Схема микрофонного усилителя для динамического микрофона

Схема микрофонного усилителя для динамического микрофона

Журнал о технических устройствах и технологиях. Ковыряние в бытовой технике, электронике: что внутри, как это работает, опыт эксплуатации. Выбор лучшего товара — отзывы, достоинства и недостатки. Покупка, исследование и опыт использования инструментов, изготовление приспособлений. Оборудование мастерской. Ремонт, сделай сам, своими руками, поделки, самоделки. Справочники, полезные советы, лайфхаки.

Ранее был пост [Как подключить динамический микрофон к компьютеру], в котором предлагалось сделать простейший усилитель на одном транзисторе, чтобы этот наидешевущий (за 2 бакса) микрофон из Ашана с достаточной громкостью записывал звук, а не так тихо, что и встроенный в материнскую плату усилитель не справлялся с выкрученным на максимум «входным уровнем».

Теперь пришло время вскрытия, которое должно показать изумлённой публике, что там внутри, что-как можно было бы доработать, можно/стоит ли встраивать усилитель внутрь.

Разборка

Фото 1. Микрофон Одеон SD-200 в полностью разобранном виде

Сразу шок : для веса в рукоятку вставлен кусок бетона (или алебастра, или может гипса). Никакого экранирования внутри (провод от микрофона с оплёткой и одной центральной жилой), рукоятка пластмассовая.

Выключатель замыкает катушку накоротко и это как бы правильно: после такого микрофона должен быть усилитель на транзисторе и замыкание эмиттерного перехода должно его выключить, а если бы выключатель размыкал один контакт, то транзистор продолжал бы работать и усиливал бы сигнал с провода как с радио-антенны.

Голова неразборная, но можно расщепить на 3 части:

Фото 2. Расщепление головки на три части

Задняя часть — обрезиненная пустая бочка. Смысл у неё как у ящика акустического динамика — должно быть достаточно объёма воздуха, чтобы не было сопротивления колебанию мембраны.

Будем называть перепонку с катушкой в центральной детали-капсуле мембраной, а третью (крайнюю справа на Фото 2 защитную крышку с дырками) диафрагмой.

Центральная капсула с магнитом и катушкой очень лёгкая, мембрана приклеена прямо к пластмассовой оболочке, так что дальше это не разбирается.

Вообще говоря, качество изготовления устройства очень высокое: никаких разводов флюса, кривой пайки, дефектов… Но уж больно примитивное тут всё, пластмассовое, как бы и устройства-то нет. Странно, что вообще работает.

Изготовление усилителя

Далее хитрый план таков: т. к. микрофон, который нужно держать в руке, нафик не нужен, рукоятку с куском бетона и выключателем — на помойку, голову из трёх частей (с Фото 2) собираем обратно, приделываем сзади усилитель и ставим сие на штатив.

После перебора деталей (особенно транзисторов с разными маркировками) с тестированием качества звукозаписи имеем такую конечную схему:

Схема 1

От транзистора качество звукозаписи вообще не зависит, хоть какой NPN ставь. Ну, вот выбран 2SC945 как «for audio-frequency applications» и «low noise», причём они бывают с буквой Y — коэффициент усиления примерно 150, и P — коэф. усиления 250. Конденсатор на проход лучше ставить двойной: плёночный металлизированный с хорошим проходом через него высоких частот (ВЧ) и электролитический (он тоже, очевидно, металлизирован) как можно большей ёмкости для всего остального.

Для справки

Напряжение в микрофонном входе на [данном конкретном случайно попавшемся под руку] настольном компьютере — 2.16 вольта (без подключённого микрофона). А вот, например, на микрофонном контакте в разъёме для гарнитуры смартфона Самсунг — 2.5 вольта и, кстати, этот микрофон с этим самодельным усилителем прекрасно подключается и работает в качестве внешнего микрофона там.

Смартфон Samsung (любой, лишь бы 4-х контактный разъём для гарнитуры в нём был) считает, что подключена гарнитура, даже если просто воткнуть штекер без наушников и микрофона в его гнездо. Но если микрофон есть, то он должен иметь сопротивление не менее 1.2 кОм; иначе, если сопротивление 600 Ом, то смартфон считает, что нажата кнопка «next» на гарнитуре; если 300 Ом — нажата кнопка «previous».

Читайте также:  Цифровой тюнер нет сигнала

Для пущей надёжности делаем усилитель на печатной плате простейшим образом:

Фото 3. Изготовление печатной платы по-быстрому. Не ЛУТ

Сначала на куске меднённого текстолита рисуем маркером (для стекла и компакт-дисков) нужный рисунок. Потом травим в хлорном железе. Затем стираем следы маркера тряпочкой, смоченной в спирте. Сверлим дырки.

Втыкаем, припаиваем детальки, крепим плату в зад головки:

Фото 4. Динамический микрофон с самодельным предусилителем

Для теста качества записи этим микрофоном используем [клип Шнура-Ленинграда], с 6 по 28 секунду. Запись этим микрофоном с простых компьютерных динамиков Microlab M-600 (2 х 12 Вт):

Динамики эти однополосные, звучат глуховато, т. е. ничего высокочастотного они не воспроизводят. Но на этой записи ВЧ почему-то появились (и это при том что в исходном звуке их нет), да ещё мерзко звучащие какие-то ВЧ, аж уши вянут. Почему так? За что?

Версия 1: это может быть от того, что отверстия в диафрагме перед мембраной расположены по периметру, что как-то неправильно: ВЧ-колебания заходят в них и начинают гулять внутри переотражаясь от мембраны и диафрагмы, создавая резонансы и искажения.

Версия 2: мембрана слабо реагирует на ВЧ-колебания, скажем, выше 8 кГц, но они не пропадают, а суммируются случайным образом в некоторое сглаженное колебание на частоте 4-8 кГц, что в итоге звучит и громко, и плохо-искажённо.

Оказалось, если снять переднюю крышку-дифрагму-с-дырками, то запись того же самого звучит так:

Ничего высокочастотного не наблюдается. Может показаться, что запись глуховата, но, во-первых, это динамики такие «глухие», во-вторых, динамический микрофон (с тяжёлой мембраной с приклеенной к ней катушкой), теоретически не должен «слышать» ВЧ.

Вот, правда, басы (труба) звучат на последней записи излишне громко, бу́хает как-то. Наверное, диафрагма своим отсутствием дыры в центре ограничивала проход сильных низких частот на уровне амплитудных возможностей мембраны. Так что теперь коварный план на дальнейшую модернизацию такой: вернуть крышку-диафрагму взад, но заткнуть в ней дырки по периметру, а в центре просверлить отверстия по науке… ещё бы эту науку изобрести.

Мораль

В общем, даже этот унылый, но динамический микрофон гораздо лучше записывает звук, чем любой электретный: собственный шум вдвое меньше, чувствительность с простейшим самодельным предусилителем просто огромна, низкие и средние частоты, так, на вскидку, воспроизводит хорошо.

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.

Читайте также:  Системная плата asus m5a78l m usb3 драйвер

При использовании электретного микрофона, для смещения напряжения на микрофоне, необходимо установить сопротивление R1

микрофонный усилитель на одном транзисторе

Поскольку эта схема микрофонного усилителя для динамического микрофона, то при использовании электродинамического микрофона его сопротивление должно быть в диапазоне от 200 до 600 Ом. При этом конденсатор C1 необходимо поставить до 10 мкф. Если это будет электролитический конденсатор, то его плюсовой вывод необходимо подключить в сторону транзистора.

Питание осуществляется от батареи крона или же от стабилизированного источника питания. Хотя лучше от батареи, чтобы исключить шумы. Биполярный транзистор BC547 можно заменить на отечественный КТ3102. Конденсаторы электролитические на напряжение 16 вольт. Для предотвращения помех, подключать предусилитель к источнику сигнала и к входу усилителя необходимо экранированным проводом. Если необходимо дальнейшее мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на микросхеме TDA2030.

Микрофонный предварительный усилитель на 2-х транзисторах

Структура построения любого предусилителя очень сильно влияет на его шумовые характеристики. Если брать во внимание тот факт, что используемые в схеме предусилителя качественные радиодетали все равно в той или иной мере приводят к искажениям (шумам), то очевидно, что единственный выход получить более-менее качественный микрофонный усилитель — это сократить число радиокомпонентов схемы. Примером может послужить следующая схема двухкаскадного предварительного усилителя на транзисторах.

В данном варианте количество разделительных конденсаторов сведено к минимуму, поскольку транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Так же между каскадами существует непосредственная связь. Для стабилизации режима работы схемы, при изменении внешней температуры и напряжения питания, в схему добавлена ООС по постоянному току.

Предусилитель для электретного микрофона на трех транзисторах

Это еще один вариант микрофонного усилителя для электретного микрофона. Особенность данной схемы усилителя для микрофона в том, что подача питания на схему предусилителя осуществляется по тому же проводнику (фантомное питание) по которому идет входной сигнал.

Данный микрофонный предусилитель предназначен для совместной работы с электретным микрофоном, например, МКЭ-3. Напряжение питания на микрофон идет через сопротивление R1. Аудио сигнал с выхода микрофона поступает на базу VT1 через конденсатор С1. Делителем напряжения, состоящим из сопротивлений R2, R3 создается необходимое смещение на базе VT1 (примерно 0,6 В). Усиленный сигнал с резистора R5, выступающий в роли нагрузки, идет на базу VT2 который является частью эмиттерного повторителя на VT2 и VT3.

Возле разъема на выходе, установлены дополнительно два элемента: нагрузочное сопротивление R6, через которое идет питание, и разделительный конденсатор СЗ, отделяющий выходной аудио сигнал от напряжения питания.

Предварительный микрофонный усилитель на микросхеме 4558

Операционный усилитель 4558 выпускается фирмой ROHM. Он характеризуется как маломощный и малошумящий усилитель. Применяется данная микросхема в усилителе микрофона, звуковых усилителях, активных фильтрах, генераторах управляемых напряжением. Микросхема 4558 имеет внутреннюю фазовую компенсацию, увеличенный порог входного напряжения, большой коэффициент усиления и малый уровень шума. Также у данного операционного усилителя имеется защита от короткого замыкания.

Микросхема 4558- характеристики

Скачать datasheet 4558 (140,5 KiB, скачано: 2 623)

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.

Идея сборки усилителя для микрофона давно витала в голове. Собравшись с силами, приступил к поиску схем усилителей. Большинство схем, просмотренных мною, были на ОУ, что не нравилось. Хотелось собрать проще, лучше и меньше (для ноутбука, ибо встроенный делали, видимо, только для галочки – качество плохое). И вот после недолгого поиска, была найдена и протестирована схема усилителя микрофонного сигнала с фантомным питанием. Фантомное питание (это когда питание и передача информации осуществляется по одному проводу) – огромный плюс этой схемы, ведь оно избавляет нас от сторонних источников питания и проблем связанных с ними. Например: если мы будем питать усилитель от простой батарейки, то она рано или поздно сядет, что приведет к неработоспобности схемы в данный момент; если будем питать от аккумулятора, то его придется рано или поздно заряжать, что тоже приведет к некоторым трудностям и ненужным движениям; если будем питать от БП, то здесь есть два минуса, которые, по моему мнению, отбрасывают вариант его использования – это провода (для питания нашего УМ) и помехи. От помех можно избавится многими способами (поставить стабилизатор, всяческие фильтры и т.д.), то от проводов избавиться не так уж и просто (можно, правда, сделать передачу энергии на расстоянии, но зачем городить целый комплекс устройств, для питания какого-то микрофонного усилителя?) к тому же это снижает практичность устройства. Перейдем к схеме:

Схема усилителя для электретного микрофона

Вариант схемы усилителя для динамического микрофона

Схема отличается своей супер-простотой и мега-повторяемостью, в схеме два резистора (R1, 2), два конденсатора (C2, 3), штекер 3,5 (J1), один электретный микрофон и транзистор. Конденсатор С3 работает в качестве фильтра микрофона. Емкостью С2 на пренебрегать, то есть не надо ставить ни больше, ни меньше от номинала, указанного в схеме, иначе это повлечет за собой кучу помех. Транзистор Т1 ставим отечественный кт3102. Для уменьшения размеров устройства, использовал SMD транзистор с маркировкой «1Ks». Если ты вообще незнаешь как паять – вперед на форум.

При замене Т1 особых изменений в качестве не последовало. Все остальные детали тоже в SMD корпусах, в том числе и конденсатор С3. Вся плата получилась довольно-таки маленькая, правда можно сделать ее еще меньше, используя технологию изготовления печатных плат ЛУТ. Но обошелся и простым полумиллиметровым перманентным маркером. Вытравил плату в хлорном железе за 5 минут. Получилась вот такая плата усилителя микрофона, которая крепится к штекеру 3,5.

Все это неплохо помещается внутрь кожуха от штекера. Если тоже будете так делать, то советую делать плату как можно меньше, так как у меня она деформировала кожух и поменяла его форму. Плату желательно промыть растворителем или ацетоном. В итоге получилось такое полезное устройство, с хорошей чувствительностью:

Прежде чем подключать микрофон к компьютеру, проверь все контакты и есть ли на входе микрофона питание +5v (а оно должно быть), во избежание комментариев типа: «Я собрал точно как в схеме а оно не работает!». Это можно сделать так: подключаешь новый штекер к разъему микрофона и меряешь напряжение вольтметром между массой (большим отводом) и двумя короткими отводами для пайки. Постарайся на всякий случай не закоротить между собой выводы штекера, когда будешь измерять напряжение. Что тогда будет, не знаю и проверять не хочу. У меня микрофонный усилитель работает уже 3 месяца, качеством и чувствительностью полностью доволен. Собирайте и отписывайтесь на форуме о своих результатах, вопросах, и, может быть даже о доработках корпуса, схемы и методах их изготовления. С вами был BFG5000, удачи!

Обсудить статью УСИЛИТЕЛЬ ЭЛЕКТРЕТНОГО МИКРОФОНА

Ссылка на основную публикацию
Сравнить технические характеристики rx330 и rx350
Линейка популярных люксовых SUV Lexus RX пополнилась новой модификацией – RX 350. Теперь покупателем RX быть еще приятнее – ведь...
Сколько рублей получают ютуберы
Видеохостинг YouTube — не только развлекательная площадка, но и хороший источник дохода. Тысячи пользователей выкладывают ролики, пытаясь привлечь внимание аудитории....
Сколько света мотает компьютер
Выбирая комплектующие для персонального компьютера (ПК) обычно обращают внимание на производительность и объем памяти, порой забывая о том, сколько же...
Сравнить процессоры кирин и снапдрагон
Snapdragon 636 vs. Kirin 960: кто лучше? Результаты тестов и сравнительных таблиц, описанных в этой статье, помогут определить, какой из...
Adblock detector