Предусилитель для микрофона. Подборка схем. Схемы конденсаторных микрофонов


Самодельный конденсаторный стерео микрофон с усилителем

Самодельный конденсаторный стерео микрофон с усилителем в корпусе, напечатанном на 3D принтере.

     Данный микрофон можно использовать для записи закадрового голоса при

озвучивании видео, для скайпа, блогов, стримов и даже для записи вашего

музицирования под гитару. Также микрофон может быть использован с видео

камерами (с некоторыми оговорками, о чем я расскажу далее).

     Это наверняка самая простая в мире схема микрофонного усилителя. Тем

не менее, даже такая простая схема позволяет намного улучшить качество

записи голоса при использовании не очень качественных звуковых карт,

интегрированных в материнские платы ноутбуков или десктопов. Обычно в

таких звуковых картах установлен микрофонный усилитель мягко выражаясь,

не очень хорошего качества. При подключении электретного капсюля к такому

микрофонному входу напрямую, без дополнительного микрофонного

усилителя, уровень записи может быть очень низким. При увеличении уровня

записи средствами Windows сильно возрастают помехи и шумы.

    Простейший микрофонный усилитель на одном транзисторе, описанный

здесь может обеспечить дополнительное усиление до +20дБ, что зависит от

того напряжение питания, которое подает конкретная звуковая карта на

микрофонный вход и от усилительных свойств примененного транзистора.

Если вы решите сделать схему на выводных (не SMD) компонентах, то лучше

всего применить транзисторы BC547 или BC549 (примерный советский

аналог - КТ3102). Это малошумящие транзисторы с высоким коэффициентом

усиления. 

Рис. 1 Схема одного канала усилителя микрофона

     В моей стереофонической SMD версии микрофона я применил SMD транзисторы BC847. Электретные капсюли я использовал типа Panasonic WM-61a, заказанные на Aliexpress. Это наиболее качественные из недорогих доступных микрофонных капсюлей с ровной частотной характеристикой. такие капсюли часто используются в недорогих измерительных микрофонах.

     Н принципиальной схеме (рис.1) сигнал с плюсового вывода капсюля подается непосредственно на базу транзистора. параллельно микрофону включен керамический конденсатор емкостью 100 пф. Он служит для устранения возможных высокочастотных помех. такие помехи (например сигнал мобильного телефона) могут продетектироваться одним из p-n переходов транзистора и вызвать на выходе звуковые шумы и помехи.

     Резисторы R1 и R2 устанавливают режим работы транзистора по постоянному току. Для того, чтобы исключить из цепи отрицательной обратной связи переменную составляющую используется электролитический конденсатор C2. Если убрать этот конденсатор, то усиление очень сильно снизится. От емкости этого конденсатора зависит количество низких частот, которые воспроизводит наш микрофон. Чем больше емкость тем более низкие частоты способен усиливать каскад. Я решил слегка обрезать самые низкие частоты (при записи голоса они только мешают) и установил танталовый конденчсатор емкостью 10 микрофарад. Вы можете использовать конденсатор до 100 мкф.

    Сигнал снимается непосредственно с коллектора транзистора. Сюда же подается питание от звуковой карты компьютера. Нагрузкой транзистора служит резистор, который находится внутри звуковой карты компьютера.

     При подключении к большинству звуковых карт, интегрированных в материнские платы, на коллекторе транзистора будет напряжение в районе 1.2 в. При этом капсюлю в качестве питания достается всего около 0.8 вольта. Большинство электретных капсюлей нормально работают при таком низком напряжении питания, но это практически возможный минимум. По этой причине мой микрофон отказался нормально работать с видеокамерой Sony PJ810, при подключении к которой на коллекторе Q1 оказалось всего около 0.8 вольта, соответственно на капсюль пришло менее 0.5 вольта. И капсюль отказался работать при таком напряжении питания. Проблему можно решить введением в схему дополнительного источника питания - литиевой батарейки на 3 вольта, например типа 2032. Схема подключения приведена на рис. 2.

Рис. 2 Схема с питанием от литиевой батарейки 3V

     В этом случае у нас появляется дополнительные детали. Кроме самой батарейки, еще один конденсатор на 10 мкф, нагрузочный резистор на 1к и выключатель питания.  Ничего не поделаешь, за все нужно платить.

     В моей видеокамере Sony установлен очень качественный микрофонный усилитель и поэтому в принципе отпадает необходимость использования дополнительного предусилителя. Капсюли WM-61a прекрасно работают при прямом подключении к микрофонному входу камеры. И поэтому для использования на видеокамере я сделал второй микрофон, вообще без усилителей. Но такой микрофон становится не универсальным. При подключении к компьютеру с дешевой интегрированной звуковой картой микрофон с прямым включением капсюлей работает плохо. Как поступить, выбирать вам. 

3D модель. Корпус микрофона - основание

3D модель. Корпус микрофона - крышка с крепленем

3D модель. Адаптер для штатива. Со стандартной резьбой 1/4 дюйма

3D модель. Адаптер для установки на башмак видеокамеры. деталь 1

3D модель. Адаптер для установки на башмак видеокамеры. деталь 2

ВНИМАНИЕ! Часть, которая устанавливается в башмак камеры после печати нуждается в небольшой подгонке с помощью надфиля.

В случае стерео варианта микрофона для соединения с видеокамерой или компьютер необходим экранированный кабель с двумя сигнальными проводами. Для подключения используется стерео штекер типа "мини - джек".

