ОБЗОР МИКРОФОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

ТРАНЗИСТОРНЫЕ МИКРОФОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

В настоящее время микрофонные усилители выполняются на специализированных интегральных микросхемах, практически недоступных для радиолюбителей. Поэтому предлагается собирать микрофонные усилители караоке из более распространенных деталей, в том числе недорогих кремниевых транзисторов высокой частоты и несложных интегральных микросхем. Описываемые ниже микрофонные усилители отличаются друг от друга как используемыми деталями, так и своими характеристиками.

На рис. 1 представлен микрофонный усилитель на двух транзисторах разной проводимости, включенных по схеме общий эмиттер - общий эмиттер. За счет сочетания транзисторов различного типа проводимости удалось обойтись без переходного конденсатора между каскадами, а также обеспечить стабильность работы усилителя по постоянному току как при снижении напряжения питания, так и при смене транзисторов. Усилитель не требует подбора элементов схемы при использовании транзисторов с коэффициентом передачи тока базы более 50. То есть в данной конструкции могут быть применены практически без подбора транзисторы типов КТ3102 и КТ3107 с любыми буквенными индексами. Допустима также замена КТ3102 на КТ315 и КТ3107 на КТ361, хотя качество работы усилителя в ряде случаев может ухудшиться. Неплохие результаты можно получить, если в качестве первого транзистора использовать ВС307А, ВС307Б, ВС308А, ВС308В зарубежного производства. При всех перечисленных выше вариантах коэффициент усиления был не менее 150-200 в полосе частот от 50 Гц до 20 кГц.

Принципиальная схема транзистороного микрофонного усилителя

При изготовлении усилителя используются постоянные резисторы МЛТ или С1-4 на 0,25 Вт, оксидные конденсаторы типа К50-6, К50-4, К50-35 либо аналогичные зарубежного производства. В качестве источника питания применяются три элемента 316, энергии которых хватает на 300-400 часов работы усилителя. Монтаж деталей производится на печатной монтажной плате размерами 50x30 мм, выпиленной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,7-1,0 мм. Расположение деталей показано на рис. 2, а плата со стороны фольги - на рис. 3.

Рис. 2 Монтажная схема микрофонного усилителя на двух транзисторах

Рис. 3 Печатная плата микрофонного усилителя на двух транзисторах

Получить коэффициент усиления не менее 300-400 можно с помощью микрофонного усилителя, который выполнен по принципиальной схеме, приведенной на рис. 4. Здесь используются уже три транзистора, включенные по схеме общий эмиттер - общий эмиттер - общий коллектор. За счет применения транзисторов одного типа проводимости удалось упростить их подбор, а непосредственная связь между каскадами дала возможность стабилизировать режим работы всех транзисторов по постоянному току.
Особенностью этого усилителя является коррекция частотной характеристики во втором каскаде за счет введения частотно-зависимой отрицательной обратной связи. Это достигается включением параллельно резистору R7 цепочки, состоящей из конденсатора С4 и резистора R5. На низких частотах сопротивление конденсатора C4 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.
Другая особенность усилителя состоит в том, что сигнал на его выход передается через эмиттерный повторитель на третьем транзисторе. Это позволяет существенно снизить выходное сопротивление и влияние длины соединительного кабеля на работу усилителя. Например, если к выходу предыдущего усилителя может подключаться кабель длиной до 3 м, то к данному усилителю - до 10 м. Выбор деталей данного усилителя аналогичен предыдущему. Расположение деталей на печатной плате приведено на рис. 5, а чертеж печатной платы со стороны фольги - на рис. 6.

