Ez a dokumentum kapcsolási rajzokat és információkat tartalmaz az elektret mikrofonok tápellátásának felépítéséről. A dokumentum azoknak készült, akik el tudják olvasni a legegyszerűbb elektromos áramköröket.
- Bevezetés
- Bevezetés az elektret mikrofonokba
- Alapvető tápellátási áramkörök elektret mikrofonokhoz
- Hangkártyák és elektret mikrofonok
- Plug-in táp
- Fantomerő a professzionális hangzásban
- T-Powering
- Egyéb hasznos információk
1. Bemutatkozás
A legtöbb mikrofontípus működéséhez tápfeszültségre van szükség, ezek általában kondenzátormikrofonok, illetve működési elvükben hozzájuk hasonló mikrofonok. Tápellátás szükséges a belső előerősítő működtetéséhez és a mikrofon kapszula membránjainak polarizálásához. Ha a mikrofonban nincs beépített áramforrás (elem, akkumulátor), akkor a mikrofont ugyanazokon a vezetékeken keresztül táplálják feszültséggel, mint a mikrofonból az előerősítőbe érkező jellel.
Vannak esetek, amikor egy mikrofont összetévesztenek egy törött mikrofonnal, csak azért, mert nem tudják, hogy fantomtápra kell kapcsolni vagy elemet kell behelyezni.
2. Az elektret mikrofonok bemutatása
Az elektret mikrofonok a legjobb ár/teljesítmény arányt kínálják. Ezek a mikrofonok nagyon érzékenyek, meglehetősen masszívak, rendkívül kompaktak és alacsony fogyasztásúak is lehetnek. Az elektret mikrofonokat széles körben használják, kompakt méretük miatt gyakran beépítik a késztermékekbe, miközben megőrzik a nagy teljesítményt. Egyes becslések szerint az esetek 90%-ában az elektret mikrofont használják, ami a fentiek alapján több mint indokolt. A legtöbb lavalier mikrofon, az amatőr kamerákban használt mikrofon és a számítógépes hangkártyákkal együtt használt mikrofon elektrét mikrofon.
Az elektret mikrofonok hasonlóak a kondenzátormikrofonokhoz, mivel a mechanikai rezgéseket elektromos jellé alakítják. A kondenzátormikrofonok a mechanikai rezgéseket a kapszula membránjaira feszültség hatására kapacitásváltozássá alakítják. A kapacitás változása pedig a lemezek feszültségének a hanghullámokkal arányos változásához vezet. Míg a kondenzátor mikrofon kapszulája külső (fantom) tápellátást igényel, addig az elektret mikrofon kapszula membránja több voltos töltést tartalmaz. Tápra van szüksége a beépített pufferelőerősítőhöz, nem a membránpolarizációhoz.
Egy tipikus elektret mikrofon kapszula (01. ábra) két (vagy három) érintkezővel rendelkezik az 1-9 voltos áramforráshoz való csatlakoztatáshoz, és általában 0,5 mA-nél kevesebbet vesz fel. Ezt az energiát a mikrofonkapszulába épített miniatűr pufferelőerősítő táplálására használják fel, hogy a mikrofon nagy impedanciáját a csatlakoztatott kábelhez igazítsák. Emlékeztetni kell arra, hogy a kábelnek saját kapacitása van, és 1 kHz feletti frekvenciákon ellenállása elérheti a 10 kOhm-ot.
A felhúzó ellenállás határozza meg a kapszula ellenállását, és úgy tervezték, hogy illeszkedjen egy alacsony zajszintű előerősítőhöz. Ez általában 1-10 kΩ. Az alsó határt az erősítő feszültségzaja, míg a felső határt az erősítő áramzajja határozza meg. A legtöbb esetben néhány kΩ-os ellenálláson keresztül 1,5-5 V feszültség kerül a mikrofonra.
Tekintettel arra, hogy az elektret mikrofon tartalmaz egy puffer előerősítőt, amely saját zajt ad a hasznos jelhez, meghatározza a jel-zaj arányt (általában 94 dB körül), ami egy akusztikus jel-zaj aránynak felel meg. 20-30 dB.
Az elektret mikrofonok előfeszítő feszültséget igényelnek a beépített puffer előerősítőhöz. Ezt a feszültséget stabilizálni kell, nem tartalmazhat hullámzást, különben a hasznos jel részeként a kimenetre kerül.
3. Az elektret mikrofonok alapvető tápegységei
3.1 Sematikus diagram
A 02. ábra az elektret mikrofon alapvető tápáramkörét mutatja, és hivatkozni kell rá, ha bármilyen elektret mikrofon csatlakoztatását mérlegeli. A kimeneti ellenállást az R1 és R2 ellenállások határozzák meg. A gyakorlatban a kimeneti impedancia R2-nek vehető.
3.2 Az elektret mikrofon tápellátása elemről (akkumulátorról)
Ez az áramkör (04. ábra) háztartási magnetofonokkal és hangkártyákkal együtt használható, amelyeket eredetileg dinamikus mikrofonokhoz terveztek. Ha ezt az áramkört a mikrofonházba (vagy egy kis külső dobozba) szereli össze, az elektret mikrofonja univerzálisan használható.Ennek az áramkörnek a felépítésekor hasznos egy kapcsolót hozzáadni az akkumulátor leválasztásához, amikor a mikrofon nincs használatban. Meg kell jegyezni, hogy ennek a mikrofonnak a kimeneti szintje sokkal magasabb, mint a dinamikus mikrofoné, ezért a hangkártya (erősítő / keverőpult / magnó stb.) bemenetén kell szabályozni az erősítést. Ha ez nem történik meg, a magas bemeneti jelszint túlmodulációt eredményezhet. Ennek az áramkörnek a kimeneti impedanciája a 2 kΩ tartományban van, ezért nem ajánlott túl hosszú mikrofonkábel használata. Ellenkező esetben aluláteresztő szűrőként működhet (néhány méter nem lesz erős).
