Навигация
4. Микрофонные усилители
4.1 Микрофонный усилитель с симметричной связью
Микрофонный усилитель - еще одна область применения микросхем, где важен малый уровень собственных шумов. Такой усилитель должен иметь, как правило, линейную АЧХ в номинальном диапазоне частот и обладать достаточно высокой перегрузочной способностью
Для борьбы с фоном переменного тока сетевой частоты, наводимым на соединительные кабели, в высококачественных микрофонных усилителях используют симметричный вход, реализуемый, как правило, на сложных в изготовлении и требующих тщательного экранирования от внешних магнитных полей симметрирующих трансформаторах. На рисунке 4.1.1. показана схема микрофонного усилителя, позволяющая обойтись без такого нетехнологичного элемента, как трансформатор.
Рис 4.1.1. Микрофонный усилитель с симметричным входом
Основой устройства служит дифференциальный усилитель на ОУ DA1.1 и DA1.2. Его коэффициент усиления Ку=1+(R8+R9)/Rэ (Rэ - эквивалентное сопротивление соединенных последовательно резисторов R6 и введенной в цепь части резистора R5) и может регулироваться в пределах от 1,5 до 140 резистором R5. Усиленный сигнал через разделительные конденсаторы С5 и С6 поступает на симметричный Выход 1, а через второй дифференциальный усилитель (ОУ DA2) - на несимметричный Выход 2.
Так как современные ОУ обладают почти идеальным (более 70 дБ) подавлением синфазного сигнала, помехозащищенность усилителя определяется практически лишь согласованностью сопротивлений резисторов R3 и R4, R8 и R9, R11 и R12. R13 и R14 и, если они не отличаются от указанных на схеме более чем на 1 %, не уступает помехозащищенности лучших устройств с трансформаторным входом.
Входное сопротивление усилителя - 10 кОм. Питают его от двуполярного стабилизированного источника напряжением ±10 В.
В данном усилителе можно использовать отечественные ОУ К157УД2, КР1407УДЗ и (при снижении напряжения литания до ±.6 В) КФ1407УД4 [3]
4.2 Двухкаскадный микрофонный усилитель
Размещение микрофонного усилителя в непосредственной близости от микрофона резко -- ослабляет требования к экранировке соединительных проводов и улучшает отношение сигнал/фон. Однако при этом возникает новая проблема, связанная с питанием микрофонного усилителя: встроенная батарея требует частой замены, а использовать дополнительный провод питания не всегда удобно.
На рисунке 4.2.1. приведена схема двухкаскадного микрофонного усилителя питание которого осуществляется по сигнальному проводу. В основной усилитель при этом нужно добавить лишь один резистор R4, служащий нагрузкой микрофонного усилителя, и разделительный конденсатор С2. Смещение на базе транзистора Т1 и температурную стабилизацию всего усилителя обеспечивает делитель R2R3 в цепи эмиттера транзистора Т2. Второй каскад усилителя охвачен отрицательной обратной связью через резистор RI, являющийся одновременно нагрузкой первого каскада.
Рис. 4.2.1. Двухкаскадный микрофонный усилитель
Обратная связь снижает нелинейные искажения до пренебрежимо малой величины и уменьшает выходное сопротивление усилителя до стандартного значения 600 Ом.
Амплитудно-частотная характеристика усилителя в области низших звуковых частот определяется емкостями конденсаторов С1 и С2. Емкость конденсатора С2 рассчитывается по формуле: С2=160/(fнRвх), мкф, где fн - низшая рабочая частота усилителя, Гц; Rвх - входное сопротивление основного усилителя, кОм. При емкости конденсатора С1, указанной на схеме, низшая рабочая частота равна 16 Гц.
Коэффициент усиления микрофонного усилителя получается порядка 150-250 и зависит от значений коэффициента Вст примененных транзисторов и от напряжения питания. Усилитель хорошо работает с низкоомными динамическими микрофонами, имеющими сопротивление постоянному току 100-600 Ом. В нем можно использовать любые низкочастотные транзисторы.
Налаживание микрофонного усилителя сводится к проверке коллекторного напряжения транзистора Т2, оно должно быть равно половине напряжения питания. Если необходимо, в небольших пределах подбирают сопротивление резистора R3, определяющего ток второго каскада усилителя. При использовании усилителя для телефонной связи или речевого репортажа емкость конденсатора С1 целесообразно уменьшить до 0,5- 1 мкф, что вызовет завал низших звуковых частот соответственно до 320 и 160 Гц. [3]
4.3 Микрофонный усилитель с глубокой АРУ
Схема микрофонного усилителя отличается от аналогичных, опубликованных в литературе, малыми габаритами и глубокой автоматической регулировкой усиления (АРУ). Это позволяет использовать ее в составе радиостанции или кассетного магнитофона. Все устройство выполнено на одной микросхеме, имеющей в своем корпусе четыре универсальных операционных усилителя. (рис 4.3.1.)
Рис. 4.3.1. Микрофонный усилитель с глубокой АРУ.
На элементе микросхемы DA1.1 собран неинвертирующий предварительный усилитель сигнала с микрофона. Это необходимо для эффективной работы автоматической регулировки усиления и снижения уровня шумов. Регулировка коэффициента передачи сигнала между каскадами осуществляется за счет изменения внутреннего сопротивления открытого транзистора VT1, включенного в делитель напряжения, образованный совместно с резистором R5. В исходном состоянии (при низком уровне входного сигнала) VT1 заперт и на прохождение сигнала влияния не оказывает.
Второй каскад усилителя собран на элементе DA1.2. Полоса усиливаемых частот от 50 Гц до 50 кГц. Номинальное выходное напряжение 200 мВ. Элемент DA1.3 является повторителем сигнала, что улучшает согласование схемы с нагрузкой.
Для работы системы АРУ используется усилитель на DA1.3 и детектор уровня сигнала на транзисторах VT2, VT3. Время восстановления схемы (инерционность) задается конденсатором С12. При изменении входного напряжения на 50 дБ — выходное меняется не более чем в 2 раза. В схеме применены полярные конденсаторы типа К50-16, остальные К10-17; резисторы МЛТ.
При правильной сборке схема будет работать сразу, но элементы, отмеченные звездочкой "*", могут потребовать подбора. Так, изменением величины резистора R10 необходимо добиться в точке делителя, указанной на схеме, напряжения 1,15 В. Это напряжение подается на входы усилителей и обеспечивает начальное смещение для работы микросхем на линейном участке характеристики. В этом случае, при перегрузке, ограничение сигнала будет симметричным. От номиналов резисторов R3 и R7 зависит коэффициент усиления каскадов.[3]
Похожие работы
... Л.П. Задание принял к исполнению 01.09.98 г. Студент гр. 260831 Вяткин И.Н. Справка-отчет о патентном исследовании. Тема дипломного проекта: «Специализированный источник питания для АТС». Начало поиска 01.09.98 г. Окончание поиска 10.09.98 г. Таблица 1.2. Предмет поиска Страна, индекс /МКИ, НКИ/ № заявки, патента Сущность ...
... 2 – управляющее напряжение 2; 3 – выходной сигнал. Рисунок 3.12 – Диаграммы работы буфера управляющего напряжения. Промоделируем динамику работы всей схемы электрической принципиальной (приложение В). Реальный анализ схемы в составе импульсного источника питания в программе проектирования электронных схем не возможен ввиду использования с схеме импульсного трансформатора, модель которого в ...
а транзистор закрыт, конденсатор отдает в нагрузку накопленную энергию. Напряжение на выходе такого источника не зависит от тока нагрузки и частоты переключения транзистора, но определяется коэффициентом трансформации обмоток и коэффициентом заполнения импульсов t/T, т.е. регулировка выходного напряжения или его стабилизация может осуществляться за счет широтно-импульсной модуляции (ШИМ) путем ...
... ток в такой цепи находится в фазе с выходным напряжением, поэтому напряжение нагрузочного сопротивления синусоидально. Применение реактивных фильтров предпочтительно для высокочастотных устройств. 2 Инверторные источники питания для дуговой сварки 2.1 Начало развития и внедрение в производство инверторных источников питания В наступившем веке бесспорным лидером в производстве сварочной техники ...
0 комментариев