therefore, a blocking capacitor for grounded loads must be used.

Заключение

Использование транзисторных усилителей в современной электронике оправдано когда нет возможности купить специализированные микросхемы такие как stereo — PAM8403, PAM8406 или mono PAM8302A, PAM8304, NS4150. Где PAM8406 — Абсолютный фаворит если нужен стерео усилитель с однополярным питанием. Его цена стремится к 2$ за 10 штук. Есть возможность включения режима усиления выходного каскада в режим AB

В качестве микрофонного усилителя можно использовать mems микрофоны с I2S интерфейсом, такие как INMP441. В этом случае использование усилителя отпадает и микрофон подключается непосредственно через интерфейс I2S к контроллеру

INMP441 Разводка одного из вариантов платы с усилителями на транзисторах сделанная в Autodesk EAGLE

Autodesk Eagle PCB GitHub

С чего все началось

Плата была изготовлена на фабрике JLCPCB.

Качество мне понравилось, но мне не с чем сравнивать, разве что с травлением в хлорном железе.

Видеоинструкция как распаять эту плату

Предусилитель для микрофона. Подборка схем

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

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

Схема простого микрофонного предусилителя на одном транзисторе

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

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

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

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

Усилитель с микрофонным входоммикрофонный усилитель на одном транзисторе

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

Питание осуществляется от батареи крона или же от стабилизированного источника питания. Хотя лучше от батареи, чтобы исключить шумы. Биполярный транзистор BC547 можно заменить на отечественный КТ3102.

Конденсаторы электролитические на напряжение 16 вольт. Для предотвращения помех, подключать предусилитель к источнику сигнала и к входу усилителя необходимо экранированным проводом.

Если необходимо дальнейшее мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на микросхеме TDA2030.

Микрофонный предварительный усилитель на 2-х транзисторах

Структура построения любого предусилителя очень сильно влияет на его шумовые характеристики.

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

Усилитель с микрофонным входом

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

Предусилитель для электретного микрофона на трех транзисторах

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

Читайте также:  Техника для колки дров

Усилитель с микрофонным входом Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров… Усилитель с микрофонным входом

Данный микрофонный предусилитель предназначен для совместной работы с электретным микрофоном, например, МКЭ-3. Напряжение питания на микрофон идет через сопротивление R1. Аудио сигнал с выхода микрофона поступает на базу VT1 через конденсатор С1.

Делителем напряжения, состоящим из сопротивлений R2, R3 создается необходимое смещение на базе VT1 (примерно 0,6 В).

Усиленный сигнал с резистора R5, выступающий в роли нагрузки, идет на базу VT2 который является частью эмиттерного повторителя на VT2 и VT3.

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

Предварительный микрофонный усилитель на микросхеме 4558

Операционный усилитель 4558 выпускается фирмой ROHM. Он характеризуется как маломощный и малошумящий усилитель.

Применяется данная микросхема в усилителе микрофона, звуковых усилителях, активных фильтрах, генераторах управляемых напряжением.

Микросхема 4558 имеет внутреннюю фазовую компенсацию, увеличенный порог входного напряжения, большой коэффициент усиления и малый уровень шума. Также у данного операционного усилителя имеется защита от короткого замыкания.

Микросхема 4558- характеристики

Усилитель с микрофонным входом
Скачать datasheet 4558 (140,5 KiB, скачано: 4 141)
Усилитель с микрофонным входомпредусилитель микрофона на 4558

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

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

Усилитель с микрофонным входом Стенд для пайки со светодиодной подсветкой Материал: АБС + металл + акриловые линзы. Светодиодная подсветка…

Микрофонные предусилители

Микрофонный предусилитель или преамп (preamp) – устройство для усиления слабого сигнала, может быть встроенным (схема предусиления) или внешним (отдельным прибором). Нужен ли он? Если да, то кому и зачем? И если брать, то какой? Как всегда, разберемся в теории, особенностях и дадим полезные советы по выбору данного устройства.

Усилитель с микрофонным входом

Зачем?

Оптимальный уровень сигнала без искажений является важным моментом процесса звукозаписи, когда достигается идеальное соотношение между чистым сигналом и шумом.