3.3 A legegyszerűbb áramkör egy elektret mikrofonhoz
A legtöbb esetben megengedett egy/két 1,5 V-os elem használata (a használt mikrofontól függően) a mikrofon táplálására. Az akkumulátor sorba van kötve a mikrofonnal (05. ábra). Ez az áramkör mindaddig működik, amíg az akkumulátorból származó egyenáram nem befolyásolja negatívan az előerősítőt. Ez megtörténik, de nem mindig. Általában az előerősítő csak váltóáramú erősítőként működik, és az egyenáramú komponens nincs rá hatással.
Ha nem tudja az akkumulátor helyes polaritását, próbálja meg két irányban átkapcsolni. Az esetek túlnyomó többségében a helytelen polaritás alacsony feszültségnél nem okoz károsodást a mikrofonkapszulában.
4. Hangkártyák és elektret mikrofonok
Ez a rész a mikrofonok hangkártyákról történő áramellátásának lehetőségeit tárgyalja.
4.1 Sound Blaster opció
A Creative Labs Sound Blaster hangkártyái (SB16, AWE32, SB32, AWE64) 3,5 mm-es sztereó jack csatlakozókat használnak az elektret mikrofonok csatlakoztatására. Az emelő kivezetése a 06. ábrán látható.A Creative Labs jellemzőket közöl a honlapján. amelyekkel rendelkeznie kell a Sound Blaster hangkártyákhoz csatlakoztatott mikrofonnak:
- Bemenet típusa: aszimmetrikus (kiegyensúlyozatlan), alacsony impedancia
- Érzékenység: kb -20dBV (100mV)
- Bemeneti impedancia: 600-1500 ohm
- Csatlakozó: 3,5 mm-es sztereó jack
- Kivezetés: 07. ábra
 |
| 07. ábra – A csatlakozó kivezetése a Creative Labs webhelyéről |
 |
| 08. ábra – Sound Blaster hangkártya mikrofonbemenete |
4.2 Egyéb lehetőségek a mikrofon hangkártyához történő csatlakoztatásához
Más modellek/gyártók hangkártyái használhatják a fent ismertetett módszert, vagy rendelkezhetnek saját verzióval. A mikrofonok csatlakoztatásához 3,5 mm-es monó jack csatlakozót használó hangkártyák általában rendelkeznek egy jumperrel, amely szükség esetén lehetővé teszi a mikrofon tápellátását vagy kikapcsolását. Ha a jumper abban a helyzetben van, ahol feszültséget kap a mikrofon (általában + 5 V egy 2-10 kOhm-os ellenálláson keresztül), akkor ez a feszültség ugyanazon a vezetéken keresztül érkezik, mint a mikrofonból a hangkártyába érkező jel (09. ábra). ).
Ebben az esetben a hangkártya bemeneteinek érzékenysége körülbelül 10 mV.
Ezt a csatlakozást a Compaq Business Audio hangkártyával rendelkező Compaq számítógépeken is használják (a Sound Blaster mikrofon jól működik a Compaq Deskpro XE560-al). A Compaq kimenetén mért offset feszültség 2,43 V. Rövidzárlati áram 0,34mA. Ez azt jelzi, hogy az előfeszítő feszültséget egy körülbelül 7 kΩ-os ellenálláson keresztül vezetik be. A 3,5 mm-es jack gyűrűt nem használják, és semmihez sincs rögzítve. A Compaq használati útmutatója szerint ez a mikrofonbemenet csak fantomtáplált elektret mikrofon csatlakoztatására szolgál, például a Compaq által szállított mikrofonhoz. A Compac szerint ezt az áramellátási módot fantomtápnak nevezik, de ezt a kifejezést nem szabad összetéveszteni a professzionális hangtechnikában használt kifejezéssel. A deklarált műszaki jellemzők szerint a mikrofon bemeneti impedanciája 1 kOhm, a megengedett legnagyobb bemeneti jelszint pedig 0,013 V.
4.3 Előfeszítő feszültség alkalmazása a hangkártyáról érkező háromvezetékes elektret mikrofon kapszulára
Ez az áramkör (10. ábra) alkalmas egy 3 vezetékes elektret mikrofon kapszula és egy Sound Blaster hangkártya csatlakoztatására, amely támogatja az elektret mikrofon előfeszített feszültségét (DC).
4.4 Előfeszítő feszültség alkalmazása a hangkártyáról érkező kétvezetékes elektret mikrofon kapszulára
Ez az áramkör (11. ábra) alkalmas egy kétvezetékes elektret kapszula és az előfeszítési feszültséget támogató hangkártyával (Sound Blaster) való párosításra. |
| 12. ábra - Az SB16-tal működő legegyszerűbb áramkör |
4.5 Tápegység elektret mikrofonokhoz 3,5 mm-es monó csatlakozóval az SB16-tól
Az alább látható tápáramkör (13. ábra) használható olyan mikrofonokkal, amelyek ugyanazon a vezetéken vannak előfeszítve, amely az audiojelet hordozza.4.6 A kézibeszélő mikrofonjának csatlakoztatása a hangkártyához
A comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech egyes hírei szerint egy padlóáramkör használható egy elektret kézibeszélő-kapszula és a Sound Blaster hangkártya csatlakoztatására. Először is meg kell győződnie arról, hogy a kiválasztott csőben lévő mikrofon elektrét. Ha igen, akkor le kell választani a csövet, ki kell nyitni, és meg kell találni a mikrofonkapszula pluszját. Ezután a kapszulát a fenti ábra szerint csatlakoztatjuk (13. ábra). Ha a kézibeszélő RJ11 csatlakozóját szeretné használni, akkor a mikrofont a külső pár vezetékeihez kell csatlakoztatni. A különböző csövek különböző kimeneti szintekkel rendelkeznek, és előfordulhat, hogy néhány nem elegendő a Sound Blaster hangkártyával való használatra.Ha a kézibeszélő hangszóróját szeretné használni, csatlakoztassa a Tip-hez és helyezze be a hangkártyába. Előtte győződjön meg róla, hogy 8 Ohmnál nagyobb az ellenállása, különben a hangkártya kimenetén lévő erősítő kiéghet.
4.7 A multimédiás mikrofon tápellátása külső forrásról
A multimédiás (MM) mikrofon táplálásának alapötlete alább látható (14. ábra).
A Sound Blasterrel és más hasonló hangkártyákkal való együttműködésre tervezett számítógépes mikrofon általános tápellátási áramköre az alábbi ábrán látható (15. ábra):
 |
| 15. ábra - Számítógépes mikrofon általános tápáramköre |
2. megjegyzés: A hangkártyához csatlakoztatott mikrofonok tápfeszültsége általában körülbelül 5 volt, 2,2 k ohmos ellenálláson keresztül táplálva. A mikrofonkapszulák általában nem érzékenyek a 3–9 voltos egyenáramra, és működni fognak (bár az alkalmazott feszültség szintje befolyásolhatja a mikrofon kimeneti feszültségét).
4.8 Multimédiás mikrofon csatlakoztatása hagyományos mikrofonbemenethez
+ 5V-ot kaphatunk egy nagyobbról egy feszültségszabályozóval, például a 7805-tel. Alternatív megoldásként három 1,5 V-os akkumulátort lehet sorba kötni, vagy egy 4,5 V-os akkumulátort. Be kell kapcsolni a fenti ábrán látható módon (16. ábra).
4.9 Tápellátás
Sok kis videokamera és felvevő 3,5 mm-es sztereó mikrofondugót használ a sztereó mikrofonok csatlakoztatására. Egyes eszközöket külső áramforrással rendelkező mikrofonokhoz terveztek, míg mások ugyanazon a csatlakozón keresztül látják el a tápellátást, amely a hangot továbbítja. Azon eszközök specifikációiban, amelyek a mikrofonbemeneten keresztül biztosítják a kapszulák tápellátását, erre a bemenetre „plug-in power”-ként hivatkoznak.
Az elektret mikrofonokhoz dugaszolható tápcsatlakozást használó eszközök esetében az alábbi diagram látható (17. ábra):
Mikrofon csatlakoztatási technológia Dugaszolható táp a felvevő készülék áramköre szempontjából (18. ábra):
 |
| 18. ábra - A dugaszolható tápcsatlakozó sematikus diagramja |
Jegyzetek (szerkesztés)
Az elektret mikrofon pufferelőerősítője is csak előerősítő, feszültségátalakító, követő, térhatású tranzisztor, impedanciaillesztés.
1. séma
Itt van egy diagram a számítógépes fejhallgató és az FT-840 adó-vevő csatlakoztatásához. Az összes különálló elem (R) a headset csatlakozó házában található, közvetlenül az FT adó-vevők szabványos csatlakozójának tűire forrasztva (a headset natív mikrofoncsatlakozója levágható), a mikrofoncsatlakozó blokk része pedig az adó-vevő a következőképpen módosul: adó-vevő, földre van kötve) ehhez óvatosan vágja le szikével a kinyomtatott vezetéket, és kapcsoljon rá 9 voltos feszültséget, amelyet eltávolítanak a JP7201 csatlakozó 2-es érintkezőjéről (VR7201- 1 VR-B-UNIT ellenállásos motor).
Rizs. egy Csatlakozási rajz (1. opció)
Az R1 és R2 ellenállásokat úgy választják ki, hogy az elektret mikrofon plusz terminálján körülbelül 1-1,5 V feszültség legyen. Kívánatos, hogy ezek az ellenállások azonos méretűek legyenek. Ahhoz, hogy az adó-vevő szabványos mikrofonnal működjön az átalakítás után, a szabvány mikrofon csatlakozójában (szappantartóban) szükséges a 2-es érintkezőre tartó vezetéket az 5-ös vagy 7-es érintkezőre forrasztani. (földelés) A feltüntetett módosítási mód más hasonló adó-vevőkhöz is alkalmas, például FT-990 ...
A tudósítók szerint az általam tesztelt modern számítógépes fejhallgatók túlnyomó többségével a jel magas pontszámot kapott. Működés közben az adó-vevő szabványos csatlakozójából a mikrofon bemenethez adaptert terveztem, ami után a headset cserénél nem kellett levágni a szabványos csatlakozót. A telefoncsatlakozóhoz adaptert rádióüzletben lehet vásárolni.
2. séma
Rizs. 2 Csatlakozási rajz (2. opció)
Amikor a levegőben dolgozik, gyakran szabad kezet kell tartania. Például számítógép használatával. Ráadásul a hosszú távú levegőben végzett munka során a kéz elfárad a szokásos "szappantál" mikrofon tartásában. Ezért egy ilyen headset-csatlakozási sémát javaslok, amelyet számítógépes multimédiához használnak, és számítógépes boltokban értékesítenek. Az összes különálló elem (R, C) a headset csatlakozó házában található (a régi csatlakozót levágták), és a mikrofoncsatlakozó blokk része módosult. A 2. érintkező felszabadítása (a nyomtatott vezető szikével történő elvágása) és 9 volt ráadása, amelyet a JP7201 csatlakozó (VR7201-1 VR-B-UNIT ellenállásmotor) 2. érintkezőjéről távolítanak el.
A mikrofonokat arra használják, hogy a hangrezgések energiáját váltakozó elektromos feszültséggé alakítsák. A besorolás szerint az akusztikus mikrofonokat két nagy csoportra osztják:
Nagy ellenállás (kondenzátor, elektret, piezoelektromos);
Alacsony ellenállás (elektrodinamikai, elektromágneses, szén).
Az első csoportba tartozó mikrofonok hagyományosan egyenértékűek
változtatható kondenzátorok és a második csoport mikrofonjai - mozgó mágneses induktorok vagy változó ellenállások formájában.
A nagy impedanciájú mikrofonok közül az elektret mikrofonok olcsóbbak. Paramétereiket a szabványos hangfrekvencia-tartományban normalizálják, amelynek népszerű neve "kettőtől húszig" (20 Hz ... 20 kHz). Egyéb jellemzők: nagy érzékenység, széles sávszélesség, szűk sugárzási minta, alacsony torzítás, alacsony zajszint.
Léteznek két- és háromvezetékes elektret mikrofonok (3.37. ábra, a, b). A mikrofonból kilépő vezetékek könnyebb azonosítása érdekében szándékosan többszínűvé, például fehér, piros, kék színűvé teszik.
rizs, 3,37. Az elektret mikrofonok belső áramkörei: a) két kommunikációs vezeték; b) három kommunikációs vezeték.
A mikrofon belsejében található tranzisztorok ellenére rövidlátó az onnan érkező jelet közvetlenül az MK bemenetére táplálni. Szükségünk van egy audio előerősítőre. Ebben az esetben nem mindegy, hogy az erősítő az MK ADC csatornájába van beépítve, vagy egy különálló, tranzisztorokra vagy mikroáramkörökre szerelt külső egységről van szó.
Az elektret mikrofonok hasonlóak a rezgésátalakítókhoz, de ez utóbbiaktól eltérően lineáris átvitellel és szélesebb frekvencia-átvitellel rendelkeznek. Ez lehetővé teszi az emberi beszéd hangjeleinek torzítás nélküli feldolgozását, ami valójában a mikrofon közvetlen célja.
Ha a FÁK-országokban gyártott elektrét mikrofonokat paramétereik javítása érdekében szétválogatjuk, a következő sort kapjuk: MD-38, MD-59,
MK-5A, MKE-3, MKE-5B, MKE-19, MK-120, KMK-51. A működési frekvencia tartomány 20 ... 50 Hz és 15 ... 20 kHz között van, az amplitúdó-frekvencia karakterisztika egyenetlensége 4 ... 12 dB, az érzékenység 1 kHz-es frekvencián 0,63 ... 10 mV/Pa.
ábrán. A 3.38, a, b ábrák az elektret mikrofonok MK-hoz való közvetlen csatlakoztatásának diagramjait mutatják be. A 3.39. ábrán a ... k tranzisztoros erősítőkkel ellátott áramkörök láthatók, és a 3. ábrán. 3,40, a ... p - erősítőkkel a mikroáramkörökön.
Rizs. 3.38. Az elektret mikrofonok MK-hoz való közvetlen csatlakoztatásának diagramja:
a) a VM1 mikrofon közvetlen csatlakoztatása az MK-hoz lehetséges, ha az ADC csatornán legalább 100-as együtthatójú belső jelerősítő található. Az R2, C / szűrő csökkenti a +5 V tápfeszültség hullámzásából származó kisfrekvenciás hátteret ;
b) sztereó mikrofon BMI csatlakoztatása egy kétcsatornás ADC MK-hoz, amely belső erősítővel rendelkezik. Az R3 ellenállások korlátozzák az áramot az MK diódákon, ha erős ütések érik a mikrofontestet vagy magát a piezolemezt.
c) a VTI tranzisztornak a lehető legnagyobb erősítéssel kell rendelkeznie (hjy ^ együttható),
d) az R3 ellenállás kiválasztja a feszültséget a VT1 tranzisztor kollektorán, közel a tápfeszültség feléig (a VM 1 mikrofon jelének szimmetrikus korlátozásához) \
e) a lánc /? /, C1 csökkenti a +5 V-os tápról érkező hálózati hullámzások amplitúdóját, és ezért csökken a nem kívánt 50/100 Hz frekvenciájú "zúgás". A továbbiakban a "c", "b", "k" betűk a mikrofonvezetékek színét jelölik: "kék", "fehér", "piros";
f) a BMI háromtűs mikrofon egyszerű csatlakoztatása. Az ellenállás hiánya a VTI tranzisztor emitterében csökkenti a fokozat bemeneti impedanciáját;
g) egy távoli "kétpólusú mikrofon" VTI, VT2 tranzisztorok fantomtápellátásával az R5 ellenálláson keresztül. Az R1 ellenállás + 2,4 ... + 2,6 V feszültséget választ ki a VT2 tranzisztor emitterén. Az MK analóg komparátor rögzíti azokat a pillanatokat, amikor a mikrofonból érkező jel nagyobb, mint egy bizonyos küszöbérték, amelyet az R7 \ 0 ellenállás állít be
h) a tranzisztor levágási üzemmódban működik, ezzel összefüggésben a BMI mikrofonból érkező szinuszos hangjelek téglalap alakú impulzusokká válnak;
i) három érintkezős BMI mikrofon csatlakoztatása kétvezetékes áramkör segítségével. A BM1 mikrofon és az R1 ellenállás felcserélhető. Az R2 ellenállás kiválasztja a feszültséget az MK bemeneten, közel a tápegység feléig;
j) az ellenállás kiválasztja a feszültséget az MC bemenetén, közel +1,5 V-hoz.
