Электрификация

Справочник домашнего мастера

Микрофон с усилителем

Микрофонные усилители

Очень простые и качественные схемы микрофонных усилителей с низковольтным питанием для любых радиолюбительских конструкций

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

В статье приведены простые схемы микрофонных усилителей, которые найдут применение и для компьютера, и в караоке, и как просто микрофонные усилители для различных радиолюбительских устройств.

На днях мне понадобилась простая схема микрофонного усилителя с низковольтным питанием, да и еще с хорошими характеристиками. Поиски в интернете ничего толкового не дали. Пролистав радиолюбительскую литературу, нашел несколько несложных схем, которыми и спешу с вами поделиться.

Немного о применяемых микрофонах.
Чаще всего радиолюбители применяют в своих устройствах два типа микрофонов – динамический, или электретный.
Отечественное обозначение:
— МД – микрофон динамический
— МКЭ – микрофон конденсаторный, электретный
Диапазон воспроизводимых частот у них примерно одинаковый, в среднем – 50-16000 Герц.
Чувствительность у динамических микрофонов – 1-2 мв/Па, у электретных – 1-4 мв/Па.
Для работы электретных микрофонов требуется дополнительный источник питания – 1,5-4,5 вольт (питание также нужно для встроенного в капсюль полевого транзистора, который служит для согласования высокого выходного сопротивления микрофона с низким входным сопротивлением усилителя).
Капсюль динамического микрофона обладает низким выходным сопротивлением и напряжением. Поэтому, все без исключения динамические микрофоны снабжаются согласующим повышающим трансформатором, встроенным в их корпус.
Чаще всего в радиолюбительских схемах присутствует узел питания электретных микрофонов, но если нет, то вот типовая схема включения электретного микрофона:


Сопротивление резистора R1 зависит от питающего напряжения. Примерно можно его выбирать так:
– при питающем напряжении 1,5 – 3 вольта – как на схеме, 2,2 кОм
– при 4,5 вольта – 4,7 кОм
– более 4,5 вольт – около 10 кОм
Типовая схема питания и подключения электретного микрофона к микрофонному усилителю:
– при низковольтном питании:


— при питании напряжением более 4,5 вольт можно применить стабилитрон на соответствующее напряжение:

Я думаю, что с микрофонами более-менее понятно.
Теперь переходим к микрофонным усилителям.
В статье приведены несколько схем на транзисторах и микросхемах.
Напряжение питания всех транзисторных схем в примерах – 3 вольта. Если у вас более высокое напряжение питания, то в схемы надо добавить простые параметрические стабилизаторы на стабилитронах. Ток потребления усилителей – около 1 мА.

Первая схема.
Микрофонный усилитель на двух транзисторах разной проводимости.
Усилитель не требует подбора элементов схемы.
Коэффициент усиления составляет не менее 150-200 во всей полосе частот.
Схема усилителя:


В схеме, кроме указанных транзисторов, можно применить КТ3102 и КТ3107 с любым буквенным индексом, допустима замена на КТ315 и КТ361, но работа усилителя может ухудшиться. Также можно применить и их зарубежные аналоги.
Такую же замену транзисторов можно производить и в остальных схемах микрофонных усилителей.
Печатная плата и монтажная схема усилителя на двух транзисторах:


Вторая схема.
Микрофонный усилитель на трех транзисторах.
Коэффициент усиления – 300-400.
Схема усилителя:


Особенность этого усилителя – коррекция частотной характеристики во втором каскаде, которая достигается включение параллельно резистору R7 цепочки С4 и R5. На низких частотах сопротивление конденсатора С4 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.
Печатная плата и монтажная схема усилителя на трех транзисторах:

Третья схема.
Микрофонный усилитель на трех транзисторах разной проводимости.
Коэффициент усиления – до 1000.
Схема усилителя:

В случае необходимости усиление можно снизить увеличением номинала резистора R3 (при R3 равном 1 кОм, коэффициент усиления составляет – 100).
Для нормальной работы усилителя необходимо, чтобы постоянное напряжение на эмиттере третьего транзистора равнялось +1,4 вольта, которое устанавливается подбором номинала резистора R1.
Печатная плата и монтажная схема усилителя на трех транзисторах разной проводимости:

Четвертая схема.
Микрофонный усилитель на ИМС типа К538УН3Б
С помощью такой микросхемы можно собрать очень простой микрофонный усилитель с коэффициентом усиления – 2000-4000 (при напряжении питания равном 6 вольт, при напряжении питания 3 вольта, коэффициент усиления снизиться до 500-1000).
Схема усилителя:

Пятая схема.
Микрофонный усилитель на два канала (стерео) на ИМС TDA7050.
Микросхема имеет два канала с коэффициентом усиления около 1000 в полосе частот от 20 Гц до 20 кГц.
Напряжение питания может составлять от 1,6 вольта до 6 вольт.
Схема усилителя:

-У Вас компьютер есть? А караоке?