Печатная платка для стерео варианта микрофона была разведедена в DipTrace и сделана методом фотолитографии с использованием пленочного негативного фоторезиста Alpha.

Посмотреть подробный видео-отчет об изготовлении этого микрофона (3 серии):

musbench.com

МИКРОФОНЫ

   Для того, чтобы мы могли прослушать любую аудиозапись, записанную на грампластинку, аудиокассету или компакт диск, её предварительно нужно записать. Запись производится путем преобразования речи и вообще любых звуков в колебания звуковой частоты, и осуществляется это преобразование с помощью микрофона. В этой статье мы рассмотрим, какие бывают типы микрофонов. Микрофоны делятся по типам на:
  1. Угольные 
  2. Динамические 
  3. Конденсаторные 
  4. Пьезомикрофоны

Угольный микрофон

Угольный микрофон обозначение на схемах

   Первый угольный микрофон был изобретен в Америке в девятнадцатом веке, изобретателем Эмилем Берлинером, а если быть более точным 4 марта 1877 года. Этот микрофон является одним из старейших видов микрофонов. Такие микрофоны использовались в трубках телефонных аппаратов, причем для работы ему не требовался усилитель, и его можно было подключать напрямую к высокоомным наушникам.

Фото угольный микрофон

   Состоит такой микрофон из коробочки с угольным порошком и мембраны из металлической пленки, которая колеблется под действием звуковых волн. До тех пор, пока перед микрофоном не говорят, мембрана находится в неподвижном состоянии, но стоит что-нибудь произнести, она, то прогибается внутрь, то выгибается наружу. При этом она, то уплотняет, то наоборот ослабляет давление на угольный порошок, сопротивление порошка, при этом, также меняется, оно то увеличивается, то уменьшается. Соответственно меняется и ток в цепи подключения микрофона. На следующем рисунке можно видеть принцип работы угольного микрофона: 

Рисунок - принцип работы угольного микрофона

   У угольного микрофона узкая частота пропускания, говоря другими словами, он плохо воспроизводит низкие и высокие частоты и имеет низкое качество звучания. Также устройство угольного микрофона можно видеть на рисунке ниже:

Рисунок - устройство угольного микрофона

Динамические микрофоны

Динамический микрофон изображение на схемах

   В звукозаписывающей аппаратуре используются в основном электродинамические и конденсаторные микрофоны. Первый динамический микрофон был изобретен в 1924 году в Германии, учеными Э. Герлахом и В. Шоттки (последний конечно знаком многим по диодам). Динамические микрофоны обладают более высокими характеристиками, по сравнению с угольными микрофонами. На следующем рисунке можно видеть устройство такого микрофона:

Рисунок - устройство динамического микрофона

   В данном микрофоне мембрана соединена с подвижной катушкой, которая находится на валу и может двигаться вперед или назад. На фото ниже можно видеть электродинамический микрофон с штекером мини джек 3.5 мм., с переходником джек 6.3 мм.

Электродинамический микрофон

   Такой переходник нужен для того, чтобы подключить микрофон с разъемом мини джек 3.5 мм., рассчитанный на подключение к компьютеру, к более серьезной звукозаписывающей аппаратуре с разъемом джек 6.3 мм. Также такие разъемы встречаются на музыкальных центрах и DVD плейерах с функцией караоке. 

Фото - переходник джек 3.5 -6.3 мм

   Принцип работы этого микрофона заключается в следующем: При звучании струны перед микрофоном, мембрана начинает колебаться вместе с прикрепленной к ней катушкой, и катушка пересекает силовые магнитные линии постоянного магнита. В катушке наводится переменное напряжение звуковой частоты. Амплитуда колебаний зависит от громкости звучания. На рисунке ниже изображена схема подключения динамического микрофона:

Схема подключения динамического микрофона

   На схеме изображен согласующий трансформатор. Он позволяет согласовать низкое сопротивление катушки микрофона, с большим сопротивлением усилителя звуковой частоты. На рисунке далее изображено обозначение на схемах микрофона:

Обозначение микрофона на схемах

   Угольные и динамические микрофоны мы уже рассмотрели, а сейчас изучим конденсаторные и пьезомикрофоны. 

Конденсаторные микрофоны

Конденсаторный микрофон изображение на схемах

   Конденсаторный микрофон изобрел в 1916 году Эдуард Венте. Такие микрофоны, как становится ясно из названия, сделаны на основе конденсатора. Устройство такого микрофона можно видеть на рисунке ниже:

Устройство конденсаторного микрофона

   Одна из обкладок конденсатора сделана из полимерной пленки с металлизацией, эта пленка при колебании со звуковой частотой, изменяет емкость конденсатора. Такие микрофоны на выходе имеют очень большое сопротивление и нуждаются в предусилителе. На фотографии изображен студийный конденсаторный микрофон:

Фото конденсаторный микрофон

Пьезо микрофоны

Пьезо микрофон изображение на схемах

   Пьезоэлектрический микрофон изобрели в Советском союзе ученые С. Н. Ржевкин и А. И. Яковлев в 1925 году.

Фото пьезо микрофон

   Принцип действия такого микрофона основан на том, что при деформации пьезо кристалла на его поверхности возникают электрические заряды. Такие микрофоны используются в звукоснимателях в акустических гитарах.

