Acest document conține diagrame de cablare și informații despre cum este construită sursa de alimentare a microfoanelor electret. Documentul este scris pentru persoanele care pot citi cele mai simple circuite electrice.
- Introducere
- O introducere în microfoanele electret
- Circuite de alimentare de bază pentru microfoanele electret
- Placi de sunet si microfoane electret
- Putere de conectare
- Putere fantomă în audio profesional
- T-Powering
- Alte informatii utile
1. Introducere
Cele mai multe tipuri de microfoane necesită alimentare cu energie pentru funcționare, de regulă, acestea sunt microfoane cu condensator, precum și microfoane similare acestora în principiu de funcționare. Este necesară alimentarea pentru a funcționa preamplificatorul intern și pentru a polariza membranele capsulei microfonului. Dacă nu există o sursă de alimentare încorporată (baterie, acumulator) în microfon, tensiunea este furnizată microfonului prin aceleași fire ca și semnalul de la microfon la preamplificator.
Există momente în care un microfon este confundat cu unul stricat doar pentru că nu știu despre necesitatea aplicării unei surse fantomă sau a introducerii unei baterii.
2. Introducere în microfoanele electret
Microfoanele Electret oferă cel mai bun raport preț/performanță. Aceste microfoane pot fi foarte sensibile, destul de robuste, extrem de compacte și au, de asemenea, un consum redus de energie. Microfoanele Electret sunt utilizate pe scară largă, datorită dimensiunilor lor compacte sunt adesea încorporate în produsele finite, păstrând în același timp performanțe ridicate. Potrivit unor estimări, microfonul electret este folosit în 90% din cazuri, ceea ce, având în vedere cele de mai sus, este mai mult decât justificat. Cele mai multe microfoane lavalier, microfoane utilizate în camerele video de amatori și microfoane utilizate împreună cu plăcile de sunet ale computerelor sunt microfoane electret.
Microfoanele electret sunt similare cu microfoanele cu condensator prin faptul că transformă vibrațiile mecanice într-un semnal electric. Microfoanele cu condensator transformă vibrațiile mecanice într-o schimbare a capacității prin aplicarea tensiunii pe diafragmele capsulei. Modificarea capacității, la rândul său, duce la o modificare a tensiunii pe plăci proporțional cu undele sonore. În timp ce capsula unui microfon cu condensator necesită alimentare externă (fantomă), membrana unei capsule de microfon electret are o sarcină de câțiva volți. Are nevoie de putere pentru preamplificatorul tampon încorporat, nu pentru polarizarea membranei.
O capsulă tipică de microfon electret (Figura 01) are doi (sau trei) pini pentru conectarea la o sursă de curent de 1-9 volți și consumă de obicei mai puțin de 0,5 mA. Această putere este consumată pentru a alimenta preamplificatorul tampon miniatural încorporat în capsula microfonului pentru a potrivi impedanța mare a microfonului cu cablul conectat. De reținut că cablul are propria capacitate, iar la frecvențe peste 1 kHz, rezistența sa poate ajunge la câțiva 10 kOhmi.
Rezistorul de tragere determină rezistența capsulei și este proiectat să se potrivească cu un preamplificator cu zgomot redus. Acesta este de obicei 1-10kΩ. Limita inferioară este determinată de zgomotul de tensiune al amplificatorului, în timp ce limita superioară este determinată de zgomotul de curent al amplificatorului. În majoritatea cazurilor, microfonului i se aplică o tensiune de 1,5-5V printr-un rezistor de câțiva kΩ.
Datorită faptului că microfonul electret conține un preamplificator tampon, care adaugă propriul zgomot la semnalul util, acesta determină raportul semnal-zgomot (de obicei în jur de 94 dB), care este echivalent cu un raport semnal-zgomot acustic de 20-30 dB.
Microfoanele Electret necesită tensiune de polarizare pentru preamplificatorul tampon încorporat. Această tensiune trebuie să fie stabilizată, să nu conțină ondulații, altfel vor merge la ieșire ca parte a semnalului util.
3. Circuite de alimentare de bază pentru microfoanele electret
3.1 Diagrama schematică
Figura 02 prezintă circuitul de alimentare de bază pentru un microfon electret și ar trebui să fie menționat atunci când se ia în considerare conectarea oricărui microfon electret. Rezistența de ieșire este determinată de rezistențele R1 și R2. În practică, impedanța de ieșire poate fi luată ca R2.
3.2 Alimentarea microfonului electret de la o baterie (acumulator)
Acest circuit (Fig. 04) poate fi utilizat împreună cu casetofonele și plăcile de sunet de uz casnic, concepute inițial pentru a funcționa cu microfoane dinamice. Când asamblați acest circuit în interiorul carcasei microfonului (sau într-o cutie externă mică), microfonul dvs. electret va găsi o utilizare universală.Când construiți acest circuit, este util să adăugați un comutator pentru a deconecta bateria atunci când microfonul nu este utilizat. De remarcat faptul că nivelul de ieșire al acestui microfon este mult mai mare decât cel obținut cu un microfon dinamic, așa că este necesar să se controleze câștigul la intrarea plăcii de sunet (amplificator / consola de mixare / magnetofon etc.). Dacă nu se face acest lucru, un nivel ridicat al semnalului de intrare poate duce la supramodulare. Impedanța de ieșire a acestui circuit este în regiunea de 2kΩ, așa că nu este recomandat să folosiți un cablu de microfon prea lung. În caz contrar, poate acționa ca un filtru trece-jos (câțiva metri nu vor avea un impact puternic).
3.3 Cel mai simplu circuit de alimentare pentru un microfon electret
În majoritatea cazurilor, este permisă utilizarea uneia/două baterii de 1,5V (în funcție de microfonul utilizat) pentru alimentarea microfonului. Bateria este conectată în serie cu microfonul (Fig. 05). Acest circuit funcționează atâta timp cât curentul DC de la baterie nu afectează negativ preamplificatorul. Acest lucru se întâmplă, dar nu întotdeauna. De obicei, preamplificatorul funcționează doar ca amplificator de curent alternativ, iar componenta de curent continuu nu are niciun efect asupra acestuia.
Dacă nu cunoașteți polaritatea corectă a bateriei, încercați să o schimbați în două direcții. În marea majoritate a cazurilor, polaritatea incorectă la tensiuni scăzute nu va cauza nicio deteriorare a capsulei microfonului.
4. Placi de sunet si microfoane electret
Această secțiune discută opțiunile pentru alimentarea microfoanelor de pe plăcile de sunet.
4.1 Opțiunea Sound Blaster
Plăcile de sunet Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) de la Creative Labs folosesc mufe stereo de 3,5 mm pentru a conecta microfoanele electret. Pinoutul mufei este prezentat în Figura 06.Creative Labs oferă caracteristici pe site-ul său. pe care un microfon conectat la plăcile de sunet Sound Blaster trebuie să aibă:
- Tip de intrare: dezechilibrat (neechilibrat), impedanță scăzută
- Sensibilitate: aproximativ -20dBV (100mV)
- Impedanță de intrare: 600-1500 ohmi
- Conector: mufă stereo de 3,5 mm
- Pinout: Figura 07
 |
| Fig. 07 - Pinout-ul conectorului de pe site-ul Creative Labs |
 |
| Figura 08 - Intrarea microfonului plăcii de sunet Sound Blaster |
4.2 Alte opțiuni pentru conectarea unui microfon la o placă de sunet
Plăcile de sunet ale altor modele/producători pot folosi metoda discutată mai sus sau pot avea propria lor versiune. Plăcile de sunet care utilizează o mufă mono de 3,5 mm pentru conectarea microfoanelor, de regulă, au un jumper care permite, dacă este necesar, alimentarea microfonului cu energie sau oprirea acestuia. Dacă jumperul se află în poziția în care este furnizată tensiunea microfonului (de obicei + 5V printr-un rezistor de 2-10 kOhm), atunci această tensiune este furnizată prin același fir ca și semnalul de la microfon la placa de sunet (Fig. 09). ).
În acest caz, intrările plăcii de sunet au o sensibilitate de aproximativ 10 mV.
Această conexiune este utilizată și pe computerele Compaq cu o placă de sunet Compaq Business Audio (microfonul Sound Blaster funcționează bine cu Compaq Deskpro XE560). Tensiunea de compensare măsurată la ieșirea Compaq este de 2,43 V. Curent de scurtcircuit 0,34 mA. Aceasta indică faptul că tensiunea de polarizare este aplicată printr-un rezistor de aproximativ 7kΩ. Inelul jack de 3,5 mm nu este folosit și nu este atașat la nimic. Ghidul utilizatorului Compaq spune că această intrare pentru microfon este utilizată numai pentru a conecta un microfon electret alimentat fantomă, cum ar fi un microfon furnizat de Compaq însuși. Potrivit Compac, această metodă de furnizare a energiei se numește alimentare fantomă, dar acest termen nu trebuie confundat cu ceea ce este folosit în ingineria audio profesională. Conform caracteristicilor tehnice declarate, impedanța de intrare a microfonului este de 1 kOhm, iar nivelul maxim admisibil al semnalului de intrare este de 0,013V.
4.3 Aplicarea tensiunii de polarizare la capsula microfonului electret cu trei fire de pe placa de sunet
Acest circuit (Figura 10) este potrivit pentru conectarea unei capsule de microfon electret cu 3 fire la o placă de sunet Sound Blaster care acceptă alimentarea cu tensiune de polarizare (DC) a microfonului electret.
4.4 Aplicarea tensiunii de polarizare la capsula microfonului electret cu două fire de pe placa de sunet
Acest circuit (Figura 11) este potrivit pentru împerecherea unei capsule electret cu două fire cu o placă de sunet (Sound Blaster) care acceptă tensiunea de polarizare. |
| Fig. 12 - Cel mai simplu circuit care funcționează cu SB16 |
4.5 Sursă de alimentare pentru microfoane electret cu mufă mono de 3,5 mm de la SB16
Circuitul de alimentare prezentat mai jos (Figura 13) poate fi utilizat cu microfoane care sunt polarizate pe același fir care transportă semnalul audio.4.6 Conectarea microfonului receptorului la placa de sunet
Conform unor articole de știri de pe comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech, un circuit de podea poate fi utilizat pentru a conecta o capsulă de receptor electret la placa de sunet Sound Blaster. În primul rând, trebuie să vă asigurați că microfonul din tubul selectat este electret. Dacă da, atunci trebuie să deconectați tubul, să îl deschideți și să găsiți plusul capsulei microfonului. Apoi capsula este conectată așa cum se arată în figura de mai sus (Fig. 13). Dacă doriți să utilizați mufa RJ11 a receptorului, atunci microfonul este conectat la firele perechii exterioare. Diferite tuburi au niveluri de ieșire diferite, iar unele pot să nu fie suficiente pentru a fi utilizate cu placa de sunet Sound Blaster.Dacă doriți să utilizați difuzorul receptorului, conectați-l la Tip și introduceți-l în placa de sunet. Înainte de asta, asigură-te că are o rezistență mai mare de 8 Ohm, altfel amplificatorul de la ieșirea plăcii de sunet se poate arde.
4.7 Alimentarea microfonului multimedia de la o sursă externă
Ideea de bază de alimentare a unui microfon multimedia (MM) este prezentată mai jos (Fig. 14).