— Все есть, только купленный «для караоке» микрофон почему-то плохо работает, наверно неисправен.

К сожалению, аналогичный диалог легко может случиться.

Причина в том, что представленные на рынке в большом ассортименте микрофоны, хорошие динамические микрофоны, имеют низкую чувствительность.

Микрофонный вход звуковых карт рассчитан на использование электретных микрофонов, имеющих очень большую чувствительность.

Для сравнения, чувствительность динамических микрофонов (1…5)мВ/Па, а электретных (10…50)мВ/Па, и более.

Даже при использовании электретных микрофонов, иногда, требуется увеличение чувствительности микрофонного входа звуковой карты.

Наиболее простой, а может быть и единственный, способ разрешить возникшие проблемы — применить предусилитель, микрофонный предусилитель.

Самая простая принципиальная схема и соответствующая ей монтажная представлены ниже.

R1 — 10кОм;R2 — 3,9кОм, подбирать при регулировке;С1 — 5мкФ;VT1 — транзистор КП303А.

Примечание — здесь и далее сетка — 2,5мм.

Рис.1

После сборки, подключив предусилитель к микрофонному входу звуковой карты, необходимо проверить напряжение постоянного тока на выходе (они же контакты для питания) предусилителя. Напряжение должно быть от 2 до 3 В, номинальное значение 2,5 В, иначе подобрать резистор R2.

На разъеме для подключения к звуковой карте, если он «стерео», необходимо соединить оба «сигнальных» контакта.

Элементы схемы определены из расчета, что резистор на входе звуковой карты имеет номинал около 13 кОм (два параллельно соединенных канала, левый и правый).

Коэффициент передачи предусилителя около 20. Зависит от параметров транзистора и сопротивления резистора на входе звуковой карты (на схеме без позиционного обозначения), для транзистора КП303А

Ku=S*R=(1…4)*13=(13…52)

где S — крутизна вольтамперной характеристики, (1…4)мА/В,

R — сопротивление параллельно соединенных резисторов на входе звуковой карты, 13 кОм.

Недостатки. Схема неработоспособна с электретными и другими нединамическими микрофонами. При некотором стечении неблагоприятных факторов, могут быть повышенные (но едва заметные «на слух») нелинейные искажения. Низкая температурная стабильность, при эксплуатации в «комнатных условиях» неактуально, низкая повторяемость коэффициента усиления «по образцам».

Преимущество этой схемы в том, что она не требует собственного источника питания и, конечно, простота.

«Конструкция выходного дня» представлена на фотографии. Монтаж выполнен «на рыбе», плата из двухстороннего фольгированого текстолита с изоляционными прорезями по фольге. Резисторы — SMD-компоненты. Кабели крепятся к плате с помощью «самолета» из белой жести, пайкой. Для исключения нежелательного электрического контакта элементов предусилителя, его необходимо поместить в корпус их изоляционного материала. Или обернуть скотчем.

Не смотря на простоту, даже примитивность, с успехом эксплуатируется мною много лет, (микрофон YAMAHA Y-907, Audio port M/B EliteGroup K7S5A).

Рис.2

Следующая схема немного сложнее, но значительно лучше.

R1 — 10кОм;R2 — 3,9кОм, подбирать при регулировке;R3 — 750 Ом;С1 — 5мкФ;

VT1 — транзистор КП303А;

VT2 -транзистор КТ3107Б.

Рис.3

Эта схема, в отличии от предыдущей, не имеет заметных нелинейных искажений, имеет большую температурную и другую стабильность. Имеет возможность устанавливать, при регулировке, необходимый коэффициент усиления в диапазоне (3…?) (подбором резистора R3). Естественно, чем больше усиление, тем больше нестабильность и нелинейные искажения.

Регулировка аналогична предыдущему.

В случае, если при эксплуатации микрофона наблюдается «бубнение», рекомендую уменьшить номинал конденсатора C1 до 1 мкФ. При этом повысится нижняя граничная частота предусилителя, т.е. будет исключено усиление низких частот.

Предусилитель для микрофона

Приступаем к изготовлению.
1. Для начала разберемся со схемой и деталями.
Резистор R5 ставится для электретного микрофона и выполняет роль смещения напряжения. Его мы не используем. Транзистор КТ315 можно заменить на КТ3102, BC847. У КТ3102 коэффициент усиления больше, поэтому его предпочтительнее ставить. Светодиод не обязателен. Если он не нужен, замените его диодом. У себя я нашел кусочек самодельной макетной платы. На ней и буду делать схему.