Фото пьезомикрофон в гитаре

   Усилитель подключаемый к пьезо микрофону должен иметь высокоомный вход. Пьезоэлектрические микрофоны не используются в студийной записи, так как не могут обеспечить необходиого в таких случаях высокого качества. На рисунке ниже можно видеть его устройство:

Устройство пьезо электрического микрофона

Беспроводные микрофоны

Беспроводной микрофон фото

   Микрофоны могут подключаться к усилителю, как с помощью кабеля, так и беспроводным способом по радиоканалу. Дистанция, на которой работает средний беспроводной микрофон, может достигать 100 и более метров. Такие микрофоны удобны и в быту, для использования в караоке при проведении вечеринок. Беспроводные микрофоны работают в VHF и UHF диапазонах.

Беспроводной микрофон - комплект

Микрофоны направленного действия

   Существуют также микрофоны направленного действия, позволяющие услышать, путем наведения на нужную точку, то что недоступно для прослушивания из-за большой дистанции, при использовании обычного микрофона. Такой микрофон изображен на фото ниже:

Фото направленный параболический микрофон

   В настоящее время использубтся почти исключительно электретные микрофоны (мобильная техника, диктофоны, гарнитуры ПК), остальные типы гораздо более редко. Обзор подготовлен по заказу сайта Радиосхемы. Автор - AKV.

   Форум по радиодеталям

   Обсудить статью МИКРОФОНЫ

radioskot.ru

схема. Микрофонный усилитель для электретного микрофона

Микрофонный усилитель – это устройство, которое увеличивает проводимость сигнала. Обеспечивается указанный процесс за счет проводников. Стандартная модель включает в себя конденсаторы, а также тиристоры. Модуляторы в усилители устанавливаются различных типов.

Для увеличения чувствительности проводников применяются тетроды. Расширители устанавливаются различной емкости. Для поддержания стабильного напряжения в цепи используются контакторы. Для того чтобы узнать больше информации об устройствах, следует рассмотреть конкретные типы микрофонных усилителей.

Схема однотактной модификации

Однотактные микрофонные усилители (схема показана ниже) производятся на базе проводных конденсаторов. В данном случае триггер подбирается с высокой проводимостью сигнала. У многих моделей используется два резистора. Если рассматривать маломощный усилитель, то у него устанавливается один фильтр.

Непосредственно тиристоры применяются без проводника. Трансиверы у моделей устанавливаются за расширителями. Показатель выходной чувствительности колеблется в районе 4.5 мВ. В данном случае пороговое напряжение не превышает 10 В. Показатель перегрузки тока зависит от проводимости расширителя.

Модель двухтактного типа

Двухтактный усилитель на микросхеме изготавливается с полевыми конденсаторами. Расширители для моделей используются различной емкости. Как правило, параметр выходной чувствительности не превышает 5 мВ. В данном случае триггеры используются без проводников.

В среднем пороговое напряжение на изоляторах равняется 12 В. Сделать данного типа микрофонный усилитель своими руками легко. Для этого подбирается микросхема серии РР20. Непосредственно расширитель потребуется с емкостью в районе 6 пФ. Также с конденсаторами устанавливается тиристор. Проводимость сигнала в данном случае обязана составлять не менее 2.2 мк.

Устройство трехтактного усилителя

Трехтактные микрофонные усилители (схема показана ниже) содержат полевые конденсаторы. Всего в устройстве имеется два триггера. Показатель выходной чувствительности равняется 5.8 мВ. В данном случае расширители используются на 2 пФ. Непосредственно контакторы устанавливаются с изоляторами.

При необходимости можно собрать микрофонный усилитель своими руками. Для этого в первую очередь берется микросхема многоканального типа. Также для усилителя потребуется расширитель с емкость около 2.3 пФ. Если рассматривать простую модель, то фильтр разрешается использовать поглощающего типа. Параметр токовой перегрузки в среднем должен равняться не более 6 А.

Как сделать модель с общим эмиттером своими руками

Микрофонные усилители (схема показана ниже) с общим эмиттером складываются на базе полевых конденсаторов. Резисторы используются с высоким параметром проводимости. В первую очередь для сборки заготавливается тиристор. Устанавливать его следует за триггером. Показатель выходной чувствительности элемента должен составлять не более 6.5 мВ. В свою очередь, параметр токовой перегрузки обязан равняться 8 А. Контактор на плате устанавливается рядом с фильтром.

Устройство с коллектором

Усилители с коллектором хорошо подходят для студийных микрофонов. Конденсаторы у моделей применяются импульсного типа. Всего в цепи имеется три резистора. Параметр выходной чувствительности в среднем равняется 5.6 мВ. В данном случае триггер используется двухразрядного или трехразрядного типа. Если рассматривать первый вариант, то расширитель подбирается емкостью до 5 пФ.

Тиристор используется с контактором. Непосредственно трансиверы располагаются возле конденсаторов. Минимальное выходное напряжение составляет 12 В. Если рассматривать схему с трехразрядным триггером, то расширитель используется с емкостью более 5 пФ. Конденсаторы устанавливаются только векторного типа. Всего для модели потребуется три модулятора. Минимальное выходное напряжение равняется 15 В. Для стабилизации порогового тока используются фильтры.

Устройства с АРУ (автоматической регулировкой усиления)

Усилители с АРУ в последнее время являются довольно востребованными. В первую очередь они отличаются малым расходом электроэнергии. Тетроды у моделей применяются на два контакта. Если рассматривать схему простого усилителя, то фильтр устанавливается за тиристором. Емкость расширителя обязана составлять не менее 8 пФ. Показатель выходной чувствительности равняется около 4.5 мВ. В данном случае на микрофонный усилитель с АРУ разрешается устанавливать конденсаторы открытого типа. Всего для модели потребуется три скалярных транзистора. Расширители у модели устанавливаются в последовательном порядке.