Рис. 4 Принципиальная схема микрофонного усилителя на трех транзисторах

Рис. 5 Монтажная схема микрофонного усилителя на трех транзисторах

Рис. 6 Печатная плата усилителя на трех транзисторах

На рис. 7 приведена принципиальная схема микрофонного усилителя на трех транзисторах разного типа проводимости. Такая конструкция дает возможность уменьшить число используемых деталей, а также повысить усиление до 1000. Здесь, как и в предыдущей схеме, применена глубокая отрицательная обратная связь по напряжению сигнала во втором каскаде, что позволяет не только стабилизировать усиление, но также повысить входное сопротивление усилителя. В случае необходимости усиление можно снизить, увеличив сопротивление резистора R3. Например, при использовании сопротивления в 1 кОм удавалось снизить усиление до 100.

Рис. 7 Микрофонный усилитель на транзисторах разной проводимости

Рис. 8 Монтажная схема усилителя на транзисторах разной проводимости

Рис. 9 Печатная плата усилителя на транзисторах разной проводимости

Особенностью данной схемы является заметная зависимость режимов работы транзисторов по постоянному току от параметров первого и частично второго транзистора. Для нормального функционирования усилителя необходимо, чтобы постоянное напряжение на эмиттере третьего транзистора составляло примерно 1,4 В. Если это не так, то режим корректируется подбором номинала резистора R1.
При повторении конструкции данного усилителя можно пользоваться рекомендациями, приведенными выше. Расположение деталей на печатной плате представлено на рис. 8, а чертеж платы со стороны фольги дан на рис. 9.
Конструктивно описанные выше микрофонные усилители на двух и трех транзисторах можно оформить в виде малогабаритного блока, в котором установлены плата усилителя, батарея питания, оба гнезда - входного и выходного сигнала - СГ-3 или СГ-5, а также выключатель питания. На рис. 10 показана примерная компоновка деталей и узлов усилителя на дополнительной плате из текстолита размером 30x110 мм и толщиной 1,0-1,5 мм. Гнезда устанавливаются с торцов. Для обеспечения хорошего контакта элементов питания последние поджимаются к проводникам с помощью прокладки из поролона. Соединение элементов между собой производится посредством латунной или жестяной пластины, вставленной между элементами и поролоновой прокладкой.

Корпус микрофонного усилителя можно выполнить из органического стекла толщиной 3-4 мм или иной пластмассы, желательно непрозрачной, яркой расцветки, чтобы усилитель легче было найти в случае его потери.

МИКРОФОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ

Усиление до 2000-3000 можно получить с помощью усилителя на одной микросхеме типа К538УН3Б, собрав его по принципиальной схеме, приведенной на рис. 11. Она настолько проста, что здесь кроме микросхемы имеются только четыре оксидных конденсатора (и ни одного резистора). Для нормальной работы этого усилителя требуется напряжение питания 6 В. Правда, его можно питать от источника напряжением 3 В, но тогда коэффициент усиления снизится до 500-1000, что вполне приемлемо для большинства случаев любительской практики. Расположение деталей показано на рис. 12, а чертеж печатной платы - на рис. 13.

Рис. 11 Микрофонный усилитель на ИМС К538УН3Б

Рис. 12 Монтаж микрофонного усилителя на ИМС К538УН3Б

Рис. 13 Печатная плата усилителя на ИМС К538УН3Б

Все описанные микрофонные усилители являются одноканальными, то есть рассчитанными на работу только с одним исполнителем - солистом. Для дуэта можно использовать два одинаковых или различных микрофонных усилителя либо собрать отдельный двухканальный, например по принципиальной схеме, приведенной на рис. 14. В данном случае используется одна интегральная микросхема типа TDA 7050 производства Голландии. Микросхема имеет два канала с коэффициентом усиления около 1000 в полосе частот 20 Гц -20 кГц. При этом напряжение питания может находиться в пределах 1,6-6 В.

