Микрофонный усилитель Ноябрь 16, 2013

Lifehacks, Tricks and other interesting

микрофонный усилитель Конструкция и схема довольно простого усилителя для микрофона, чтоб усиливать сигнал от электретного или от динамического микрофона. Имеет минимальное количество деталей, при этом усилитель имеет хорошие показатели сигнал/шум и хорошо усиливает микрофонный сигнал, не в пример усилителю, что встроен в аудиокарту. Это хорошая тренировка в сборке несложной схемы для начинающих, плюс вещь вполне полезная. Ведь хорошая аудио карта стоит немало, а дешевую нет смысла покупать.


Посему, кто находит свои ручки очумелыми, присоединяйтесь к сборке!


После испытания на макете нескольких микросхем советского производства, была выбрана микросхема К538УН3А (также еще пишут КР538УН3А). Выбор был сделан по таким причинам:

  • Количество навесных элементов минимальное.
  • Питание однополярное (не требуется делать отдельную «землю»).
  • Напряжение питания 6 В (чтобы применять батарею).
  • Схема работоспособна при снижении питания до 3В (не требуется стабилизатор).
  • Защита от короткого замыкания (при использовании «джеков» в момент его вставки происходит КЗ).
  • Потребляемый ток не более 5мА (два литий-ионных элемента будут питать УНЧ долго).
  • Микросхема сама по себе есть сверхмалошумящий широкополосный усилитель, усиливает сигналы частотой до 3МГц. Характеристики шумов микросхемы хорошо оптимизированы под работу при низкоомных генераторах сигналов. А ее коэффициент усиления фиксирован средствами внутреннего делителя, но еще есть возможность внешней регулировки. Данный УНЧ создан именно как предварительный усилитель воспроизведения звука в аппаратах высшего класса. Данную сборку также можно использовать для низкоомных датчиков. Корпус 2101.8-1 (DIP8) или 301.8-2.

    Технические параметры микросхемы К538УН3А

    Номинал питания – +6В.
    Ток потребления при Uп = 6В, Т = -45… +70С, не более – 5мА.
    Коэфф. усиления напряжения с внутр. ОС при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх. = 1мВ, Rн = 10кОм, Т = +25С:
    не менее – 200,
    не более 300,
    типовое значение – 250.
    Коэфф. усиления напряжения без внутр. ОС при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх = 1мВ, Rн = 10кОм, Т = +25С, типовое значение – 3000.
    Нормированное напряжение собственного шума при Uп = 6В, f = 1МГц, Uвх = 1мВ, Rг = 500Ом, Rн. = 10кОм, Т = +25С, не более – 5нВ/√Гц, типовое значение – 2,1нВ/√Гц.
    Макс. выходное напряжение Uп = 6В, Rн = 2кОм, Кг = ≤ 10%, Т = -45С, не менее 0,5В, типовое значение – 1В.
    Верхняя частота среза при Uп = 6В, Rн = 2кОм, Kу = 100, Т = +25С, типовое значение – 3МГц.
    Входное сопротивление – 10кОм.
    Предельные данные эксплуатации:
    Макс. напряжение питания – 7,5В.
    Макс. входное напряжение – 200мВ.
    Мин. сопротивление нагрузки (кратковременное) – 0 Ом.
    Температура окружающей среды, длит. воздействие: –45… +70С, кратковрем. воздействие: –60… +125С.

    Выводы микросхемы К538УН3А

    К538УН3А
    В корпусе 2101.8-1

    1 — Питание
    2 — Не задействован
    3 — Коррекция
    4 — Вход
    5 — Регулировка коэффициента усиления
    6 — Подключение фильтра ОС по постоянному току
    7 — Общий
    8 — Выход

    микросхема К538УН3А
    Корпус 301.8-2

    Устаревший вариант микросхемы К538УН3А

    Типовая схема использования К538УН3А

    К538УН3А схема
    C2 – фильтр питания
    C5 – разделительный
    C6 – корректирующий
    C8 – фильтр ОС по постоянному току
    R4 – регулировка ОС по переменному току

    Схема универсального усилителя для микрофона

    подключение микросхемы К538УН3А Такая схема усилителя может вполне усиливать сигнал и электретного, и динамического микрофона.

    Величина резистора R4 определяет коэффициент усиления микросхемы DA1. Максимальный коэффициент усиления можно достичь при R4 = 0. Для регулирования и ограничения уровня входного сигнала при перегрузке, настраивается переменный R3.

    Диод VD2, резистор R2 и светодиод HL1 составляют делитель напряжения, которой формирует 2,2 В чтоб питать электретный микрофон. Резистор R1 — нагрузка электретного микрофона. Светодиод HL1 дополнительно является индикатором питания.

    Схема усилителя для динамического микрофона

    Схема  усилителя К538УН3А
    Данную схему можно упростить, если рассчитывать ее лишь на использование под динамический микрофон. Только нужно иметь ввиду, при использовании пассивного динамического микрофона с малой чувствительностью, возможно понадобится увеличить коэффициент усиления, что приведет к некоторому повышению уровня шумов микрофонного усилителя.

    Печатные платы микрофонного усилителя

    Вид печатных плат представлен со стороны элементов. Дорожки как бы просвечиваются сквозь саму плату.
    печатная плата микросхемы К538УН3А
    1 — Вход
    2 — Верхний по схеме вывод потенциометра R3
    3 — Регулятор потенциометра R3
    4 — Анод светодиода HL1
    5 — Корпус
    6 — Питание +6В
    7 — Выход
    8 — Корпус

    Пример разводки печатной платы усилителя динамического микрофона.
    разводка печатной платы универсального микрофонного УНЧ

    1 — Вход
    2 — Корпус
    3 — Питание +6В
    4 — Выход
    5 — Корпус

    Корпус для усилителя

    сгущенка
    Всю конструкцию усилителя во избежании помех рекомендуется поместить в металлический корпус. Его вполне можно спаять из консервной банки. Говорят, что банки из-под сгущенки отлично паяются даже без предварительного лужения. Сам не пробовал, но совет передаю. Попробуете, отпишитесь про качество: пайки и самой сгущенки — давно не пробовал. 🙂

    микрофонный усилитель сборка
    На фото корпус из дюралюминия (были такие коробочки в советские времена на заводе, где довелось работать) и внутри его собранная печатная плата. На плате собственно два независимых усилителя, у каждого свое управление питанием. Для возможности записать сигнал стерео с использованием двух микрофонов, в усилителе каждого канала имеется свое входное гнездо.

    Все элементы управления впаяны прямо в печатную плату. Коэффициент усиления регулируется один раз при настройке схемы подбором постоянных резисторов.

    Микрофонный УНЧ в сборе
    Полностью собранный микрофонный усилитель в сборе. УНЧ подсоединяется к компьютеру экранированным кабелем, на другом конце которого имеется разъем типа Jack 3,5mm.

    Теститрование микрофонного УНЧ

    Чтобы адекватно сравнить уровень шумов с усилением микрофонного сигнала и без него, регулировка делалась так, чтобы получился один и тот же уровень записанного сигнала.

    уровень шума унч
    На рисунке график шумов от микрофонного усилителя встроенной в компьютер аудиокарты.

    Тестирование делалось в режиме «Microphone Boost».

    Уровень записи: 1,0.
    Уровень шума: -80Дб.

    шум самодельного унч
    А здесь на графике уже шумы при том же уровне сигнала, который дает описанный самодельный микрофонный усилитель.

    Для получения минимального уровня шума, надо регулировать усиление резистором R3 (уровень сигнала).

    Уровень записи: 0,05.
    Уровень шума: -110Дб.

    Скачать

    Скачать чертежи описанных печатных плат в формате LAY — http://anod-katod.ru/files/microphone-amplifier.zip

    UPD: Один из прочитавших статью, подсказал, что файл не тот. Прошу прощения, если ошибся. Нет времени сейчас проверять, заливаю еще один другой пока — http://anod-katod.ru/files/microphone_amplifier.rar

    Программа Sprint Layout 5.0 (портативная, интерфейс русский) для открытия файлов LAY, а также рисования, редакции и вывода на печать печатных плат (4,4МБ) — http://anod-katod.ru/files/sprint-layout-5-0.zip

    UPD: Программа Sprint Layout 6.0 (портативная, интерфейс русский) для открытия файлов LAY6 (17,3МБ) — http://anod-katod.ru/files/sprint-layout-6-0.zip

    Домашние эксперименты и трюки

    Нашли ошибку в тексте?Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
    Спасибо за помощь!

    Похожие статьи:

    Три регулятора мощности
    Как зачистить провод
    Датчики уровня жидкости
    Последовательное и параллельное соединение
    Светодиоды: полярность, расчет сопротивления
    1. 16.02.2015 в 19:52
      petj83
    2. 12.06.2015 в 09:12
      sl
    3. 12.06.2015 в 09:14
      sl
      • 11.08.2015 в 11:02
        Станислав
    4. 10.07.2015 в 08:02
      Виталий
    5. 07.11.2015 в 14:06
      Дмитрий
    Имя *
    Е-мэйл *
    Сайт