Модели для студийных микрофонов Canyon

Для студийных моделей микрофонные усилители (схема показана ниже) производятся на базе импульсного модулятора. Всего для сборки потребуется два трансивера. Конденсаторы применяются с выходными контакторами. Минимальная выходная чувствительность равняется 2 мВ. В данном случае триггер разрешается использовать без изоляторов. Фильтр устанавливается поглощающего типа. В среднем пороговое напряжение в усилителях данного типа равняется 12 В.

Модели для конденсаторных микрофонов "Дефендер"

Усилитель на микросхеме для конденсаторных микрофонов состоит из полевых резисторов. Для решения проблем с проводимостью сигнала применяются лучевые тетроды. В данном случае триггеры используются как импульсного, так и оперативного типа. Модуляторы устанавливаются с низкой проводимостью. Параметр выходной чувствительности равняется не более 5 мВ. Расширители в данном случае разрешается использовать с емкостью до 4.2 пФ. Модели с хроматическими расширителями встречаются нечасто.

Усилитель для микрофона электретного типа "Свен"

Микрофонный усилитель для электретного микрофона складываются на базе проходных конденсаторов. В стандартной схеме устройства имеется три резистора. Устанавливаются они в последовательном порядке. Показатель проводимости сигнала у них равняется около 8 мк. В данном случае параметр выходной чувствительности колеблется в районе 3.3 мВ. Тиристоры на микрофонный усилитель для электретного микрофона подбираются без контакторов. Триггеры чаще всего применяются низкочастотного типа. Рядом с фильтром находится тетрод. Расширитель для моделей подходит с небольшой емкостью. Модуляторы чаще всего устанавливаются за триггером.

Модель для микрофонов Esperanza

Усилители для этих микрофонов производятся одноактного типа. Конденсаторы у моделей применяются полевые. Резисторы чаще всего устанавливаются с контакторами. Всего в схеме имеется три расширителя. Показатель емкости у них равняется 4.5 пФ. В данном случае выходная чувствительность не превышает 8 мВ. Триггеры для устройств подбираются на три контакта.

Параметр минимального порогового напряжения равняется 12 В. Фильтры для устройств подходят только поглощающего типа. Устанавливаться они обязаны рядом с модулятором. Непосредственно контакторы в устройствах используются с низкой проводимостью сигнала. За счет этого удается решить проблему с отрицательной полярностью.

Устройство под микрофоны Trust

Микрофонный усилитель на микросхеме для указанной модели складывается на базе проходных конденсаторов. Всего для устройства потребуется два резистора. Устанавливаться они обязаны вместе с фильтрами. Для самостоятельной сборки усилителя потребуется расширитель. Многие специалисты полагают, что максимальное сопротивление в цепи обязано составлять 50 Ом.

В этом случае триггер сильно не перегревается. Контакторы для модели подходят открытого типа. В некоторых случаях усилители содержат двухразрядные триггеры. Такие устройства относят к двухтактному типу. В этом случае модуляторы устанавливаются без изоляторов. Трансивер разрешается использовать с регулятором. Фильтры стандартно устанавливаются поглощающего типа. В среднем параметр выходной чувствительности в цепи равняется 3.5 мВ.

Усилитель для микрофонов Plantronics

Простой микрофонный усилитель для указанной модели содержит в себе полевые резисторы. Всего в цепи имеется две пары конденсаторов. Устанавливаются они с расширителем. Трансивер разрешается использовать дипольного либо импульсного типа. Если рассматривать первый вариант, то емкость расширителя не должна превышать 5 пФ. В данном случае триггер используется с контактором. Изоляторы на усилители устанавливаются за конденсаторами.

Если рассматривать модификацию с импульсным элементом, то триггер используется трехразрядного типа. Фильтры в данном случае применяются с сетчатой обкладкой. Все это необходимо для того, чтобы решить проблемы с отрицательной полярностью. Непосредственно тиристор устанавливается за модулятором. Емкость расширителя должна составлять не менее 5 пФ.

fb.ru

Питание электретных микрофонов. Фантомное питание в профессиональной аудио технике. Часть 2

Фантомное питание в настоящее время является наиболее распространенным методом питания микрофонов из-за его безопасности при подключении динамического или ленточного микрофона ко входу с включенным фантомным питанием. Единственная опасность заключается в том, что в случае короткого замыкания кабеля микрофона, или при использовании микрофона старой конструкции (с заземленным выводом), через катушку начнет течь ток, который повредит капсюль. Это хороший повод для регулярной проверки кабелей на короткое замыкание, а микрофонов на наличие заземленного вывода (чтобы случайно не включить его во вход под напряжением).

Название "фантомное питание" пришло из сферы телекоммуникаций, где фантомная линия представляет собой передачу телеграфного сигнала с использованием земли, в то время как речь передается по симметричной паре.

Создание чистого и стабильного напряжения 48 вольт является задачей сложной и дорогостоящей, особенно когда имеются только батарейки типа крона 9 вольт. Отчасти из-за этого большинство современных микрофонов способны работать с напряжением в диапазоне от 9-54 вольт.

6.2 Фантомное питание электретных микрофонов

Схема ниже (Рис.19) самый простой способ подключить электретный микрофонный капсюль к балансному входу микшерного пульта с фантомным питанием 48 вольт.
Рис.19 - Простейшая схема подключения электретного микрофонак микшерному пульту
Учтите, что это лишь самый простой способ "пришпандорить" электретный микрофон к пульту. Подобная схема работает, но имеет свои недостатки, такие как высокая чувствительность к шуму фантомного питания, не балансное подключение (склонна к помехам) и высокое выходное сопротивление (нельзя использовать длинные кабели). Эта схема может быть использована для проверки капсюля электретного микрофона при подключении к микшерному пульту с помощью короткого кабеля. Также при использовании этой схемы шумы переходных процессов (например при включении или отключении фантомного питания, при присоединении к микшерному пульту, а так же отключении от него) имеют очень большой уровень. Другой недостаток этой схемы в том, что она не симметрично загружает питающую цепь фантомного питания. Это может сказаться на работоспособности некоторых микшерных пультов, особенно старых моделей (в некоторых микшерных пультах входной трансформатор может закоротить и сгореть, в этом случае пины 1 и 3 замыкаются через резистор 47 Ом).

На практике эта схема работоспособна при использовании с современными микшерными пультами, но она не рекомендуется для проведения реальной записи, либо всякого другого применения. Гораздо лучше использовать схему с балансным подключением, она значительно сложнее, но намного лучше.

6.3 Симметричная схема подключения электретного микрофона
Выход этой схемы (Рис.20) симметричный, и имеет выходное сопротивление 2 кОм, благодаря чему ее возможно использовать с микрофонным кабелем длинной до нескольких метров.
Рис.20 - Симметричная схема подключения электретного микрофона
Емкости в 10 мкФ, которые включены на выход пинов Hot и Cold, должны быть высококачественными пленочными конденсаторами. Их номинал может быть уменьшен до 2,2 мкФ если входное сопротивление предусилителя 10 кОм или более. Если вы по какой-то причине используете вместо пленочных конденсаторов электролиты, то следует подбирать конденсаторы рассчитанные на напряжение более 50 В. Кроме того, в параллель им необходимо включить пленочные конденсаторы в 100 нФ. Конденсаторы, включаемые в параллель со стабилитроном должны быть танталовыми, но при желании совместно с ними можно использовать пленочные конденсаторы в 10 нФ

Подключаемый кабель должен быть двужильным экранированным. Экран припаивается к стабилитрону и не припаивается к капсюлю. Распиновка стандартная для XLR  разъема.Источник: PZM Modifications web page by Christopher Hicks.

6.4 Улучшенная схема подключения электретного микрофона к фантомному питанию
Эта схема (Рис.21) обеспечивает меньшее выходное сопротивление чем схема рассмотренная выше (Рис.20):
Рис.21 - Альтернативная схема питания электретного микрофонаот фантомного питания микшерного пульта
В качестве биполярных PNP транзисторов могут использоваться BC479. В идеале они должны быть подобраны максимально одинаковыми, с целью минимального уровня шума и согласованности усиления. Имейте ввиду, что напряжение между коллектором и эмиттером может достигать 36 В. Емкости в 1 мкФ должны быть высококачественными пленочными конденсаторами. Схема может быть улучшена путем добавления конденсаторов номиналом 22 пФ параллельно резисторам 100 кОм. Для минимизации собственного шума резисторы номиналом 2,2 кОм должны быть точно подобраны. Источник: PZM Modifications web page by Christopher Hicks.

6.5 Внешний блок фантомного питания

Это схема (Рис.22) внешнего блока фантомного питания, используемого с микшерными пультами, у которых фантомного питания нет:
Рис.22 - Внешний блок фантомного питания
Источник питания +48 В заземлен на землю сигнальную (пин 1). Напряжение +48 В может быть получено с использованием трансформатора и выпрямителя, с помощью батареек (5 штук по 9 В, итого 45 В, которых должно быть достаточно),  либо с использованием DC/DC преобразователя, питаемого от батареи.

Между сигнальными проводами и землей должны быть по два стабилитрона на 12 В, включенные спина к спине, чтобы не допустить импульс в 48 В через конденсаторы на вход микшерного пульта. Резисторы, номиналом 6,8 кОм, следует использовать высокоточные (1%) для уменьшения уровня шума.

6.6 Получение напряжения +48 В для фантомного питания
В микшерных консолях напряжение фантомного питания обычно получают используя отдельный трансформатор, либо DC/DC преобразователь. Пример схемы, использующей DC/DC преобразователь можно найти на http://www.epanorama.net/counter.php?url=http://www.paia.com/phantsch.gif  (схема одного микрофонного предусилителя от PAiA Electronics).

Если вы используете батарейка, то возможно вам будет полезно знать, что множество микрофонов, требующих фантомное питание, прекрасно работают и с напряжением меньше 48 В. Попробуйте 9 В, а затем увеличивайте его до тех пор, пока микрофон не начнет работать. Это гораздо проще, чем использовать DC/DC преобразователь. Однако необходимо помнить, что звучание микрофона, запитанного от меньшего напряжения, может сильно отличаться, и это следует учитывать. Пять батареек по 9 В обеспечат питание 45 В, которого должно хватить любому микрофону.

Если вы используете батарейки, закоротите из конденсатором, чтобы ограничить звуковой тракт от их шума. Для этого можно использовать конденсаторы на 10 мкФ и 0,1 мкФ в параллель с батарейками. Также батарейки могут использоваться с резистором на 100 Ом и конденсатором на 100 мкФ 63 В.

6.7 Влияние фантомного питания на подключаемый динамический микрофон
Подключение динамического микрофона двужильным экранированным кабелем ко входу микшерного пульта с включенным фантомным питанием не приведет ни к каким физическим повреждениям. Так что с наиболее популярными микрофонами проблем быть не должно (если они правильно распаяны). Современные динамические микрофоны с балансным подключением сконструированы таким образом, что их подвижные элементы не чувствительны к положительному потенциалу, получаемому от фантомного питания, и они прекрасно работают.

Множество старых динамических микрофонов имеют центральный отвод, заземленный на корпус микрофона и экран кабеля. Это может привести к короткому замыканию фантомного питания на землю и спалить обмотку. Легко проверить так ли это в вашем микрофоне. С помощью омметра проверяется контакт между между сигнальными выводами (2 и 3) и землей (вывод 1, либо корпус микрофона). Если цепь не разомкнута, то не используйте данный микрофон с фантомным питанием.

Не пытайтесь подключить микрофон с не балансным выходом ко входу микшерного пульта с фантомным питанием. Это может привести к повреждениям оборудования.

6.8 Влияние фантомного питания на другое аудио оборудование
Фантомное питание в 48 В это достаточно высокое напряжение, по сравнению с тем, с которым обычно работает обычное аудио оборудование. Необходимо быть очень внимательным и не включать фантомное питание на входах, к которым подключено оборудование, не предназначенное для этого. В противном случае это может привести к повреждению оборудования. В особенности это касается оборудования потребительского класса, подключенного к пульту через специальный адаптер/конвертер. Для безопасного подключения используется трансформаторная развязка между источником сигнала и входом пульта.
6.9 Подключение профессиональных микрофонов к компьютерам
Типичные компьютерные аудио интерфейсы обеспечивают питание напряжением лишь 5 В. Зачастую это питание носит название фантомного, но следует понимать, что оно не имеет ничего общего с профессиональной аудио техникой. Профессиональным микрофонам, как правило, требуется питание 48 В, многие из них будут работать и с напряжением от 12 до 15 вольт, но бытовая звуковая карта не сможет обеспечить и этого.

В зависимости от бюджета и технической подкованности, вы можете либо перейти на использование бытовых микрофонов, либо самостоятельно изготовить внешний блок фантомного питания. Можно использовать как внешний источник напряжения, так и встроенный в компьютер блок питания. Как правило, каждый компьютерный блок питания имеет выход +12 В, так что остается лишь подключить его правильном образом.

7. T-powering и A-B powering

T-powering новое название того, что ранее называлось A-B powering. T-powering (сокращение от Tonaderspeisung, так же рассмотренное в стандарте DIN 45595) было разработано для использования в портативных устройствах, и до сих пор широко распространено в звуковом кинооборудовании. T-powering в основном используется звукооператорами в стационарных системах, там, где требуется использовать длинные микрофонные кабели.

T-powering обычно имеет напряжение 12 В, подаваемое на балансную пару через резисторы на 180 Ом. Из-за разности потенциалов на микрофонном капсюле, при подключении динамического микрофона через его катушку начнет течь ток, что негативно скажется на звучании, а спустя какое-то время приведет к повреждению микрофона. Таким образом к данной схеме могут быть подключены микрофоны, специально предназначенные для питания по технологии T-powering. Динамические и ленточные микрофоны при подключении будут повреждены, а конденсаторные скорее всего не будут работать должным образом.

Микрофоны, использующие T-powering, с точки зрения схемотехники представляют собой конденсатор, и, следовательно, препятствуют протеканию постоянного тока. Преимуществом технологии T-powering является то, что экран микрофонного кабеля не обязательно подключать с обоих концов. Эта особенность позволяет избежать появления земляной петли.

Схема подключения микрофона, питаемого по технологии T-powering от внешнего источника, к микшерному пульту с симметричным входом, приведена на рисунке ниже (Рис.23):
Рис.23 - Схема внешнего питания T-powering
Примечание: схема придумана на основе знаний, полученных при изучении технологии T-powering. НА ПРАКТИКЕ ЭТА СХЕМА НЕ ПРОВЕРЯЛАСЬ.

8. Другая полезная информация

Микрофоны с балансным выходом можно использовать при подключении к не балансному входу, делая соответствующую разводку (это частая практика). Микрофоны с не балансным выходом, соответственно могут быть включены в симметричный вход, но никаких преимуществ это не дает. Не симметричный сигнал может быть преобразован в симметричный с помощью специального устройства - Di-Box.

Tomi Engdahl

voitrec.blogspot.ru

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

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.

С 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 Kb, скачано: 532)

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.

www.joyta.ru

Виды микрофонов | joyta.ru

Микрофоны классифицируются по особенности преобразования акустических колебаний в электрические, и подразделяются на электродинамические, электромагнитные, электростатические (конденсаторные и электретные), угольные и пьезоэлектрические.

Виды микрофонов

Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

  • Чувствительность микрофона - это отношение напряжения на выходе микрофона к влияющему на него звуковому давлению при заданной частоте (как правило, 1000 Гц), выраженное в милливольтах на паскаль (мВ/Па). Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.

  • Номинальный диапазон рабочих частот - диапазон частот, в котором микрофон воспринимает акустические колебания и в котором нормируются его параметры.