Цель предусилителя – усилить слабый сигнал до уровня линейного, то есть до уровня сигнала записывающего оборудования. Дело в том, что микрофонный сигнал довольно слабый, поэтому нужно «добивать» его дополнительными децибелами (в районе 30-60 дБ).

Гитары также требуют усиления своего сигнала, но не столь существенного, как микрофон (около 20-30 дБ).

То есть, усиление микрофона и инструментов в процессе звукозаписи необходимо. Если при этом вы используете интерфейс или микшерный пульт, то можно обойтись внутренней схемой предусиления, которая имеется на всех подобных устройствах.

Конечно, качество встроенных предусилителей различно в разных моделях и существенно зависит от цены, которую просят за тот или иной аудиоинтерфейс. То есть дорогие аудиокарты имеют существенно более качественные предусилители.

Но для первых шагов в звукозаписи, для домашних студий качества встроенных предусилителей вполне достаточно.

Есть ли тогда смысл в покупке отдельного микрофонного предусилителя? В погоне за качественным сигналом – да.

Так как микрофонные предусилители как отдельное устройство чаще всего (но не всегда), обеспечивают более качественный звук, чем интегрированные в аудиоинтерфейс, микшерный пульт и т.д.

Помимо этого, внешний микрофонный предусилитель окрашивает звук, придавая ему некоторую индивидуальность и характер, но касается это в основном топовых моделей.

Усилитель с микрофонным входом

Преимущества внешних предусилителей

  1. Более высокое качество звука, что особенно заметно на большой громкости.

    Встроенные предусилители могут устраивать по качеству звука на уровне громкости в 40-50 дБ, но при повышении уровня можно заметить посторонние шумы.

    Это связано с тем, что более дорогие и качественные предусилители (которые редко используют в качестве интегрированных) имеют более сложные схемы усиления, обеспечивая прозрачный звук на любом уровне громкости.

  2. Большой запас гейна, чем не могут похвастать встроенные предусилители, предлагающие не более 60 дБ гейна. Этого бывает недостаточно для многих динамических микрофонов.

  3. Шум, вернее его отсутствие во внешних предусилителях при записи очень тихих источников звука. Хорошими показателями эквивалентных выходных шумов (E.I.N) для встроенных предусилителей можно считать значения выше -127 dBu.

  4. Характер звука. Как было сказано выше, внешний микрофонный предусилитель способен не только приятно окрасить звук, но и придать ему определенный характер, чего не скажешь о встроенных преампах, обеспечивающих «стерильный» звук. Ламповые и транзисторные представители предусилителей 60-70 годов прошлого века являются ярким тому примером.

  5. Расширенный функционал. Внешние предусилители обычно имеют такие дополнительные функции как изменение фазы, low cut, ступенчатое переключение гейна и т.д.

Какие бывают предусилители?

1. По форм-фактору: встроенными и внешними, но об этом было сказано выше.

Усилитель с микрофонным входом

2. По схеме: ламповыми, транзисторными и моделирующими. Ламповые схемы традиционно считаются более «теплыми» и «живыми» в плане звука по сравнению с транзисторными. Но и стоят они обычно дороже.

Для того, чтобы заметить этот особый ламповый звук, предусилитель должен быть из высшего ценового диапазона.

Если хотите сэкономить, выбирайте транзисторный предусилитель, при средней цене разницу с ламповым вы вряд ли ощутите.

Усилитель с микрофонным входом

Также можно найти и гибридный микрофонный предусилитель, сочетающий в себе ламповые и транзисторные компоненты.

Усилитель с микрофонным входом

Моделирующие предусилители основаны на транзисторных схемах, но с помощью цифровых преобразований моделируют особенности звука ламповых предусилителей.

3. По характеру влияния на сигнал: окрашивающие и прозрачные. Окрашивающие предусилители (color preamps), как следует из названия, придают звуку характерные особенности.

Обычно, их используют звукорежиссеры в попытках придать уникальности своим миксам. Прозрачные предусилители призваны выдавать чистый звук без каких-либо примесей.

Обычно, такими являются транзисторные бестрансформаторные предусилители.

4. По наличию трансформатора: трансформаторные и безтрансформаторные. Название говорит само за себя – в семе либо присутствует трансформатор, либо нет. Трансформаторные предусилители звучат более жирно, но при этом окрашивают звук.

Дополнительные функции

При покупке микрофонного предусилителя, в первую очередь, конечно, надо слушать и выбирать ушами. Но затем стоит подключить голову и обратить внимание на некоторые факторы и функции, которые могут быть вам полезны.

  • Количество входов означает число микрофонов, которые можно записывать одновременно. Чем больше – тем лучше.

Усилитель с микрофонным входом

  • Фильтр низких частот. Его задача — обрезать низкие частоты, что помогает отсекать различные низкочастотные помехи.
  • Фантомное питание, которое необходимо для работы конденсаторных микрофонов. К слову, оно есть практически у всех моделей, но убедитесь в этом, на всякий случай.
  • Встроенный лимитер (компрессор), который используется для сжатия динамического диапазона. Лимимтер также помогает избежать лишних перегрузок. Честно говоря, это не особо необходимая функция, и иногда не стоит за нее переплачивать.
  • Индикаторы уровня – необязательная для каждого предусилителя функция, но, безусловно, полезная. Переплатить за нее стоит.
  • Переключатель фазы поможет справиться с фазовыми проблемы, когда вы записываете несколько микрофонов одновременно.
  • Эквалайзер корректирует по частотам звуковой сигнал перед отправкой его в звуковую карту. Перед покупкой оцените: точно вам нужна данная опция?

Усилитель с микрофонным входом

Что выбрать?

Если вы – новичок, то не стоит выбирать внешний микрофонный предусилитель. Лучше купить аудиоинтерфейс подороже с хорошим встроенным предусилителем и один или два конденсаторных микрофона. Внешний предусилитель может стать следующим шагом на пути вашего совершенствования и получения опыта.

Особенно работа внешних предусилителей заметна при использовании микрофонов со слабым выходом (динамических). Конденсаторные микрофоны имеют более сильный выходной сигнал, поэтому разницы между встроенными и внешними предусилителями вы почти не заметите.

Наиболее популярными предусилителями являются модели от производителей Focusrite. Behringer и Art. Выбирайте, экспериментируйте и успехов в творчестве!

Микрофонный усилитель

Простой микрофонный усилитель для компьютера своими руками Усилитель с микрофонным входом

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.

Усилитель с микрофонным входом Усилитель с микрофонным входом Усилитель с микрофонным входом Усилитель с микрофонным входом

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.

Усилитель с микрофонным входом

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.

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

Читайте также:  Как заточить кассету жилет в домашних условиях

Причины следующие:

  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.

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

  1. Номинальное напряжение питания – +6В.
  2. Ток потребления при Uп = 6В, Т = -45… +70С, не более – 5мА.
  3. Коэффициент усиления напряжения с внутренней обратной связью при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх. = 1мВ, Rн = 10кОм, Т = +25С:
  4. не менее – 200,
  5. не более 300,
  6. типовое значение – 250.

  7. 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

Усилитель с микрофонным входом

Корпус 2101.8-1.

  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.

Корпус 301.8-2.

Несколько устаревший вариант исполнения 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.
  1. Представленная схема микрофонного усилителя может усиливать сигнал, как электретного, так и динамического микрофона.
  2. Величина резистора R4 определяет коэффициент усиления микросхемы DA1.
  3. Максимальный коэффициент усиления достигается при R4 = 0.
  4. 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.

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.

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

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).

  • 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.

  1. На этом графике уровень шумов самодельного микрофонного усилителя.
  2. Уровень записи 0,05.
  3. Уровень шума около -110Дб.
  4. Драйверы аудиокарат обычно не позволяют устанавливать уровень записи с такой высокой точностью.
  5. Установить уровень записи с точностью до долей процента можно с помощью бесплатного портативного аудиоредактора Audacity, ссылка на который есть в «Дополнительных материалах».
  6. Саму запись или трансляцию звука можно производить при помощи любых других программ.
  7. 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!

Get the Flash Player to see this player.

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.
  • 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.

29 Март, 2010 (18:39) в Аудиотехника, Мой компьютер, Сделай сам

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.

BM137 — Микрофонный усилитель (моно) купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

Покупать качественный микрофон — весьма затратная мысль. Куда дешевле и интереснее сделать своими руками предусилитель для микрофона, который вытянет максимум из вашего устройства.

Как сделать микрофонный усилитель?

  • Прежде чем делать усилитель для сигнала получаемого от микрофона нужно понять — С каким микрофоном мы будем иметь дело?
  • Микрофоны бывают весьма экзотическими и их действие основывается на разных принципах изменения электрических параметров в зависимости от получаемого звукового сигнала.
  • Микрофоны могут быть пассивными — не генерирующими электросигналы самостоятельно, активными — те у которых под воздействием звука вырабатывается ток или напряжение, могут быть совмещенными и сложными, — такими, к примеру, как современные электретные микрофоны сочетающие в себе и свойства конденсаторного микрофона и свойства угольного за счет применения небольшой электретной мембраны совмещенной с полевым транзистором.
  • Все эти разные виды микрофонов должны согласовываться с входами усилителей по сопротивлению и напряжению.
  • Так, старые магнитоиндукционные микрофоны нельзя подключить к современным высокоомным усилителям напрямую и требуется нечто вроде переходника — предварительного усилителя способного преобразовать сигнал микрофона в удобный для входа усилителя.

Простейший микрофонный усилитель для современных электретных микрофонов строится как делитель напряжения — последовательное соединение микрофона и резистора (для большинства моделей микрофона это 10 килоом). Такая схема обеспечивает фантомным питанием полевой транзистор на затворе которого происходит изменение потенциала (заряда) при колебаниях электретной мембраны.

Простейший микрофонный усилитель

Результат работы такого пассивного (он все таки активный из за транзистора) усилителя это изменяющийся электрический сигнал в точке соединения микрофона и резистора. Этот переменный сигнал через разделительный конденсатор можно подавать на высокоомные входы современных усилителей.

Транзисторный микрофонный усилитель

Этот микрофонный усилитель по своей сути является Усилителем класса А с отрицательной обратной связью образованной резистором в эмиттерной цепи.

Точкой выхода сигнала является эмиттер транзистора с которого через разделительный конденсатор сигнал передается на следующий каскад или динамическую головку.

На входе этого усилителя размещен делитель напряжения образованный микрофоном (электретным) и резистором 10 килоом для питания 5 — 12 вольт.

  1. Сигнал переменного напряжения через разделительный межкаскадный конденсатор подается на базу транзистора со смещением организованным с помощью резистора в коллекторной цепи.
  2. За счет звуковых колебаний изменяется напряжение в точке делителя между микрофоном и резистором, эти колебания напряжения и усиливаются усилительным каскадом.

Схема с обратной связью в цепи коллектора

Эта схема аналогична предыдущей, но в ней нагрузкой транзистора является сопротивление в 1 килоом стоящее в коллекторной цепи. Эта классическая схема дополнена обратной связью с точки выхода на базу транзистора через сопротивление 500 килоом.

Усилитель с микрофонным входом

Схема принципиальная

Микрофонный усилитель на одном транзисторе: схема подключения, как настроить

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

Усилитель для электретного микрофона

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

  • Частотный диапазон
  • Коэффициент нелинейных искажений
  • Отношение сигнал/шум
  • Коэффициент усиления

Хороший усилок для микро должен обеспечивать частотный диапазон от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью АЧХ не более ±1,5 дБ. Необходимая частотная коррекция осуществляется в дальнейших каскадах низкой частоты.

Коэффициент гармоник во всём диапазоне частот не должен превышать 0,2%. Поскольку микрофонное устройство является первым каскадом, все внутренние шумы будут усиливаться низкочастотных трактом.

Поэтому в схемах микрофонных усилителей используются самые малошумящие транзисторы и интегральные операционные усилители.

Микрофонный усилитель для электретного микрофона

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

Микрофонный усилитель на одном транзисторе

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

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

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

К усилителю микрофона подключается электродинамический микрофон, но схема может быть доработана и для электретного устройства.

Для этого электролитический конденсатор С2 меняется на обычный ёмкостью 4,7 мкФ, а в точку его соединения с микро подаётся питающее напряжение через резистор 2-3 кОм. Коэффициент усиления устройства достигает 200 в полосе частот от 40 Гц до 20 кГц.

Применение транзисторов разной структуры позволило исключить переходной конденсатор между каскадами. Он обычно вносит заметные искажения в схемы усиления низкой частоты.

Схема микрофонного усилителя на микросхеме

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

  • Программируемый коэффициент усиления – 40, 50 и 60 дБ
  • Гармонические искажения – 0,04%
  • Встроенный источник питания для электретного микро – 2 В
  • Температурный диапазон — +80- –400С
  • Имеется автоматическая регулировка усиления

Для самостоятельного повторения подойдут схемы на интегральных операционниках.

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

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

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

Усилитель с микрофонным входом

Низкочастотные конструкции, предназначенные для усиления сигналов звуковой частоты, всегда оборудуются одним или несколькими микрофонными входами. Это самые чувствительные входы звукового канала.

При работе внешних звуковых устройств следует избегать подключения девайсов с большими уровнями выходного сигнала к микрофонным входам УНЧ. Это может вызвать отказ входных транзисторов или интегральных микросхем.

Профессиональные устройства оснащены разъёмами XLRкоторые позволяют подавать фантомное питание на конденсаторные микрофоны.

Микрофонные предусилители

286S Микрофоны / Микрофонные предусилители Dbx 6

Микрофонный предусилитель Dbx 286S

Микрофонный предусилитель. Пять динамических процессоров и разъем для подсоединения внешнего устройства обработки. Разъемы: микрофонный XLR, линейный jack, 2 DI jack. Фантомное питание +48 В.…

Артикул: 5457

В наличии

В корзину Перейти в корзину

Отложить

Вы просмотрели 20 товаров из 181123410

В звукозаписи один из самых важных процессов — получение оптимального уровня сигнала. Это сигнал с максимальным значением и без искажающих перегрузок.

Вести звукозапись, обработку, передачу, воспроизведение звука непросто без ключевой составляющей – хорошего микрофонного предусилителя, который усилит мощность акустического микрофона, оставив в прошлом шумы и их подавление.

Полученный сигнал достигнет своего источника, соответствуя всем поставленным параметрам.

Не смотря на то, что практически все современные аудио-интерфейсы и микшеры имеют встроенные предусилители, отдельный микрофонный предусилитель обеспечивают более качественный звук, чем его интегрированные собратья. Кроме этого, хороший предусилитель имеет собственный характер звучания, который можно подобрать под конкретный микрофон. Это заметно особенно на топовом оборудовании.

Предусилители продаются ламповые и транзисторные. Первые придают звуку благородную бархатность и теплоту. Но и стоят они дороже транзисторных аналогов.

Кроме этого, можно приобрести гибридные и моделирующие предусилители. Также оборудование разделяется на так называемое прозрачное и окрашивающее звучание.

Если вам приходится перевозить с собой музыкальное оборудование, то вам подойдут компактные модели.

Можно выбрать предусилители со следующими функциональными характеристиками:

1. с разным количеством входных каналов для одновременного подключения нескольких микрофонов;2. с очисткой звука от помех низкой частоты посредством фильтра; 3.

с фантомным питанием, для использования конденсаторных микрофонов;4. со светодиодной или стрелочной индикацией;5. со встроенным лимитером или компрессором: лимитер поможет избежать перегрузок;6.

наличие переключателя фазы необходимо, если вы собираетесь писать с нескольких микрофонов;

7. есть предусилители со встроенным эквалайзером.

Выбирать преамп можно  исходя из имеющегося в наличии оборудования. Для домашних студий потребуется универсальное устройство, для серьезных студий звукозаписи инженер подберет оборудование исходя из нужных характеристик.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector