Микрофонный усилитель на ne5532 своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Топ авторов темы

mil_alex 13 постов

Igel 13 постов

oldmao 15 постов

Alex-DJ 28 постов

Изображения в теме

Эти блоки питания тяжелы в ремонте были и 25 лет тому назад. Куча модификаций схем. Сегодня ремонтируеш одну модификацию, через месяц (год) другую. В ОЦСиМ в старые времена собиралась дока по всем приборам. Но нет тех людей, которые их могут найти. Да и не надо это никому. А по метрологическим характеристикам этот БП г---о. И свист его я ни когда не забуду. Переключатели у него отдельная тема. Доку не ищите, не найдёте на конкретный БП. Лучше в его корпус внедрить что-то более новое и более ремонтопригодное. Корпус там шикарный.

@kecha , доброго времени , дорогой ты наш. Давненько не общались. Всё занят я делами рутинными. Но вот столь содержательную и увлекательную беседу я пропустить не смог. Не буду вдаваться с Вами в около научные беседы, ибо моей компетенции явно не хватит для ведения диалога с адептом непознанного. Я лишь позволю себе чуть влить в Ваш монолог некой субстанции которая может чуть подтолкнуть к размышлению несколько в другом направлении: 1. Нет цветов как таковых, нет вообще, от слова "совсем". 2. Мы воспринимаем цвета благодаря лишь строению/не совершенству наших глаз. 3. Есть отрезки (диапазоны) электромагнитных волн, кои по разному раздражают наши зрительные рецепторы. Ах простите, помнится мне, что Вы отрицаете само существование электромагнетизма и сводите всё к простому магнетизму, ну уж пойми меня, не согласного. 4. Великий изобретатель Нин Цунь-Чжэн (действительно великий, честь ему и хвала), при создании своего устройства ограничил линейные размеры предлагаемого излучателя малостью для того, чтобы мозг наш мог нас обмануть и принять три раздельных порока энергии как за единое целое - белое. То есть не создан конгломерат единого, а всего лишь фантом успешно дурящий вводящий в заблуждение наши, так несовершенные, органы чувств. Собственно о чём сам автор и не скрывает. И последнее - осмысли значение "черный лазер". А он есть, и есть не как криминальное понятие! .

Там было что то не полярное, заменил на Panasonic FC. Решилось все банально, нашел в загашнике bc550 и перепаял vt10 (в наборе были 560), свист ушел! Спасибо всем огромное!)

Изучаем работу операционного усилителя на примере NE5532

Операционный усилитель — это интегральная схема, предназначенная для усиления слабого сигнала. Операционные усилители часто используются в различных аудио-устройствах. Например, если вы решите спаять усилитель для высокоомных наушников, вам наверняка понадобится операционный усилитель. Звучит, как что-то полезное. Так давайте же разберемся, как работать с этим хозяйством, на примере конкретного чипа NE5532.

Рассмотрим такую задачу. Допустим, мы хотим сделать микрофон, чтобы его можно было подключить прямо к компьютеру и записывать с него звук, например, в Audacity. Популярным и дешевым видом микрофона является электретный микрофон. Типичная схема его подключения выглядит как-то так:

Обратите внимание, что у электретного микрофона есть полярность. Определить, где у микрофона минус, обычно не сложно. Если перевернуть микрофон контактами кверху, то со стороны минуса у него будут видны дорожки, идущие к корпусу. Впрочем, мне попадались электретные микрофоны и без таких дорожек. В этом случае лучше свериться с даташитом.

Так что же происходит на приведенной схеме? Будучи соединенным последовательно с резистором, как показано на верхней части схемы, электретный микрофон создает колебания напряжения в точке между собой и резистором. Колебания эти соответствуют окружающему звуку. Однако есть проблема, и даже несколько.

Для начала, у напряжения в точке между микрофон и резистором есть две составляющие — постоянная и переменная. Из них нам интересна только переменная составляющая, значит, постоянную нужно как-то отрезать. Именно для этого в схеме и используется конденсатор C2, подтянутый к земле через резистор R3. Как вам может быть известно, конденсаторы пропускают через себя переменную часть сигнала, отрезая постоянную, а это именно то, что нам нужно. Резистор R3 нужен для того, чтобы результирующий сигнал колебался вокруг строго определенной точки 0 В. Таким образом, на выходе mic мы получим интересующий нас сигнал с отрезанной постоянной составляющей.

