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

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “ “

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

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

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

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

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

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

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

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

Особенность этого усилителя – коррекция частотной характеристики во втором каскаде, которая достигается включение параллельно резистору R7 цепочки С4 и R5. На низких частотах сопротивление конденсатора С4 велико, и резистор R5 практически не влияет на усиление каскада. На высоких же частотах за счет малого сопротивления того же конденсатора параллельно R7 подключается R5. Сопротивление в цепи эмиттера уменьшается, что приводит к увеличению коэффициента усиления каскада.
Печатная плата и монтажная схема усилителя на трех транзисторах:

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

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

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

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

The End Millenium это усилитель мощности высокого класса в диапазоне мощностей от 99 до 300 ватт (на нагрузке 8 Ом). Применение высококачественных усилителей класса А/В достигается рядом схемотехнических решений. В первую очередь обращает на себя внимание отсутствие каких-либо цепей обратной связи, т.к. если она и корректирует ошибку сигнала, поступившего на вход, после неё это уже необратимо. Простое схемотехническое решение совместно с высоким качеством компонентов обеспечивает короткий путь прохождения сигнала с входа на выход. Использование высокотехнологичных компонентов можно отметить применением полипропиленовых конденсаторов, многоэмиттерных биполярных транзисторов и миниатюрных резисторов на стеклянной подложке.

Высшие частоты диапазона с лёгкостью воспроизводятся ультрабыстрым усилителем (линейность до > 500 000Гц), а использование четырёхступенчатого туннеля на выходе даёт фирменную быструю передачу низких частот. Общая сцена получается хорошо детализированной и прозрачной.

Принципиальная схема построения усилителя The End Millennium:

На принципиальной схеме видно насколько просто реализована идея усилителя. Отсутствие цепей обратной связи (100% без ОС) , отсутствие конденсаторов и других вносящих в сигнал искажения компонентов в цепях прохождения сигнала. Частотная характеристика линейна от постоянного тока до максимально высокочастотного сигнала - 500 000 Гц. Это, возможно, самый быстрый усилитель, который Вы только слышали! Любая часть музыкального сопровождения от глубочайшего баса до мельчайших переходов передаётся усилителем с лёгкостью.

Плата усилителя также содержит дополнительные функции, такие как защита от постоянного напряжения и защита от короткого замыкания на выходе. Защита отслеживает появление любой перегрузки на выходе и отключает усилитель на несколько секунд. Никаких ограничений по току или сигналу не используется. При обнаружении ошибки устройство автоматически выключается и ожидает нормализации ситуации. Затем оно включится и продолжит воспроизведение. Эта система настолько эффективна, что допускает короткое замыкание на выходе на протяжении нескольких дней!

Благодаря новой топологии усилителя, которая, по сути, в некоторых аспектах рушит общепринятые принципы, стало возможным построить усилитель с хорошо контролируемой звуковой картиной, подвижной сценой с высокой степенью детализации по очень доступной цене. Низкая стоимость достигается в основном тем, что Вы производите сборку сами.

Четырёхступенчатый туннельный выходной каскад позволяет точно передать усиленный от источника сигнал на мембрану звуковой головки. Не только начать движение мембраны, но и остановить его за микросекунду.

100% без ОС = 100% музыкальность

Мягкий, почти камерный звук, в основном, заслуга схемотехники усилителя, не содержащего обычной в таких случаях цепи обратной связи. Такой принцип построения обычно называют 100% без обратной связи и также используют в конструкциях других брендов усилителей высокого класса (как правило очень дорогостоящих).

В обычных усилителях (с цепью обратной связи) типичный подход - применение схем с большими коэффициентами усиления (Кус до 100 000) и большой же степенью искажения сигнала чтобы достичь необходимого усиления по напряжению. Путём сравнения формы выходного сигнала по отношению к входному, возможно корректировать ошибку в передаче и таким образом уменьшить измеренное гармоническое искажение. Однако, такая ошибка не может быть исправлена до того как обнаружена и уже воспроизведена звуковой головкой, которая тоже подключена к искажённому сигналу. Это можно сравнить с попыткой погасить волны в бассейне путём создания таких же волн в противофазе. Не практично, к тому же волны имеют слишком малую частоту, сравнимую с временем, необходимым для достижения корректирующих волн другой стороны бассейна.

Другая проблема возникает, когда Вы пытаетесь линеализировать сигнал, который был усилен нелинейным (искажающим сигнал) элементом. Возникает неизбежная модуляция, ранее называемая интермодуляционными искажениями сигнала. Это досадное недоразумение можно охарактеризовать, как-будто поют одновременно два вокалиста, а Вы слышите третий не гармоничный, раздражающий тон. В лучшем случае от этого можно избавиться за счёт потери частотного диапазона, но это всё же потеря. Другой способ услышать интермодуляционные искажения в обычном усилителе, при увеличении или уменьшении громкости сигнала.

Миллениум же воспроизводит сигнал независимо от уровня громкости и динамического диапазона. Он использует совершенно другой принцип исправления искажений. В схемах без ОС невозможно избавиться от искажений, если они уже возникли, поэтому предпринимаются все меры для предотвращения их возникновения. Ультра линейные полупроводники, высокостабильные резисторы, отсутствие конденсаторов и закольцованные дорожки печатной платы для всех цепей аудио сигнала. Все компоненты, используемые в конструкции, высочайшего класса признанных лидеров рынка производителей, которые можно также обнаружить только в высококачественных усилителях запредельного ценового диапазона.

В результате - не перегруженная сложностью схема и чистый звук без модуляций, но с хорошей детализацией и музыкальной динамикой.

Z-транзистор английского производства - это биполярный вертикальный транзистор, созданный по технологии, обычно применяемой к производству MOSFET-транзисторов. Однако, он имеет значительно меньшее сопротивление перехода (Re или Rs) чем FET или MOSFET и благодаря этому вносит меньшие искажения в сигнал.

Незначительная ёмкость перехода (6 пФ) и очень маленький коэффициент шума - также является преимуществом.

Высоковольтные цепи Миллениума

Изначально Миллениум был задуман как усилитель мощностью 120 Ватт на нагрузке 8 Ом или 240 Ватт на нагрузке 4 Ома при трансформаторном питании 33-0-33 Вольта. Но добавлением дополнительных модулей выходного каскада Вы можете использовать его при более высоких мощностях или более низких сопротивлениях нагрузки (вплоть до 1 Ома). При питании усилителя 40-0-40: один дополнительный модуль обеспечивает 180 Ватт на 8 Ом нагрузки, два модуля 350 Ватт на 4 Ома. При питании 50-0-50 Вольт: три модуля - 250 Ватт на 8 Ом, 500 Ватт на 4 Ома.

Детали дополнительного модуля размещаются на отдельной плате, которая также содержит эмиттерные резисторы и соответствующие блокировочные конденсаторы для обеспечения стабильности каскада.

Увеличение выходной мощности также возможно за счёт уменьшения сопротивления нагрузки при питании 33-0-33 Вольт, более 800 Ватт при нагрузке 1 Ом.

Во избежание потери качества, не рекомендуется применять дополнительные модули на выходе устройств, которые будут предназначены для воспроизведения ВЧ и СЧ диапазона. Параллельный модуль будет неизбежно иметь отличия в характеристиках транзисторов, что приведёт к появлению высших гармоник в сигнале, проявляющихся как агрессивный звук на высоких громкостях сигнала. Решением может быть использование раздельных выходов для НЧ и СЧ/ВЧ каналов. Несмотря на то, что это потребует применения АС с раздельными каналами, большинство современных громкоговорителей имеют эту опцию. В этом случае один выходной канал будет нагружен на СЧ/ВЧ звено, а ряд дополнительных модулей - на более мощный басовый выход, где высшие гармоники будут срезаны входным фильтром АС.

Отдельные выходные разъёмы это стандартное решение для наших наборов 180 Ватт и более.(За исключением версий с балансным входом, где параллельные выходные каскады не используются в любом случае)

Плата дополнительного выходного модуля с эмиттерными резисторами и блокирующими конденсаторами - до трёх плат одновременно. Соединяются с основной платой проводами питания и входных/выходных сигналов.

«The End» - самая удачная аудио конструкция в Скандинавии!

Любой скандинавский радиолюбитель знает предшествующую конструкцию версии 3.1. Более 3600 этих наборов для самостоятельной сборки было продано за период с 1995 по 1999 год, пока не наступил Миллениум. Почти все они в настоящее время работают в сотнях различных аудиосистемах, подтверждая необычайно высокое качество воспроизведения.

В версии "Миллениум" он улучшен во всех аспектах:

Четырёхкаскадная выходная тоннельная накачка басов

Резисторы на стеклянной подложке для лучшей линейности и однородности

Усиление сигнала специально разработанными Z-транзисторами с очень низким Re и выходной ёмкостью (Сс=6 пФ).

Низкое искажение сигнала благодаря ультра линейной топологии ядра.

Детализация высоких частот за счёт применения блокировочных конденсаторов 4,7 мФ с полипропиленовым сепаратором на шинах питания.

Все дорожки печатной платы, относящиеся к аудиосигналу, имеют скруглённые переходы. Это препятствует возникновению стоячих волн и способствует более точному и правильному воспроизведению.

Кроме того, несколько дополнительных функций было добавлено на компактную, изготовленную из высококачественного Fr4 стеклотекстолита плату. Отключаемая функция защиты среагирует на появление постоянного напряжения на выходе 5 мВ, а эффективная защита от короткого замыкания сохранит Ваш усилитель даже при экстремальных перегрузках.

Система смещения при условии соблюдения температурных режимов для напряжений питания +/- 100 Вольт обеспечивает длительную работу при любом применении. Миллениум также стабилен при заниженном питании до +/- 10 Вольт.

Соображения по питанию

Питание усилителя очень критично для качества воспроизведения!

Если Вы задумали построить совершенный источник питания для усилителя, наиболее привлекательным будет использовать батарею (Шведских) конденсаторов RIFA от 100 000 мкФ каждый. Добавьте к ним блокировочные индуктивности, чтобы уменьшить зарядные токи, и Вы получите лучший источник питания для аудио системы.

Однако цена и размер установки при таком подходе делают её менее привлекательной. Это слишком дорого и займёт примерно столько же места, сколько занимает небольшой холодильник. Поэтому мы разработали "Супер-Пупер" Блок Питания более рационального построения, чем громоздкое, но простое решение от RIFA.

120 000 мкФ американских низкоимпедансных конденсаторов от ChemiCon распределены для отдельного питания мощных и чувствительных сигнальных каскадов, таким образом, любые провалы питания, вызванные перегрузкой мощных каскадов, не отразятся на входных и драйверных цепях.

Кроме того, набор поликарбонатных конденсаторов способствует уменьшению высокочастотных шумов от выпрямителя.

Эти два 4,7 мФ конденсатора отмечены на плате, но теперь устанавливаются на плате усилителя, а не БП.

Выход AUX, используется для питания усилителя напряжения и драйверов.

Запас емкостей в 120 000 мкФ обеспечивает полную стабильность и достаточную мощность для питания даже при критических нагрузках. Марка ChemiCon ранее была известна как Sprague.

Полная схема усилителя The End Millenium

Масштаб не 1:1

Размер платы: 107х54мм

Фото платы усилителя

"Hatsink placed here" - Место установки радиатора

"BIAS Testpoint" - Контрольная точка установки смещения

Инструкция по сборке

Сборка Миллениума не отличается сложностью и занимает не много времени.

Начните с того, что высыпите все детали из пакета на стол.

Нагрейте паяльник.

Начните с установки низкопрофильных компонентов, таких как резисторы и триммеры. Проверяйте нумерацию элементов на схеме с написанной на самой плате и сравнивайте с цветовым кодом, напечатанным в таблице на предыдущей странице. Если Вы уверены, что всё установлено правильно, приступайте к пайке. После этого установите конденсаторы, сначала маленькие, затем по больше. Запаяйте.

Два электролита на 470 мФ устанавливаются с обратной стороны, не перепутайте полярность, полоса, обозначающая минус, на обоих обращена к ближнему краю платы.

Установите их на плату, перед тем как обрезать выводы и припаяйте.

Теперь установите Т9 и драйверы, (внимательнее, они устанавливаются каждый со своей стороны) так высоко, как позволяет длина выводов. Они должны стоять под правильным углом по отношению к плате.

После этого прикрутите драйверы на радиатор, используя короткие 3мм винты и маленькие прокладки. Не допускается наличие на них смазки и они должны плотно прилегать к прокладке без воздушного зазора. На картинке видно, что 4м7 конденсаторы также уже установлены, но будет немного проще, если с этим подождать.

Положите термопрокладку на место крепления выходного транзистора и установите картонные шайбы под винты его крепления. Не допускается применение смазки!

Закрепите каждый Sanken на ПРАВИЛЬНОЕ место на плате, металлической подложкой к прокладке. Следите, чтобы под прокладкой не было посторонних включений (стружка, грязь). Используйте прокладку и винты большего размера. Закрутите винты насколько возможно крепче, но так чтобы их не сорвать.

Затем припаяйте их к плате и подрежьте выводы.

Теперь установите конденсаторы 4,7 мФ с обратной стороны платы. Подпаяйте входные и выходные проводники как показано на рисунках.

ВНИМАНИЕ!

Если Вы используете "Супер-Пупер" БП с раздельными трансформаторами для входных каскадов и драйвера (рекомендуется), не забудьте разрезать проводники на печатной плате между + и Aux+, а также - и Aux-

Подключение входных разъемов (небалансный и балансный соответственно)

Соединение дополнительных модулей с основной платой

Настройка

Подключите мультиметр (mV) между двумя контрольными точками на плате, см. стр.10.

Подайте напряжение питания на усилитель, НЕ подключайте пока нагрузку.

Выставьте подстроечным резистором регулировки смещения (501) напряжение 10 mV если Вы будете использовать усилитель с нагрузкой 8 Ом или 20mV при 4 Омах.

Подключите мультиметр к выходным клеммам усилителя. Выставьте подстроечным резистором регулировки постоянной составляющей (103) возможно близко к нулю. Отклонения +/- 50 mV находятся в пределах допуска при использовании любых АС.

Проверьте ещё раз напряжение смещения, возможно, его придётся подкорректировать. Уход параметра +/- 20% от значения находится в пределах допуска.

Повторите процедуры для другого канала. Если напряжения отличаются от указанных, пожалуйста, свяжитесь с LC Audio, прежде чем продолжить.

Подключите Ваши громкоговорители к усилителю и начните воспроизведение! Надо понимать, что для входа в рабочий режим требуется 1-2 недели обкатки усилителя.

Использование защиты от постоянного напряжения на выходе

В Миллениуме имеется встроенная защита от постоянного напряжения на выходе, которую вы можете использовать на своё усмотрение. Вы можете отключить её или вообще исключить из схемы, если желаете. Некоторые рекомендации по этому поводу:

Некоторые эксперты склоняются к тому, что схема защиты влияет на передачу низких частот. И в некоторых случаях они правы. Бас становится более мягким и размытым. Это происходит, потому что защита в некоторых усилителях работает на частотах среза входного фильтра гораздо более высоких, чем это необходимо, скажем 10-20Гц.

Защита Миллениума, благодаря нашим усилиям, не оказывает влияния на басовую секцию, т.к. частота среза фильтра ниже 0,5 Гц и установлен фильтр второго порядка вместо обычного для таких случаев первого. Это означает что характеристика среза фильтра более крутая, и влияние на аудио сигнал практически отсутствует (на 20 Гц влияние фильтра близко к нулю)

Конденсаторы фильтров С12 и С14 изготовлены в пластиковых корпусах и с не магнитными выводами, так что если весь частотный диапазон сигнала пройдёт через них, они выдержат любой, самый притязательный аудио тест. Однако, через них не проходит сигнал выше 0,5 Гц.

Необходимо использовать систему защиты если вы используете электростатические акустические системы, поскольку их сопротивление постоянному току близко к нулю.

Вы можете НЕ использовать систему защиты, если Вы используете обычные динамические системы, поскольку некоторые из них допускают постоянное напряжение на входе до 200mV без ущерба для себя.

*Название темы на форуме должно соответствовать виду: Заголовок статьи [обсуждение статьи]

Я уже давно борюсь со своей звуковой картой, а именно с ее "микрофонным" входом. Моими прошлыми попытками сделать нормальный усилитель для микрофона были . Мне там не понравилось большое количество шумов и зависимость от напряжения питания, и с фантомным питанием. У него есть свои плюсы, но он также шумел... Долго искал причину шума и все-таки нашел ее. Вся проблема была в том, что у меня ползунок "громкость микрофона" - стоял на максимуме. Понизив его уровень я избавился от одной проблемы и получил другую: усиления предыдущих УНЧ не было достаточным. Поэтому решил сделать усилитель для микрофона с достаточным усилением, низковольтным питанием и малым потреблением тока. В ходе расчетов получилась хорошая схема, с легкодоступными деталями - в основе её ОУ LM358. И теперь я делюсь ею с вами:

Моно-версия активного микрофонного усилителя

Стерео-версия активного микрофонного усилителя

Кто захочет ее делать, вот маленькое напоминание о распайке штекера аудио:

Теперь кратко опишу ее работу. Питание - литиевая батарейка от 3 до 4.2 В. Ток до 1 мА. Усиление выбирается по формуле:

Ку = -(R2/R1)

На схемах выходит усиление в 100 раз (100к/1к). Минус в формуле из-за того, что усилитель инвертирует сигнал на выходе. Для меня это не критично, да и на звук это сильно не влияет. Кому интересно как я его рассчитывал и подбирал номиналы, запускал в симуляторе, вот видео:

Так как большинство пользователей сайта пользуются - я перенес печатную в формат LAY6. Сразу предупреждаю - печатки надо "зеркалить".

Использовал для изготовления платы ЛУТ. Обо всем этом в подробностях смотрите также на видео:

Кстати, это видеоролик записывал уже с этим усилителем, так что можно оценить качество записи. А выглядит полностью собранный усилитель так.

Микрофонные усилители своими руками.

Усилитель для компьютерного микрофона с фантомным питанием.

Завел я себе на компьютере такую программку как Skype. Но вот одна незадача: микрофон нужно держать около самого рта, что бы собеседник мог тебя хорошо слышать. Я решил, что не хватает чувствительности микрофона. И решил сделать усилитель усилитель.

Поиск в интернете дал десятки схем усилителей. Но всем им требовался отдельный источник питания. Мне же хотелось сделать усилитель без дополнительного источника, с питанием от самой звуковой карты. Что бы не нужно было менять батарейки или тянуть дополнительные провода.
Прежде чем бороться с врагом, нужно знать его в лицо. Поэтому я накопал информации в интернете об устройстве микрофона: https://oldoctober.com/ru/microphone. Статья рассказывает, как сделать компьютерный микрофон своими руками. Заодно я позаимствовал и саму идею: незачем ломать готовое устройство для своих экспериментов, если можно сделать самому. Краткий пересказ статьи сводится к тому, что компьютерный микрофон - это электретный капсюль. Электретный капсюль - это, с электрической точки зрения, полевой транзистор с открытым истоком. Этот транзистор запитывается от звуковой карты через резистор, который одновременно является и преобразователем сигнального тока в напряжение. Два уточнения к статье. Во-первых, нет в капсюле резистора в стоковой цепи, сам видел, когда разобрал. Во-вторых, соединение резистора и конденсатора выполняется в кабеле, а не в звуковой карте. То есть один вывод служит для питания микрофона, а второй - для приема сигнала. То есть получается примерно вот такая схема

Здесь левая часть рисунка - это электретный капсюль (микрофон), правая - звуковая карта компьютера.
Во многих источниках пишут, что питание микрофона осуществляется от напряжения 5В. Это неверно. В моей звуковой карте это напряжение было 2,65В. При замыкании вывода питания микрофона на землю ток составил около 1,5мА. То есть резистор имеет сопротивление около 1,7кОм. Вот от такого источника и требовалось питать усилитель.
В результате экспериментов с microcap родилась вот такая схема.

Через резисторы R1, R2 осуществляется питание капсюля. Для предотвращения отрицательной обратной связи на частотах сигнала используется конденсатор C1. На капсюль подается напряжение питания равное падению напряжения на p-n переходе. Сигнал с капсюля выделяется на резисторе R1 и подается на базу транзистора VT1 для усиления. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером с нагрузкой на резисторы R2 и резистор в звуковой карте. Отрицательная обратная связь по постоянному току через R1, R2 обеспечивает относительное постоянство тока через транзистор.

Вся конструкция была собрана навесным монтажом прямо на микрофонном капсюле. По сравнению с микрофоном без усилителя сигнал увеличился примерно раз в 10 (22дБ).

Вся конструкция была обмотана сначала бумагой для изоляции, а потом фольгой для экранирования. Фольга имеет контакт с корпусом капсюля.

Микрофонный усилитель с однопроводным питанием.

Микрофон, с размещенным в корпусе предусилителем, требуют для подключения к устройству 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 VT1 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 VT2, входящего в составной эмиттерный повторитель, собранный на транзисторах VT2 и VT3. 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.

Около входного разъема устройства, к которому подключается микрофон, смонтированы еще две детали: нагрузочный резистор R6, через который подается питание, и разделительный конденсатор СЗ, 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 транзистор 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 VT2 и VT3) 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 R4C2 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 СЗ следует соответственно увеличить.

Подключение динамического микрофона в микрофонный вход звуковой карты компьютера.

Микрофонный вход звуковой карты предназначен для подключения электретного микрофона. Назначение контактов разъёма микрофонного входа показано на Рис. 1. Звуковой сигнал поступает на вход звуковой карты через контакт TIP. Питание электретного микрофона подаётся через резистор R на контакт RING. Контакты TIP и RING соединяются вместе в микрофонном кабеле.

Рис. 1

Практически все мультимедийные микрофоны стоимостью 2-4$ годятся только для распознавания речи, телефонии и т. п. Хотя данные микрофоны, как правило обладают высокой чувствительностью, они имеют высокий уровень нелинейных искажений, недостаточную перегрузочную способность, а так же - круговую диаграмму направленности (то есть одинаково хорошо воспринимают сигналы с любой стороны). Поэтому для записи вокала в домашних условиях необходимо использовать остронаправленный динамический микрофон, позволяющий свести к минимуму посторонние шумы от вентилятора системного блока и других источников.

Динамический микрофон можно подключить непосредственно на микрофонный вход звуковой карты. Сигнальный провод микрофонного кабеля нужно припаять к контакту TIP, экран - к контакту GND, контакт RING нужно оставить свободным. Если у микрофона два сигнальных контакта - HOT и COLD, то контакт HOT подать на контакт TIP, а контакт COLD соединить с GND. Поскольку чувствительность динамического микрофона низкая, по сравнению с электретным, достаточный уровень записи получается только при расположении микрофона на расстоянии 3-5 сантиметров от губ исполнителя. Это не всегда допустимо, поскольку микрофоны некоторых типов будут "заплёвываться", несмотря на встроенную ветрозащиту. Такие микрофоны необходимо располагать дальше от исполнителя, а для получения достаточного уровня записи - воспользоваться предусилителем. Схема простейшего предусилителя с питанием от разъёма микрофонного входа показана на Рис. 2.

Рис. 2

Данная схема у меня прилично работает при следующих номиналах: R1,R3 - 100 кОм, R2 - 470 кОм, C1,C2 - 47мкФ, VT1 - кт3102ам (можно заменить на кт368, кт312, кт315).
В основу схемы положен классический транзисторный каскад с общим эмиттером. Нагрузкой каскада служит резистор R звуковой карты (Рис. 1). Коэффициент усиления зависит от параметров транзистора VT1, величины резистора обратной связи R2 и величины резистора R звуковой карты. Конденсатор C1 необходим для развязки по постоянному току. Резистор R1 служит для устранения щелчков при подключении микрофона "на ходу", при желании можно его исключить.

При более детальном рассмотрении оказалось, что на контакте TIP микрофонного входа моего SB LIVE 5.1 присутствует постоянное напряжение около 2 В. Исследовать причину, и характерно ли это только для моего экземпляра звуковой карты или для всех, возможности не было. Но абсолютно точно, что работоспособность схемы практически не изменяется при исключении элементов C2, R3.

Достоинством данной схемы является простота. К недостаткам следует отнести большие нелинейные искажения - около 1%(1 кГц) при 1 мВ на входе. Уменьшить нелинейные искажения до 0,1% можно с помощью дополнительного резистора 100 Ом, включаемого между эмиттером транзистора VT1 и шиной GND, при этом коэффициент усиления уменьшается с 40 дБ до 30 дБ. Изменения показаны на Рис. 3.

Рис. 3

Более высокие параметры можно получить, используя внешний микрофонный усилитель с автономным питанием, подключаемый к линейному входу звуковой карты. Например - собранный по схеме с симметричным входом.

Микрофонный усилитель своими руками.

Наверное, у многих из вас, возникала необходимость записи звука на компьютере, например, при озвучивании роликов или создании клипов.Применение китайского недорогого ширпотреба абсолютно нежелательно, во-первых,из-за довольно низкой чувствительности, во-вторых, качество звукозаписи
получается *грязным*, иногда, становится неузнаваем даже свой собственный голос.
Высокие частоты, имеют значительный и неоправданный завал, ну и долговечность их, оставляет желать лучшего.
Высококачественный же микрофон, - увы, нам с вами не по карману!

Но, выход есть! У многих имеются старые, еще советские динамические микрофоны, например МД-52 либо, ему подобные. Да и при их отсутствии, эти экземпляры можно купить, за *сущие копейки*.Подключать подобные микрофоны, непосредственно к звуковой карте напрямую не пытайтесь, - слишком мало напряжение ЗЧ на выходе. Поэтому, применим простейший микрофонный усилитель, на широко распространенной микросхеме К538УН3, стоимость ее, менее 50руб. Но мы, использовали старую микросхему, выпаянную из древнего кассетного магнитофона. Непосредственно, сама микросхема, включена по типовой,распространенной схеме включения, с максимальным коэффициентом усиления. Питается усилитель, непосредственно от компьютера, напряжение питания - 12 В, хотя работоспособность сохраняется и при - 5В, в этом случае, питание можно взять с разъема USB.

Микрофонный усилитель. Схема.

Электролитические конденсаторы – любые, на напряжение 16В. Величину ёмкости конденсаторов, возможно изменять в небольших пределах. Устройство, можно собрать, используя простой, навесной монтаж.

Никакой настройки, усилитель не требует и не нуждается в экранировании конструкции. Но, использование экранированных кабелей – желательно и не слишком длинных. Испытания образцов, показали относительно низкий уровень собственных шумов, довольно высокую чувствительность и очень даже приличное качество звука, даже на встроенных компьютерных звуковых картах, типаАС97. Динамический диапазон – около 40 ДБ. Для записи звука на компьютер, использовали программу Sound Forge.

Ну и еще несколько схем к статьям в довесок.

Чистого Вам звука!!!

Недавно здесь был обзор на микрофонный усилитель на MAX9814.
Обзор вызвал немало комментариев, значит, интерес к теме есть.
С год назад мне тоже пришлось усиленно «курить» данную тему, ибо мой хороший знакомый, сразу же после того как надумал вести свой канал на Ютубе столкнулся с проблемой записи звука.
Дело в том, что обычные компьютерные микрофоны на электретных капсюлях, что в изобилии представлены в компьютерных магазинах, более-менее сносно работают лишь в Скайпе, но совершенно непригодны для озвучки в программах захвата видео с экрана, которыми обычно пользуются блогеры создающие ролики для Ютуба.
Программы типа Bandicam, FastStone Capture работают с этими микрофонами плохо. Звук пишется очень и очень тихо. Уровня звука в записях не хватает просто катастрофически и никакие программные уловки положения не спасают.
Бился мой товарищ с этой бедой сначала самостоятельно, перепробовал несколько электретных микрофонов из компьютерных магазинов - результат ноль и обратился ко мне - что делать?
Стали вместе изучать эту тему. Порыли интернет - цены на более-менее пригодные для блогеров микрофоны начинаются на Али от 3 тысяч. Есть конечно и подешевле, но микрофоны с рекомендациями стОят около 3 тыс и более. Такие деньги мой знакомый выложить был не готов, ведь на данном этапе задача была просто попробовать записать первый ролик.
Стали искать более демократичные варианты и на Али наткнулись на платку микрофонного усилителя MAX9812.
Платку заказали, но когда она еще подойдет, а результат нужен был здесь и сейчас.
Таким образом дальнейший поиск вывел на статью Николая Сухова на IXBT - Комплементарный Si/Ge SRPP в предусилителе для электретника или мастер-класс по Микрокапу-11 в практике аудиофила.
Ниже схемка и картинка оттуда. В качестве активного элемента Q2 во всех случаях использовался транзистор КТ3102, а в качестве транзистора Q1, вместо ГТ310Б, пробовались и показали хорошие результаты транзисторы КТ3107, ГТ322, МП39Б без каких либо других изменений в схеме.




Спаял я ему, на скорую руку, навесным монтажем, усилок по этой схеме на КТ3102 и КТ3107, который сразу же и заработал от фантомного питания имеющегося на микрофонном входе звуковой карты. Всё это удалось впихнуть в головку уже имевшегося у него дешевого магазинного электретного микрофона. Типа такого


Он был доволен до безумия!))) Еще бы! Столько денег сэкономили!)))

Ну а я, раз мне стало известно о такой проблеме, задумал и себе сделать такой вариант микрофона. Вдруг пригодится?)
Купил обычный электретный капсюль,

также, навесом,


спаял ту же схему от Сухова и засунул всё это дело в кусок латунной трубки.


В качестве стойки использовал подсвечник, валявшийся без дела в кладовке. В итоге получился такой вот гламурненький микрофон. Набалдашник (ветрозащиту) одел для придания законченного образа.

Потом, где то через месяц, приехала с Али платка микрофонного усилителя MAX9812. Ей фантомного питания от компа оказалось уже маловастенько, нужно внешнее. Долго думал над оформлением. Решение пришло при посещении магазина Fix Price. Там продаются замечательные светодиодные светильнички на батарейках, которые имеют батарейный отсек на 3 элемента АА с кнопкой ВКЛ-ВЫКЛ и гибкую стоечку на которую можно закрепить головку с микрофоном.

Монтажная схема соединения платки MAX9812 с внешним питанием напряжением от 3 до 5 Вольт и штекером Джек 3,5


Так как выходной сигнал микрофона с усилителем значительно выше, то есть смысл втыкать его не в микрофонный, а в линейный вход звуковой карты, который имеет лучшие параметры, чем вход микрофонный. У меня линейного входа нет, поэтому я использую микрофонный вход.
Сама платка замечательно вошла в кусочек трубки от медицинского шприца на 5 мл. В резиновом поршне шприца проделал отверстие, в которое с натягом и с герметиком воткнул гибкую стойку светильника и вуаля! изделие готово! Внутрь трубки засунул свернутый в кольцо клочок бумаги, чтобы закрыть провода припаянные к плате. По идее бумажной трубочкой можно закрыть все внутренности. Я закрыл лишь провода потому, что на платке имеется миниатюрный светодиод. Я думал, что он будет красиво светиться, но оказалось, что светит он очень слабо, эффекта нет никакого, поэтому имеет смысл завести в головку более яркий отдельный светодиод, тогда получится совсем красиво, как у микрофонов в залах заседаний у наших уважаемых депутатов. Также можно на кончик одеть какую-нибудь бомбошечку-ветрозащиту. Всё это было в планах, но, как обычно, если сразу не сделать, то уже и не сделать никогда.)

Сладкая парочка - MAX9812 vs Комплементарный Si/Ge SRPP от Н.Сухова.


- Напоследок тестовые записи. Первая из них делалась в декабре 2017 года, когда собиралась и испытывалась схема на дискретных элементах по статье Н.Сухова, приведенной в начале обзора. Запись непрерывная, но состоит из 7-и кусков. В качестве элемента Q2 везде использовался транзистор КТ3102, а на место Q1 последовательно запаивались КТ3107, ГТ322, ГТ328, ГТ346, МП39Б и, последним, снова ставился КТ3107. Никакие другие элементы схемы не менялись, режимы не подстраивались, уровень записи не корректировался. Хорошие результаты показали транзисторы 3107, ГТ322, МП39Б, Лучший результат, по моему субъективному мнению, у транзистора МП39Б. Его, в итоге, я и применил в готовой конструкции микрофона которую собрал в корпусе из латунной трубочки. Итак, слушаем. Начало записи это «голый капсюль», поэтому звук очень тихий, но он есть

Другая запись сделана во время подготовки этого материала. Так звучит китайская сборка MAX9812 с внешним питанием от трех элементов АА и подключенная к микрофонному входу ноутбука.

И, последняя, тоже свежая, запись чисто для быстрого сравнения звучания MAX9812 и усилителя на дискретной рассыпухе по Сухову. Напомню, активные элементы в схеме КТ3102 + МП39Б

Надеюсь, что представленная информация окажется кому нибудь полезной. Всем удачи.

Планирую купить +33 Добавить в избранное Обзор понравился +78 +120