Как подключить микрофон к усилителю?

Как подключить микрофон к усилителю?

Подключение и согласование

В настоящее время в малогабаритных транзисторных радиопередающих устройствах применяются микрофоны различных типов, но чаще всего разработчики отдают предпочтение динамическим, конденсаторным и электретным микрофонам. При этом выбор микрофона осуществляется с учетом его технических характеристик и параметров, основными из которых являются чувствительность, номинальный диапазон частот, характеристика направленности, модуль полного электрического сопротивления, а также масса, габаритные размеры и т. п. Для конденсаторных микрофонов не менее важной характеристикой является уровень эквивалентного звукового давления.

При подключении микрофона к входу следующего каскада, например, к входу микрофонного усилителя, помимо определенных электрических параметров самого микрофона (импеданс и напряжение) следует учитывать входные характеристики нагрузки (входное сопротивление и чувствительность, например, микрофонного усилителя). Поскольку в паспортных данных чувствительность микрофона указывается для так называемого режима холостого хода (без нагрузки), то входное сопротивление следующего каскада должно быть в 5–10 раз больше, чем модуль полного электрического сопротивления микрофона.

Так называемые низкоомные катушечные динамические микрофоны, чувствительность которых составляет обычно от 1 мВ/Па до 3 мВ/Па, чаще всего имеют выходное сопротивление в пределах от 50 Ом до 200 Ом и обеспечивают формирование выходного напряжения величиной от нескольких милливольт до 25 мВ. Поэтому при использовании такого микрофона следующий каскад должен иметь соответствующую чувствительность (не хуже 0,5 мВ) и сравнительно высокое входное сопротивление (не менее 1 кОм). Если же чувствительность, например, микрофонного усилителя будет хуже, то для согласования можно использовать микрофонный трансформатор.

Высокоомные катушечные динамические микрофоны, имеющие чувствительность до 10 мВ/Па при выходном сопротивление около 47 кОм, обеспечивают формирование выходного напряжения величиной до нескольких десятков милливольт. Подключаемый к выходу таких микрофонов каскад должен иметь чувствительность не хуже 5 мВ и входное сопротивление не менее 100 кОм. Некоторые типы высокоомных катушечных динамических микрофонов имеют встроенный согласующий трансформатор, а соответствующий переключатель позволяет пользователю выбрать величину выходного сопротивления (низкоомный или высокоомный выход).

Необходимо отметить, что существуют катушечные динамические микрофоны, в которых можно выбрать и так называемое среднее значение выходного сопротивления (от 400 Ом до 5000 Ом). Чувствительность таких микрофонов обычно составляет от 3 мВ/Па до 5 мВ/Па при максимальном выходном напряжении до 50 мВ. Совместно со среднеомными динамическими микрофонами следует использовать микрофонный усилитель с чувствительностью не хуже 3 мВ и входным сопротивлением от 4 кОм до 25 кОм.

Ленточные электродинамические микрофоны, чувствительность которых составляет 0,1 мВ/Па, имеют выходное сопротивление около 200 Ом и обеспечивают формирование выходного напряжения величиной от нескольких милливольт до 10 мВ. Подключаемый к выходу таких микрофонов каскад должен иметь чувствительность не хуже 0,3 мВ и входное сопротивление не менее 1 кОм.

Широко применяемые в транзисторных микропередатчиках электретные конденсаторные микрофоны, имеющие чувствительность от 1 мВ/Па до 10 мВ/Па при выходном сопротивление от 600 Ом до 3 кОм, обеспечивают формирование выходного напряжения величиной до 100 мВ. Поэтому следующий каскад должен иметь чувствительность от 0,5 мВ до 5 мВ при входном сопротивлении от 4,7 кОм до 15 кОм.

Особого внимания заслуживают схемотехнические решения, используемые при разработке цепей подключения электродинамического или электростатического микрофона к входному каскаду микрофонного усилителя.

Схемы подключения динамического микрофона не отличаются особой сложностью и в самом простом варианте выглядят так, как показано на рис. 1.1. Параллельно выводам динамического микрофона ВМ1 может быть подключен конденсатор С1 емкостью около 100 пФ, обеспечивающий подавление высокочастотных сигналов (рис. 1.1б).

