Электроника своими руками. Усилитель для динамического микрофона


Усилитель динамического микрофона своими руками

Привет всем любителям самоделок, возможно у кого-то дома завалялся неплохой динамический микрофон, но при возможности его куда-то подключить звук оказывался очень слабым в плане громкости, а решить данную проблему поможет самодельный усилитель, о котором и пойдет речь в этой статье.

Перед тем, как перейти к прочтению данной самоделки, предлагаю посмотреть видео, где показан весь процесс сборки, а также ее небольшая проверка в работе.

Для того, чтобы сделать самодельный усилитель для динамического микрофона, понадобится:* Корпус пластиковый, можно заказать на алиэкспресс* Паяльник, припой, флюс* Термоклей* Провода* Повышающий модуль заказать можно тут * Динамический микрофон* Гнезда подключения микрофона 6.3мм и микро юсб* Микрофон для видеонаблюдения, ссылочка на али* Приспособление для пайки "третья рука"* Термоусадочная трубка

Вот и все, что нужно для изготовления усилителя своими руками.

Шаг первый.Первым делом нужно дождаться посылки из Китая, после чего данный микрофон для видеонаблюдения надо разобрать, а именно выпаять сам капсуль и освободить усилитель от заводской термоусадки. Затем берем два проводка и припаиваем их на место установки микрофона при помощи паяльника с маленьким жалом, также припаиваем два проводка, но уже к подключению питания, так как будет предусмотрено питание, как от 12 вольт, так и от 5 вольт.Шаг второй.Припаиваем провода, идущие с подключения микрофона на гнездо 6.3мм, в нем будут задействованы два нижних контакта. После этого необходимо защитить плату усилителя, чтобы не повредить его мелкие компоненты в ходе работы, сделать это удобнее всего будет при помощи термоусадочной трубки, ее одеваем на усилитель, заранее продев провода и обжимаем, проводя на расстоянии зажигалкой или же паяльным феном. Для этой процедуры пришлось заново отпаивать, а затем припаиваем провода, так что будьте внимательнее.Шаг третий.Остались два свободно торчащих провода в воздухе, они отвечают за питание от источника тока с 5 вольтами на выходе, по сути это любой блок зарядки для телефона. Но так как плата усилителя работает от 12 вольт, то необходимо 5 вольт с блока питания увеличить до рабочих 12-ти, поэтому для этого нужен преобразователь.

Данный преобразователь можно найти на просторах алиэкспресс по очень низкой цене, его нужно припаять к микро-юсб разъему при помощи паяльника и проводов, после пайки заливаем контакты горячим клеем, чтобы не было замыкания.

После чего нужно подключить блок питания от любого телефона и отрегулировать на повышающем модуле положение подстроечного резистора таким образом, чтобы напряжение на выходе было 12 вольт. После того, как преобразователь отрегулировать на нужное напряжение, его можно припаивать к проводам питания усилителя, которые припаивали ранее.Шаг четвертый.Теперь нужно установить все в корпусе, который также можно приобрести в Китае или же радиомагазине. В нем просверливаем отверстия под гнезда питания 12 вольт, подключения микрофона 6.3 мм, микро-юсб порта для питания от 5 вольт и тюльпана. При помощи шуруповерта и установленного в него сверла делаем пару отверстий под гнезда, для 6.3 мм гнезда отверстие под крепление нужно порядка 10 мм, при необходимости можно подогнать все при помощи скальпеля или канцелярского ножа. Все гнезда приклеиваем внутри корпуса на термоклей, если термопистолета нет, то тут поможет любой нагреватель, будь то зажигалка или паяльник.Шаг пятый.После всех манипуляций можно проверить работу устройства, подключаем питание к усилителю и штекер динамического микрофона, а к тюльпану уже записывающее устройство, в итоге получаем достаточно хороший и громкий звук, нежели без усилителя, поэтому если у вас звук записывается с маленькой громкостью, то советую сделать себе данный усилитель, который исправит данную проблему.На корпусе здесь подключается блок питания 5 вольт.А выход усиленного звука на тюльпан, который можно подключить к любому записывающему устройству.На этом у меня все, всем спасибо за внимание и творческих успехов. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