Другая проблема заключается в том, что получившийся сигнал очень слаб, всего лишь +/- 20 мВ или около того. Тут-то в дело и вступают операционные усилители. Для наглядности я забегу немного вперед и приведу следующую картинку, полученную при помощи осциллографа Rigol DS1054Z:

Здесь желтый сигнал, которого почти не видно — это исходный сигнал, полученный от электретного микрофона. Синий сигнал — это он же, но усиленный с помощью операционного усилителя. На глаз коэффициент усиления можно оценить, как 1:100.

Итак, существует две типичные схемы использования операционного усилителя:

Важно! Несмотря на то, что операционный усилитель обозначается на схемах так же, как компаратор, это два разных компонента, которые не следует путать. Операционный усилитель может быть использован в качестве не очень хорошего компаратора, но обычно вы не должны этого хотеть. Чтобы окончательно всех запутать, этот же символ используется для обозначения и других интегральных схем. Например, LM386 является аудио-усилителем класса AB. Но на схемах он может быть изображен тем же символом, что и операционный усилитель. Понять, какой компонент используется на самом деле, можно по подписанному рядом названию чипа.

Коэффициент усиления сигнала в первой схеме можно примерно посчитать, как - RB / RA . Обратите внимание на знак минус в формуле. Он означает, что сигнал на выходе будет инвертирован. Соответственно, такое включение операционного усилителя называется инвертирующим. Недостатком схемы является довольно низкий входной импеданс.

По этой причине в большинстве случаев предпочтительнее использовать неинвертирующее включение операционного усилителя, изображенное на второй схеме. Коэффициент усиления этой схемы можно приблизительно вычислить по формуле 1 + RB / RA . В этом проекте мы воспользуемся неинвертирующим включением.

Взглянем на распиновку NE5532:

Как видите, чип содержит в себе два операционных усилителя, из которых в этом проекте нам понадобится только один. Для снижения энергопотребления и повышения стабильности работы чипа неиспользуемый операционный усилитель следует подключать образом, изображенным на следующей картинке справа:

Оставшийся же усилитель был подключен по обычной неинвертирующей схеме. Единственное отличие здесь заключается в том, что RB был заменен на подстроечный резистор для возможности регулирования коэффициента усиления.

Хорошо, как пользоваться операционным усилителем мы разобрались. Но что это еще за отрицательные 5 В, необходимые для его работы? Отрицательное напряжение — это вообще как, и откуда мы его возьмем? В действительности, все не так страшно, как может показаться на первый взгляд. Напряжение зависит от выбранной точки отсчета. Например, мы можем сказать, что 3 В от источника питания в нашей цепи будут считаться за 0 В. Тогда 6 В превратятся в 3 В относительно нового нуля, а 0 В, соответственно, в -3 В.

Путь заключается в использовании специальной микросхемы для инвертирования напряжения под названием ICL7660:

Принцип действия этого чипа не сложен для понимания и основывается на переключающихся конденсаторах. Подробности можно найти в даташите [PDF] на рисунке 13. Интересно, что ICL7660 можно использовать не только как инвертор напряжения, но и как удвоитель. А при использовании нескольких чипов напряжение можно умножить на 4 или 8. Следует однако учесть, что при использовании ICL7660 в качестве удвоителя рекомендуемая производителем схема подключения отличается от приведенной выше.

Поскольку мы работает со звуком, лишние шумы нам ни к чему. А ICL7660 показал себя как достаточно шумный источник напряжения, по крайней мере, на макетной плате. Поэтому я решил также добавить в схему два линейных регулятора напряжения — LM7805 для положительного напряжения и аналогичный ему LM7905 для отрицательного:

Регуляторы напряжения хороши еще тем, что позволяет питать схему напряжением из некого диапазона, а не фиксированным.

Остался последний штрих, а именно — добавить в схему разъем 3.5 mm jack:

Заметьте, что выход операционного усилителя идет через конденсатор. Так сделано по той причине, что вход для микрофона компьютера на левом и правом канале имеет какое-то постоянное напряжение, и нам нужно от него отгородиться.

