Профессиональный микрофонный усилитель схема

Профессиональный микрофонный усилитель схема

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

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

Схема простого микрофонного предусилителя на одном транзисторе

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

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

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

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

микрофонный усилитель на одном транзисторе

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

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

Микрофонный предварительный усилитель на 2-х транзисторах

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

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

Предусилитель для электретного микрофона на трех транзисторах

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

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

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

Предварительный микрофонный усилитель на микросхеме 4558

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

Микросхема 4558- характеристики

Скачать datasheet 4558 (140,5 KiB, скачано: 2 616)

предусилитель микрофона на 4558

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

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

Читайте также:  Как поменять телефон на яндекс почте

Схемотехника микрофонных усилителей и их моделирование в LTspice

Больной вопрос для многих — запись звука с микрофона в компьютер и общение через скайп.

В продаже нет нормальных микрофонов. Все купленные с этой целью микрофоны приходилось засовывать в рот и кричать что есть силы, чтобы запихнуть в компьютер пару слов.

Но проблему решать как-то надо, поэтому спаял пяток разных схем на транзисторах для подключения микрофонов. Во всех схемах электретный микрофон запитывается через резистор сопротивлением от 1 до 20 кОм. Пробовал разного номинала . и вдруг подумал: А что если запитать микрофон не через резистор, а от источника тока.

Запитал. Обнаружил, что сигнал сразу стал громче раз в 10.

Решил смоделировать работу такого каскада при токах: 10мА; 1 мА; 0,1 мА с резистором в цепи коллектора (на схеме — R8) и источником тока (Q2). Схему нарисовал такую:

Здесь электретный микрофон имитируется цепочкой V2, С4, R10. Нагрузочный резистор усилительного каскада R8 ставил номиналом = 0,3К / 3К / 30К.

Подбирая R5/R2 и R3/R7, добивался 1/2 Uпит на коллекторе Q1.

Резистор R9 имитирует сопротивления нагрузки.

Получил такое усиление по напряжению Кu в схеме для разных нагрузочных резисторов R8 при R9=1M:

А с источником тока на Q2 получилось усиление таким: 250, 1000, 1300

То есть, при увеличении номинала резистора, усиление увеличивается в 5 раз с 25 до 130.

А при замене резистора на источник тока, оно вырастает еще в 10 раз — до 1300.

То есть источник тока в усилительном каскаде дает прирост усиления в 10 раз или 20 дБ.

Ниже приведен сигнал на выходе схемы (С3) при входном сигнале в 1 мВ (С2).

На выходе видим размах 1,3 Вольта

Далее смотрим как схема реагирует на нагрузку.

Нагружаем каскад сопротивлением R9=20К, и наши 1,3В сразу превращаются в 45 мВ. Печально.

Продолжаем нагружать. На нагрузке в 1 кОм мы получаем уже 2мВ: синяя кривая — входной сигнал на С2, зеленая — выходной на С3.

Как получилось, что в усилительный каскад из 2-х транзисторов дал усиление по напряжению всего = 2?

Из за высокого выходного сопротивления такого каскада. Чтобы сохранить достигнутое усиление, необходимо согласовать его с сопротивлением нагрузки. Делаем такое согласование. Для чего пробуем использовать эмиттерный повторитель, нагруженный на резистор в цепи эмиттера.

На эмуляторе обнаруживаем, что выходное сопротивление эмиттерного повторителя для переменного напряжения несиметрично! И чем ниже сопротивление нагрузки, тем больше несиметрия выходного сигнала, определяемая параметром h21 транзистора. Поэтому на низкоомной нагрузке, искажения сигнала (гармоники) могут достигать 90%, а синусоида превратиться в пилу и пики.

Поскольку эмиттерный повторитель совершенно непригоден для низкоомной нагрузки, пробуем снять сигнал с коллектора, добавив в его цепь резистор и уменьшив номинал резистора в цепи эмиттера. Получилось так:

Как Снимаем его с R1. Как и следовало ожидать, на коллекторе получаем неискаженный сигнал амплитудой почти в 1 вольт на нагрузке 20К при токе через транзистор 3мА. К-усиления=1000.

Ставим нагрузку 500 Ом — получаем 0,5В. Тоже неплохо.

И даже на 50 Ом имеем достойные 0,1 В (Кус=100) при отсутствии каких-либо видимых искажений.

Меняем источник тока снова на резистор, чтобы проверить как он будет работать с согласующим каскадом. И на тех же самых токах и сопротивлениях нагрузки получаем: 0,1В / 0,05В / 0,01 мВ (на 50 Ом). Т.е. как и было — в 10 раз меньше.

Меняя номинал резистора R3 в разумных пределах, можно увидеть, что чем он выше — тем больше коэффициент усиления. Сам транзистор работает как источник тока и без этого резистора (подбирать только нужно смещение), но с ним характеристики источника тока сразу улучшаются.

Выводы:

1. Следует вместо нагрузочных резисторов ставить источники тока (рост усиления в 10 раз).

2. Для подачи сигнала на низкоомную нагрузку, его следует снимать ТОЛЬКО с коллектора, а не с эмиттера. Искажения эмиттерного повторителя быстро растут со снижением сопротивления нагрузки и могут достичь 90%. Т.е. питать низкоомную нагрузку от эмиттерного повторителя ни в коем случае нельзя, если только это не повторитель с симетричным выходным каскадом.

Моделируем работу такой схемы с электретным микрофоном и фантомным питанием от ЮСБ (микрофон здесь имитирует R6 и источник сигнала V2, R7, С1). Получаем такую схему:

Кус=25 на нагрузке 4К.

Читайте также:  Что делать если драйвер амд не устанавливается

Кус=3 по напряжению на нагрузке 50 Ом

Сопротивление = 4К имеет вход звуковой карты.

Если усиление в 20-25 раз нам не хватает — ставим в схему второй транзистор так:

Получаем:
— Кус=100-125 на нагрузке 4кОм.
— Кус=30-50 по напряжению на нагрузке 50 Ом

А это — реальная схема для сборки

Деталей минимум. В настройке простая.

При подключении к звуковой плате с входным сопротивлением 4кОм,, сигнал с микрофона усилится в 20-25 раз.

R4 и R5 на ней подбираются так, чтобы на питающей линии было 2,5. 3 В.

Ток через микрофон = 0,15мА

Напряжение на микрофоне = 0,6. 0,7 В

Ток через схему = 0,6-2мА

А если на эту схему подать питание через наушники то получим слуховой аппарат или подслушивающее устройство.

Ток в схеме надо выставить 3-20 мА подбирая R4, R5.

Но на нагрузке 50 Ом (наушники), усиление такой схемы по напряжению будет = всего 3-5.

Поэтому для питания наушников нужен ещё один каскад. С ним получаем Кус по напряжению =30-50 на нагрузке 50 Ом.

Это вариант такой схемы с минимумом деталей:

Спаять её можно за 5-10 минут на выводах самого микрофона. Работает очень даже неплохо. Кроме напряжения, в схеме усиливается ток, поэтому усиление по мощности в ней получается на 2 порядка больше.

При наличии 2-х наушников, их лучше всего соединять НЕ параллельно с получением 15 Ом, последовательно, чтобы получилось в итоге 30+30 = 60 Ом. Такой вариант на слух добавляет громкости вдвое.

В той схеме будут работать любые маломощные транзисторы с малыми токами утечки кт3102, кт3107, BC550, ВC560, кт 315, кт 361 и др. В конечном каскаде можно поставить транзисторы средней мощности (кт605. кт814 и т.д). Вряд ли в ней смогут работать германиевые транзисторы, ГТ, П, МП и транзисторы средней мощности из-за больших утечек. Но попробовать можно.

А почему бы не включить микрофон в цепь эмиттера?

Можно и включить. Деталей станет еще меньше. Работает более чем прилично — громко и четко.

А если вместо динамика (наушников) её подключить ко входу звуковой карты компьютера, то получим усиление сигнала от 20 до 50 раз.

Добавление в схему резисторов может улучшить параметры работы транзисторов. Но и без них она отлично работает.

Схемотехника микрофонных усилителей и их моделирование в LTspice

Больной вопрос для многих — запись звука с микрофона в компьютер и общение через скайп.

В продаже нет нормальных микрофонов. Все купленные с этой целью микрофоны приходилось засовывать в рот и кричать что есть силы, чтобы запихнуть в компьютер пару слов.

Но проблему решать как-то надо, поэтому спаял пяток разных схем на транзисторах для подключения микрофонов. Во всех схемах электретный микрофон запитывается через резистор сопротивлением от 1 до 20 кОм. Пробовал разного номинала . и вдруг подумал: А что если запитать микрофон не через резистор, а от источника тока.

Запитал. Обнаружил, что сигнал сразу стал громче раз в 10.

Решил смоделировать работу такого каскада при токах: 10мА; 1 мА; 0,1 мА с резистором в цепи коллектора (на схеме — R8) и источником тока (Q2). Схему нарисовал такую:

Здесь электретный микрофон имитируется цепочкой V2, С4, R10. Нагрузочный резистор усилительного каскада R8 ставил номиналом = 0,3К / 3К / 30К.

Подбирая R5/R2 и R3/R7, добивался 1/2 Uпит на коллекторе Q1.

Резистор R9 имитирует сопротивления нагрузки.

Получил такое усиление по напряжению Кu в схеме для разных нагрузочных резисторов R8 при R9=1M:

А с источником тока на Q2 получилось усиление таким: 250, 1000, 1300

То есть, при увеличении номинала резистора, усиление увеличивается в 5 раз с 25 до 130.

А при замене резистора на источник тока, оно вырастает еще в 10 раз — до 1300.

То есть источник тока в усилительном каскаде дает прирост усиления в 10 раз или 20 дБ.

Ниже приведен сигнал на выходе схемы (С3) при входном сигнале в 1 мВ (С2).

На выходе видим размах 1,3 Вольта

Далее смотрим как схема реагирует на нагрузку.

Нагружаем каскад сопротивлением R9=20К, и наши 1,3В сразу превращаются в 45 мВ. Печально.

Продолжаем нагружать. На нагрузке в 1 кОм мы получаем уже 2мВ: синяя кривая — входной сигнал на С2, зеленая — выходной на С3.

Как получилось, что в усилительный каскад из 2-х транзисторов дал усиление по напряжению всего = 2?

Из за высокого выходного сопротивления такого каскада. Чтобы сохранить достигнутое усиление, необходимо согласовать его с сопротивлением нагрузки. Делаем такое согласование. Для чего пробуем использовать эмиттерный повторитель, нагруженный на резистор в цепи эмиттера.

Читайте также:  Симс на телефоне коды на деньги

На эмуляторе обнаруживаем, что выходное сопротивление эмиттерного повторителя для переменного напряжения несиметрично! И чем ниже сопротивление нагрузки, тем больше несиметрия выходного сигнала, определяемая параметром h21 транзистора. Поэтому на низкоомной нагрузке, искажения сигнала (гармоники) могут достигать 90%, а синусоида превратиться в пилу и пики.

Поскольку эмиттерный повторитель совершенно непригоден для низкоомной нагрузки, пробуем снять сигнал с коллектора, добавив в его цепь резистор и уменьшив номинал резистора в цепи эмиттера. Получилось так:

Как Снимаем его с R1. Как и следовало ожидать, на коллекторе получаем неискаженный сигнал амплитудой почти в 1 вольт на нагрузке 20К при токе через транзистор 3мА. К-усиления=1000.

Ставим нагрузку 500 Ом — получаем 0,5В. Тоже неплохо.

И даже на 50 Ом имеем достойные 0,1 В (Кус=100) при отсутствии каких-либо видимых искажений.

Меняем источник тока снова на резистор, чтобы проверить как он будет работать с согласующим каскадом. И на тех же самых токах и сопротивлениях нагрузки получаем: 0,1В / 0,05В / 0,01 мВ (на 50 Ом). Т.е. как и было — в 10 раз меньше.

Меняя номинал резистора R3 в разумных пределах, можно увидеть, что чем он выше — тем больше коэффициент усиления. Сам транзистор работает как источник тока и без этого резистора (подбирать только нужно смещение), но с ним характеристики источника тока сразу улучшаются.

Выводы:

1. Следует вместо нагрузочных резисторов ставить источники тока (рост усиления в 10 раз).

2. Для подачи сигнала на низкоомную нагрузку, его следует снимать ТОЛЬКО с коллектора, а не с эмиттера. Искажения эмиттерного повторителя быстро растут со снижением сопротивления нагрузки и могут достичь 90%. Т.е. питать низкоомную нагрузку от эмиттерного повторителя ни в коем случае нельзя, если только это не повторитель с симетричным выходным каскадом.

Моделируем работу такой схемы с электретным микрофоном и фантомным питанием от ЮСБ (микрофон здесь имитирует R6 и источник сигнала V2, R7, С1). Получаем такую схему:

Кус=25 на нагрузке 4К.

Кус=3 по напряжению на нагрузке 50 Ом

Сопротивление = 4К имеет вход звуковой карты.

Если усиление в 20-25 раз нам не хватает — ставим в схему второй транзистор так:

Получаем:
— Кус=100-125 на нагрузке 4кОм.
— Кус=30-50 по напряжению на нагрузке 50 Ом

А это — реальная схема для сборки

Деталей минимум. В настройке простая.

При подключении к звуковой плате с входным сопротивлением 4кОм,, сигнал с микрофона усилится в 20-25 раз.

R4 и R5 на ней подбираются так, чтобы на питающей линии было 2,5. 3 В.

Ток через микрофон = 0,15мА

Напряжение на микрофоне = 0,6. 0,7 В

Ток через схему = 0,6-2мА

А если на эту схему подать питание через наушники то получим слуховой аппарат или подслушивающее устройство.

Ток в схеме надо выставить 3-20 мА подбирая R4, R5.

Но на нагрузке 50 Ом (наушники), усиление такой схемы по напряжению будет = всего 3-5.

Поэтому для питания наушников нужен ещё один каскад. С ним получаем Кус по напряжению =30-50 на нагрузке 50 Ом.

Это вариант такой схемы с минимумом деталей:

Спаять её можно за 5-10 минут на выводах самого микрофона. Работает очень даже неплохо. Кроме напряжения, в схеме усиливается ток, поэтому усиление по мощности в ней получается на 2 порядка больше.

При наличии 2-х наушников, их лучше всего соединять НЕ параллельно с получением 15 Ом, последовательно, чтобы получилось в итоге 30+30 = 60 Ом. Такой вариант на слух добавляет громкости вдвое.

В той схеме будут работать любые маломощные транзисторы с малыми токами утечки кт3102, кт3107, BC550, ВC560, кт 315, кт 361 и др. В конечном каскаде можно поставить транзисторы средней мощности (кт605. кт814 и т.д). Вряд ли в ней смогут работать германиевые транзисторы, ГТ, П, МП и транзисторы средней мощности из-за больших утечек. Но попробовать можно.

А почему бы не включить микрофон в цепь эмиттера?

Можно и включить. Деталей станет еще меньше. Работает более чем прилично — громко и четко.

А если вместо динамика (наушников) её подключить ко входу звуковой карты компьютера, то получим усиление сигнала от 20 до 50 раз.

Добавление в схему резисторов может улучшить параметры работы транзисторов. Но и без них она отлично работает.

Ссылка на основную публикацию
Пропадает интернет в чем причина
Не редко случается так, что интернет попросту временами пропадает, а то и вовсе пропадает, чаще всего люди сразу вызывают тех....
Программа для проверки видеокарты на русском языке
При разгоне видеокарты очень важно знать, стабильно ли работает адаптер с такими параметрами, какова температура чипа в максимальной нагрузке и...
Программа для проверки видеопамяти
HWiNFO64 Одна из мощнейших и старейших программ для сбора и получения информации в различного вида отчётах об установленном в компьютере...
Пропадают письма из папки входящие яндекс
Папка "СПАМ" на почте Яндекс обладает некоторыми особенностями. А именно, письма из папки Спам удаляются автоматически по истечении определенного количества...
Adblock detector