Реферат: Микрофонные усилители

Микрофонные усилители.


Для эстрадных оркестров , школьных радиоузлов или переговорных устройств часто нужен предварительный усилитель к низкоомному микрофону или используемой в той же роли динамической головке . Схемы таких усилителей предлагает журнал «Функаматер» ( ГДР ) .


Первый , наиболее простой , применяют , когда микрофон удален от основного усилителя на значительное расстояние . Напряжение питания 7.5—12 В поступает к предусилителю по «звуковому» кабелю с заземленной оплеткой . Транзисторы ( V1 и V2 ) дают большое усиление сигнала . Конденсатор С2 устраняет самовозбуждение . Режим работы устанавливают с помощью подстроечного резистора R3 таким образом , чтобы на коллекторе V2 было «половинное» напряжение питания . Потребляемый ток = 1.5 мА .





Второй усилитель предназначен для совместной работы с высококачественной аппаратурой . При увеличении сопротивления R5 = 100 ком усиление устройства максимально ( 51 дБ ) . Чувствительность 3—8 мВ , оптимальное сопротивление микрофона = 200 ом . В верхней точке R2 напряжение = + 6 В , а на коллекторе V1 напряжение примерно + 2 В .





Оба усилителя собраны из малогабаритных деталей и помещены в жестяные футляры размерами со спичечный коробок и заземлены . В устройствах применены кремниевые транзисторы малой мощности : V1 малошумящий , например КТ312Б , V2 — КТ306 , КТ315 , КТ342 с любым буквенным индексом . Журнал «М-К» № 2 , 1985г .


^ Нестандартное включение микрофона .


Размещение микрофонного усилителя в непосредственной близости от микрофона ослабляет требования к экранировке соединительных проводов и улучшает отношение сигнал / фон . Однако при этом возникает новая проблема , связанная с питанием микрофонного усилителя -- встроенная батарея требует частой замены, а использовать дополнительный провод питания не всегда удобно .


На рисунке приведена схема двухкаскадного микрофонного усилителя питание которого осуществляется по сигнальному проводу . В основной усилитель при этом нужно добавить лишь один резистор R4 , служащий нагрузкой микрофонного усилителя и разделительный конденсатор С2 .



Смещение на базе транзистора Т1 и температурную стабилизацию всего усилителя обеспечивает делитель R2 R3 в цепи эмиттера транзистора Т2 . Второй каскад усилителя охвачен отрицательной обратной связью через резистор RI , являющийся одновременно нагрузкой первого каскада .


Обратная связь снижает нелинейные искажения до пренебрежимо малой величины и уменьшает выходное сопротивление усилителя до стандартного значения 600 Ом .


Амплитудно-частотная характеристика усилителя в области низших звуковых частот определяется ёмкостями конденсаторов С1 и С2 . Емкость конденсатора С2 рассчитывается по формуле : С2 (мкф) = 160 / ( fн * Rвх ) , где fн – низшая рабочая частота усилителя (Гц) , Rвх -- входное сопротивление основного усилителя (кОм) . При ёмкости конденсатора С1 , указанной на схеме, низшая рабочая частота равна 16 Гц .


Коэффициент усиления микрофонного усилителя получается порядка 150-250 и зависит от значений коэффициента примененных транзисторов и от напряжения питания . Усилитель хорошо работает с низкоомными динамическими микрофонами , имеющими сопротивление постоянному току 100-600 Ом . В нем можно использовать любые низкочастотные транзисторы .


Налаживание микрофонного усилителя сводится к проверке коллекторного напряжения транзистора Т2 , оно должно быть равно половине напряжения питания . Если необходимо , в небольших пределах подбирают сопротивление резистора R3 , определяющего ток второго каскада усилителя .


При использовании усилителя для телефонной связи или речевого репортажа ёмкость конденсатора С1 целесообразно уменьшить до 0.5- 1 мкф , что вызовет завал низших звуковых частот соответственно до 320 и 160 Гц .


радио набор NK -- 137


Иногда в продаже бывают радионаборы с микрофонными усилителями , например «NK – 137» .





Он недорогой , стоит примерно 120 руб .

А вот его схема :





Высококачественный усилитель предназначен для работы с любым микрофоном с сопротивлением 4…100 кОм. Наличие независимой регулировки уровня выходного сигнала позволяет использовать предварительный микрофонный усилитель практически с любым усилителем мощности звуковой частоты.


^ Технические характеристики :


Диапазон воспроизводимых частот 20 - 20000 Гц.

Уровень входного сигнала 2 - 40 мВ.

Уровень выходного сигнала 1.8 В .

Неравномерность АЧХ : +/- 3 дБ .

Сопротивление микрофона 4 - 10 кОм.

Напряжение питания 6 - 20 В .

Ток потребления не более 1 мА .

Размеры печатной платы 30 х 33 мм .


ЕЩЁ ОДИН ХОРОШИЙ МИКРОУСИЛИТЕЛЬ
^ Микрофонный усилитель
Схема микрофонного усилителя , рис.4 , отличается от аналогичных малыми габаритами .


Позволяет использовать её в составе радиостанции или кассетного магнитофона . Всё устройство выполнено на одной микросхеме .


На элементе микросхемы DA1.1 собран предварительный усилитель сигнала с микрофона . Второй каскад усилителя собран на элементе DA1.2 . Полоса усиливаемых частот от 50 Гц до 20 кГц . Номинальное выходное напряжение 200 мВ .


При правильной сборке схема будет работать сразу , но некоторые элементы могут потребовать подбора . Так , изменением величины резистора R10 необходимо добиться в точке делителя напряжения = 1.15 V . 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 .




Pис. 4 . Электрическая схема микрофонного усилителя .


^ Ещё разные микроусилители на микросхемах

Эти усилители используются для усиления сигналов , имеющих малую величину ( 0.2-2 мВ ) . Входное сопротивление микрофонного усилителя , при котором обеспечивается максимальное отношение сигнал / шум , выбирается в 3 раза больше внутреннее сопротивление .


Достаточно простой получается схемная реализация микрофонного усилителя при использовании операционного усилителя. Операционный усилитель следует выбирать по минимальному значению шума , приведенному ко входу . Из отечественных операционных усилителей больше других подходят КМ551УД2А ( Uвх. шума = 1 мкВ ) или К157УД2 ( Uвх. шума = 1.6 мкВ ) . Из зарубежных операционных усилителей можно рекомендовать NE5532 .

 


Микрофонный усилитель имеет следующие параметры :
Входное напряжение 1 мв ,
Номинальное выходное напряжение 100 мв ,
Отношение сигнал / шум = 56 дб ,
Рабочий диапазон частот 30-30000 гц ,
Коэффициент гармоник 0.05 %

Операционный усилитель включен по схеме инвертирующего усилителя. Коэффициент усиления определяется отношением резисторов R1 / R2 и равен 100 . При замене операционного усилителя К157УД2 на КМ551УД2А отношение сигнал / шум возрастет до 60 дБ .



На рис.2 приведена схема микрофонного усилителя с симметричным входом . Симметрирование обеспечивается благодаря включению на входе трансформатора Т1 . При таком схемном решении улучшается помехозащищенность усилителя . В качестве Т1 можно использовать трансформатор с соотношением витков первичной и вторичной обмоток от 1/7 до 1/10 и с сопротивлением первичной обмотки переменному току 1 кОм .

 


На рис.3 приведена схема микрофонного усилителя с симметричным входом , в котором функции трансформатора выполняет дифференциальный усилитель на операционном усилителе DА1 .


На DА2 собран сумматор двух сигналов . Подавление помех будет тем больше , чем выше степень согласования резисторов RЗ и R4 , R6 и R7 , R8 и R9 , R10 и R12 , R11 и R13 .


Микрофонный усилитель имеет следующие параметры :
Номинальное входное напряжение = 2 мв ,
Номинальное выходное напряжение = 100 мв ,
Отношение сигнал/шум 60 дб ,
Коэффициент гармоник 0.5 % ,
Диапазон воспроизводимых частот 30-30000 гц ,
Минимальное сопротивление нагрузки = 10 ком .


Коэффициент усиления микрофонного усилителя зависит от положения переключателя S1 .

При разомкнутом переключателе К = 50 , при замкнутом = 100 .