Circuitul general de alimentare pentru un microfon de computer proiectat să funcționeze cu Sound Blaster și alte plăci de sunet similare este prezentat în figura de mai jos (Fig. 15):
 |
| Fig. 15 - Circuitul general de alimentare al unui microfon de calculator |
Nota 2: De obicei, tensiunea de alimentare a microfoanelor conectate la o placă de sunet este de aproximativ 5 volți, furnizată printr-o rezistență de 2,2 k ohmi. Capsulele microfonului nu sunt de obicei susceptibile la curenți de curent continuu de 3 până la 9 volți și vor funcționa (deși nivelul tensiunii aplicate poate afecta tensiunea de ieșire a microfonului).
4.8 Conectarea unui microfon multimedia la o intrare de microfon convențională
+ 5V pot fi obținute de la unul mai mare folosind un regulator de tensiune precum 7805. Alternativ, trei baterii de 1,5V pot fi conectate în serie sau se poate folosi una de 4,5V. Ar trebui să fie pornit așa cum se arată în figura de mai sus (Fig. 16).
4.9 Putere de conectare
Multe camere video și recordere mici folosesc o mufă de microfon stereo de 3,5 mm pentru a conecta microfoanele stereo. Unele dispozitive sunt proiectate pentru microfoane cu o sursă de alimentare externă, în timp ce altele furnizează energie prin aceeași mufă care transportă audio. În specificațiile dispozitivelor care furnizează energie capsulelor prin intrarea microfonului, această intrare este denumită „Putere de conectare”.
Pentru dispozitivele care utilizează o conexiune de alimentare plug-in pentru microfoanele electret, diagrama este prezentată mai jos (Figura 17):
Tehnologia de conectare a microfonului Putere de conectare din punct de vedere al circuitelor dispozitivului de înregistrare (Fig. 18):
 |
| Fig. 18 - Schema schematică a conectorului de alimentare plug-in |
Note (editare)
Preamplificatorul tampon al unui microfon electret este, de asemenea, doar un preamplificator, un convertor de tensiune, un follower, un tranzistor cu efect de câmp, o potrivire a impedanței.
Schema 1
Iată o diagramă pentru conectarea unei căști de computer la transceiver-ul FT-840. Toate elementele discrete (R) sunt situate în carcasa conectorului căștilor, lipite direct la pinii conectorului standard pentru transceiver-uri FT (conectorul microfonului nativ al căștii poate fi tăiat), iar partea bloc a conectorului microfonului instalată în transceiver-ul se modifică după cum urmează: transceiver, este conectat la masă) pentru a face acest lucru, tăiați cu grijă conductorul imprimat cu un bisturiu și aplicați-i o tensiune de 9 volți, care este îndepărtat de la pinul 2 al conectorului JP7201 (VR7201-). 1 motor de rezistență VR-B-UNIT).
Orez. unu Schema de conectare (opțiunea 1)
Rezistoarele R1 și R2 sunt selectate astfel încât la borna plus a microfonului electret să existe o tensiune de aproximativ 1-1,5 V. Este de dorit să păstrați aceste rezistențe la aceeași dimensiune. Pentru ca transceiverul să funcționeze cu un microfon standard după modificare, este necesar în conectorul microfonului standard (vașa de săpun) să lipiți conductorul care merge la pinul 2 la pinul 5 sau 7. (împământare) Metoda de modificare indicată este potrivit și pentru alte transceiver similare, de exemplu FT-990...
Potrivit corespondenților din emisiune, semnalul cu majoritatea covârșitoare a căștilor moderne de computer pe care le-am testat a primit note mari. În timpul funcționării, de la conectorul standard al transceiver-ului, am proiectat un adaptor pentru intrarea microfonului, după care nu a fost nevoie să decupez conectorul standard la schimbarea căștilor. Un adaptor pentru un conector de telefon poate fi achiziționat de la un magazin de radio.
Schema 2
Orez. 2 Schema de conectare (opțiunea 2)
Adesea, atunci când lucrați la aer, este necesar să vă păstrați mâinile libere. De exemplu, folosind un computer. În plus, în timpul lucrului de lungă durată la aer, mâna se satură să țină un microfon standard de tip „vașă de săpun”. Prin urmare, propun o astfel de schemă de conectare a căștilor, care este folosită pentru multimedia de computer și este vândută în magazinele de calculatoare. Toate elementele discrete (R, C) sunt amplasate în carcasa conectorului căștilor (vechiul conector a fost tăiat), iar partea de bloc a conectorului microfonului a fost modificată. Eliberarea pinului 2 (tăierea conductorului imprimat cu un bisturiu) și aplicarea acestuia a 9 volți, care sunt îndepărtați din pinul 2 al conectorului JP7201 (motor cu rezistență VR7201-1 VR-B-UNIT).
Microfoanele sunt folosite pentru a converti energia vibrațiilor sonore în tensiune electrică alternativă. Conform clasificării, microfoanele acustice sunt împărțite în două grupuri mari:
Înaltă rezistență (condensator, electret, piezoelectric);
Rezistență scăzută (electrodinamică, electromagnetică, cărbune).
Microfoanele din primul grup pot fi reprezentate convențional ca echivalente
condensatoare variabile și microfoane din al doilea grup - sub formă de inductori cu magneți în mișcare sau sub formă de rezistențe variabile.
Printre microfoanele cu impedanță mare, microfoanele electret sunt mai accesibile. Parametrii lor sunt normalizați în gama standard de frecvențe audio, care are denumirea populară „două până la douăzeci” (20 Hz ... 20 kHz). Alte caracteristici: sensibilitate ridicată, lățime de bandă largă, model de radiație îngust, distorsiune scăzută, zgomot redus.
Există microfoane electret cu două și trei fire (Fig. 3.37, a, b). Pentru a facilita identificarea firelor care ies din microfon, acestea sunt realizate în mod deliberat multicolore, de exemplu, alb, roșu, albastru.
Orez, 3,37. Circuite interne ale microfoanelor electret: a) două fire de comunicaţie; b) trei fire de comunicare.
În ciuda tranzistorilor din interiorul microfonului, este miop să alimenteze semnalul de la acesta direct la intrarea MK. Avem nevoie de un preamplificator audio. În acest caz, nu contează dacă amplificatorul este încorporat în canalul ADC MK sau este o unitate externă separată asamblată pe tranzistori sau microcircuite.
Microfoanele Electret sunt similare cu traductoarele de vibrații, dar spre deosebire de acestea din urmă, au o transmisie liniară și un răspuns în frecvență mai larg. Acest lucru face posibilă procesarea semnalelor audio ale vorbirii umane fără distorsiuni, care, de fapt, este scopul direct al microfonului.
Dacă sortăm microfoanele electret fabricate în țările CSI pentru a le îmbunătăți parametrii, obținem următorul rând: MD-38, MD-59,
MK-5A, MKE-3, MKE-5B, MKE-19, MK-120, KMK-51. Gama de frecvență de funcționare este de la 20 ... 50 Hz la 15 ... 20 kHz, neuniformitatea caracteristicii amplitudine-frecvență este de 4 ... 12 dB, sensibilitatea la o frecvență de 1 kHz este de 0,63 .. .10 mV/Pa.
În fig. 3.38, a, b prezintă diagramele de conectare directă a microfoanelor electret la MK. În fig. 3.39, a ... k prezintă circuite cu amplificatoare cu tranzistori, iar în fig. 3.40, a ... p - cu amplificatoare pe microcircuite.
Orez. 3.38. Diagrame pentru conectarea directă a microfoanelor electret la MK:
a) conectarea directă a microfonului VM1 la MK este posibilă dacă canalul ADC are un amplificator de semnal intern cu un coeficient de cel puțin 100. Filtrul R2, C / reduce fondul de joasă frecvență din ondularea tensiunii de alimentare +5 V ;
b) conectarea unui microfon stereo BMI la un ADC MK cu două canale, care are un amplificator intern. Rezistoarele R3 limitează curentul prin diodele MK în cazul unor lovituri puternice asupra corpului microfonului sau asupra piezoplatei în sine.
c) tranzistorul VTI ar trebui să aibă cel mai mare câștig posibil (coeficient hjy ^) ’,
d) rezistorul R3 selectează tensiunea pe colectorul tranzistorului VT1, aproape de jumătate din sursa de alimentare (pentru limitarea simetrică a semnalului de la microfonul VM 1) \
e) lanțul /? /, C1 reduce amplitudinea ondulațiilor rețelei de la sursa de alimentare de +5 V și, prin urmare, „bubuitul” nedorit cu o frecvență de 50/100 Hz scade. În continuare, literele „c”, „b”, „k” vor desemna culoarea firelor microfonului „albastru”, „alb”, „roșu”;
f) conectarea simplificată a microfonului cu trei pini BMI. Absența unui rezistor în emițătorul tranzistorului VTI reduce impedanța de intrare a etajului;
g) un „microfon cu doi poli” la distanță cu alimentare fantomă a tranzistorilor VTI, VT2 printr-un rezistor R5. Rezistorul R1 selectează tensiunea + 2,4 ... + 2,6 V la emițătorul tranzistorului VT2. Comparatorul analogic MK captează momentele în care semnalul de la microfon este mai mare decât un anumit prag, care este stabilit de rezistența R7 \ 0
h) tranzistorul funcționează în modul cut-off, în legătură cu care semnalele sonore sinusoidale de la microfonul BMI devin impulsuri dreptunghiulare;
i) conectarea unui microfon BMI cu trei pini folosind un circuit cu două fire. Microfonul BM1 și rezistența R1 pot fi schimbate. Rezistorul R2 selectează tensiunea la intrarea MK, aproape de jumătate din sursa de alimentare;
j) rezistorul selectează tensiunea la intrarea MC, apropiată de +1,5 V.
a) decalajul transformatorului vă permite să scoateți elementele BM1, DAI, GBJ, T1 pe o distanță lungă, în timp ce intrarea MK ar trebui protejată cu diode Schottky. Consumul de curent al microcircuitului DA / este extrem de mic, ceea ce vă permite să nu puneți comutatorul în circuitul bateriei GB1
Orez. 3.40. Scheme de cablare pentru microfoanele electret la M K prin amplificatoare pornite
microcircuite (continuare):
b) amplificator pentru microfon „muzică uşoară”. Rezistorul R4 setează pragul de declanșare al comparatorului analogic MK în intervalul 0 ... + 3 V;
c) „sonometru electronic”. O tensiune netezită este furnizată la borna pozitivă a comparatorului analog MK, care este proporțională cu nivelul mediu al semnalului de la microfonul BM1. Pe ieșirea negativă a comparatorului analogic, se formează un „fierăstrău” în software;
d) rezistorul R3 reglează simetria semnalului, iar rezistorul R5 reglează factorul de amplificare al amplificatorului operațional DAL Semnalul detectat (elementele VDI, VD2, S3, C4) este alimentat la intrarea MC. Nivelul mediu al sunetului este măsurat de un ADC intern;
e) utilizarea non-standard a microcircuitului „LED” Z) / l / de la Panasonic. Posibile înlocuiri sunt LB1423N, LB1433N (Sanyo), BA6137 (ROHM). Comutatorul ZL1 setează sensibilitatea în cinci gradații pe o scară logaritmică: -10; -5; 0; +3; +6 dBu;
f) câștigul etapei pe amplificatorul operațional Z) / 4 / depinde de raportul rezistențelor rezistențelor R4, R5. Răspunsul în frecvență în regiunea de joasă frecvență este determinat de condensatorul C /;
g) câștigul etapei pe amplificatorul operațional Z) / l / este stabilit de raportul rezistențelor rezistențelor R5, R6. Simetria limitării semnalului depinde de raportul rezistențelor R3, R7 \
h) amplificator de microfon cu control fluid al nivelului sunetului prin rezistența R5 \
