payaem.ru. Малошумящий микрофонный усилитель для динамического микрофона


Малошумящий микрофонный усилитель HaLA3161

Всем привет.

При сборке малошумящих микрофонных усилков высокого качества радиолюбители чаще всего применяют схемные решения на основе дискретных биполярных либо полевых транзисторах, или же малошумящих операционных усилителях. Качественные усилки для микрофонов на транзисторах чаще всего довольно сложные и не дают гарантии на стабильную повторяемость параметров, а чтобы собрать усилитель на малошумящих ОУ может не быть под рукой нужных микросхем либо их цены окажутся больше приемлемых.

Усилитель высокого качества для стереомикрофона возможно изготовить не только на специальных малошумящих транзисторах (рис. 1,2), интегральных операционных усилителях (ОУ) либо специализированных ИМС, но и на том, что у радиолюбителей чаще всего лежит в избытке, но мало кто додумывается о потенциале некоторых «нераспространённых» микросхем. Имеются ввиду интегральные микросхемы — специализированные малошумящие усилители воспроизведения для кассетных, а также катушечных магнитофонов аналоговой записи звука. Бытовая магнитная запись звука быстро уходит в прошлое, уже отработали своё время множество импортных магнитол и автомагнитол, и при разборке их на запчасти микросхемы интегральных усилителей воспроизведения чаще всего остаются ненужными.

На основе одной из таких микросхем LA3161

вы можете изготовить простой стереоусилитель для микрофона с однополярным питанием, который не требует настройки, всего за два часа. Принципиальная схема этого усилка представлена ниже.

Данное устройство представляет собой малошумящий стереофонический усилок, который имеет коэффициент передачи по напряжению примерно 100. Номинальное напряжение для питания этого усилителя 9 Вольт, ток  в покое приблизительно 6 мА, номинальное напряжение на входе 5 мВ, а номинальное напряжение на выходе 500 мВ при коэффициенте гармонических искажений 0,05%. Сопротивление на выходе примерно 100 кОм. Микросхема может работать при питании 2,5 — 16 Вольт. Но при питании меньше 7 Вольт её главные характеристики ухудшаются.

Микросхема питается от источника стабильного напряжения проходя через LC — фильтр C1L1C2C3. В частном случае в роли источника питания можно применить гальваническую батарею «Крона» либо её аналог.

Коэффициент передачи усилка зависит от соотношения сопротивления резисторов R5/R3 и R6/R4. Если есть необходимость в большом усилении по напряжению сопротивление резисторов R3 и R4 можете понизить в 10 — 20 раз. В роли микрофонов ВМ1 и  ВМ2 можете использовать как динамические, так и конденсаторные микрофоны. Если отсутствует в конденсаторном либо электретном микрофоне истоковый повторитель, его можете ввести в усилитель, к примеру, поставив в каждом канале по микросхеме К513УЕ1. Конденсаторы С4 и С5 не дают проникать на вход различным радиопомехам. Резисторы R9 и R10 устраняют возможное появление «щелчка», когда происходит подключение микрофонного усилителя к аппаратуре звуковоспроизведения, а также нужны для правильной поляризации обкладок оксидных конденсаторов С10 и С11. Функциональная схема микросхемы LA3161 представлена на рисунке ниже. Если использовать только один из двух усилителей микросхемы соответствующий неинвертирующий вход (вывод 1 либо 8) нужно соединять с общим проводом.

Усилок можете собрать на плате размерами 70?27 мм (смотрите  фото). В левой части платы нужно оставить свободное место, чтобы можно было установить дополнительные элементы, которые возможно потребуются, для того чтобы согласовать некоторые динамические микрофоны с входом усилителя.

Резисторы можете применить типа МЛТ, С2-23 либо их аналоги. При этом лучше учесть, то что чем выше мощность резисторов одного и того же типа, тем ниже будет их уровень собственных шумов. Если коэффициент усиления больше 500 резисторы R1 — R6 лучше поставить с мощностью 0,5 — 1 Ватт. Неполярные конденсаторы — импортные малогабаритные плёночные либо керамические. Оксидные конденсаторы С6, С7 должны иметь наименьший ток утечки. В случае если среди обыкновенных алюминиевых не удаётся найти высококачественные конденсаторы, то можете применить керамические либо плёночные конденсаторы с ёмкостью 4,7 мкФ. Дроссель L1 может быть любой малогабаритный маломощный с индуктивностью больше 100 мкГн. Если напряжение питания 12 Вольт и больше, то последовательно с ним лучше будет подключить резистор сопротивлением 1 кОм. Микросхему LA3161 можете поменять на LA3160.

Эти две микросхемы выпускает фирма Sanyo в корпусе SIP-8, у них одинаковые цоколевки выводов и похожие параметры.Микросхемы малошумящих усилков воспроизведения магнитной звукозаписи с отключенными цепями коррекции можете применять не только в роли микрофонных усилителей, но и также в узлах предварительных нормирующих усилителей, пассивных регуляторов тембра, громкости или в качестве усилителей сигналов с пьезодатчиков и пиродетекторов.

Всего вам доброго.

payaem.ru

Микрофонный усилитель с компрессией на микросхеме SSM2167.

                                                                          По следам последних комментариев.

 Для усиления речевого сигнала в системах радиосвязи полезно применение компрессии. В этом случае отсутствует привязка к микрофону (электретному, а также динамическому), и можно разговаривать на некотором удалении от него, свободно перемещаясь по комнате, а попытка крикнуть в микрофон не заставит вздрогнуть собеседника от болевого порога на другом конце провода. В этом усилителе отсутствуют нелинейные искажения при больших уровнях звукового сигнала, а при низких уровнях звука срабатывает пороговый шумоподавитель. Использование микросхемы упрощает конструкцию, сокращая количество радиокомпонентов.

 Чтобы добиться минимального уровня шума и внятного звучания электретного микрофона при использовании микросхемы-компрессора SSM2167 не обошлось без дополнительного входного усилителя звука, имеющего небольшой коэффициент усиления и обеспечивающего  минимальное соотношение сигнал/шум, благодаря использованию  ООС. Пробовал использовать в этом усилителе как биполярный транзистор, так и полевой.  Две схемы работают совершенно одинаково, по крайней мере, на слух, тем не менее, предпочтение я бы отдал схеме на полевом транзисторе.   Предварительный усилитель на биполярном транзисторе Т1 имеет коэффициент передачи К = 20, (26 дБ). Каскад охвачен двумя ООС (отрицательными обратными связями), это резистор в цепи эмиттера, не заблокированный конденсатором, и резистор, включённый между базой и коллектором транзистора, что в целом уменьшает усиление каскада, но обеспечивает стабильный режим по постоянному току и уменьшает уровень  собственных шумов транзистора. Эта схема уже использовалась для усиления динамического микрофона в статье «Самодельная прослушка из микрофона караоке».

 Никакой дополнительной настройки не требуется, всё заработает сходу. Звучание достаточно комфортное, «рюмочный» эффект, связанный со временем восстановления и проявляющийся в щелчках, незаметен. Проверка на слух осуществлялась с использованием оконечного усилителя на микросхеме МС34119, который  аналогичен тому, что использовался в «Малошумящем микрофонном усилителе». Следует отметить, что в нём используется коррекция, уменьшающая усиление ниже частоты 300 Гц, снижающая, таким образом, бубнёное звучание, а также обеспечен спад частотной характеристики после 6 кГц, что заметно выделяет речь и убирает собственный шум всего тракта, похожий на шум закипающего чайника. Применение готовых активных акустических компьютерных колонок, например, для проверки микрофонного усилителя, добавляют собственный шум, поскольку имеют широкий диапазон усиления вплоть до 20 кГц и больше годятся для воспроизведения  музыкальных программ.

 Ну а если не доверяете ушам своим, поверьте осциллографу. Его надо подключить к выходу микросхемы SSM2167. Плотно закрыть дверь в комнате, чтобы не беспокоить посторонних, присесть в полуметре от микрофона и тянуть напевом букву А, смотреть на экран осциллографа. Увидев, что синусоиды, изображающие первую букву алфавита, не ограничиваются, вы, скорее всего не поверите и будете повторять и повторять  эту букву, вот почему надо сначала плотно закрыть дверь!

  Учитывая большое входное сопротивление первого каскада, микрофон устанавливается и распаивается в непосредственной близости от транзистора, что устраняет наводку при использовании  длинных соединительных проводов.  Использовался электретный микрофон от видеокамеры-мыльницы. Эта же схема работает с динамическим микрофоном от караоке с сопротивлением звуковой катушки 600 Ом. В этом случае резистор R1 не нужен.

  Следует отметить некоторые особенности применения данной микросхемы, благодаря которым возможно получить удовлетворительное звучание.

1.       Интервал рабочих напряжений должен быть в пределах 2,7 – 3 вольт.

2.       Конденсатор номинала 4,7 мкФ, 6-го вывода микросхемы должен быть неполярным, неэлектрическим, не танталовым. Я применил керамический чип-конденсатор. В настоящий момент их габариты доходят до размеров 0,4 -0,2 мм.

3.       Необходимо наличие малошумящего  предварительного усилителя с усилением около       К =10 – 20, (20 – 26) дБ.

 Применение элементов схем с динамической нагрузкой из предыдущей статьи «Малошумящего микрофонного усилителя» в сочетании с микросхемой-компрессором было бы перебором, так как первые схемы обладают большим усилением. В тоже время сам электретный микрофон с динамической нагрузкой в виде перехода полевого транзистора оставить можно, так как по сравнению с резистивной нагрузкой пророст усиления от микрофона составит  4 – 5 дБ. В отличие от предыдущей схемы усилителя на биполярном транзисторе предварительный усилитель на полевом транзисторе имеет меньшее усиление  К = 10, (20 дБ), поэтому в этой схеме просто напрашивается включение каскада с динамической нагрузкой. В целом всё в конечном итоге будет зависеть от типа используемого микрофона.
Сл. чит. 6800 -10000 пФ.
 Такое включение или сочетание я ещё и сам не пробовал, скорее всего, потому, что ухо не прочувствует эту разницу.

 Правда, сегодня попробовал добавить дополнительный фильтр ФНЧ, выполненный на операционном усилителе LMV821 и имеющий  частоту среза около 6 кГц (с ёмкостью конденсатора в цепи обратной связи 9100 пФ). Фильтр на ОУ поставил в разрыв между SSM2167 и МС34119, заметил улучшение. Полностью пропал высокочастотный собственный шум активных элементов, рождающийся в тракте усиления. Теперь выход с микросхемы LMV821 можно использовать для линейного входа компьютера или других устройств.

 С полевыми транзисторами на входе пробовал давно, правда микросхема тогда называлась SSM2166, но она в настоящее время снята с производства.

 Но ведь кто-то должен это проверить!                                                                          Статью помог подготовить Павел Игоревич.

dedclub.blogspot.ru

Малошумящий микрофонный усилитель HaLA3161 - Предварительные усилители - Усилители НЧ и все к ним

Малошумящий микрофонный усилитель HaLA3161 А.Л. Бутов, с. Курба, Ярославская обл. РА 7/8' 2009

При построении малошумящих высококачественных микрофонных усилителей радиолюбители обычно используют схемные решения на дискретных биполярных или полевых транзисторах или малошумящих операционных усилителях. Качественные микрофонные усилители на транзисторах обычно достаточно сложны и не гарантируют стабильной повторяемости параметров, а для сборки усилителя на малошумящих ОУ может не оказаться в наличии подходящих микросхем или их цена окажется выше приемлемой. Высококачественный усилитель для стереофонического микрофона можно собрать не только на специальных малошумящих транзисторах [1,2], интегральных операционных усилителях (ОУ) или специализированных ИМС, но и на том, что у радиолюбителей обычно лежит в избытке, но мало кто догадывается о потенциале некоторых «непопулярных» микросхем. Речь об интегральных микросхемах - специализированных малошумящих усилителей воспроизведения для кассетных и катушечных магнитофонов аналоговой звукозаписи. Бытовая магнитная звукозапись стремительно уходит в прошлое, уже отслужили свой срок многие импортные магнитолы и автомагнитолы, и при разборке их на запасные части микросхемы интегральных усилителей воспроизведения обычно остаются невостребованными. На одной из таких микросхем LA3161 можно собрать несложный микрофонный стереоусилитель с однополярным питанием, не требующий настройки, всего за пару часов. Принципиальная схема такого усилителя показана на рис. 1. Устройство представляет собой малошумящий стереофонический усилитель с коэффициентом передачи по напряжению около 100. Номинальное напряжение питания усилителя +9 В, ток покоя около 6 мА, номинальное входное напряжение 5 мВ, номинальное выходное напряжение 500 мВ при коэффициенте гармонических искажений 0,05%. Входное сопротивление около 100 кОм. Микросхема сохраняет работоспособность при напряжении питания 2,5...16 В. При напряжении питания менее 7 В ее основные характеристики ухудшаются. Микросхема получает питание от источника стабильного напряжения через LC-фильтр C1L1C2C3. В частном случае в качестве источника питания может быть гальваническая батарея «Крона» или ее аналог. Коэффициент передачи усилителя зависит от соотношения сопротивлений резисторов R5/R3 и R6/R4. При необходимости иметь большее усиление по напряжению сопротивление резисторов R3, R4 можно уменьшить в 10-20 раз. В качестве микрофонов ВМ1, ВМ2 могут быть использованы как динамические микрофоны, так и конденсаторные. При отсутствии в конденсаторном или электретном микрофоне истокового повторителя, его можно ввести в усилитель, например, установив в каждый канал по микросхеме К513УЕ1. Конденсаторы С4, С5 препятствуют проникновению на вход радиопомех. Резисторы R9, R10 предотвращают появление «щелчка» при подключении микрофонного усилителя к звуковоспроизводящей аппаратуре, а также необходимы для правильной поляризации обкладок оксидных конденсаторов СЮ, С11. Функциональная схема микросхемы LA3161 показаны на рис.2. При использовании только одного из двух усилителей микросхемы соответствующий неинвертирующий вход (вывод 1 или 8) следует соединить с общим проводом.

Усилитель можно смонтировать на плате размерами 70x27 мм (см. фото). В левой части платы оставлено свободное место для установки дополнительных элементов, которые могут потребоваться для согласования некоторых динамических микрофонов с входом усилителя.

Для чего желательно наличие подробной документации на используемые микрофоны или стереомикрофон. Резисторы можно использовать общего применения типов МЛТ, С2-23 или аналогичные. При этом желательно учитывать, что чем больше мощность резисторов одного и того же типа, тем меньше их уровень собственных шумов. При коэффициенте усиления более 500 резисторы R1-R6 желательно установить мощностью 0,5...1 Вт. Неполярные конденсаторы - малогабаритные импортные керамические или пленочные. Оксидные конденсаторы С6, С7 должны иметь как можно меньший ток утечки. Если среди обычных алюминиевых вам не удастся подобрать конденсаторы хорошего качества, то вместо них можно использовать пленочные или керамические конденсаторы емкостью 4,7 мкФ. Дроссель L1 может быть любого типа маломощный малогабаритный индуктивностью более 100 мкГн. При напряжении питания 12 В и более последовательно с ним желательно включить резистор сопротивлением 1 кОм. Микросхему LA3161 можно заменить LA3160. Обе эти микросхемы выпускаются фирмой Sanyo в корпусе SIP-8, имеют одинаковую цоколевку выводов и близкие параметры. Микросхемы малошумящих усилителей воспроизведения магнитной звукозаписи с отключенными цепями коррекции можно использовать не только в качестве микрофонных усилителей, но и в узлах нормирующих предварительных усилителей, пассивных регуляторов тембра, громкости, а также как усилители сигналов с пьезодатчиков и пиродетекторов. Литература 1. Атаев Д.И., Болотников В.А. Функциональные узлы усилителей высококачественного воспроизведения//Радио и связь. -- М., 1986.-С.39-43. 2. Микрофонный предусилитель//Радио. -1990. - №9.-С.72.

cxema.my1.ru


Смотрите также