Рис. 14 Схема микрофонного усилителя на ИМС TDA7050

Рис. 15 Монтаж микрофонного усилителя на ИМС TDA7050

Рис. 16 Печатная плата микрофонного усилителя на ИМС TDA7050

Особенностью конструкции усилителя является использование на выходах двух неполярных конденсаторов КМ-6Б или аналогичных им. Расположение деталей усилителя показано на рис. 15, а чертеж печатной платы со стороны фольги - на рис. 16. Размеры монтажной платы обоих микрофонных усилителей на интегральных микросхемах позволяют разместить их в корпусе конструкции, приведенной на рис. 1.21. (Можно, конечно, найти другой, более приемлемый вариант.)
Можно провести интересный эксперимент - использовать стереофонический усилитель карманного аудиоплейера в качестве двухканального микрофонного усилителя. Это легче всего сделать с простейшим и самым недорогим плейером, который уже вышел из употребления.
Для этого необходимо отключить двигатель лентопротяжного механизма, а входы каналов усилителей отсоединить от магнитной головки, подключив их к гнездам для микрофонов. Плавные регуляторы громкости, тембра, подъема басов очень удобны для применения в караоке.

УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ МИКРОФОНА С ОДНОПРОВОДНЫМ ПИТАНИЕМ

Микрофоны, с размещенными в их корпусе предусилителями, требуют для подключения к трансиверу проводов питания (помимо экранированного сигнального провода). С конструктивной точки зрения это не очень удобно. Число соединительных проводов можно уменьшить, подавая напряжение питания через тот же провод, по которому передается сигнал, т. е. центральный проводник кабеля. Именно такой способ подачи питания применен в предлагаемом вниманию читателей усилителе.
Его принципиальная схема приведена на рисунке. Усилитель рассчитан на работу от электретного микрофона любого типа (например, МКЭ-3). Питание на микрофон подается через резистор R1. Звуковой сигнал с микрофона подводится к базе транзистора VТ1 через разделительный конденсатор С1. Необходимое смещение на базе этого транзистора (около 0,5 В) задается делителем напряжения R2R3. Усиленное напряжение звуковой частоты выделяется на нагрузочном резистор R5 и поступает далее на базу транзистора VТ2, входящего в составной эмиттерный повторитель, собранный на транзисторах VТ2 и VТ3. Эмиттер последнего соединен с верхним контактом разъема ХР1 (выходом усилителя), к которому подключен центральный проводник соединительного экранированного кабеля, оплетка которого соединена с общим проводом. Заметим, что наличие на выходе предусилителя эмиттерного повторителя заметно снижает уровень наводок на микрофонный вход трансивера.