  • Уровень собственного шума микрофона - выраженное в децибелах отношение эффективного значения напряжения, обусловленного флуктуациями давления в окружающей среде и тепловыми шумами различных сопротивлений в электрической части микрофона, к напряжению, развиваемому микрофоном на нагрузке при давлении 1 Па при воздействии на микрофон полезного сигнала с эффективным давлением 0,1 Па.

  • Неровность частотной характеристики - разность между максимальным и минимальным уровнем чувствительности микрофона в номинальном диапазоне частот.

Рис 1. Схема включения конденсаторного микрофона.

На рис. 1 приведена схема, разъясняющая принцип работы конденсаторного микрофона. Выполненные из электропроводного материала мембрана (1) и электрод (2) разъединены изолирующим кольцом (3) и представляют собой конденсатор.

Крепко натянутая мембрана под влиянием звукового давления производит колебательные движения относительно неподвижного электрода. Конденсатор включен в электрическую цепь последовательно с источником напряжения постоянного тока GB и активным нагрузочным сопротивлением R.

При колебаниях мембраны ёмкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления. В электрической цепи возникает переменный ток такой же частоты и на нагрузочном сопротивлении появляется переменное напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.

Электретные микрофоны по принципу работы являются теми же конденсаторными, но постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета, тонким слоем нанесённого на мембрану и сберегающим этот заряд продолжительное время (свыше 30 лет).

Так как электростатические микрофоны имеют высокое  выходное сопротивление, то для его уменьшения, как правило, в корпус микрофона встраивают истоковый повторитель на полевом n-каналыюм транзисторе с р-п переходом.

Это позволяет уменьшить выходное сопротивление до значения не более 3 + 4 кОм и снизить потери сигнала при подключении к входу усилителя микрофона. На рис. 2 приведена внутренняя схема электретного микрофона с тремя выводами МКЭ-3.

Рис. 2 Внутренняя схема электретного микрофона МКЭ-3.

У электретных микрофонов с двумя выводами выход микрофона исполнен по схеме усилителя с открытым стоком.

Рис. 3. Внутренняя схема электретного микрофона МКЭ-389-1.

Рис. 4. Схема подключения электретных микрофонов с двумя выводами.

На рис. 3 приведена внутренняя схема электретного микрофона с двумя выводами

МКЭ-389-1. Схема подключения такого микрофона приведена на рис. 4. По этой схеме можно подключать практически все электретные микрофоны с двумя выводами, и отечественные и импортные.

В таблице приведены их технические характеристики.

Наименованиемарка Чувстви-тельностьмВПа ДиапазончастотГц УровеньшумадБ Напр.пит.В Потреб.токмА Неравно-мерностьЧХдБ
М1-А2 "СОСНА" 515 1507000 28 -1,2 0,007 2
М1-Б2 "СОСНА" 1020
М4-В "СОСНА" >20
М7 "СОСНА" >5 26
МЭК-1А 620 3004000 30 2,34,7 0,2 2
МЭК-1В
МКЭ-3 420 5015000 30 -4,5 - 12
МКЭ-84 620 3003400 30 1,34,5 -
МКЭ-377-1А 612 15015000 33 2,36 0,35
МКЭ-377-1Б 1020
МКЭ-377-1В 1836
МКЭ-378А 612 3018000 2,36 0,35
МКЭ-378Б 1020
МКЭ-389-1 612 3004000 26 - 2
МКЭ-332А 35 5012500 30 29 -
МКЭ-332Б 612
МКЭ-332В 1224
МКЭ-332Г 2448
МКЭ-333А 35 5012500 30 29
МКЭ-333Б 612
МКЭ-333В 1224
МКЭ-333Г 2448

Ток потребления микрофона МЭК-1 не более 0,2 мА, МКЭ-377-1 и МКЭ-378 не более 0,35 мА. Потребляемый ток микрофонов М1-А2, М1-Б2 и М-7 не более 70 мкА.

Отличие микрофона МКЭ-332 от МКЭ-333 в том, что МКЭ-332 односторонне направленный, а МКЭ-333 ненаправленный.

www.joyta.ru

Микрофоны (дополнение)

   Микрофоны классифицируются по признаку преобразования акустических колебаний в электрические и подразделяются на электродинамические, электромагнитные, электростатические (конденсаторные и электретные), угольные и пьезоэлектрические.

   Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

  1. Чувствительность микрофона—это отношение напряжения на выходе микрофона к воздействующему на него звуковому давлению при заданной частоте (как правило 1000 Гц), выраженное в милливольтах на паскаль (мВ/Па). Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.
  2. Номинальный диапазон рабочих частот—диапазон частот, в котором микрофон воспринимает акустические колебания и в котором нормируются его параметры .
  3. Неравномерность частотной характеристики—разность между максимальным и минимальным уровнем чувствительности микрофона в номинальном диапазоне частот.
  4. Модуль полного электрического сопротивления—нормированное значение выходного или внутреннего электрического сопротивления на частоте 1 кГц.
  5. Характеристика направленности—зависимость чувствительности микрофона (в свободном поле на определённой частоте) от угла между осью микрофона и направлением на источник звука.
  6. Уровень собственного шума микрофона—выраженное в децибелах отношение эффективного значения напряжения, обусловленного флуктуациями давления в окружающей среде и тепловыми шумами различных сопротивлений в электрической части микрофона, к напряжению, развиваемому микрофоном на нагрузке при давлении 1 Па при воздействии на микрофон полезного сигнала с эффективным давлением 0,1 Па.

   В телефонных аппаратах, в основном, применяются электродинамические, электретные и угольные микрофоны. Но, как правило, в 95% кнопочных ТА применяются электретные микрофоны, которые имеют повышенные электроакустические и технические характеристики:

  • широкий частотный диапазон;
  • малую неравномерность частотной характеристики;
  • низкие нелинейные и переходные искажения;
  • высокую чувствительность;
  • низкий уровень собственных шумов.

Рис 1.Схема включения конденсаторного микрофона.

   На рис. 1 приведена схема, объясняющая принцип работы конденсаторного микрофона. Выполненные из электропроводного материала мембрана (1) и электрод (2) разделены изолирующим кольцом (3) и представляют собой конденсатор. Жёстко натянутая мембрана под воздействием звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Конденсатор включен в электрическую цепь последовательно с источником напряжения постоянного тока GB и активным нагрузочным сопротивлением R. При колебаниях мембраны ёмкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления. В электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении возникает переменное напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.

   Электретные микрофоны по принципу работы являются теми же конденсаторными, но постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета, тонким слоем нанесённого на мембрану и сохраняющим этот заряд продолжительное время (свыше 30 лет).

   Поскольку электростатические микрофоны обладают высоким выходным сопротивлением, то для его уменьшения, как правило, в корпус микрофона встраивают истоко-вый повторитель на полевом n-канальном транзисторе с р-п переходом. Это позволяет снизить выходное сопротивление до величины не более 3 + 4 кОм и уменьшить потери сигнала при подключении к входу усилителя сигнала микрофона. На рис. 2 приведена внутренняя схема электретного микрофона с тремя выводами МКЭ-3.

Рис. 2Внутренняя схема электретного микрофона МКЭ-3.

   У электретных микрофонов с двумя выводами выход микрофона выполнен по схеме усилителя с открытым стоком.

Рис. 3.Внутренняя схема электретного микрофона МКЭ-389-1.

Рис. 4.Схема подключения электретных микрофонов с двумя выводами.

   На рис. 3 приведена внутренняя схема электретного микрофона с двумя выводами МКЭ-389-1. Схема подключения такого микрофона приведена на рис. 4. По этой схеме можно подключать практически все электретные микрофоны с двумя выводами, и отечественные и импортные.

В таблице приведены их технические характеристики.

Параметры микрофонов

Наименованиемарка Чувстви-тельностьмВПа ДиапазончастотГц УровеньшумадБ Напр.пит.В Потреб.токмА Коэфф.гарм.% Неравно-мерностьЧХдБ
М1-А2 "СОСНА" 515 1507000 28 -1,2 0,007 2
М1-Б2 "СОСНА" 1020
М4-В "СОСНА" >20
М7 "СОСНА" >5 26
МЭК-1А 620 3004000 30 2,34,7 0,2 2
МЭК-1В
МКЭ-3 420 5015000 30 -4,5 12
МКЭ-84 620 3003400 30 1,34,5
МКЭ-377-1А 612 15015000 33 2,36 0,35 4
МКЭ-377-1Б 1020
МКЭ-377-1В 1836
МКЭ-378А 612 3018000 2,36 0,35 1
МКЭ-378Б 1020
МКЭ-389-1 612 3004000 26 4 2
МКЭ-332А 35 5012500 30 29
МКЭ-332Б 612
МКЭ-332В 1224
МКЭ-332Г 2448
МКЭ-333А 35 5012500 30 29
МКЭ-333Б 612
МКЭ-333В 1224
МКЭ-333Г 2448
PANASONIC РАЗМЕР
WM-034 CY 60 2016000 4,510 0,8 9,7х6,7
WM-034 BY 60 2016000
WM-034 CY 195
WM-52 BM 1,510 0,3 9,7х4,5
WM-54 BT 2012000 2,510 0,6
WM-60 AY 58 2016000 210 0,5 6х5
WM-60 AT
WM-60 A 103 55 10012000
WM-62 A 58 2016000 6х2,5
WM-66 D 103 50 1010000 6х2,7
WM 55 A 103 60 2016000 1,510 0,5 9,7х5
WM 56 A 103 58
WM 55 D 103 10010000
китай, стоящий во всех ширпотребовских телефонах и АОНах
SZN-15 E 58 8015000 310 9,7х9

   Ток потребления микрофона МЭК-1 не более 0,2 мА, МКЭ-377-1 и МКЭ-378 не более 0,35 мА. Потребляемый ток микрофонов М1-А2, М1-Б2 и М-7 не более 70 мкА.

   Отличие микрофона МКЭ-332 от МКЭ-333 в том, что МКЭ-332 односторонненаправленный, а МКЭ-333 ненаправленный.

   Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц при звуковом давлении 3 Па для микрофонов МКЭ-377-1 и МКЭ-389-1 не более 4 %, МКЭ-378 не более 1 %.

   Неравномерность частотной характеристики чувствительности в номинальном диапазоне частот для микрофона МКЭ-3 не более 12 дБ, а для М1-А2, М1-Б2, МЭК-1 и МКЭ-389-1 не более ±2 дБ.

Рис. 5. Допусковая область частотной характеристики микрофона МКЭ-377-1.

Рис. 6.Допусковая область частотной характеристики микрофона МКЭ-378.

cxem.net


Смотрите также