Окончательный вид устройства, спаянного на макетке:

Должен сказать, что качество звука меня приятно удивило. Нет, до профессионального конденсаторного микрофона, конечно же, еще очень далеко. Но какой-либо фоновый писк, треск или иные артефакты, которых я ожидал, совершенно отсутствуют. Если говорить исключительно о передаче голоса, то устройство даст огромную фору многим USB-гарнитурам. Учитывая, что себестоимость проекта составляет что-то близкое к 2-3$, это действительно поразительно.

Полную версию проекта для KiCad вы найдете в этом Git-репозитории.

А доводилось ли вам паять что-то связанное со звуком, и если да, то что именно?

Дополнение: Пример использования операционного усилителя в роли повторителя напряжения и создания с его помощью ЦАП вы найдете в посте Генерация синусоидального сигнала, а следовательно и звука, на FPGA. Схема peak detector приводится в статье Самодельный интерфейс для работы в цифровых видах связи. Также вас могут заинтересовать статьи Активные фильтры: теория и практика и Генератор с мостом Вина на NE5532.

Приветствую, собирал тембро блок на ne5532 по этой схеме

но он так и не заработал!
Хочу собрать вот по этой схеме, скажите какой лучше?

В чем заключается это* не заработал*. Лучше конечно по второй схеме, поскольку там тонкомпенсированный регулятор громкости.

сколько я его не мучил так он и не заработал!

а вот по второй схеме может кто проверить печатку? я посмотрел и не нашел на схеме резисторов 116 и 216, а 111 и 211 вообще не там где на схеме! такое ощущение что схема не совпадает с печаткой

У нас на форуме есть где то тема, по данному предусилителю, именно по второй схеме. Работает вроде у людей. Может микросхему неправильно впаял или печатку зеркалил , а не надо было?

вторую схему еще не собирал! касяк в печатке какой то походу, пока не разберусь не буду травить печатку!
надо поискать!

zem, Я вам скинул рабочую принципиальную схему предварительного с темброблоком и рабочая печатка.Резисторы 116 и 216 не ставятся

Схема нижняя приведенная вами в посте№1
Повторюсь---если собрано все правильно то работает без танцев с бубном и довольно таки не плохо.

самоделкин, ну как правильная если смотреть по схеме то резисторы 111 и 211 идут от 7 и 1 ноги микросхемы U2, а на печатке от микросхемы U1! как так.

zem, А головой если чуть подумать почему на печатке так.
Это не ошибка и не опечатка
Можешь намалевать свою

Электретные микрофоны широко применяются в современной бытовой и специальной аппаратуре. Они отличаются компактными размерами и высоким качеством передачи звукового сигнала. Основным недостатком конструкции является очень слабый выходной сигнал и обязательная подача на капсюль поляризующего напряжения. Предварительный усилитель для микрофона может быть сделан на любой элементной базе. В самодельных конструкциях применяются как транзисторы, так и интегральные микросхемы. Схемы устройств отличаются количеством каскадов, наличием автоматической регулировки усиления и другими техническими решениями.

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.

Предусилитель для микрофона

Уже больше года я веду свою деятельность не только на этом сайте, но и на YouTube. Если вы там еще не были – советую заглянуть, сейчас я чаще бываю там, чем тут. По мере улучшения качества своих роликов я пришел к необходимости улучшения качества записи звука. Исходно я записывал звук на петличку Maono AU101(покупал в этом магазине ). Вполне удобная петля, но для меня возник ряд пользовательских неудобств.

Так я и пришел к мысли собрать предусилитель для микрофона.Перед сборкой от предусилителя хотелось примерное следующего

питание от литий ионного аккумулятора
использование схемы на операционном усилителе.
создание печатной платы.

Описывать получившийся звук словами – странное занятие, да и дублировать содержимое ролика в статье не вижу смысла. Поэтому советую для начала посмотреть мой ролик, а уже потом продолжить чтение статьи. Они дополняют друг друга. Да и так будет понятнее надо ли оно вам.

Микрофонный усилитель для электретного микрофона

Электретный микро при громком звуке, выдаёт на выходе порядка 10-15 mV, поэтому для усиления сигнала до уровня 400-600 mV может использоваться схема с одним или двумя каскадами. Конструкция может быть собрана на обычном или полевом транзисторе и интегральной микросхеме. Усилитель микрофона на одном транзисторе выполнен на малошумящем приборе с обратной проводимостью. Схема подходит для применения в звуковых трактах персональных компьютеров. Достоинством устройства является низковольтное питание и его можно питать от пальчиковой батарейки на 1,5 вольта. Величину конденсатора С3 можно изменять в указанных пределах.

Усилитель для компьютерного микрофона

Схема довольно проста, поэтому изготавливать её методом ЛУТ не имеет особого смысла — можно собрать поверхностным монтажом, прорезав дорожки-изоляторы на текстолите, именно так и сделал автор. Либо же всю схему можно собрать навесным монтажом прямо в корпусе.

На картинках выше можно наглядно увидеть разницу между сигналами до усилителя и после. В первом случае на экране осциллографа, во втором прямо на компьютере, через звукозапись.

В качестве корпуса для компьютерного микрофона автор использует неисправный сетевой адаптер, предварительно освободив его от всех внутренностей. Схема занимает очень мало места, а потому в качестве корпуса можно использовать буквально что угодно, попавшееся под руку. Можно сделать красивый корпус самому, например, из дерева или используя 3D принтер — полёт фантазии безграничен. Удачной сборки!

Источник (Source)

Микрофонный усилитель на одном транзисторе

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.

Проблема

У большинства дешёвых микрофонов чувствительность по умолчанию недостаточна для того, чтобы вас отчётливо слышали. Приходится кричать, но на постоянной основе так делать нельзя, оранье — занятие утомительное и вредное.

Электретный микрофон и стандартный штекер 3,5 мм jack. Такая конструкция не позволяет микрофону быть чувствительным, но записать звук можно

Всякие гибкие ножки, прищепки — это опциональная мишура. Формально такие микрофоны работают, но их чувствительность и качество записи невысоки (слышен шум). Ничто не мешает добавить в схему несколько электронных компонентов, улучшив способность микрофона улавливать тихие звуки.

Типичный представитель электретных микрофонов

В динамические микрофоны уже встроен усилитель

Схемы усилителей довольно просты, поэтому умеющие пользоваться паяльником люди переделывают микрофоны и наслаждаются жизнью.

Электронщики успешно дорабатывают микрофоны (источник)

Кстати, даже в дешёвых петличках за 100 рублей ставят неплохие электретные модули. Например, у меня есть микрофончик-прищепка Genius десятилетней давности, работает шикарно. После доработки, разумеется.

Кроме низкой чувствительности, на записях можно услышать негромкое шипение. Его можно подавить фильтрами в аудиоредакторе, но когда помехи слишком сильны, очистка от шума исказит полезную часть записи и голос зазвучит глухо, словно из бочки.

Читать также: Можно ли варить нержавейку инвертором

Шум (в 99% случаев это помехи от электромагнитных полей) появляется на нескольких этапах доставки звука:

В электретном капсюле микрофона.
В микрофонном предусилителе, если он имеется.
При передаче сигнала по не экранированному от помех соединительному кабелю.
В усилителе звуковой карты.

Наиболее больное место — звуковая карта компьютера. Замена на более качественную и/или вынос за пределы корпуса компьютера может избавить от шума, но не у всех есть деньги на подобный апгрейд.

Чаще всего пользователь остаётся один на один с дешёвым микрофоном, воткнутом в фоняще-шипящую звуковую карту, распаянную на материнской плате компьютера. Можно попытаться сделать звук громче программно.

Схема микрофонного усилителя на микросхеме

Существует много конструкций микрофонного усилителя на микросхеме. Чаще всего в устройствах применяются операционные усилители, но имеются интегральные компоненты представляющие собой готовый микрофонный канал. Примером такой конструкции является специализированная малошумящая микросхема усилитель микрофонаMAX9814.Она имеет следующие параметры:

Программируемый коэффициент усиления – 40, 50 и 60 дБ
Гармонические искажения – 0,04%
Встроенный источник питания для электретного микро – 2 В
Температурный диапазон — +80- –400С
Имеется автоматическая регулировка усиления

Для самостоятельного повторения подойдут схемы на интегральных операционниках.

Схема собрана на отечественном ОУ 157УД2. Это микросхема с очень маленьким уровнем собственных шумов не критичная к напряжению питания.

Высококачественный канал предназначен для работы с электретными микрофона всех типов. В нём используется ОУ BA4558 или JRS4558. Конденсаторы С1 и С4 по 0,22 мкФ. Схема отличается высокой чувствительностью. Не требует регулировки и начинает работать сразу после подачи напряжения питания. В следующем устройстве используется микросхема для микрофона К538УН3Б.

Она очень простая, так как в ней отсутствуют резисторы и для её сборки потребуется только микросхема и четыре конденсатора. Напряжение питания можно снизить до 3 вольт без больших потерь усиления. При повторении конструкций нужно выполнять подключение усилителя микрофона экранированным проводом и экран соединить с корпусом устройства.

Изготовление усилителя

Далее хитрый план таков: т. к. микрофон, который нужно держать в руке, нафик не нужен, рукоятку с куском бетона и выключателем — на помойку, голову из трёх частей (с Фото 2) собираем обратно, приделываем сзади усилитель и ставим сие на штатив.

После перебора деталей (особенно транзисторов с разными маркировками) с тестированием качества звукозаписи имеем такую конечную схему:

Схема 1

Для справки

Для пущей надёжности делаем усилитель на печатной плате простейшим образом:

Фото 3. Изготовление печатной платы по-быстрому. Не ЛУТ

Сначала на куске меднённого текстолита рисуем маркером (для стекла и компакт-дисков) нужный рисунок. Потом травим в хлорном железе. Затем стираем следы маркера тряпочкой, смоченной в спирте. Сверлим дырки.

Втыкаем, припаиваем детальки, крепим плату в зад головки:

Фото 4. Динамический микрофон с самодельным предусилителем

Для теста качества записи этим микрофоном используем [клип Шнура-Ленинграда], с 6 по 28 секунду. Запись этим микрофоном с простых компьютерных динамиков Microlab M-600 (2 х 12 Вт):

Динамики эти однополосные, звучат глуховато, т. е. ничего высокочастотного они не воспроизводят. Но на этой записи ВЧ почему-то появились (и это при том что в исходном звуке их нет), да ещё мерзко звучащие какие-то ВЧ, аж уши вянут. Почему так? За что?

Версия 1: это может быть от того, что отверстия в диафрагме перед мембраной расположены по периметру, что как-то неправильно: ВЧ-колебания заходят в них и начинают гулять внутри переотражаясь от мембраны и диафрагмы, создавая резонансы и искажения.
Версия 2: мембрана слабо реагирует на ВЧ-колебания, скажем, выше 8 кГц, но они не пропадают, а суммируются случайным образом в некоторое сглаженное колебание на частоте 4-8 кГц, что в итоге звучит и громко, и плохо-искажённо.

Оказалось, если снять переднюю крышку-дифрагму-с-дырками, то запись того же самого звучит так:

Вот, правда, басы (труба) звучат на последней записи излишне громко, бу́хает как-то. Наверное, диафрагма своим отсутствием дыры в центре ограничивала проход сильных низких частот на уровне амплитудных возможностей мембраны. Так что теперь коварный план на дальнейшую модернизацию такой: вернуть крышку-диафрагму взад, но заткнуть в ней дырки по периметру, а в центре просверлить отверстия по науке… ещё бы эту науку изобрести.

Усилитель с микрофонным входом

Низкочастотные конструкции, предназначенные для усиления сигналов звуковой частоты, всегда оборудуются одним или несколькими микрофонными входами. Это самые чувствительные входы звукового канала. При работе внешних звуковых устройств следует избегать подключения девайсов с большими уровнями выходного сигнала к микрофонным входам УНЧ. Это может вызвать отказ входных транзисторов или интегральных микросхем. Профессиональные устройства оснащены разъёмами XLRкоторые позволяют подавать фантомное питание на конденсаторные микрофоны.

Читайте также: