Микрофонные предусилители

Содержание

Принципиальная схема

Схема выполнена на сдвоенном операционном усилителе типа LM4558. И предназначена в первую очередь для работы с автомобильными простыми усилителями построенными на микросхемах — интегральных мостовых УМЗЧ. Поэтому и напряжение питания «автомобильное» -однополярное 12V.

Но это не ограничивает область применения данной схемы только автомобильной техникой.

Рис. 1. Принципиальная схема самодельного предварительного усилителя с темброблоком на LM4558.

Напряжение питания может быть до 30В. И можно даже перейти на двуполярное питания. Для этого нужно убрать делитель на резисторах R1, R2 и С2. А выводы 3 и 5 микросхемы соединить с общим минусом питания. При этом вывод 4 отключить от минуса питания, и подать на него отрицательное напряжение питания.

Регулировка громкости осуществляется переменными резисторами R7 и R15, как уже сказано, раздельно в каждом канале. На операционных усилителях микросхемы А1 сделаны два активных регулятора тембра, в которых происходит как усиление аудиосигнала, так и частотная коррекция с помощью трехполосных регуляторов тембра.

Цепи регулировки включены в цепи ООС операционных усилителей. Регулировка громкости по высоким частотам — сдвоенным переменным резистором R8, по средним частотам — R9, по низким частотам — R10.

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 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 усилитель на одном транзисторе

Схема на полевом транзисторе обладает низким уровнем собственных шумов и обеспечивает коэффициент усиления порядка 20 дБ.Для этого потребовалось увеличить напряжение питания до 9 В, поэтому усилитель питается от батарейки типа «Крона» или от источника внешнего питания. При повторении данной схемы нужно помнить, что полевые полупроводниковые приборы боятся статического электричества, поэтому пайку транзистора нужно выполнять заземлённым паяльником и использовать антистатический браслет. Выводы транзистора перед пайкой нужно соединить между собой, обмотав их тонкой медной проволокой. Схемы микрофонных устройств на транзисторах имеют различные технические решения. Они бывают с несколькими каскадами, с автоматической регулировкой усиления и шумоподавлением.

В первом случае через резисторы R4 иR1 на электретный микрофон подаётся напряжение питания необходимое для его работы. Переменный сигнал в частоты с электродинамического прибора подаётся через конденсатор С3 на базу транзистора. Усилитель для динамического микрофона собирается на одном транзисторе обратной проводимости.

Транзистор ВС547 заменяется на КТ3102Е. Правильно собранная схема начинает работать сразу и не требует регулировки. Схема микрофонного усилителя на одном транзисторе не всегда может обеспечить требуемые параметры, поэтому на практике часто применяются схемы имеющие большее число каскадов.

К усилителю микрофона подключается электродинамический микрофон, но схема может быть доработана и для электретного устройства. Для этого электролитический конденсатор С2 меняется на обычный ёмкостью 4,7 мкФ, а в точку его соединения с микро подаётся питающее напряжение через резистор 2-3 кОм. Коэффициент усиления устройства достигает 200 в полосе частот от 40 Гц до 20 кГц. Применение транзисторов разной структуры позволило исключить переходной конденсатор между каскадами. Он обычно вносит заметные искажения в схемы усиления низкой частоты.

Детали

Микросхему LM4558 можно заменить любой ИМС — два ОУ общего применения или сделать схему на двух ИМС по одному ОУ в каждой.

Микросхема BA4558

представляет собой малошумящий сдвоенный операционный усилитель. Область применения этой микросхемы довольно широка — от бытовых аудиосистем до радиопередатчиков (жучков) и профессиональных радиомикрофонов для караоке. Микросхему очень часто используют в качестве усилителя для наушников.

В нашем варианте будет рассмотрен микрофонный усилитель от DVD проигрывателя, реализованный на микросхеме ВА4558.

Верхний диапазон частот составляет до 3мГц, максимально допустимая температура корпуса до 70гр по Цельсию. Имеется встроенная защита от перенапряжений и короткого замыкания, сама микросхема выпускается в 8-и выводном корпусе. Верхняя грань питающего напряжения составляет 25 Вольт, не советуется превышать номинал входного напряжения выше 15 Вольт, рассеиваемая мощность 550-570МВт.