Рис. 1.1. Принципиальные схемы подключения электродинамического микрофона к входному каскаду микрофонного усилителя

Для согласования выходного сопротивления динамического микрофона с входным сопротивлением микрофонного усилителя в состав схемы иногда включается специальный согласующий резистор R1 так, как показано на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Принципиальные схемы подключения электродинамического микрофона и согласующего резистора к входному каскаду микрофонного усилителя

Резистор R1 может включаться последовательно (рис. 1.2а) или параллельно (рис. 1.2б) микрофону ВМ1. Величина сопротивления этого резистора и вариант его включения выбираются в зависимости от параметров примененного динамического микрофона и входных характеристик микрофонного усилителя, и может составлять от десятков ом до десятков килоом. Необходимо отметить, что при параллельном включении резистор R1 препятствует возможному самовозбуждению микрофонного усилителя при отключении микрофона от входного каскада.

Одной из особенностей электростатических (конденсаторных) микрофонов является сравнительно большое выходное сопротивление, поэтому в их состав включается специальный согласующий каскад, который также обеспечивает и усиление сигнала. Питание этого каскада осуществляется от внешнего источника постоянного напряжения, поэтому схемы включения таких микрофонов имеют определенные особенности. В транзисторных микропередатчиках для подключения электростатического (конденсаторного) микрофона к входному каскаду микрофонного усилителя чаще всего используются схемотехнические решения, изображенные на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Принципиальные схемы подключения электростатического (конденсаторного) микрофона к входному каскаду микрофонного усилителя

При использовании электретных микрофонов отечественного производства с тремя гибкими выводами (проводами) синий провод подключается к положительной шине цепи питания, красный провод – к шине корпуса («минус» цепи питания), а белый провод должен быть подключен к входу микрофонного усилителя.

Конструктивной особенностью многих типов электретных микрофонов является наличие не трех, а всего лишь двух выводов или контактных площадок. При использовании таких микрофонов схемы его подключения будут выглядеть так, как изображено на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Принципиальные схемы подключения электретного микрофона с двумя выводами к входному каскаду микрофонного усилителя

Микрофонный усилитель

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.

1. Усилитель для электретного микрофона
2. Микрофонный усилитель для электретного микрофона
3. Микрофонный усилитель на одном транзисторе
4. Схема микрофонного усилителя на микросхеме
5. Усилитель с микрофонным входом

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.

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.

Микрофонный усилитель на одном транзисторе

Схема на полевом транзисторе обладает низким уровнем собственных шумов и обеспечивает коэффициент усиления порядка 20 дБ.Для этого потребовалось увеличить напряжение питания до 9 В, поэтому усилитель питается от батарейки типа «Крона» или от источника внешнего питания. При повторении данной схемы нужно помнить, что полевые полупроводниковые приборы боятся статического электричества, поэтому пайку транзистора нужно выполнять заземлённым паяльником и использовать антистатический браслет. Выводы транзистора перед пайкой нужно соединить между собой, обмотав их тонкой медной проволокой. Схемы микрофонных устройств на транзисторах имеют различные технические решения. Они бывают с несколькими каскадами, с автоматической регулировкой усиления и шумоподавлением.

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.

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- –40 0 С
• 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.

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.

Крабовые Ручки ♋ Almois Jobbing Official

Журнал о технических устройствах и технологиях. Ковыряние в бытовой технике, электронике: что внутри, как это работает, опыт эксплуатации. Выбор лучшего товара — отзывы, достоинства и недостатки. ПоДЕЛОчная: ремонт (техники, электроники) своими руками, сделай сам, самоделки. Полезные советы, лайфхаки.

Как подключить динамический микрофон к компьютеру

У многих, наверное, остались от старых караоке систем или даже от советских времён большие такие «ручные» микрофоны, в которых мембрана с катушкой нанизана на магнит (как динамик в наушниках, только наоборот). И вот ныне для записи голоса для своего расчудесного видеоблога на Ютубе вдруг может возникнуть желание подключить в микрофонное гнездо своего стационарного компьютера такой большой микрофон. Динамический микрофон кажется «качественным» представителем микрофонного мира (потому что большой на вид, солидный такой, блестящий; а ещё он действительно хорошо передаёт низкие частоты, т. е. мужской басистый голос).

• Динамический микрофон
• Адаптер для штекера
• Самодельный усилитель-переходник
• Что-зачем в схеме усилителя
• Самодельная подставка для микрофона
• Что можно купить на Алиэкспрессе

Динамический микрофон

Теперь, разобравшись с параметрами входа, берём подопытного (микрофон Одеон из Ашана за 2 бакса):

Полная разборка этого микрофона на предмет изучения, что у него внутри, здесь: Дешёвый динамический микрофон — РАЗБОРКА ➕ Доработка: усилитель на 1 транзисторе. Мембрана («диафрагма») сверху у него выглядит так:

На Фото 5 — динамик наушника (который вставляется в ухо).

По причине того, что динамик наушника похож на микрофон, его также можно использовать в качестве микрофона, приткнув в микрофонный вход. Только магнит у него маленький и он будет чрезвычайно тихим (а если усилить уровнями в программах записи, то звук будет как из консервной банки). Так вот по громкости этот микрофон Одеон не далеко ушёл от наушника, ведь у него внутри нет усилителя… и чем же он, в таком случае, отличается от наушника?

Адаптер для штекераОГЛАВЛЕНИЕ

И тут мы видим проблему: на выходе штекер 1/4″ Mono Plug, а нам нужен 3.5mm Stereo Plug. Бежим покупать адаптер:

1/4″ Mono Female/Jack to 3.5mm Stereo Male/Plug. Втыкаем через этот переходник микрофон в компьютер и обнаруживаем, что звук с него очень тихий в сравнении с электретным микрофоном. Потому что просто катушка на магните, без усилителя — это очень тихо. Немного усилить сигнал можно самой звуковой картой, поставив галочку «усиление» в программных настройках звука и сдвинув ползунки уровней вправо на 100%. Но всё получается тише электретного и это не удобно: при смене микрофона на электретный снова нужно двигать уровни.

Самодельный усилитель-переходникОГЛАВЛЕНИЕ

Поэтому делаем усилитель, по схеме:

Усилитель выполнен в виде проходного адаптера: слева гнездо 3.5 мм, справа такой же штекер и они соединены припаянной к их земле-экранам толстой медной проволокой (на Фото 9, 10 она в синей изоляционной термоусадочной трубке), что даёт прочное «шасси», а далее уже навесным образом спаиваем 4 детальки. Правильно всё это делать внутри микрофона, под металлическим экранированием микрофона, но тут и в микрофоне экранирования всё равно нет [Разборка и переделка 2-х-баксового динамического микрофона], да и хотелось сделать универсальный усилитель-переходник для разных микрофонов.

Что, зачем в схеме усилителяОГЛАВЛЕНИЕ

Резистор R1 (на Схема 2) нужно подбирать так, чтобы напряжение на коллекторе транзистора, т. е. на сигнальном выходе (он же и питание со звуковой карты) «просело» с исходных 2.16 вольт в два раза. В данном случае при R1 = 220k получилось 1.15 вольт (при 470k — 1.26В, и это правильнее, если напряжение без микрофона 2.5 вольта, как в имеет место быть во всех смартфонах). «Просадка» получается потому, что внутри звуковой карты стоит токоограничивающий резистор на 220К (в данном случае; точнее 2 х 470k, с учётом стерео-входа). Вот между R1 и внутренним таким же резистором и образуется половинное напряжение. Это нужно, чтобы при работе микрофона была свобода колебаний вверх (до 2V) и вниз (до 0V) симметрично.

Конденсатор C1 на проход акустического сигнала надо бы ставить плёночный металлизированный, вот такой:

но, как видим, он очень большой даже при ёмкости 0.47 мкФ, а уж 10 мкФ — будет в 20 раз больше, в миниатюрный переходник не влезет. Поэтому электролитический, с плюсом направо.

В итоге всё OK. Теперь подключённый через этот усилитель динамический микрофон выдаёт звук чуть лучшего качества (по шумам) и ровно такой же громкости, как и электретный микрофон.