i) un amplificator în două trepte cu coeficient de transmisie distribuit: Ku = 100 (DAI.I), Ku = 5 (DAI.2). Divizorul de pe rezistențele R4, /? 5 stabilește decalajul, care este puțin mai mic de jumătate din sursă. Acest lucru se datorează faptului că amplificatorul DA / operațional nu este rail-to-rail;
Orez. 3.40. Scheme de cablare pentru conectarea microfoanelor electret la MK prin amplificatoare pornite
microcircuite (continuare):
j) capacitatea condensatorului C4b în unele circuite este mărită la 10 ... 47 microfarad (îmbunătățirea parametrilor se verifică experimental);
k) Jumătatea „stânga” a amplificatorului operațional DAI amplifică semnalul, iar jumătatea „dreapta” este pornită conform circuitului de urmărire a tensiunii. Această soluție este de obicei folosită atunci când MC este situat la o distanță considerabilă de amplificator sau este necesară ramificarea semnalului în mai multe direcții;
m) rezistențele R2, R4 transferă invertoarele chipului logic DDI în modul de amplificare. Rezistorul R3 poate fi înlocuit cu un condensator de 0,15 μF;
m) un microcircuit specializat DA1 (firma Motorola) reacționează numai la semnalele sonore ale vocii unei persoane;
o) ștecherul introdus în priza XS1 întrerupe automat conexiunea dintre condensatorii C / și C2, în timp ce microfonul intern BM1 este oprit, iar semnalul sonor extern este alimentat la intrarea DAL /. Ambele amplificatoare pe Z) / l / au niveluri de ieșire rail-to-rail;
n) rezistorul stabilește simetria limitării semnalului la pinul 1 al microcircuitului DA 1. Tranzistorul VTI, împreună cu elementele R5, SZ, îndeplinește funcția de detector. ^
3.5.2. Microfoane electrodinamice
Elementele principale ale proiectării microfoanelor electrodinamice sunt bobina inductorului, diafragma și magnetul Diafragma microfonului, sub influența vibrațiilor sonore, aduce magnetul mai aproape/mai departe de bobină, în legătură cu care apare o tensiune alternativă în acesta din urmă. Totul este ca în experimentele școlare de fizică.
Semnalul de la microfonul electrodinamic este prea slab, așa că de obicei este instalat un amplificator pentru a interfața cu MC. Impedanța sa de intrare poate fi scăzută. Firele de conectare de la microfon la amplificatorul de intrare trebuie ecranate sau reduse în lungime la 10 ... 15 cm.Pentru a elimina alarmele false, se recomandă să înfășurați capsula cu cauciuc spumos și să nu înșurubați microfonul rigid pe peretele carcasei. .
Parametri tipici ai microfoanelor electrodinamice: rezistența înfășurării 680… 2200 Ohm, tensiune maximă de funcționare 1,5… 2 V, curent de funcționare 0,5 mA. O consecință practică importantă - microfoanele electrodinamice
ușor de distins de electret (condensator, piezoceramic) prin prezența rezistenței ohmice între cabluri. O excepție de la regulă o reprezintă modulele de microfoane industriale care conțin un tranzistor sau un amplificator integrat în interiorul carcasei.
Microfonul electrodinamic poate fi înlocuit cu unul electret prin adaptorul prezentat în Fig. 3.41. Condensatorul C2 reglează răspunsul la frecvență înaltă. Divizorul de pe rezistențele R1 creează o tensiune de funcționare pentru microfonul BML.Condensatorul C1 servește ca filtru de alimentare.
Orez. 3.43. Scheme de cablare pentru conectarea difuzoarelor dinamice la intrare MK:
a) amplificator tranzistor al senzorului de șoc folosind un difuzor BAI. Sensibilitatea este reglată de rezistențele RI, R2. Condensatorul C2 netezește vârfurile de semnal. Condensatorul C / este necesar pentru ca baza tranzistorului VT1 să nu fie conectată la firul comun prin impedanța scăzută a difuzorului BAI;
b) VTI este un amplificator de bază comun. Particularitatea sa este impedanța sa scăzută de intrare, care se potrivește bine cu parametrii difuzorului BAI. Rezistorul RI stabilește punctul de funcționare al VTI (tensiunea colectorului) al tranzistorului pentru a obține o tăiere simetrică sau asimetrică a semnalului. Rezistorul R3 reglează pragul (sensibilitate, câștig);
c) Căștile BAI îndeplinesc funcția de microfon. Are o impedanță de înfășurare mai mare decât un difuzor cu impedanță scăzută, ceea ce crește sensibilitatea și facilitează conectarea la MCU. Rezistorul RI reglează amplitudinea semnalului;
În fig. 3.43, a ... d arată diagramele de conectare a difuzoarelor dinamice la intrarea MK ca microfoane.
d) parte a circuitului interfon, în care difuzorul BAI îndeplinește alternativ funcția de microfon și difuzor. MK determină starea "Recepție / Transmisie" prin nivelul LOW / HIGH pe linia de intrare (nivel ÎNALT de la rezistența R4 și LOW - de la și BAI). Dacă MC are un ADC cu un amplificator intern, atunci puteți „asculta” conversația din cale. În plus, dacă linia MK este comutată în modul de ieșire, atunci poate fi utilizată pentru a genera diverse semnale sonore în ULF (prin R3, VD1, R2, C2).
Microfoane (electrodinamice, electromagnetice, electret, carbon) - principalii parametri, marcarea și includerea în circuitele electronice.
În electronica radio, un microfon este utilizat pe scară largă - un dispozitiv care convertește vibrațiile sonore în cele electrice. Un microfon este de obicei înțeles ca un dispozitiv electric folosit pentru a detecta și a amplifica sunetele slabe.
Parametrii de bază ai microfoanelor
Performanța unui microfon este caracterizată de mai mulți parametri tehnici standard:
- sensibilitate,
- domeniul de frecvență nominal,
- raspuns in frecventa,
- orientare,
- interval dinamic,
- modul de impedanță,
- rezistența nominală la sarcină
- si etc.
Marcare
Marca unui microfon este de obicei imprimată pe corpul acestuia și constă din litere și cifre. Literele indică tipul de microfon:
- MD - tambur (sau „dinamic”),
- MDM - dinamic de dimensiuni mici,
- MM - electrodinamic miniatural,
- ML - bandă,
- MK - condensator,
- FEM - electret,
- MPE - piezoelectric.
Numerele indică numărul de serie al dezvoltării. După numere sunt litere A, T și B, care indică faptul că microfonul este realizat în versiunea de export - A, T - tropical, iar B - este destinat echipamentelor electronice de larg consum (CEA).
Marcajul microfonului MM-5 reflectă caracteristicile sale de design și constă din șase simboluri:
- primul și al doilea ............... MM - microfon miniatural;
- al treilea ................................ 5 - al cincilea desen;
- al patrulea și al cincilea ........... două numere care indică dimensiunea;
- a șasea ............................... o literă care caracterizează forma intrării acustice (O - gaură rotundă, C - duză, B - combinată).
În practica radioamatorilor se folosesc mai multe tipuri de bază de microfoane: carbon, electrodinamic, electromagnetic, condensator, electret și piezoelectric.
Microfoane electrodinamice
Denumirea acestui tip de microfon este considerată învechită și acum se numește microfoane reel-to-reel.
Microfoanele de acest tip sunt foarte des folosite de pasionații de înregistrare a sunetului, datorită sensibilității lor relativ ridicate și insensibilității practice la influențele atmosferice, în special la acțiunea vântului.
De asemenea, sunt rezistente la șocuri, ușor de utilizat și au capacitatea de a rezista la niveluri ridicate de semnal fără deteriorare. Calitățile pozitive ale acestor microfoane depășesc dezavantajul lor: calitatea medie a înregistrării sunetului.
În prezent, microfoanele dinamice de dimensiuni mici produse de industria autohtonă prezintă un mare interes pentru radioamatorii, care sunt utilizate pentru înregistrarea sunetului, transmisia sunetului, amplificarea sunetului și diverse sisteme de comunicații.
Sunt produse microfoane cu patru grupe de complexitate - 0, 1, 2 și 3. Microfoanele grupuri de dimensiuni mici de complexitate 0, 1 și 2 sunt utilizate pentru transmiterea sunetului, înregistrarea sunetului și întărirea sunetului a muzicii și vorbirii, iar grupurile 3 - pentru sunet transmisie, înregistrarea sunetului și întărirea sunetului vorbirii.
Simbolul microfonului este format din trei litere și cifre. De exemplu, MDM-1, un microfon dinamic de dimensiuni mici de primul design.
De un interes deosebit sunt microfoanele electrodinamice miniaturale din seria MM-5, care pot fi lipite direct în placa de amplificare sau utilizate ca element încorporat al echipamentului electronic.
Microfoanele aparțin celei de-a patra generații de componente care sunt proiectate pentru echipamente electronice pe tranzistoare și circuite integrate.
Microfonul MM-5 este produs într-un singur tip în două versiuni: rezistență mare (600 Ohm) și rezistență scăzută (300 Ohm), precum și treizeci și opt de dimensiuni standard, care diferă doar prin rezistența înfășurării DC, locația a intrării acustice și tipul acesteia.
Principalii parametri electro-acustici și caracteristicile tehnice ale microfoanelor din seria MM-5 sunt date în tabel. unu.
Tabelul 1.
| Tip microfon | MM-5 | |
| Opțiunea de execuție | impedanță scăzută | rezistență ridicată |
| Domeniul nominal frecvențe de lucru, Hz |
500...5000 | |
| Modul complet electric rezistenţă înfăşurat, Ohm |
135115 | 900 ± 100 |
| Sensibilitate activată frecvență 1000 Hz, μV / Pa, nu mai puțin (rezistența la sarcină) |
300 (600 ohmi) | 600 (300 ohmi) |
| Sensibilitate medie în interval 500 ... 5000 Hz, μV / Pa, nu mai puțin (rezistenta la sarcina) |
600 (600 ohmi) | 1200 (3000 ohmi) |
| Neregulă de frecvență caracteristici de sensibilitate în intervalul nominal frecvențe, dB, nu mai mult |
24 | |
| Greutate, g, nu mai mult | 900 ± 100 | |
| Durată de viață, an, nu mai puțin | 5 | |
| Dimensiuni, mm | 9,6x9,6x4 | |
Orez. 1. Schema schematică a includerii la intrarea difuzorului cu ultrasunete ca microfon.
În absența unui microfon dinamic, radioamatorii folosesc adesea un difuzor electrodinamic convențional (Fig. 1).
Microfoane electromagnetice
Pentru amplificatoarele de joasă frecvență asamblate pe tranzistoare și având o impedanță de intrare scăzută, se folosesc de obicei microfoane electromagnetice.
Microfoanele electromagnetice sunt reversibile, ceea ce înseamnă că pot fi folosite și ca telefoane. Așa-numitul microfon diferențial de tip DEMSh-1 și modificarea acestuia DEMSh-1A sunt larg răspândite.
Rezultate destul de bune se obțin atunci când în locul microfoanelor electromagnetice DEMSh-1 și DEM-4M se folosesc căști electromagnetice obișnuite de la TON-1, TON-2, TA-56 și altele (Fig. 2-4).
Orez. 2. Schema schematică a includerii unei căști electromagnetice la intrarea benzii de frecvență ultrasonică ca microfon.
Orez. 3. Schema schematică a includerii unui microfon electromagnetic la intrarea convertizorului de frecvență ultrasonic pe tranzistoare.
Orez. 4. Schema schematică a includerii unui microfon electromagnetic la intrarea convertizorului de frecvență ultrasonic pe un amplificator operațional.
Microfoane electret
Recent, microfoanele cu condensator electret au fost folosite în casetofonele de uz casnic. Microfoanele Electret au cea mai largă gamă de frecvență - 30 ... 20.000 Hz.
Microfoanele de acest tip produc un semnal electric de două ori mai mare decât microfoanele convenționale cu carbon.
Industria produce microfoane electret MKE-82 și MKE-01 în dimensiuni similare cu carbonul MK-59 și altele asemenea, care pot fi instalate în telefoane obișnuite în loc de cele pe cărbune fără nicio modificare a setului telefonic.
Acest tip de microfon este semnificativ mai ieftin decât microfoanele convenționale cu condensator și, prin urmare, este mai ușor disponibil radioamatorilor.
Industria autohtonă produce o gamă largă de microfoane electret, printre care MKE-2 unidirecțional pentru magnetofone bobină la bobină de clasa I și pentru încorporare în echipamente electronice - MKE-3, MKE-332 și MKE-333 .
Pentru radioamatorii, cel mai interesant este microfonul electret cu condensator MKE-3, care are un design microminiatural.
Microfonul este folosit ca dispozitiv încorporat în casetofonele, casetofonele radio și radio, cum ar fi Sigma-VEF-260, Tom-303, Romantic-306 etc.
Microfonul MKE-3 este fabricat într-o carcasă din plastic cu flanșă pentru montarea pe panoul frontal al unui dispozitiv radio din interior. Microfonul este omnidirecțional și are un model de cerc.
Microfonul este rezistent la șocuri și tremurări puternice. Masa 2 prezintă principalii parametri tehnici ai unor mărci de microfoane electret cu condensator în miniatură.
Masa 2.
| Tip microfon | FEM-3 | MKE-332 | MKE-333 | MKE-84 |
| Domeniul nominal frecvențe de lucru, Hz |
50...16000 | 50... 15000 | 50... 15000 | 300...3400 |
| Sensibilitate la câmp liber pe frecventa 1000 Hz, μV / Pa |
nu mai mult de 3 | nu mai puțin de 3 | nu mai puțin de 3 | A - 6 ... 12 B - 10 ... 20 |
| Inegalitate răspuns în frecvență sensibilitate în interval 50 ... 16000 Hz, dB, nu mai puțin |
10 | - | - | - |
| Modul complet rezistență electrică la 1000 Hz, Ohm, nu mai mult |
250 | 600 ± 120 | 600 ± 120 | - |
| Nivel echivalent presiunea sonoră, datorită propriei sale zgomot microfon, dB, nu mai mult |
25 | - | - | - |
| Diferența medie de nivel sensibilitate „Față - spate”, dB |
- | nu mai puțin de 12 | nu mai mult de 3 | - |
| Conditii de operare: temperatura, С umiditate relativă aer, nu mai mult |
5...30 85% la 20"C |
-10...+50 95 ± 3% la 25 "C |
10...+50 95 ± 3% la 25 "C |
0...+45 93% la 25 "C |
| Tensiune de alimentare, V | - | 1,5...9 | 1,5...9 | 1,3...4,5 |
| Greutate, g | 8 | 1 | 1 | 8 |
| dimensiuni (diametru x lungime), mm |
14x22 | 10,5 x 6,5 | 10,5 x 6,5 | 22,4x9,7 |
În fig. 5 prezintă o diagramă a includerii unui microfon electret de tip MKE-3, care este larg răspândit în modelele de radio amatori.
Orez. 5. Schemă de pornire a unui microfon de tip MKE-3 la intrarea unui convertor de frecvență ultrasonic cu tranzistor.
Orez. 6. Foto și schema internă a microfonului MKE-3, dispunerea conductorilor colorați.
Microfoane carbon
În ciuda faptului că microfoanele din carbon sunt înlocuite treptat cu alte tipuri de microfoane, dar datorită simplității designului și sensibilității suficient de ridicate, ele își găsesc totuși locul în diverse dispozitive de comunicare.
Cele mai comune sunt microfoanele din carbon, așa-numitele capsule telefonice, în special, MK-10, MK-16, MK-59 etc.
Cel mai simplu circuit pentru pornirea unui microfon cu carbon este prezentat în Fig. 7. În acest circuit, transformatorul trebuie să fie un step-up și pentru un microfon din carbon cu rezistență R = 300 ... 400 Ohm poate fi înfășurat pe un miez de fier în formă de E cu o secțiune transversală de 1 ... 1,5 cm2.
Înfășurarea primară (I) conține 200 de spire de sârmă PEV-1 cu un diametru de 0,2 mm, iar secundara (II) - 400 de spire de PEV-1 cu un diametru de 0,08 ... 0,1 mm.
Microfoanele din carbon, în funcție de rezistența lor dinamică, sunt împărțite în 3 grupe:
- impedanță scăzută (aproximativ 50 Ohm) cu un curent de alimentare de până la 80 mA;
- rezistență medie (70 ... 150 Ohm) cu un curent de alimentare de cel mult 50 mA;
- de înaltă rezistență (150 ... 300 Ohm) cu un curent de alimentare de cel mult 25 mA.
Din aceasta rezultă că în circuitul microfonului de carbon este necesar să se seteze curentul corespunzător tipului de microfon. În caz contrar, când curentul este mare, pulberea de carbon va începe să se coacă și microfonul se va deteriora.
În acest caz, apar distorsiuni neliniare. La un curent foarte scăzut, sensibilitatea microfonului scade brusc. Capsulele de carbon pot funcționa, de asemenea, cu un curent de alimentare redus, în special în amplificatoarele cu tuburi și tranzistori.
Scăderea sensibilității cu puterea redusă a microfonului este compensată prin simpla creștere a câștigului amplificatorului audio.
În acest caz, răspunsul în frecvență este îmbunătățit, nivelul de zgomot este redus semnificativ, iar stabilitatea și fiabilitatea funcționării sunt crescute.
Orez. 7. Schema de pornire a unui microfon cu carbon folosind un transformator.
O variantă de includere a unui microfon cu carbon într-o etapă de amplificare cu tranzistor este prezentată în Fig. 8.
Opțiunea de a porni un microfon de carbon în combinație cu un tranzistor la intrarea unui amplificator cu tub de audio-frecvență conform schemei din Fig. 9 permite obținerea unui câștig de înaltă tensiune.
Orez. 8. Schema schematică a includerii unui microfon cu carbon la intrarea unui convertor de frecvență ultrasonic cu tranzistor.
Orez. 9. Schemă schematică a pornirii unui microfon cu carbon la intrarea unui convertor de frecvență ultrasonic hibrid, asamblat pe un tranzistor și un tub electronic.
Literatură: V.M. Pestrikov - Enciclopedia radioamatorilor.
De mult timp plutește în capul meu. Adunându-și puterile, a început să caute circuite de amplificare. Majoritatea circuitelor pe care le-am revizuit, care nu mi-au plăcut. Am vrut să-l asamblez mai ușor, mai bine și mai puțin (pentru un laptop, pentru că încorporatul a fost făcut, aparent, doar pentru spectacol - calitatea este proastă). Și după o scurtă căutare, a fost găsit și testat un circuit amplificator de semnal pentru microfon alimentat cu fantomă. Alimentarea fantomă (acesta este momentul în care transferul de energie și informații se realizează pe un fir) este un avantaj uriaș al acestei scheme, deoarece ne scutește de sursele de alimentare terță parte și de problemele asociate acestora. De exemplu: dacă alimentam amplificatorul de la o simplă baterie, atunci mai devreme sau mai târziu se va epuiza, ceea ce va duce la inoperabilitatea circuitului în acest moment; dacă îl alimentam de la o baterie, atunci mai devreme sau mai târziu va trebui să fie încărcat, ceea ce va duce și la unele dificultăți și mișcări inutile; dacă îl alimentam de la o sursă de alimentare, atunci există două minusuri, care, în opinia mea, elimină opțiunea de utilizare - acestea sunt firele (pentru alimentarea PA) și interferența. Puteți scăpa de interferențe în multe feluri (puneți un stabilizator, tot felul de filtre etc.), atunci nu este atât de ușor să scăpați de fire (puteți, totuși, să faceți transmiterea energiei la distanță, dar de ce să îngrădești un întreg complex de dispozitive pentru alimentarea unora dintre amplificatorul de microfon?) și, de asemenea, reduce caracterul practic al dispozitivului. Să trecem la diagramă:
O variantă a circuitului amplificator pentru un microfon dinamic
Circuitul se distinge prin super-simplitate și mega-repetabilitate, în circuit există două rezistențe (R1, 2), doi condensatori (C2, 3), o mufă de 3,5 (J1), un microfon electret și un tranzistor. Condensatorul C3 acționează ca un filtru de microfon. Capacitatea lui C2 nu trebuie neglijată, adică nu este necesar să se pună nici mai mult, nici mai puțin din valoarea nominală indicată în diagramă, altfel va atrage multă interferență. Am pus tranzistorul T1 intern kt3102
... Pentru a reduce dimensiunea dispozitivului, am folosit un tranzistor SMD marcat „1Ks”. Dacă nu știi deloc să lipizi - mergi pe forum.
La înlocuirea T1, nu au existat modificări semnificative ale calității. Toate celelalte părți sunt, de asemenea, în carcase SMD, inclusiv condensatorul C3. Întreaga placă s-a dovedit a fi destul de mică, deși poate fi făcută și mai mică folosind tehnologia de fabricare a plăcilor de circuite imprimate LUT. Dar s-a înțeles cu un marker permanent simplu de jumătate de milimetru. Am gravat placa în clorură ferică în 5 minute. Rezultatul este o astfel de placă de amplificare a microfonului, care este atașată la mufa 3.5.
Toate acestea se potrivesc bine în interiorul carcasei de la priză. Dacă faci și asta, atunci te sfătuiesc să faci placa cât mai mică, deoarece în cazul meu a deformat carcasa și și-a schimbat forma. Este recomandabil să clătiți placa cu un solvent sau acetonă. Drept urmare, am obținut un astfel de dispozitiv util cu o sensibilitate bună:
Inainte de a conecta microfonul la computer, verifica toate contactele si daca la intrarea microfonului exista o sursa de + 5v (si ar trebui sa fie), pentru a evita comentarii de genul: „Am asamblat exact ca in circuit, dar este nu funcționează!". Acest lucru se poate face astfel: conectați o mufă nouă la conectorul microfonului și măsurați tensiunea cu un voltmetru între masă (robinet mare) și două prize scurte de lipit. Pentru orice eventualitate, încercați să nu scurtcircuitați cablurile de la priză între ele când măsurați tensiunea. Nu știu ce se va întâmpla atunci și nu vreau să verific. Amplificatorul meu de microfon funcționează deja de 3 luni, sunt complet mulțumit de calitate și sensibilitate. Colectați și dezabonați-vă pe forum despre rezultatele, întrebările dvs. și poate chiar despre îmbunătățirile aduse carcasei, circuitelor și metodelor de fabricare a acestora. am fost cu tine BFG5000, noroc!
Discutați articolul AMPLIFICATOR ELECTRIC MICROFON