Часто, эту микросхему используют для постройки предварительных цепей и фильтров в домашних усилительных установках. Отличный вариант в качестве микрофонного усилителя, при этом в обвязке всего несколько электронных компонентов. При использовании данной микросхемы в качестве микрофонного усилителя, можно применять как электретные, так и динамические микрофоны, с применением электронного микрофона общая чувствительность получиться очень большой , именно по этой причине микросхема нашла широкое применение в самодельных радиожучках и дистанционных микрофонах.

Простой микрофонный усилитель, схема

Микрофонный усилитель на микросхеме BA4558 работает даже с широким разбросом используемых компонентов и никакой дополнительной настройки не требует, а ток покоя составляет всего 2-3 мА, максимальный ток потребления не превышает 9мА.

Данный усилитель был построен для достижения двух целей:

Увеличение чувствительности микрофона для записи голоса;
Понижение уровня шума в записи, за счет более высокого входного сигнала в интегрированную аудиокарту;

При выборе сердца усилителя глаз пал на микросхему сдвоенного малошумящего операционного усилителя 4558С. Данная микросхема выпускается разными компаниями и может иметь названия KA4558

,LM4558 ,NJM4558 и т. д. Главное что бы в название имели место цифры 4558. Стоит такой чип в районе 0,15$. Так же его можно завести от однополярного источника питания.

Так как микросхема сдвоенный усилитель, то вторую часть было решено использовать как усилитель мощности для раскачи подключаемых к УНЧ наушников. Возможность слышать свой голос через микрофон делает запись голоса намного удобнее и легче…

Питание УНЧ сделано от четырех пальчиковых батареек, дабы не иметь наводок от сети.

Суммарное сопротивление резисторов R1 и P1 задает уровень усиления каскада усилителя микрофона. Чем больше сопротивление тем выше уровень усиления.

Соотношение резисторов R3 и R10 задает уровень усиления каскада УНЧ наушников. В данном варианте 22k/10k = 2.2 т. е. усиление на данном каскаде будет в 2,2 раза.

Для возможности работы компьютерных микрофонов (скайп гарнитур) имеется возможность включения фантомного питания.

Стоит так же отметить что выходной сигнал даного унч настолько высокий, что его не рекомендуется подключать в микронный вход аудио карты, так как есть вероятность выхода последней из строя. УНЧ необходимо подключать в линейный вход.

Большинство аудиолюбителей достаточно категорично и не готово к компромиссам при выборе аппаратуры, справедливо полагая, что воспринимаемый звук обязан быть чистым, сильным и впечатляющим. Как этого добиться?

Поиск данных по Вашему запросу:

Схема микрофонного усилителя на ОУ

Схема микрофонного усилителя представлена на рисунке. Два секрета, о которых было написано вначале статьи, — это согласование микрофона и микрофонного усилителя и схема самого операционного усилителя.

Согласование

Входное сопротивление этой схемы микрофонного предусилителя значительно ниже общепринятых стандартов. Из общей теории электротехники нам известно, что максимальная передача мощности между генератором и нагрузкой происходит при равенстве их сопротивлений. Вот и не будем это нарушать, обеспечив входное сопротивление микрофонного усилителя равным сопротивлению микрофона. При этом никаких переходных конденсаторов мы применять не будем, чтобы не вносить в девственно чистый сигнал асимметрию, фазовые сдвиги и дополнительные источники искажений.

Для избавления от всевозможных помех, в том числе и помех от мобильных телефонов, нам понадобится симметричное подключение микрофона, а значит, у микрофонного усилителя должен быть симметричный вход.

Дифференциальный усилитель, специально спроектированный для таких включений, — это обыкновенный операционный усилитель. Вход здесь симметричный дифференциальный с распределённым входным сопротивлением 600 ом. Резистор R2 3 ом особого значения не имеет, он стоит скорее для корректного изображения дифференциального усилителя.

Подключать можно любой ДИНАМИЧЕСКИЙ микрофон. Но чем качественнее, тем лучше. Обычно сопротивление такого микрофона от 200 до 600 ом, и для чистоты идеи Вы можете сделать сумму R1+R3 равной сопротивлению микрофона (при R1=R3).

Самое главное, что такое включение, благодаря демпфированию подвижной системы микрофона, устраняет окраску звука паразитными резонансами самого микрофона, позволяя получать чистый, ровный звук. Потом, при обработке вокала, можете делать со звуком всё, что угодно. Он податлив, с ним не надо воевать, устраняя всякие призвуки.