Самодельная подставка для микрофонаОГЛАВЛЕНИЕ

Но это ещё не всё, надо эту бандуру на что-то поставить, чтоб не держать в руках. Напрягаемся дальше:

Крепёж из ПВХ из Леруа Мерлена, для крепления труб 40 мм. В дырке (она уже была) нарезаем резьбу 1/4″ под винт фотоштатива (можно использовать сам этот винт, нагрев его). Чёрная прокладка — кусок коврика для комп.мыши (здесь это нужно для уменьшения внутреннего диаметра крепежа и для гашения вибрации). Ставим на штатив:

Фото 14. Готово!

Что можно купить на АлиэкспрессеОГЛАВЛЕНИЕ

Почему-то, такого усилителя с фантомным питанием от самого микрофонного входа (а не от USB порта) для динамического микрофона на Али почему-то нет. Да и нигде нет.

А что есть? Всяко-полезные около-микрофонные устройства:

Кстати, через последний адаптер к смартфону можно подключить USB-звуковую карту, а к ней — обычный стерео-микрофон с 3.5-мм штекером. Update 10/11/2020: купил звуковухи, они так к смартфону подключаются, но оказались все с моно-микрофонными входами: 2 внешние USB звуковые карты Orico SC2 и за $1.5 ️ Обзор, тест качества звука.

Комментарии (18):

Я паять не умею. Все это для меня слишком сложно. Готова приобрести такую штуку, буду благодарна за помощь

Вот, есть что-то похожее на Алиэкспрессе:
K-mic km501 two channels microphone amplifier for dynamic microphone and condenser microphone 6.5+3.5 inpute
Но эта коробочка требует дополнительного питания, которое там берётся проводком с USB, т. е. подключить можно только компьютеру с USB.
В то время как усилитель «с фантомным питанием» питается от микрофонного входа и, в частности, его можно подключать к смартфону, в разъём гарнитуры (я это уже делал, там тоже есть питание 2.5 вольта).
Такого простого переходника-усилителя, как в рассказе выше, я в продаже не видел (и на Алиэкспрессе тоже), потому и сделал сам. А ведь это действительно простая и нужная штука… ценой в пару баксов, китайцы вконец обленились.

Еще нужен усилитель?

Подскажите если собрать точно такой же как у вас он будет работать на всех звуковых картах, или резисторы нужно подбирать исходя из индивидуальной особенности звуковой карты к которой будем подключаться.

Я этот микрофон через этот усилитель подключаю к смартфону Самсунг (в гнездо гарнитуры), на контакте микрофона там +2.5В, моно, и всё норм работает. Также ставил 100К и 470К тоже работает, даже и не понятно/заметно, какая разница.

Проще: УНЧ должен работать в режиме «А».

Кто паять не умеет — ТВ1506 (или ТВ-1512) вам в помощь + пластиковую коробочку. Даже резистор можно переменный поставить.

Ну, а то, что он на вход является стерео и имеет по 2.16 вольт (в отсутствие нагрузки) на каждом из двух контактов входа (3.5mm Stereo Jack) — это проверено реализацией стерео-микрофона по Схеме 1

Спецом воткнул во внешнюю звуковую плату в микрофонный вход разъём для микрофона (моно, два вывода) — мультиметр не показал никакого напряжения.

Видать такая специальная внешняя звуковая карта. Может она только аналого-цифровой преобразователь имеет, без усилителя, рассчитывая на то, что полный усилитель есть в микрофоне или наоборот, что микрофон динамический, а эта внешняя звуковая карта имеет свой усилитель до нужного ей уровня.

Я измерял напряжения во встроенных в материнки звуковых картах, в дискретных внутренних платах типа Sound Blaster, в гарнитурных входах мобильных телефонов и смартфонов, в видео- фото-камерах. Причём в видеокамерах напряжение на микрофон подаётся только во время записи. Везде 2.1-2.5 вольта… Электретный микрофон, который везде и всюду понатыкан, без этого напряжения работать не будет.

Доброго времени суток! У Вас указано, что можно взять K-mic km501 на Али, но данный товар распродан. На Али нашел аналог (Docooler A907). Только вот «выход» из него (который должен идти в звуковую карту) на 3-pin. Нужно ли брать дополнительно внешнюю звуковую карту или ноутбук сам должен распознать микрофон с предусилка? Т.к. мне повезло — разветвитель на микрофон и наушники не сработал, все так же видит микрофон как наушники (и это через дополнительный переходник 6.3mm на 3.5mm)

В ноутбуке должен быть обычный 3-х-пиновый вход. Если речь идёт о планшете или смартфоне, то вот этот разветвитель, что на фото должен помочь. При этом смартфон/планшет думает, что в него вставлена полная гарнитура (и микрофон, и наушники) даже если в гарнитурное гнездо просто вставить произвольный штекер с ничем к нему не подключённым. Далее у Самсунгов распиновка такая:

Но у других каких-то производителей (например, у Fly) может быть + микрофона и «общий» поменяны местами.

Дополнительный скриншот микрофона с переходником 6.3 на 3.5

А этот микрофон точно такой простой, как Одеон из Ашана, т. е. только с двумя контактами на выходе, напрямую подключёнными к динамическому картриджу? Может у него предусилитель есть внутри, тогда у него и третий контакт задействован, для питания.

Это динамический микрофон LG acc-m900k от домашнего кинотеатра, модель которого, я к сожалению, не вспомню, но и не думаю, что это необходимо. Через встроенную в компьютере звуковую карту микрофон определяется и работает отлично. Подключается, правда, через переходник с 6.3 мм на 3.5 мм. А вот ноутбук его через данный переходник (на последнем фото) не воспринимает. Точно так же, как и через разветвитель (на предпоследнем фото). В отчаянии, заказал с алиэкспресс внешнюю USB видеокарту. Просто чтобы посмотреть, заработает ли микрофон через USB. Хотя, чувствую, на качестве звука это здорово скажется. Вот вопрос только в том, заработает ли через такую карту или же все же еще переходники поискать? Или, быть может, какой-то предусилитель? Только я в них ничего не смыслю. Поэтому даже не знаю, что искать :

Прошу прощения, имел в виду, что заказал внешнюю звуковую USB карту *

Получил USB звуковую карту. Карта работает (по крайней мере обнаруживается виндой и на ноуте, и на компе). Но микрофон нет — ни на компе, ни на ноуте. :

Информирую. Приобрел динамический микрофон Behringer XM8500, предусилитель Behringer U-Phoria UMC22, XLR кабель — сочетается это все замечательно. Шумов нет. Велосипед изобретать больше не приходится

Микрофонный усилитель и УНЧ для ЦАП и АЦП микроконтроллера

Усилители сигналов для АЦП и ЦАП микроконтроллера

В статье изложены подходы по построению схемотехники усилителей для микрофона и динамиков в микроконтроллерной технике. Занимаемое элементами усилителей пространство не превышает

Предисловие

Хотел применить в проекте синтезатор речи в реальном времени на основе библиотеки
ESP8266Audio — supports ESP8266 & ESP32
Автор порта библитотеки предлагает подключать динамик используя один транзистор

Use the AudioOutputI2SNoDAC object instead of the AudioOutputI2S in your code, and the following schematic to drive a 2-3W speaker using a single $0.05 NPN 2N3904 transistor:

Я так и сделал. Но оказалось, что транзистор греется т.к. каскад работает в режиме класса A. Стабилизатор напряжения 300mA просто не справился с питанием контроллера и такого усилителя. Не говоря уже про питание от батареи, которую пришлось бы ставить не оправданно большей емкости, по сравнению с применением усилителя класса AB, B или C. Пришлось искать различные варианты. Так же рассмотрены варианты усилителей для микрофона. Напряжение питания усилителей однополярное 3V. 5V

Усилитель на одном транзисторе для микрофона

Первое и самое простое это каскад с общим эмиттером. В качестве микрофона будем использовать электретный микрофон. В нем использован предусилитель на полевом транзисторе. Для его питания нужен источник питания

Мне нравится схема с использованием Collector-Feedback Bias. Во первых в ней на один резистор меньше по сравнению с классической схемой на делителе и за счет отрицательной обратной связи компенсирует разброс в коэффициенте усиления транзистора.