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 — Питание2 — Не задействован3 — Коррекция4 — Вход5 — Регулировка коэффициента усиления6 — Подключение фильтра ОС по постоянному току7 — Общий8 — Выход

    Корпус 301.8-2

    Устаревший вариант микросхемы К538УН3А

    Типовая схема использования К538УН3А

    C2 – фильтр питанияC5 – разделительныйC6 – корректирующийC8 – фильтр ОС по постоянному токуR4 – 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 — Вход2 — Верхний по схеме вывод потенциометра R33 — Регулятор потенциометра R34 — Анод светодиода HL15 — Корпус6 — Питание +6В7 — Выход8 — Корпус

    Пример разводки печатной платы усилителя динамического микрофона.

    1 — Вход2 — Корпус3 — Питание +6В4 — Выход5 — 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

    Домашние эксперименты и трюки

    Похожие статьи:

    anod7.ru

    Дед клуб: Малошумящий микрофонный усилитель.

     Помню, как  когда-то  делал самодельный микрофонный усилитель для отца, с возрастом у него ухудшился слух, и мне просто захотелось сделать ему подарок. Усилитель делал, как для себя, поэтому большое внимание уделил получению минимального уровня собственных шумов путём простых технических решений. Сам усилитель, а скорее слуховой аппарат, получился размером со спичечный коробок, почти всё место в нём занимали батарейки. Правда, потом у него появилась целая коллекция покупных слуховых аппаратов, но самодельный оказался лучшим.

                                                         Вот его схема.

    Рис. 1.

     Вы найдёте в ней ретро стиль 70-х годов. Именно тогда в журнале Радио появились статьи об усилителях с динамической нагрузкой, а полевой транзистор во входном каскаде – чем не радиолампа.  С использованием этой схемы любой электретный копеечный микрофон зазвучит песней.

      Микрофон электретный, конструктивно в его корпусе уже стоит полевой транзистор, усиливающий поверхностные заряды конденсатора, образующиеся под воздействием звуковых волн. В качестве нагрузки электретного микрофона я вместо резистора использовал полевой транзистор Т1, подсознательно думая, что шумят они меньше, чем биполярные, и в совокупности с транзистором самого микрофона, получилась схема с динамической нагрузкой. Такие схемы обладают просто бешеным усилением. С аналогичных схем включения двух транзисторов я получал  коэффициент усиления Кус = 85, но это при питании 12 вольт и большом входном сопротивлении следующего каскада, но данная схема в отличие от обычной резистивной будет иметь преимущество в усилении только на 4 дБ.  Микрофонный каскад с транзистором  Т1 загружается на почти такой же каскад (Т2, Т3), имеющий большое входное сопротивление, и его Кус = 15. Такое включение транзисторов обеспечивает компрессию звука, где слабые, отдалённые сигналы с микрофона усиливаются сильнее, чем громкие вблизи. Всё благодаря транзистору Т3, чем громче звук, тем сильнее он открывается, а его сопротивление, являющееся нагрузкой Т2, уменьшается, и в результате уменьшается коэффициент усиления каскада.

      Чем больше усиление каскадов, тем сильнее  его собственный шум. От этого шума я избавляюсь ФНЧ на DD1. Это операционный усилитель с коррекцией, он включён повторителем и обеспечивает завал частотной характеристики после 6 кГц, и таким образом, уменьшает уровень высокочастотных составляющих шума, похожих на звук закипающего чайника.  На микросхеме  DD2 выполнен усилитель для наушников.  Он тоже с коррекцией, которую можно изменить в случае необходимости. Чтобы речь слушалась более комфортно, без бубнения, обеспечивается завал частотной характеристики в области нижних частот, за счёт конденсатора С3, спад сильнее, чем меньше ёмкость конденсатора. Конденсатор С3 ёмкостью менее 0,022 мкФ ставить не рекомендуется.