a) a transzformátor rés lehetővé teszi a BM1, DAI, GBJ, T1 elemek nagy távolságra történő kiszedését, míg az MK bemenetét Schottky diódákkal kell védeni. A DA mikroáramkör áramfelvétele / rendkívül alacsony, ami lehetővé teszi, hogy ne helyezze a kapcsolót a GB1 akkumulátor áramkörbe
Rizs. 3.40. Bekötési rajzok elektret mikrofonokhoz M K erősítőkön keresztül
mikroáramkörök (folytatás):
b) erősítő mikrofon "könnyűzenéhez". Az R4 ellenállás az MK analóg komparátor kioldási küszöbét 0 ... + 3 V tartományba állítja;
c) „elektronikus zajszintmérő”. Az MK analóg komparátor pozitív kapcsa simított feszültséget kap, amely arányos a BM1 mikrofon átlagos jelszintjével. Az analóg komparátor negatív kimenetén szoftverben "fűrész" jön létre;
d) az R3 ellenállás a jel szimmetriáját, az R5 ellenállás pedig a DAL műveleti erősítő erősítési tényezőjét szabályozza.Az észlelt jel (VDI, VD2, S3, C4 elemek) az MC bemenetére kerül. Az átlagos hangszintet egy belső ADC méri;
e) a Panasonic Z) / l / "LED" mikroáramkörének nem szabványos használata. Lehetséges csere az LB1423N, LB1433N (Sanyo), BA6137 (ROHM). A ZL1 kapcsoló öt fokozatban állítja be az érzékenységet egy logaritmikus skálán: -10; -5; 0; +3; +6 dBu;
f) az op-amp Z) / 4 / fokozatának erősítése az R4, R5 ellenállások ellenállásának arányától függ. A frekvenciaválaszt az alacsony frekvenciájú tartományban a C / kondenzátor határozza meg;
g) az op-amp Z) / l / fokozatának erősítését az R5, R6 ellenállások ellenállásának aránya határozza meg. A jelkorlátozás szimmetriája az R3, R7 ellenállások arányától függ \
h) mikrofon erősítő a hangszint zökkenőmentes szabályozásával az R5 ellenálláson \
i) egy kétfokozatú erősítő elosztott átviteli együtthatóval: Ku = 100 (DAI.I), Ku = 5 (DAI.2). Az R4, /?5 ellenállásokon lévő osztó beállítja az eltolást, ami valamivel kevesebb, mint a betáplálás fele. Ez azért van, mert a DA / op amp nem sín-sín;
Rizs. 3.40. Bekötési rajzok az elektret mikrofonok csatlakoztatásához az MK-hoz bekapcsolt erősítőkön keresztül
mikroáramkörök (folytatás):
j) a C4b kondenzátor kapacitását egyes áramkörökben 10 ... 47 mikrofaradra növelik (a paraméterek javítását kísérletileg igazolják);
k) A DAI op-amp "bal" fele erősíti a jelet, a "jobb" fele pedig a feszültségkövető áramkörnek megfelelően kapcsol be. Ezt a megoldást általában akkor alkalmazzák, ha az MC jelentős távolságra van az erősítőtől, vagy a jelet több irányba kell elágazni;
m) az R2, R4 ellenállások a DDI logikai chip invertereit erősítő üzemmódba viszik át. Az R3 ellenállás 0,15 μF-os kondenzátorral helyettesíthető;
m) egy speciális DA1 mikroáramkör (Motorola cég) csak a személy hangjának hangjelzéseire reagál;
o) az XS1 aljzatba helyezett dugó automatikusan megszakítja a kapcsolatot a C / és C2 kondenzátorok között, miközben a belső BM1 mikrofon ki van kapcsolva, és a külső hangjel a DAL / bemenetre kerül. Mindkét Z) / l / erősítő sín-sín kimeneti szinttel rendelkezik;
n) az ellenállás beállítja a jelkorlátozás szimmetriáját a DA 1 mikroáramkör 1. lábánál A VTI tranzisztor az R5, SZ elemekkel együtt detektor funkciót lát el.
3.5.2. Elektrodinamikus mikrofonok
Az elektrodinamikus mikrofonok kialakításának fő elemei az induktor tekercs, a membrán és a mágnes A mikrofon membránja hangrezgések hatására közelebb / távolabb hozza a mágnest a tekercstől, amellyel kapcsolatban váltakozó feszültség keletkezik a tekercsben. a levél. Minden olyan, mint a fizika iskolai kísérleteiben.
Az elektrodinamikus mikrofon jele túl gyenge, ezért általában erősítőt szerelnek fel az MC-vel való interfészhez. Bemeneti impedanciája alacsony lehet. A mikrofon és a bemeneti erősítő összekötő vezetékeit árnyékolni kell, vagy hosszukat 10 ... 15 cm-re csökkenteni kell A téves riasztások kiküszöbölése érdekében a kapszulát ajánlatos habszivaccsal becsomagolni, és a mikrofont nem kell mereven a ház falához csavarni. .
Az elektrodinamikus mikrofonok jellemző paraméterei: tekercsellenállás 680…2200 Ohm, maximális üzemi feszültség 1,5…2 V, üzemi áram 0,5 mA. Fontos gyakorlati következmény - elektrodinamikus mikrofonok
könnyen megkülönböztethető az elektrettől (kondenzátor, piezokerámia) a vezetékek közötti ohmos ellenállás miatt. A szabály alól kivételt képeznek az ipari mikrofonmodulok, amelyek a házon belül tranzisztort vagy integrált erősítőt tartalmaznak.
Az elektrodinamikus mikrofon az ábrán látható adapteren keresztül elektrétre cserélhető. 3.41. A C2 kondenzátor beállítja a nagyfrekvenciás választ. Az R1 ellenállásokon lévő osztó üzemi feszültséget hoz létre a BML mikrofon számára, a C1 kondenzátor pedig tápszűrőként szolgál.
Rizs. 3.43. Bekötési rajzok a dinamikus hangszórók bemenethez való csatlakoztatásához MK:
a) a sokkérzékelő tranzisztoros erősítője BAI hangszóróval. Az érzékenységet RI, R2 ellenállások szabályozzák. A C2 kondenzátor kisimítja a jelcsúcsokat. A C / kondenzátor szükséges ahhoz, hogy a VT1 tranzisztor alapja ne csatlakozzon a közös vezetékhez a BAI hangszóró alacsony impedanciáján keresztül;
b) A VTI egy általános alaperősítő. Különlegessége az alacsony bemeneti impedanciája, amely jól illeszkedik a BAI hangszóró paramétereihez. Az RI ellenállás beállítja a tranzisztor VTI (kollektorfeszültség) működési pontját, hogy a jel szimmetrikus vagy aszimmetrikus levágását kapja. Az R3 ellenállás beállítja a küszöböt (érzékenység, erősítés);
c) A BAI headset végzi a mikrofon funkciót. Magasabb a tekercselési impedanciája, mint egy alacsony impedanciájú hangszórónak, ami növeli az érzékenységet és megkönnyíti az MCU-hoz való csatlakozást. Az RI ellenállás szabályozza a jel amplitúdóját;
ábrán. A 3.43, a ... d a dinamikus hangszórók mikrofonként történő MK bemenethez való csatlakoztatásának diagramjait mutatja be.
d) az intercom áramkör része, amelyben a BAI hangszóró felváltva látja el a mikrofon és a hangszóró funkcióját. Az MK a bemeneti vonal LOW / HIGH szintje alapján határozza meg a "Vétel / adás" állapotát (MAGAS szint az R4 ellenállástól és LOW - a BAI-tól). Ha az MC-n van egy belső erősítős ADC, akkor "hallgathatod" a beszélgetést az útvonalon. Ezen túlmenően, ha az MK vonalat kimeneti módba kapcsoljuk, akkor különféle hangjelek generálására használható az ULF-ben (R3, VD1, R2, C2-n keresztül).
Mikrofonok (elektrodinamikus, elektromágneses, elektret, szén) - a fő paraméterek, jelölés és beillesztés az elektronikus áramkörökbe.
A rádióelektronikában széles körben használják a mikrofont - egy olyan eszközt, amely a hang rezgéseit elektromos rezgésekké alakítja. A mikrofont általában gyenge hangok észlelésére és erősítésére szolgáló elektromos eszközként értik.
A mikrofonok alapvető paraméterei
A mikrofon teljesítményét számos szabványos műszaki paraméter jellemzi:
- érzékenység,
- névleges frekvencia tartomány,
- frekvencia válasz,
- orientáció,
- dinamikus hatókör,
- impedancia modul,
- névleges terhelési ellenállás
- satöbbi.
Jelzés
A mikrofon márkája általában a testére van nyomtatva, és betűkből és számokból áll. A betűk a mikrofon típusát jelzik:
- MD - tekercs (vagy "dinamikus"),
- MDM - dinamikus kis méretű,
- MM - miniatűr elektrodinamikus,
- ML - szalag,
- MK - kondenzátor,
- FEM - elektret,
- MPE - piezoelektromos.
A számok a fejlesztés sorozatszámát jelzik. A számok után A, T és B betűk találhatók, jelezve, hogy a mikrofon export változatban készült - A, T - trópusi, és B - fogyasztói elektronikai berendezésekhez (CEA) készült.
Az MM-5 mikrofon jelölése a tervezési jellemzőit tükrözi, és hat szimbólumból áll:
- első és második ............... MM - miniatűr mikrofon;
- harmadik ................................ 5 - ötödik terv;
- negyedik és ötödik ........ két szám jelzi a méretet;
- hatodik ............................... egy betű, amely az akusztikus bemenet alakját jellemzi (O - kerek lyuk, C - fúvóka, B - kombinált).
A rádióamatőrök gyakorlatában több alapvető mikrofontípust használnak: szén, elektrodinamikus, elektromágneses, kondenzátor, elektret és piezoelektromos mikrofonokat.
Elektrodinamikus mikrofonok
Az ilyen típusú mikrofonok elnevezése elavultnak számít, és manapság tekercses mikrofonként emlegetik.
Az ilyen típusú mikrofonokat nagyon gyakran használják a hangrögzítés szerelmesei, viszonylag nagy érzékenységük és gyakorlati érzéketlenségük miatt a légköri hatásokra, különösen a szél hatására.
Emellett ütésállóak, könnyen használhatók, és károsodás nélkül képesek ellenállni a magas jelszinteknek. Ezeknek a mikrofonoknak a pozitív tulajdonságai meghaladják a hátrányukat: átlagos hangfelvételi minőség.
Jelenleg a hazai ipar által gyártott kis méretű dinamikus mikrofonok iránt érdeklődnek a rádióamatőrök, melyeket hangrögzítésre, hangátvitelre, hangerősítésre és különféle kommunikációs rendszerekre használnak.
Négy összetettségi csoportba tartozó mikrofonok készülnek - 0, 1, 2 és 3. A 0, 1 és 2 bonyolultságú kisméretű mikrofonok hangátvitelre, hangrögzítésre és zene és beszéd hangerősítésére, a 3. csoport pedig hangzásra szolgál. átvitel, hangrögzítés és beszédhangerősítés.
A mikrofon szimbólum három betűből és számból áll. Például az MDM-1, az első kialakítású, dinamikus kis méretű mikrofon.
Különösen érdekesek az MM-5 sorozat elektrodinamikus miniatűr mikrofonjai, amelyek közvetlenül az erősítőlapba forraszthatók, vagy elektronikus berendezések beépített elemeként használhatók.
A mikrofonok az alkatrészek negyedik generációjához tartoznak, amelyeket tranzisztorokon és integrált áramkörökön lévő elektronikus berendezésekhez terveztek.
Az MM-5 mikrofont egy típusban, két változatban gyártják: nagy ellenállású (600 ohm) és kis ellenállású (300 ohm), valamint harmincnyolc szabvány méretben, amelyek csak az egyenáramú tekercsellenállásban, elhelyezkedésében térnek el. az akusztikus bemenetről és típusáról.
Az MM-5 sorozatú mikrofonok fő elektroakusztikus paramétereit és műszaki jellemzőit a táblázat tartalmazza. egy.
Asztal 1.
| Mikrofon típus | MM-5 | |
| Végrehajtási lehetőség | alacsony impedancia | nagy ellenállás |
| Névleges tartomány munkafrekvenciák, Hz |
500...5000 | |
| Komplett modul elektromos ellenállás tekercselés, Ohm |
135115 | 900 ± 100 |
| Érzékenység bekapcsolva frekvencia 1000 Hz, μV / Pa, nem kevesebb (terhelésállóság) |
300 (600 Ohm) | 600 (300 Ohm) |
| Átlagos érzékenység in tartomány 500...5000 Hz, μV / Pa, nem kevesebb (terhelésállóság) |
600 (600 Ohm) | 1200 (3000 Ohm) |
| Frekvencia szabálytalanság érzékenységi jellemzők a névleges tartományban frekvenciák, dB, nem több |
24 | |
| Súly, g, nem több | 900 ± 100 | |
| Élettartam, év, nem kevesebb | 5 | |
| Méretek, mm | 9,6x9,6x4 | |
Rizs. 1. Az ultrahangos hangszóró mikrofonként való beépítésének sematikus diagramja.
Dinamikus mikrofon hiányában a rádióamatőrök gyakran hagyományos elektrodinamikus hangszórót használnak helyette (1. ábra).
Elektromágneses mikrofonok
A tranzisztorokra szerelt, alacsony bemeneti impedanciájú alacsony frekvenciájú erősítőkhöz általában elektromágneses mikrofonokat használnak.
Az elektromágneses mikrofonok reverzibilisek, ami azt jelenti, hogy telefonként is használhatók. Elterjedt a DEMSh-1 típusú úgynevezett differenciálmikrofon és ennek DEMSh-1A változata.
Elég jó eredményeket érhetünk el, ha a DEMSh-1 és DEM-4M elektromágneses mikrofonok helyett a TON-1, TON-2, TA-56 és mások szokásos elektromágneses fejhallgatóit használjuk (2-4. ábra).
Rizs. 2. Elektromágneses fülhallgató mikrofonként való beépítésének vázlata az ultrahang frekvenciasáv bemenetén.
Rizs. 3. Elektromágneses mikrofon beépítésének vázlata az ultrahangos frekvenciaváltó bemenetén tranzisztorokon.
Rizs. 4. Műveleti erősítőn az ultrahangos frekvenciaváltó bemenetén lévő elektromágneses mikrofon beépítésének vázlata.
Elektrét mikrofonok
A közelmúltban elektret kondenzátor mikrofonokat használnak a háztartási magnetofonokban. Az elektret mikrofonok frekvenciatartománya a legszélesebb - 30 ... 20 000 Hz.
Az ilyen típusú mikrofonok kétszer akkora elektromos jelet bocsátanak ki, mint a hagyományos szénmikrofonok.
Az ipar a karbon MK-59 és hasonló méretű MKE-82 és MKE-01 elektretmikrofonokat gyártja, amelyek a szénsavas helyett a közönséges telefonkészülékekbe is beépíthetők a telefonkészülék változtatása nélkül.
Ez a fajta mikrofon lényegesen olcsóbb, mint a hagyományos kondenzátormikrofon, ezért könnyebben elérhető a rádióamatőrök számára.
A hazai ipar az elektret mikrofonok széles választékát gyártja, köztük az egyirányú irányított MKE-2-t az I. osztályú tekercses magnókhoz és az elektronikus berendezésekbe való beágyazáshoz - MKE-3, MKE-332 és MKE-333 .
A rádióamatőrök számára a legérdekesebb az MKE-3 kondenzátor elektret mikrofon, amely mikrominiatűr kialakítású.
A mikrofont beépített eszközként használják háztartási magnókban, rádiókban és rádiós magnókban, mint például a Sigma-VEF-260, Tom-303, Romantic-306 stb.
Az MKE-3 mikrofon műanyag tokban készül, peremmel, amely belülről rádiókészülék előlapjára rögzíthető. A mikrofon körkörös és kör alakú.
A mikrofon ellenáll az ütéseknek és az erős rázkódásnak. asztal A 2. ábra néhány miniatűr kondenzátorelektret mikrofon márkájának fő műszaki paramétereit mutatja.
2. táblázat.
| Mikrofon típus | FEM-3 | MKE-332 | MKE-333 | MKE-84 |
| Névleges tartomány munkafrekvenciák, Hz |
50...16000 | 50... 15000 | 50... 15000 | 300...3400 |
| Érzékenység a szabad mező tovább frekvencia 1000 Hz, μV / Pa |
nem több, mint 3 | nem kevesebb, mint 3 | nem kevesebb, mint 3 | A - 6 ... 12 B - 10 ... 20 |
| Egyenetlenség frekvencia válasz érzékenység be tartomány 50...16000 Hz, dB, nem kevesebb |
10 | - | - | - |
| Komplett modul elektromos ellenállás 1000 Hz-en, Ohm, nem több |
250 | 600 ± 120 | 600 ± 120 | - |
| Egyenértékű szint hangnyomás, a sajátja miatt mikrofonzaj, dB, nem több |
25 | - | - | - |
| Átlagos szintkülönbség érzékenység "Elöl - hátul", dB |
- | nem kevesebb, mint 12 | nem több, mint 3 | - |
| Üzemeltetési feltételek: hőmérséklet, С relatív páratartalom levegő, nem több |
5...30 85% 20 "C-on |
-10...+50 95 ± 3% 25 °C-on |
10...+50 95 ± 3% 25 °C-on |
0...+45 93% 25 °C-on |
| Tápfeszültség, V | - | 1,5...9 | 1,5...9 | 1,3...4,5 |
| Súly, g | 8 | 1 | 1 | 8 |
| méretek (átmérő x hossz), mm |
14x22 | 10,5 x 6,5 | 10,5 x 6,5 | 22,4x9,7 |
ábrán. Az 5. ábra egy MKE-3 típusú elektret mikrofon beépítésének diagramját mutatja, amely széles körben elterjedt az amatőr rádiótervezésben.
Rizs. 5. Az MKE-3 típusú mikrofon bekapcsolásának sematikus ábrája egy tranzisztoros ultrahangos frekvenciaváltó bemenetén.
Rizs. 6. Az MKE-3 mikrofon fénykép- és belső sematikus rajza, színes vezetékek elrendezése.
Szén mikrofonok
Annak ellenére, hogy a szénmikrofonokat fokozatosan felváltják más típusú mikrofonok, de egyszerű kialakításuk és kellően nagy érzékenységük miatt továbbra is megállják a helyüket a különböző kommunikációs eszközökben.
A leggyakoribbak a szénmikrofonok, az úgynevezett telefonkapszulák, különösen az MK-10, MK-16, MK-59 stb.
A szénmikrofon bekapcsolásának legegyszerűbb áramköre az ábrán látható. 7. Ebben az áramkörben a transzformátornak lépcsőzetesnek kell lennie, és R = 300 ... 400 Ohm ellenállású szénmikrofonnál egy E-alakú vasmagra tekerhető fel, amelynek keresztmetszete 1 ... 1,5 cm2.
Az elsődleges tekercs (I) 200 fordulatot tartalmaz 0,2 mm átmérőjű PEV-1 huzalból, és a szekunder (II) - 400 fordulat PEV-1, amelynek átmérője 0,08 ... 0,1 mm.
A szénmikrofonok dinamikus ellenállásuktól függően 3 csoportra oszthatók:
- alacsony impedanciájú (körülbelül 50 Ohm) legfeljebb 80 mA tápárammal;
- közepes ellenállású (70 ... 150 Ohm), legfeljebb 50 mA tápárammal;
- nagy ellenállású (150 ... 300 Ohm) 25 mA-nél nem nagyobb tápárammal.
Ebből az következik, hogy a szénmikrofon áramkörben a mikrofon típusának megfelelő áramerősséget kell beállítani. Ellenkező esetben, ha nagy az áramerősség, a szénpor elkezd sülni, és a mikrofon elromlik.
Ebben az esetben nemlineáris torzítások jelennek meg. Nagyon alacsony áramerősségnél a mikrofon érzékenysége meredeken csökken. A szénkapszulák csökkentett tápárammal is működhetnek, különösen csöves és tranzisztoros erősítőkben.
Az érzékenység csökkenését a csökkentett mikrofonteljesítmény mellett az audioerősítő erősítésének egyszerű növelése kompenzálja.
Ebben az esetben javul a frekvenciaválasz, jelentősen csökken a zajszint, és nő a működés stabilitása és megbízhatósága.
Rizs. 7. A szénmikrofon transzformátoros bekapcsolásának sematikus rajza.
A szénmikrofon tranzisztoros erősítő fokozatba való beépítésének egyik változata a 8. ábrán látható.
A szén-mikrofon bekapcsolásának lehetősége egy tranzisztorral kombinálva egy audiofrekvenciás csöves erősítő bemenetén az ábra szerinti séma szerint. A 9. ábra nagy feszültségerősítést tesz lehetővé.
Rizs. 8. A tranzisztoros ultrahangos frekvenciaváltó bemenetén lévő szénmikrofon beépítésének vázlata.
Rizs. 9. Hibrid ultrahangos frekvenciaváltó bemenetén, tranzisztorra és elektronikus csőre szerelt szénmikrofon bekapcsolásának vázlata.
Irodalom: V.M. Pestrikov - Rádióamatőrök enciklopédiája.
Már régóta ott jár a fejemben. Erőit összeszedve erősítő áramkörök után kezdett kutatni. Az általam áttekintett áramkörök többsége nem tetszett. Könnyebben, jobban és kevésbé akartam összeszerelni (laptophoz, mert a beépített láthatóan csak a bemutató kedvéért készült - rossz a minőség). Rövid keresés után pedig egy fantomtáppal működő mikrofon jelerősítő áramkört találtak és teszteltek. A fantomtáp (ez az, amikor a tápellátás és az információátvitel egy vezetéken keresztül történik) ennek a sémának hatalmas előnye, mert megkímél minket a harmadik féltől származó tápegységektől és az azokkal kapcsolatos problémáktól. Például: ha egy egyszerű elemről tápláljuk az erősítőt, akkor előbb-utóbb lemerül, ami az áramkör pillanatnyi működésképtelenségéhez vezet; ha akkumulátorról tápláljuk, akkor előbb-utóbb fel kell tölteni, ami szintén nehézségekhez és felesleges mozdulatokhoz vezet; ha tápról tápláljuk, akkor két mínusz van, ami véleményem szerint elveti a használat lehetőségét - ezek a vezetékek (a PA táplálására) és az interferencia. Az interferenciától sokféleképpen megszabadulhatsz (stabilizátort, mindenféle szűrőt stb.), ekkor már nem olyan egyszerű megszabadulni a vezetékektől (az energiaátvitelt azonban távolról is megteheti, de minek keríteni egy egész készülékkomplexumot, egyes mikrofonerősítők táplálására?) és ez a készülék praktikusságát is csökkenti. Térjünk át a diagramra:
Az erősítő áramkör egy változata dinamikus mikrofonhoz
Az áramkört a szuperegyszerűség és a mega-ismételhetőség jellemzi, az áramkörben két ellenállás (R1, 2), két kondenzátor (C2, 3), egy 3,5-ös csatlakozó (J1), egy elektret mikrofon és egy tranzisztor található. A C3 kondenzátor mikrofonszűrőként működik. A C2 kapacitását nem szabad figyelmen kívül hagyni, vagyis nem kell sem többet, sem kevesebbet beállítani a diagramon feltüntetett névleges értéknél, különben sok interferenciával jár. A T1 tranzisztort hazaira tesszük kt3102
... A készülék méretének csökkentésére egy "1Ks" jelzésű SMD tranzisztort használtam. Ha egyáltalán nem tudja, hogyan kell forrasztani - menjen a fórumra.
A T1 cseréjekor nem történt jelentős minőségi változás. Az összes többi alkatrész szintén SMD tokban van, beleértve a C3 kondenzátort is. Az egész tábla meglehetősen kicsinek bizonyult, bár a LUT nyomtatott áramköri kártyák gyártási technológiájával még kisebbre szabható. De egy egyszerű fél milliméteres permanens jelzővel jól kijött. 5 perc alatt vas-kloridban marattam a táblát. Az eredmény egy ilyen mikrofon erősítő kártya, amely a 3.5-ös csatlakozóra van rögzítve.
Mindez jól elfér a burkolaton belül a csatlakozótól. Ha ezt is megteszi, akkor azt tanácsolom, hogy a táblát a lehető legkisebbre tegye, mivel esetemben deformálta a burkolatot és megváltoztatta az alakját. A táblát célszerű oldószerrel vagy acetonnal öblíteni. Ennek eredményeként egy ilyen hasznos, jó érzékenységű készüléket kaptunk:
Mielőtt csatlakoztatná a mikrofont a számítógéphez, ellenőrizze az összes érintkezőt, és hogy van-e + 5 V-os tápegység a mikrofon bemenetén (és annak lennie kell), hogy elkerülje az olyan megjegyzéseket, mint: "Pontosan úgy szereltem össze, mint az áramkörben, de nem működik!". Ezt így lehet megtenni: csatlakoztass egy új dugót a mikrofoncsatlakozóhoz, és egy voltmérővel mérd meg a feszültséget a test (nagycsap) és két rövid forrasztócsap között. Minden esetre ne zárja rövidre a dugasz vezetékeit a feszültség mérése közben. Nem tudom, mi lesz akkor, és nem is akarom ellenőrizni. A mikrofon erősítőm már 3 hónapja működik, minőségével és érzékenységével is teljesen meg vagyok elégedve. Gyűjtse össze és iratkozzon le a fórumon eredményeiről, kérdéseiről, és talán még a ház, az áramkörök és a gyártási módszerek fejlesztéseiről is. veled voltam 5000 BFG, sok szerencsét!
Beszélje meg az ELEKTROMOS MIKROFON ERŐSÍTŐ cikket