Кроме того, помехозащищённость низкоомного входа просто великолепна! Мне приходилось записывать без проблем вокал в комнате, где находилось одновременно более 20-ти мобильных телефонов!

Здесь следует обратить внимание на то, что согласование по-книжному — это как раз измерение параметров и шумов в первую очередь. Нас же шумы не волнуют никак

При использовании ОУ с показателями до 10nV/√Hz про шумы можно забыть. Шумы не мешали жить даже при использовании ОУ TL071, у которого шумы составляют 18nV/√Hz. В реальной работе шум помещения больше, и всё зависит от мастерства звукорежиссёра.

Зато TL071 очень даже хорошо звучит, в отличии от общепризнанной NE5534.

Схема операционного усилителя

Второй секрет этой конструкции — это схема самого операционного усилителя, оказывающая очень большое влияние на звучание.

В этом микрофонном усилителе используется микросхема OPA604.

Самый лучший звук — это когда о звуке не думаешь вовсе, думая лишь о голосе и о музыке. Вот это происходит с OPA604.

Она настолько прозрачна — что даже при самых диких уровнях компрессии никакие артефакты не вылезают.

А секрет, очевидно, в том, что OPA604 — ОДНОКАСКАДНЫЙ операционный усилитель, специально разработанный для профессиональных звуковых применений. (OPA604 PDF) Количество каскадов напрямую влияет на переходную характеристику и на звук в целом. Причём обратно пропорционально. Чем больше каскадов — тем лучше объективные характеристики, а звук хуже.

Осталось дополнить схему микрофонного усилителя регулятором коэффициента усиления, и снабдить весь усилитель нормальным чистым питанием.

Итак, регулятор усиления помещаем в цепь обратной связи. Такое включение позволяет сохранить нулевое выходное сопротивление микрофонного усилителя, благодаря чему практически устраняется влияние на звук соединительного кабеля от преампа до компьютера.

Для организации питания есть изумительный стабилизатор напряжения TL431. Абсолютно чистый, с дифференциальным сопротивлением около 0,2ом. Мне он очень нравится. С ним не бывает проблем. Поставил и забыл.

Вот и всё, схема готова.

Разъёмы я поставил — обыкновенные «джеки», хотя XLR на входе — правильнее.

Корпус — без особых требований. Благодаря симметричному входу, компактности монтажа и низкоомной обвязке, усилитель не нуждается в тщательном экранировании.

Осталось этот микрофонный усилитель спаять, включить и забыть о том, что когда-то была проблема получения качественного звука от микрофона в своей собственной домашней студии звукозаписи.

Устройство и характеристики

Электретные конденсаторные устройства в последние годы все чаще устанавливаются в бытовых микрофонах. Они имеют довольно широкий диапазон воспроизводимых частот – от 3 до 20000 Гц. Микрофоны такого вида дают выраженный электрический сигнал, параметры которого в 2 раза больше, чем у традиционного угольного устройства.

Современная радиопромышленность предлагает пользователям электретные микрофоны нескольких видов.

МКЭ-82 и МКЭ-01 – по своим габаритам они идентичны угольным моделям.

МК-59 и их аналоги – их допускается устанавливать в самый обычный телефонный аппарат без его переделки. Электретные разновидности микрофонов намного дешевле, чем стандартные конденсаторные, потому радиолюбители отдают предпочтение именно им. Российские производители также наладили выпуск большого ассортимента электретных микрофонов, среди которых максимальное распространение получила модель МКЭ-2. Это устройство односторонней направленности, предназначенное для использования в катушечных магнитофонах первой категории.

Такие микрофоны обычно изготавливаются в пластиковом корпусе. Для фиксации на лицевой панели предусмотрен фланец, подобные устройства не допускают сильной тряски и силовых ударов.

Пользователи часто задаются вопросом о том, какой микрофон (электретный либо же традиционный конденсаторный) предпочтительнее. Выбор оптимальной модели зависит от каждой конкретной ситуации с учетом особенностей будущего использования оборудования и финансовых ограничений покупателя. Электретный микрофон намного дешевле конденсаторных емкостных, в то же время по качеству вторые значительно выигрывают.

Если говорить о принципе действия, то в обоих микрофонах он одинаков, то есть внутри заряженного конденсатора при малейших колебаниях одной либо нескольких обкладок возникает напряжение. Единственное различие заключается в том, что в стандартном конденсаторном микрофоне необходимая зарядка поддерживается при помощи непрерывного поляризующегося напряжения, которое подается в устройство.

В электретном устройстве предусмотрен слой специального вещества, которое представляет собой некий аналог постояннодействующего магнита. Оно создаёт поле без какой-либо наружной подпитки – таким образом напряжение, которое подается на электретный микрофон, предназначается не для того, чтобы зарядить конденсатор, а для поддержки питания усилителя на едином транзисторе.

В то время как классические конденсаторные относятся к категории дорогостоящего профессионального оборудования с завышенными эксплуатационными параметрами и фильтром нижних частот. Их даже зачастую применяют при проведении акустических измерений. Параметры чувствительности конденсаторного оборудования гораздо ниже, нежели электретного, потому им непременно нужен дополнительный звукоусилитель со сложным механизмом подачи напряжения.

Если вы планируете использовать микрофон в профессиональной сфере, допустим, для записи песни или звучания музыкальных инструментов, то предпочтение лучше отдавать классическим емкостным изделиям. В то время как для любительского применения в кругу друзей и близких будет вполне достаточно электретных установок вместо динамических – они идеально работают в качестве конференц-микрофона и компьютерного микрофона, при этом могут быть поверхностными либо галстучными.

Усилитель для электретного микрофона

Микрофонный усилитель для микрофона используется для усиления слабых сигналов, величиной 0,1-15 mV до уровня 200-400 mV. Схема предусилителя для микрофона проста и включает в себя один или два каскада усиления и, при необходимости, цепи коррекции амплитудно-частотной характеристики микро. Основными параметрами конструкций являются следующие величины:

Частотный диапазон
Коэффициент нелинейных искажений
Отношение сигнал/шум
Коэффициент усиления

Хороший усилок для микро должен обеспечивать частотный диапазон от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью АЧХ не более ±1,5 дБ. Необходимая частотная коррекция осуществляется в дальнейших каскадах низкой частоты. Коэффициент гармоник во всём диапазоне частот не должен превышать 0,2%. Поскольку микрофонное устройство является первым каскадом, все внутренние шумы будут усиливаться низкочастотных трактом. Поэтому в схемах микрофонных усилителей используются самые малошумящие транзисторы и интегральные операционные усилители.

https://youtube.com/watch?v=XRIJNmzQgN4

Печатные платы.

На изображениях печатных плат, представлен вид со стороны элементов. Дорожки просвечиваются сквозь плату.

На картинке пример разводки печатной платы универсального микрофонного усилителя.

Вход.
Верхний по схеме конец потенциометра R3.
Движок потенциометра R3.
Анод светодиода HL1.
Корпус.
Питание +6В.
Выход.
Корпус.

Пример разводки печатной платы усилителя динамического микрофона.

Сам я изготовил печатную плату исходя из размеров имеющихся в моём распоряжении элементов управления и корпуса.

Ссылка на чертежи печатных плат в конце статьи.

Читать также: Регулировка лубрикатора для пневмоинструмента

Варианты схем усилителя

В другой своей статье, тот же автор предложил готовый предусилитель для микрофона. Это схема с АРУ (Автоматической Регулировкой Усиления). Вот так выглядит эта схема в оригинале (без цепи частотной коррекции):

Благодаря применению полевого транзистора (КП303Ж) в обратной связи, такая схема работает как компрессор и выравнивает громкость голоса, изменяя коэффициент усиления в некоторых пределах.

Схема полностью рабочая, была проверена мной лично на макете и никаких проблем не вызвала. Такая схема очень удобна, например, для микрофонов в конферент-залах и переговорных. Но может быть использована и как предусилитель для микрофона при подключении к компьютеру.

Поэтому от АРУ пришлось отказаться и схема была урезана до обычного неинвертирующего усилителя с постоянным коэффициентом усиления. Такая схема тоже отлично справляется со своими обязанностями.

Лучшие модели предусилителей для микрофона

Количество производителей мирового уровня, занимающихся выпуском предусилителей, исчисляется десятками. Некоторые марки стали особенно популярными благодаря хорошему сочетанию цены, качества и функциональности.

Бюджетные

Недорогие преампы позволяют подключить 1-2 акустических устройства и рассчитаны на стандартный частотный диапазон. Используются для записи музыки в домашних условиях.

Преамп Yamaha WXC-50 имеет следующие достоинства:

Сохранение настроек удобно для быстрого переключения.

компактные размеры;
поддержку алгоритма Compressed Music Enhancer для качественного воспроизведения музыки с мобильных устройств;
пульт ДУ;
широкий частотный диапазон – от 10 до 8000 Гц;
возможность быстро переключаться между несколькими вариантами настройки, сохраняемыми в памяти;
технологию передачи аудиосигнала MusicCast;
специальное мобильное приложение для управления предусилителем со смартфона или планшета;
уровень выходного сигнала – 2 В.

Технология MusicCast позволяет:

использовать подключенные устройства совместно и обособленно;
транслировать музыкальные файлы по беспроводной связи.

Прибор Emotiva PT-100 отличается следующими преимуществами:

большим количеством цифровых и аналоговых входов;
качественным фонокорректором виниловых пластинок (позволяет применять картриджи с подвижным магнитом или катушкой);
высокочувствительным FM-тюнером с памятью на 50 предустановок;
пультом ДУ;
ударопрочным корпусом;
низким уровнем искажений;
широкой полосой пропускания.

Модель подойдет любителям слушать дома музыку на разных устройствах.

Преамп Dynavox TPR-3 привлекает покупателей следующими особенностями:

Вместе с моделью рекомендуется приобрести усилитель.

компактностью;
низким энергопотреблением;
малым коэффициентом искажений;
чистотой аудиопотока (соотношение сигнала и шума – 70 дБ);
расширенным диапазоном частот – от 20 до 50 000 Гц;
5 аналоговыми входами;
присутствием в схеме 2 ламп 6N3;
высоким качеством обработки сигнала (фонокорректор помещен в отдельную секцию, защищенную от помех).

Средней ценовой категории

Наиболее востребованная группа, что объясняется выгодным сочетанием цены и качества. Хорошим спросом пользуется модель M-Audio Octane. Ее достоинства:

функция аналого-цифрового конвертирования;
8 каналов;
цифровой оптический интерфейс формата ADAT;
работа каналов в микрофонном и инструментальном режимах.

Рекомендуется использовать совместно с Audio/MIDI интерфейсом M-Audio FireWire 18/14.

Модель Art Pro MPA II привлекает покупателя следующими особенностями:

Использовать устройство возможно с различными микрофонами.

отключаемым фантомным питанием +48 В на каждом из микрофонных входов;
регулируемым входным сопротивлением (настройка под микрофон любого типа);
естественным теплым звучанием;
большими стрелочными индикаторами с подсветкой.

Дорогие

Профессиональные аппараты с хорошим набором функций и расширенным частотным диапазоном рассчитаны на подключение большого количества устройств. Популярный представитель – модель Audio Research LS28. Ее достоинства:

много входных и выходных разъемов линейного и балансного типа;
возможность подключения внешнего инфракрасного сенсора;
поддержка интерфейса RS-232;
понятное меню, простая настройка;
частотный диапазон – от 0,4 до 200 000 Гц;
коэффициент гармоник – 0,007%;
дисплей, отображающий параметры работы устройства.

Доступен большой набор функций, среди них:

переключение фазы;
переименование входов;
автоматическое отключение питания.

Модель PrimaLuna EVO 300 Preamplifier пользователи ценят за следующие качества:

Предусилитель удобен в применении.

хорошую чувствительность;
увеличенное входное сопротивление;
высокое качество стереозвучания (каналы не зависят друг от друга);
5 входных разъемов типа RCA;
частотный диапазон от 12 до 75 000 Гц;
отношение сигнала к шуму составляет 93 дБ;
выбор входного сигнала осуществляется при помощи герметизированного реле, блокирующего помехи;
малое число проводов.

Предусилитель Rotel RC-1590 пригодится обладателю большого числа устройств. Его достоинства:

множество входов;
Bluetooth-адаптер;

MM-фонокорректор;

разъемы Ethernet и RS-232;
частотный диапазон от 10 до 100 000 Гц;
коэффициент гармоник – 0,004%;
раздельные стабилизаторы с фильтрами на фольговых конденсаторах;
2 тороидальных трансформатора в блоке питания.

Прибор предъявляет высокие требования к качеству электроснабжения.