     Этому усилителю не нужен шумоподавитель, при отсутствии микрофона придётся прислушиваться, чтобы заметить звуковое шипение в наушниках. Эта особенность существенно  отличает данную схему от современных усилителей с использованием микросхем с компрессионными свойствами, которые при отсутствии сигнала начинают усиливать свои собственные шумы.

     В схеме не нужна автоматическая регулировка усиления АРУ, динамическая нагрузка вполне справляется с громким разговором, нелинейные искажения будут отсутствовать, вплоть до 0,7 вольта среднеквадратичного сигнала на выходе микросхемы DD1, при 5 вольтах питания.

     Вовсе не обязательно потерять слух, чтобы начать делать этот усилитель. В быту можно найти массу применений  этого устройства.

     
    Рис.2. Эскиз монтажа предварительного усилителя рис. 1.
                                          Усилитель для динамического микрофона.
    Рис 3. Предварительный усилитель динамического микрофона.
    Рис.4. Эскиз монтажа предварительного усилителя для динамического микрофона.
    Фото 1. Динамический микрофониз головных телефонов.
     В качестве динамического микрофона я использовал диффузорный электродинамический громкоговоритель  от старых наушников с сопротивлением звуковой катушки 33 Ом. Чувствительность такого микрофона и его частотная характеристика напрямую зависят от размера мембраны и конструкции корпуса.  Полевой транзистор Т1 включён с общим затвором, чем обеспечивает низкое входное сопротивление первого каскада и его согласование с микрофоном. Из-за высокой чувствительности всего тракта усиления, часть схемы или всю её необходимо разместить в корпусе микрофона (динамического громкоговорителя).  Отсутствие соединительных проводов во входных цепях усилителя обеспечивает  помехозащищенность устройства. 

                             Микрофонный усилитель, работающий на длинную линию.

     Сама двухпроводная линия может составлять несколько сотен метров, а благодаря низкому выходному сопротивлению, ей не страшен фон и помехи.

                                                             Модулятор передатчика.

                                                          Направленный микрофон.

    Фото 2.

     На фото 2 фрагмент из книжки моего детства «Электро- и радиотехника для всех»

    авторов У. Ф. Стейнберг и У. Б. Форд. Издательство «Советское радио».

    .

                                                    Детская музыкальная игрушка.

     Если подсоединить  вместо динамического микрофона (рис.2)  стрелочный микровольтметр, то удар пальцем по корпусу прибора напоминает  затухающий звук ударника, за счёт микрофонного эффекта и механического колебания стрелки, изменяющей поле магнитоэлектрической системы.  

                                    Предварительный усилитель для электрогитары.

      Очень хочется узнать, как это зазвучит. Вместо динамического микрофона (схема рис. 2) необходимо поставить магнитный звукосниматель, изменить коррекцию в микросхеме DD1, уменьшив номиналы конденсаторов С1 и С2. Предварительный усилитель установить в самой гитаре, а усилитель  мощности на радиолампах  выполнить отдельным блоком.

     Смотрите продолжение статьи.

    Микрофонный усилитель с компрессией на микросхеме SSM2167.

    Рисунки к комментариям.

    Рис. 5. Вариант исполнения оконечного усилителя.  Необходимые изменения (2.2 к - 5,1 к, 1000 - 560 пФ, 300 - 51 к).
         Листая старые страницы....                                      «Лампа в качестве анодной нагрузки». 
    Рис. 6. «Лампа в качестве анодной нагрузки». Так называется статья в журнале «Радиолюбитель» за 1930 (05) год.  «В нашей практике этот усилитель вытеснил все существовавшие до него, так как давал большую чистоту и музыкальность», - утверждает автор А. Одинцов.
    Каскад с динамической нагрузкой.Журнал "Радио" 1975 г.. № 5.
    Журнал "Радио" 1975 г. № 5.

    dedclub.blogspot.ru

    Микрофонный усилитель

    Данная схема микрофонного усилителя позволяет подключать конденсаторный микрофон или динамический. Выполнена она всего на двух транзисторах и поэтому является доступной в повторении новичкам.

    Транзисторы необходимо установить с низким коэффициентом шума. Лучшим вариантом было бы установить транзисторы со сверхнизким шумом BC650C, но в данное время их достать довольно проблематично, поэтому в схеме будем применять широко распространенные транзисторы BC549C или BC109C.

    Схема является самостабилизирующейся и соответственно рабочая точка покоя на выходе (эмиттер) транзистора VT2 устанавливается автоматически и составляет примерно половину напряжения питания схемы. За счет этого, получается, достичь максимального уровня выходного напряжения и максимальный динамический диапазон.

    Как правило, конденсаторные малогабаритные электретные микрофоны в своем составе имеют саму высокочувствительную микрофонную головку и предусилитель на основе полевого транзистора. Поэтому для обеспечения его работы необходимо питание в диапазоне от 2-х до 10 вольт. Но существуют такие микрофоны и без предусилителя. Их схема подключения немного отличается и нарисована ниже.

    Резистор обеспечивает ограничение тока. Если напряжение питания будет выше 12 вольт, то соответственно и сопротивление резистора необходимо увеличить примерно до 2,2 килоом. А если будет использоваться микрофон с динамической головкой, то этот резистор убирается.

    Высокое отношение сигнал-шум и соответственно низкий уровень шумов в выходной характеристике усилителя обеспечивается за счет того что первый каскад собранный на основе транзистора VT1 работает в режиме с очень малым током коллектора. В эмиттере конденсатор емкостью 100 микрофарад шунтирует резистор и за счет этого удалось достичь коэффициента усиления на максимуме каскада.

    Характеристика шума усилителя снятая при подключении нагрузки 10 килоом представлена ниже. Но следует учесть, что данный график был создан с включенным измерительным генератором взамен микрофона.

    На транзисторе VT2 собран второй каскад усилителя с непосредственной связью, это сводит на минимум фазовые искажения сигнала, которые возникают из-за емкостных и индуктивных связей. Кроме того на организованном таким образом каскаде удалось получить плоскую характеристику на выходе в широком диапазоне частот от 20 герц до 100 килогерц. Формы АЧХ и ФЧХ, которые были измерены на нагрузке сопротивлением 10 килоом и с напряжением питания 12 вольт находятся ниже.

    Температурная стабилизация напряжения смещения организована за счет обратной связи с эмиттера транзистора VT2 на базу VT1.

    Транзистор VT2 включен по схеме эмиттерного повторителя, соответственно коэффициент усиления напряжения у этой схемы меньше 1, но общий коэффициент всего усилителя составляет примерно 100 т.е. 20дб.

    Сопротивление выхода схемы находится на достаточно низком уровне и поэтому может неплохо работать с кабелем до 50 метров, соответственно нет большой необходимости ставить кабель с экраном.

    Эта схема усилителя работает в широком динамическом диапазоне и способна усиливать звуки с уровнем от шепота до крика, но необходимо обеспечить защиту от перегрузки входа аудиоаппаратуры.

     

     

    Анекдот:

    Мужик едет на встречу, опаздывает, нервничает, не может найти место припарковаться. Поднимает лицо к небу и говорит: — Господи, помоги мне найти место для парковки. Я тогда брошу пить и буду каждое воскресенье ходить в церковь! Вдруг чудесным образом появляется свободное местечко. Мужик снова обращается к небу: — А, всё, не надо. Нашёл!

    mikroshema-k.ru


    Смотрите также