2. Теперь согласно схеме, припаиваем все компоненты.
3. Далее припаиваем разъемы питания, вход и выход для микрофона, выключатель питания. Разъем для джека на 6,3 мм. я взял от старого DVD проигрывателя, джек на 3,5 мм. – от магнитофона. Разъем для батареи от нерабочей кроны, выключатель от игрушечной машинки. Припаиваем все к плате.
На фото нет светодиода, он появился позже.
4. Теперь займемся корпусом. У меня нашлась какая-то пластмассовая коробочка без дна. Она как раз подошла под все детали. В ней сверлим отверстия под разъемы, светодиод, вырезаем прямоугольное отверстие под выключатель.
5. Теперь собираем все в корпус. Крону и плату приклеиваем на двухсторонний скотч, разъемы на термоклей.
Дно сделал из прочного черного картона.
6. Проверяем. У меня имелся самый дешёвый караоке-микрофон BBK. Его я и подключил. Далее проводом джек-джек, подключаем выход усилителя к компьютеру, колонкам, или к чему вам нужно. Включаем питание. Светодиод загорелся. Предусилитель работает.
7. Подключив этот усилитель к компьютеру, я сам удивился качеству записи. Звук без шумов, усиление микрофона убавлено на 0. Даже громкость микрофона пришлось немного убавить.
В общем, такую простую в повторении схему я могу вам порекомендовать к сборке. Она не требует каких-то труднодоступных деталей, их можно найти в любой строй технике. А так же качество записи очень хорошее, даже с таким микрофоном. Спасибо, всем удачи!

Схема профессионального микрофонного предусилителя

Микросхема INA217 разработана специально для использования в предварительных усилителях высококачественных студийных микрофонов, и имеет низкий уровень искажений, а также малошумящий входной тракт усилителя. Устройство идеально подходит для источников слабых аудио сигналов, таких как низкоомные микрофоны. Да и многие промышленные, измерительные и медицинские приборы тоже используют ее благодаря низкому уровню шума и широкой полосе пропускания. Уникальная особенность схемы — уменьшение искажений сигнала до очень низкого уровня, даже при высоком коэффициенте усиления.

Схема усилителя к микрофону на INA217

Регулятор PR1 — регулировка усиления звука. Таблица зависимости коэффициента усиления от его сопротивления и структурная схема показана ниже:
Микросхема требует двухполярное питание +/-15 В постоянного тока. Iпотр: 10 мА. Подробнее про электрические параметры питания INA217 — читайте в даташите
Другая особенность микросхемы — дифференциальный входной сигнал, что наряду с низким уровнем шума и искажений, обеспечивает превосходную производительность в профессиональных микрофонных усилителях. Неравномерность усиления (разбаланс) сведен фактически к нулю. Операционный усилитель OPA2137 используется в качестве обратной связи для устранения напряжения смещения. Фантомное питание не входит в саму схему и нарисовано только для справки. Цена INA217 в розничной продаже от 5 долларов.

Приступаем к изготовлению.
1. Для начала разберемся со схемой и деталями.
Резистор R5 ставится для электретного микрофона и выполняет роль смещения напряжения. Его мы не используем. Транзистор КТ315 можно заменить на КТ3102, BC847. У КТ3102 коэффициент усиления больше, поэтому его предпочтительнее ставить. Светодиод не обязателен. Если он не нужен, замените его диодом. У себя я нашел кусочек самодельной макетной платы. На ней и буду делать схему.

2. Теперь согласно схеме, припаиваем все компоненты.
3. Далее припаиваем разъемы питания, вход и выход для микрофона, выключатель питания. Разъем для джека на 6,3 мм. я взял от старого DVD проигрывателя, джек на 3,5 мм. – от магнитофона. Разъем для батареи от нерабочей кроны, выключатель от игрушечной машинки. Припаиваем все к плате.
На фото нет светодиода, он появился позже.
4. Теперь займемся корпусом. У меня нашлась какая-то пластмассовая коробочка без дна. Она как раз подошла под все детали. В ней сверлим отверстия под разъемы, светодиод, вырезаем прямоугольное отверстие под выключатель.
5. Теперь собираем все в корпус. Крону и плату приклеиваем на двухсторонний скотч, разъемы на термоклей.
Дно сделал из прочного черного картона.
6. Проверяем. У меня имелся самый дешёвый караоке-микрофон BBK. Его я и подключил. Далее проводом джек-джек, подключаем выход усилителя к компьютеру, колонкам, или к чему вам нужно. Включаем питание. Светодиод загорелся. Предусилитель работает.
7. Подключив этот усилитель к компьютеру, я сам удивился качеству записи. Звук без шумов, усиление микрофона убавлено на 0. Даже громкость микрофона пришлось немного убавить.
В общем, такую простую в повторении схему я могу вам порекомендовать к сборке. Она не требует каких-то труднодоступных деталей, их можно найти в любой строй технике. А так же качество записи очень хорошее, даже с таким микрофоном. Спасибо, всем удачи!

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх