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.
Электрические параметры.
Номинальное напряжение питания – +6В.
Ток потребления при Uп = 6В, Т = -45… +70С, не более – 5мА.
Коэффициент усиления напряжения с внутренней обратной связью при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх. = 1мВ, Rн = 10кОм, Т = +25С:
типовое значение – 250.
Коэффициент усиления напряжения без внутренней обратной связи при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх = 1мВ, Rн = 10кОм, Т = +25С, типовое значение – 3000.
Нормированное напряжение собственного шума при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх = 1мВ, Rг = 500Ом, Rн. = 10кОм, Т = +25С, не более – 5нВ/√Гц, типовое значение – 2,1нВ/√Гц.
Максимальное выходное напряжение Uп = 6В, Rн = 2кОм, Кг = ≤ 10%, Т = -45С, не менее 0,5В, типовое значение – 1В.
Верхняя частота среза при Uп = 6В, Rн = 2кОм, Kу = 100, Т = +25С, типовое значение – 3МГц.
Входное сопротивление – 10кОм.
Предельные эксплуатационные данные.
Максимальное напряжение питания – 7,5В.
Максимальное входное напряжение – 200мВ.
Минимальное сопротивление нагрузки (кратковременное) – 0 Ом.
Температура окружающей среды, длительное воздействие: –45… +70С, кратковременное воздействие: –60… +125С.
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.
Дополнительные материалы (Download).
Изготовить печатные платы проще всего способом ЛУТ. Некоторые разновидности этой технологии описаны здесь и здесь.
Последние комментарии
- Сергей на Преобразователь напряжения 12 – 220 вольт
- АЛЕКСАНДР на Закон Ома
- Евгений на Программа “Компьютер – осциллограф”
- Всеволод на Начинающий радиолюбитель: школа, схемы, конструкции
- Дмитрий на КВ приемник наблюдателя
Читать также: Метчики и плашки размеры таблица
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.
Проблема
У большинства дешёвых микрофонов чувствительность по умолчанию недостаточна для того, чтобы вас отчётливо слышали. Приходится кричать, но на постоянной основе так делать нельзя, оранье — занятие утомительное и вредное.
Внимательно изучив вопрос, я пришёл к выводу, что в ситуации виноваты производители, чрезмерно упрощающие конструкцию устройства. Отдав свои кровно заработанные 100-500 рублей, покупатель по сути получает модуль (капсюль) электретного микрофона без какой-либо электронной «обвязки».
Электретный микрофон и стандартный штекер 3,5 мм jack. Такая конструкция не позволяет микрофону быть чувствительным, но записать звук можно
Всякие гибкие ножки, прищепки — это опциональная мишура. Формально такие микрофоны работают, но их чувствительность и качество записи невысоки (слышен шум). Ничто не мешает добавить в схему несколько электронных компонентов, улучшив способность микрофона улавливать тихие звуки.
Типичный представитель электретных микрофонов
Также я не рассматриваю вопрос покупки отдельной звуковой карты. Это уже было в статье «Как настроить микрофон, записать и обработать звук – инструкция для начинающих».
В динамические микрофоны уже встроен усилитель
Схемы усилителей довольно просты, поэтому умеющие пользоваться паяльником люди переделывают микрофоны и наслаждаются жизнью.
Электронщики успешно дорабатывают микрофоны (источник)
Кстати, даже в дешёвых петличках за 100 рублей ставят неплохие электретные модули. Например, у меня есть микрофончик-прищепка Genius десятилетней давности, работает шикарно. После доработки, разумеется.
Кроме низкой чувствительности, на записях можно услышать негромкое шипение. Его можно подавить фильтрами в аудиоредакторе, но когда помехи слишком сильны, очистка от шума исказит полезную часть записи и голос зазвучит глухо, словно из бочки.
Читать также: Как выкрутить сорвавшийся болт
Шум (в 99% случаев это помехи от электромагнитных полей) появляется на нескольких этапах доставки звука:
- В электретном капсюле микрофона.
- В микрофонном предусилителе, если он имеется.
- При передаче сигнала по не экранированному от помех соединительному кабелю.
- В усилителе звуковой карты.
Наиболее больное место — звуковая карта компьютера. Замена на более качественную и/или вынос за пределы корпуса компьютера может избавить от шума, но не у всех есть деньги на подобный апгрейд.
Чаще всего пользователь остаётся один на один с дешёвым микрофоном, воткнутом в фоняще-шипящую звуковую карту, распаянную на материнской плате компьютера. Можно попытаться сделать звук громче программно.
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.
Какие бывают предусилители?
1. По форм-фактору: встроенными и внешними
, но об этом было сказано выше.
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.
Также можно найти и гибридный микрофонный
предусилитель, сочетающий в себе ламповые и транзисторные компоненты.
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.
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.