Рис. 17 Схема микрофонного усилителя с питанием по одному проводу

Около входного разъема устройства, к которому подключается микрофон, смонтированы еще две детали: нагрузочный резистор R6, через который подается питание, и разделительный конденсатор С3, служащий для отделения звукового сигнала от постоянной составляющей напряжения питания.
Примененное в данном усилителе схемотехническое решение обеспечивает автоматическую установку и стабилизацию режима его работы. Рассмотрим, как это происходит. После включения питания напряжение на верхнем выводе разъема ХР1 возрастает примерно до 6 В. При этом напряжение на базе транзистора VT1 достигает порога его открывания 0,5 В и через транзистор начинает протекать ток. Падение напряжения, возникающее в этом случае на резисторе R5, заставляет открыться транзисторfv составного эмиттерного повторителя. В результате общий ток усилителя возрастает, а вместе с ним увеличивается и падение напряжения на резисторе R6, после чего режим стабилизируется.
Поскольку коэффициент усиления составного эмиттерного повторителя по току (он равен произведению коэффициентов усиления по току транзисторов VТ2 и VТ3) может достигать нескольких тысяч, стабилизация режима получается очень жесткой. Усилитель в целом работает подобно стабилитрону, фиксирующему выходное напряжение на уровне 6 В независимо от напряжения питания. Тем не менее при использовании источника питания с другим напряжением надо подобрать резисторы делителя R2R3 так, чтобы напряжение на верхнем контакте разъема ХР1 было равно половине напряжения питания. Любопытно, что режим практически нельзя изменить, регулируя сопротивление нагрузочного резистора R5. Падение напряжения на нем всегда равно суммарному напряжению открывания транзисторов составного эмиттерного повторителя (около 1 В), а изменения его сопротивления приводят только к изменению тока через транзистор VT1. То же относится и к резистору R6.
Еще интереснее работа усилителя в режиме усиления переменного тока. Напряжение звуковой частоты с нижнего вывода резистора R5 передается эмиттерным повторителем с очень небольшим ослаблением на верхний вывод - выход усилителя. При этом ток через резистор постоянен и почти не подвержен колебаниям со звуковой частотой. Иными словами, единственный усилительный каскад оказывается нагруженным на генератор тока, т.е. на очень большое сопротивление. Входное сопротивление повторителя тоже очень велико, и в результате коэффициент усиления оказывается очень большим. При негромком разговоре перед микрофоном амплитуда выходного напряжения может достигать нескольких вольт. Цепочка R4С2 не пропускает переменную составляющую сигнала звуковой частоты к цепи питания микрофона и делителя напряжения.
Однокаскадный усилитель совершенно не склонен к самовозбуждению, поэтому и расположение деталей на плате особого значения не имеет, желательно только вход и выход разместить с разных концов платы.
Налаживание сводится к подбору резисторов делителя R2R3 до получения на выходе половины напряжения питания. Полезно еще подобрать и резистор R1, ориентируясь по наилучшему звучанию сигнала, снимаемого с микрофона. Если входное сопротивление радиоаппарата, с которым используется данный усилитель, менее 100 кОм, емкость конденсатора С3 следует соответственно увеличить.

МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКОЙ УРОВНЯ (АРУ)

Схема микрофонного усилителя отличается от аналогичных, опубликованных в литературе, малыми габаритами и глубокой автоматической регулировкой усиления (АРУ). Это позволяет использовать ее в составе радиостанции или кассетного магнитофона. Все устройство выполнено на одной микросхеме, имеющей в своем корпусе четыре универсальных операционных усилителя.
На элементе микросхемы DA1.1 собран неинвертирующий предварительный усилитель сигнала с микрофона. Это необходимо для эффективной работы автоматической регулировки усиления и снижения уровня шумов. Регулировка коэффициента передачи сигнала между каскадами осуществляется за счет изменения внутреннего сопротивления открытого транзистора VT1, включенного в делитель напряжения, образованный совместно с резистором R5. В исходном состоянии (при низком уровне входного сигнала) VT1 заперт и на прохождение сигнала влияния не оказывает.

Второй каскад усилителя собран на элементе DA1.2. Полоса усиливаемых частот от 50 Гц до 50 кГц. Номинальное выходное напряжение 200 мВ. Элемент DA1.3 является повторителем сигнала, что улучшает согласование схемы с нагрузкой.
Для работы системы АРУ используется усилитель на DA1.3 и детектор уровня сигнала на транзисторах VT2, VT3. Время восстановления схемы (инерционность) задается конденсатором С12. При изменении входного напряжения на 50 дБ - выходное меняется не более чем в 2 раза. В схеме применены полярные конденсаторы типа К50-16, остальные К10-17; резисторы МЛТ.
При правильной сборке схема будет работать сразу, но элементы, отмеченные звездочкой "*", могут потребовать подбора. Так, изменением величины резистора R10 необходимо добиться в точке делителя, указанной на схеме, напряжения 1,15 В. Это напряжение подается на входы усилителей и обеспечивает начальное смещение для работы микросхем на линейном участке характеристики. В этом случае, при перегрузке, ограничение сигнала будет симметричным. От номиналов резисторов R3 и R7 зависит коэффициент усиления каскадов.

Все сказанное в этой статье отражает только точку зрения автора на поставленные решения, и является результатом моих испытаний некоторые из которых я основывал на догадках, т.е. у меня не было возможности испытать усилитель на других платах кроме как на CREATIVE SB AUDIGY, по этому я не могу утверждать, что данная схема будет удовлетворительно работать на других микрофонах и звуковых платах, и возможно придется искать другие методы по уменьшению возможных помех.

Принципиальная схема двухканального микрофонного усилителя на К548УН1

Примечания:
Два сопротивления по 47 КОм служат для установки напряжения питания для электретного (конденсаторного) микрофона и подбираются в соответствии с маркой подключаемого микрофона. Сопротивление резисторов может составлять не меньше 5 КОм. Рекомендую обязательно поставить в схему данные сопротивления т.к. отсутствие их, нарушит балансировку схемы и может вызвать искажение звука.
Конденсаторы по 10 nF служат для подавления помех улавливаемых от внешних источников, и возможно могут не устанавливаться при отсутствии данных помех.
Сопротивления по 270 Ом служат для установки коэффициента усиления, который составляет 25. Для повышения коэффициента усиления до 75 необходимо установить сопротивления по 68 Ом. Не рекомендую устанавливать высокий коэффициента усиления т.к. это может ухудшить качество звука, хотя это зависит и от микрофона и входа звуковой карты.
Конденсатор 4700 mF служит для подавления низкочастотных помех по питанию, а конденсатор 0,1 mF для подавления высокочастотных.
Неправильное подключение источника питания может привести к выходу из строя микросхемы.
Желательно использовать элементы импортного производства.
Рекомендации по сборке и установки схемы в системный блок компьютера.
Схема была собрана на плате взятой от сломанного радио, куда я припаял микросхему на место где стояла микросхема с большим количеством ножек чем К548УН1. Для монтажа элементов частично были использованы имеющиеся дорожки на плате, но сначала я отпилил часть платы для уменьшения габаритов рассчитав, примерно, необходимое место под элементы.
Схема помещена в металлический корпус, взятый из испорченного отечественного магнитофона в блоке радио, который идеально подошел под мою плату. Купленный ранее кабель для соединения звуковой платы с сидиромом одним концом я припаял к выходу усилителя, другой подсоединил к зв. плате на аудио вход под CD ROM. От испорченного вентилятора охлаждения процессора был отрезан провод со штекером для подключения питания к плате. На вход платы экранированным проводом я припаял гнездо с гайкой который закрепил на передней панели системного блока. Гнездо было выбрано стерео т.к. при таком варианте можно использовать одновременно 2 микрофона. При использовании одного микрофона используется провод микрофона со стерео штекером, у которого оба канала соединены перемычкой. Устройство закрепил в пустом отсеке, под сидиромом. Желательно использовать минимальную длину экранированного провода, особенно на входе устройства, чтоб уменьшить влияние помех.
Рекомендую подключить выходы схемы на линейный или CD вход звуковой платы т.к. например на плате CREATIVE SB AUDIGY существующий дополнительный вход TAD не защищен от помех.
Микрофон желательно подключать (включать) при выключенном входе зв. платы, для избежания больших всплесков.
При максимальной установке громкости входа зв. платы, куда подключен микрофонный усилитель (на вход СD), в микшере компьютера, возможно появление помехи, по этому рекомендую установить необходимый коэффициент усиления достаточный для того, чтоб громкость в микшере не повышать до максимального уровня. Хотя это возможно связанно с особенностью моей звуковой платы или микрофона.
Заключение:
Изготовленное устройство двухканального микрофонного предварительного усилителя успешно использовалось на протяжении длительного времени, и отличается низким уровнем шумов, надежностью, компактностью, не требует дополнительного источника питания при использовании совместно с компьютером, низкой стоимостью.
Все сказанное в этой статье отражает только мою точку зрения на поставленные решения, и является результатом моих испытаний некоторые из которых я основывал на догадках, т.е. у меня не было возможности испытать усилитель на других платах кроме как на CREATIVE SB AUDIGY, по этому я не могу утверждать, что данная схема будет удовлетворительно работать на других микрофонах и звуковых платах, и возможно придется искать другие методы по уменьшению возможных помех.

Если у микрофона звук очень слабый и присутствует его искажение, то эту проблему можно устранить с помощью предусилителя. Это такое устройство, которое способно усилить слабый сигнал до необходимого уровня громкости. И звуковая волна попадает сразу уже усиленный в компьютер и без посторонних звуков. Усилитель необязательно покупать в магазине, а можно сделать своими руками.

Как сделать усилитель для микрофона своими руками

Чтобы сделать микрофонный предусилитель, который будет брать энергию не от батареек или же не тянуть длинные провода от другого источника питания, а чтобы его подзарядка происходила, непосредственно, от звуковой карты нужно сделать схему с фантомным источником подпитки. То есть такую схему, где передача сигнала информации и питание устройства происходят совместно по общему проводу.

Такой вариант является самым оптимальным, потому что обычная батарейка часто садится, использование аккумулятора тоже требует его подзарядки время от времени. Использование блока питания тоже не совсем удобно, потому что здесь есть провода, которые могут мешать при необходимости передвижения и сторонние помехи. Эти факторы приводят к неудобству использования устройства.

Важно! Работа микрофона основана на свойстве некоторых материалов, имеющих повышенную проницаемость диэлектрическую менять свой заряд по воздействию звуковой волны. И для усиления сигнала микрофона нужно установить сопротивление в диапазоне от 200 до 600 Ом, а емкость конденсатора должна быть до 10 мкф.

Для этой цели необходимо иметь:

• резисторы;
• конденсаторы;
• транзистор;
• штекер и гнезда для подключения прибора;
• провода;
• корпус;
• микрофон;
• дополнительные инструменты – кусачки, паяльник, ножницы, пинцет, клеевой пистолет.

Схема усилителя

Есть очень много способов собрать усилитель, но эта схема отличается свое простотой и она основывается на классическом транзисторном каскаде, где устанавливается общий эмитер. Также для ее сборки не требуется приобретать дорогостоящие детали. На ее изготовление потребуется лишь один час свободного времени. Схема в работе потребляет – 9 мА тока, а в состоянии покоя – 3 мА.

Она имеет два конденсатора и два резистора, один штекер, транзистор и электретный микрофон. Плата усилителя получается очень маленьких размеров, которую можно прикрепить к штекеру, если она имеет чуть большие размеры, то тогда нужно взять какую-либо пластмассовую деталь для изготовления корпуса.

Принцип ее работы таков, что через резисторы R1 и R2 идет питание элементов, для того чтобы предотвратить обратную связь в частотах подаваемого сигнала применяется конденсатор С1, резистор же нужен для устранения посторонних щелчков при подключении в работу микрофона. Сигнал исходит от резистора и идет для его усиления на транзистор. Благодаря этой схемы сигнал динамического микрофона может увеличиться в два раза.

Усилитель для микрофона: пошагово

Берем резистор, он будет выполнять функцию смещения напряжения. Берем транзистор модели KT 315 можем заменить KT 3102 или ВС847. Для изготовления схемы можем взять самодельную макетную плату. Ее перед использованием тщательно промываем каким-либо растворителем. К ней нужно припаять разъемы через которые идет осуществляться питание, также этим способом присоединяем разъемы входа и выхода микрофона. Берем разъемы и припаиваем к нашей плате. Их можно взять из старого ДВД проигрывателя, магнитофона. Выключатель можно взять из старой игрушечной машинки. Припаиваем все детали к плате.

Для изготовления корпуса для усилителя микрофона берем коробку из пластмассы. В ней проделываем отверстия для разъемов и для выключателя. Плату приклеиваем к коробке и накрываем верхней частью пластмассовой коробки.

При правильной сборке схему не нужно дополнительно настраивать и микрофон можно сразу подключать в работу. Этот усилитель для микрофона значительно улучшает качество звука и в нем нет посторонних шумов. Схема также хорошо работает вместе с электретным микрофоном.

Важно! Прежде чем подключить микрофон к устройству, то следует проверить его контакты, а также чтобы питание на входе микрофона было не менее 5 вольт.

Если нет такого напряжения, то берем другой штекер и присоединяем его к разъему и меряем вольтметром напряжение, которое имеется между большим отводом и другими двумя отводами, которые более короткие. При измерении напряжения нужно быть осторожным, чтобы не произошло замыкания выводов штекера между собой.

Для проверки берем динамический микрофон, подключаем, соединяем посредством провода выход усилителя и компьютер или колонки, или к то устройству, которое вам нужно и включаем питание. Если при сборке использовали светодиод, то его свечение говорит о том, что усилитель исправен. Но сам электрод не обязателен в схеме.

При подключении обычного динамического микрофона к усилителю или звукозаписывающему устройству с помощью достаточно длинного экранированного провода, часто наблюдается заметный низкочастотный фон (частотой 50 или 100 Гц).

Сильные электромагнитные поля, создаваемые мощными устройствами и электропроводкой, могут наводить хорошо слышимые помехи, даже в том случае, если микрофон подключен к устройству с помощью дорогого кабеля с хорошей экранирующей оплеткой.

Чтобы снизить чувствительность к помехам, обычно первые каскады усиления располагают в самом микрофоне, а питание на них подают по соединительному кабелю от звуковоспроизводящего устройства. При всех своих достоинствах, этот способ имеет тот недостаток, что такой микрофон будет работать не с каждым аудиоустройством, поскольку далеко не у всех них на гнездо для подключения микрофона подается требуемое микрофону напряжение питания.

Чтобы микрофон со встроенным предварительным усилителем мог работать при подключении к любому устройству, желательно и источник питания разместить в самом микрофоне, а чтобы предотвратить напрасный расход энергии, предусмотреть его автоматический выключатель.

Усилитель для электретного микрофона

Усилитель микрофона схема приведена на рис.1 простого усилителя для динамического микрофона. Кроме усилителя звука, в состав устройства входит сенсорный выключатель питания. Микрофонный усилитель своими руками построен на широко распространенном микромощном операционном усилителе с программно-управляемым током смещения КР140УД1208. Эта микросхема работоспособна в диапазоне питающих напряжений 1,5-18 В, имеет высокое входное сопротивление и малый ток потребления.

Коэффициент усиления определяется отношением R4/R5 и в данном случае составляет около 20. Ток покоя зависит от сопротивления R3 (в схеме - около 160 мкА). Сенсорный выключатель питания выполнен на полевом р-канальном транзисторе VT1. Когда микрофон берется в руку, сенсорные токопроводящие контакты Е1 и Е2 замыкаются через относительно низкое сопротивление кожи, напряжение затвор-исток VT1 превышает 1,5 В, VT1 открывается, и на операционный усилитель DA1 поступает напряжение питания.

Биполярный транзистор VT2 включен как микромощный защитный стабилитрон, предотвращающий повреждение полевого транзистора статическим электричеством и токами утечки от усилителя, подключенного к сети питания. Сенсорное реле на VT1, VT2 несложно превратить в реле времени, для чего нужно увеличить емкость конденсатора С5 до нескольких микрофарад, сопротивление R7 уменьшить до 1 кОм, а вместо сенсоров Е1, Е2 установить миниатюрную кнопку.

Данное устройство вполне подходит и для работы с электретным микрофоном. Капсюль электретного микрофона включается в цепь по одной из типовых схем, а подбором сопротивления R4 устанавливается требуемый коэффициент усиления. Вместо микросхемы микромощного ОУ усилитель можно собрать на двух транзисторах.

Схема усилителя для динамического микрофона

Схема такого усилителя приведена на рис.2. На полевом транзисторе VT1 выполнен усилитель, а эмиттерный повторитель на VT2 уменьшает выходное сопротивление этого усилительного каскада. Детали. Эта конструкция создавалась для динамического микрофона МД-201, которым ранее комплектовались почти все выпускаемые в СССР бытовые магнитофоны.

В качестве источника питания в устройстве можно применять аккумуляторы для солнечных батарей или никель-кадмиевые аккумуляторы Д-0,03 размещеные внутри корпуса микрофона. Слева и справа на пластмассовом корпусе расположены сенсоры, сделанные, например, из хромированных велосипедных спиц.

Резисторы желательны малогабаритные (мощностью 0,05 Вт). Оксидные конденсаторы также желательно применить миниатюрные, например, из неисправных сотовых телефонов или телефонных трубок радиоудлинителей. Микросхему КР140УД1208 можно заменить на К140УД12, которая выполнена в другом корпусе, но имеет ту же цоколевку.

Импортные аналоги - MA776C, MC1776G. Также можно применить и микросхему КР1407УД2, но в этом случае правый по схеме вывод резистора R3 соединяется с выводом 7 DA1. Подбором этого резистора устанавливается ток покоя выходного каскада микросхемы. Чем этот ток меньше, тем более экономичным получается устройство, но качество усиленного звукового сигнала хуже. Поэтому приходится выбирать компромиссное решение.

Полевой транзистор КП501В можно заменить любым из серий КП501, КП504, КП505 или ZVN2120. Желательно подобрать экземпляр с возможно меньшим пороговым открывающим напряжением затвор-исток. Вместо КТ315Б может работать любой из КТ315, КТ312, КТ342, SS9014. Транзистор 2П103Б можно заменить на 2П103А, КП103Е, КП103ЕР, КП103Ж, КП103ЖР Вместо КТ3107Д можно установить любой из серий КТ3107, КТ361, SS9015.

При монтаже транзисторов КП501 или аналогичных следует учитывать, что они чувствительны к повреждению статическим электричеством, и на время сборки конструкции выводы этого транзистора должны быть замкнуты проволочной перемычкой. Если чувствительности сенсорного реле окажется недостаточно, то сопротивление R9 следует увеличить с 10 до 20…30 МОм.

Помехи электретного микрофона

Электретные микрофоны МКЭ-3-1, МКЭ-31 и их зарубежные аналоги (CZN-15E) широко применяются в телефонных аппаратах и других электронных системах. Почти все микрофонные усилители телефонных аппаратов построены по однотипной схеме с использованием таких микрофонов.

Принцип работы электретных микрофонов (иногда их называли конденсаторными) основан на изменении емкости при воздействии звуковых волн Электретные микрофоны (ЭМ) обладают высокой чувствительностью и малыми габаритами, что позволяет применять их в устройствах подслушивания, диктофонах и слуховых аппаратах.

Однако высокая чувствительность ЭМ, как ни странно, может оказаться и недостатком. В телефонных аппаратах (ТА) с АОНом иногда наблюдается такой эффект: при разговоре по телефону в трубке слышны какие-то помехи, но достаточно прикоснуться рукой к проводу от трубки к аппарату, как помехи исчезают.

Есть два простых способа избавиться от таких помех:

• подключить параллельно ЭМ (непосредственно у его выводов) резистор сопротивлением 1 МОм и тем самым понизить чувствительность микрофонного усилителя,
• поменять местами полярность подключения выводов ЭМ так, чтобы вывод корпуса ЭМ соединялся с общим проводом схемы.

После этого никакие помехи и сетевые наводки беспокоить не будут.

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.

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 -

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.

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 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. можно заменить на отечественный . 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 .

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 .

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 . 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 , например, МКЭ-3. Напряжение питания на микрофон идет через сопротивление R1. Аудио сигнал с выхода микрофона поступает на базу VT1 через конденсатор С1. , 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.

(140,5 Kb, скачано: 2 298)

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.