Для примера зададимся резистором коллектора 18 KOm для усиления в 50 раз резистор в эмиттере будет (упрощенно, т.к. мы не учитываем внутреннее сопротивление эмиттера) 18000 / 50 = 360 Om

Поскольку входное сопротивление АЦП обычно составляет сотни KOm можно немного увеличить сопротивление коллектора и достичь большего усиления. Важно чтобы сопротивление следующего каскада (в нашем случае вход АЦП) имело большое входное сопротивление, что бы наш усилитель мог «раскачать» сигнал. Иначе придется увеличивать ток через коллектор уменьшая резистор в коллекторе, а это приведет к уменьшению усиления в целом

Сопротивление в эмиттере используется для стабилизации режима транзистора за счет отрицательной обратной связи. Если подключить параллельно этому резистору конденсатор, то отрицательная обратная связь по переменному напряжению исключается и каскад имеет коэффициент усиление как у самого транзистора «по документации».

Еще один момент. надо задать выходное напряжение на коллекторе, равное половине полной рабочей шкалы напряжения АЦП. Шкала ESP32 без аттенюаторов 1.1V. Смещением базы R10 выставляем на коллекторе 0.5V… 0.6V

• 0 dB attenuation (ADC_ATTEN_DB_0) gives full-scale voltage 1.1 V
• 2.5 dB attenuation (ADC_ATTEN_DB_2_5) gives full-scale voltage 1.5 V
• 6 dB attenuation (ADC_ATTEN_DB_6) gives full-scale voltage 2.2 V
• 11 dB attenuation (ADC_ATTEN_DB_11) gives full-scale voltage 3.9 V

Можно сделать смещение на коллекторе близкое к половине напряжения питания и увеличить коэффициент усиления каскада, но добавив аттенюатор. Однако, вносить ослабление не рекомендуется, поскольку нам понадобится большее усиление

Схема и расположение на плате

Усилитель на трех транзисторах для динамика

Для усилителя применим схему на трех транзисторах с выходным каскадом в режима AB. Зададим ток покоя порядка 5 — 10 mA. Ток покоя устанавливается резистором R4. R15 устанавливает половину напряжения питания на эмиттерах

Схема и расположение на плате

Усилитель на операционном усилителе для микрофона

Ниже ссылка на наиболее распространенные решения с расчетами для микрофонного усилителя

Хорошая статья по предотвращению помех по питанию в схемах op amp
Операционный усилитель с однополярным питанием

Схема и расположение на плате усилитель для микрофона и динамика

» />

Расчеты конденсаторов

C2 = 0.33nF $» data-tex=»inline»/>

C5 = 2.2µF $» data-tex=»inline»/>

C14 = 0.1µF $» data-tex=»inline»/>

Можно использовать любой операционный усилитель, даже LM358 или LM322 (LM324 четыре усилителя в одном корпусе). Рекомендуется выбирать усилитель с выходом Rail-to-Rail для достижения большей амлитуды на выходе

Усилитель на операционном усилителе для динамика. Параллельное включение

Поиски использования параллельного включения операционного усилителя для раскачки более менее приемлемой мощности привели на интересные решения.
Один человек взял аж 60! усилителей и сделал себе подарок на юбилей. Вот это я понимаю.

Микросхема семейства TS922 способна отдавать 80 мА на нагрузку 32 Ом

Комбинированная схема с операционным усилителем и каскадом класса B, AB
Small audio amplifiers

Что бы хотелось попробовать в будущем

Добавить возможность автоматической регулировки усиления. Например на основе такого решения Использование усилителя с АРУ как мягкого ограничителя уровня сигналов

Для «сжатия» уровня входного сигнала, чтобы уровень выходного сигнала не зависел от громкости говорящего в микрофон применяют SSM2167. Это предусилитель микрофона с регулируемой компрессией. Но выходное напряжения ограничен 0.7V и смещение на выходе 1.4V. Для согласование со входом АЦП потребуется каскад с небольшим усилением.

The output impedance of the SSM2167 is typically less than 145 Ω, and the external load on Pin 9 should be >5 kΩ. The nominal output dc voltage of the device is approximately 1.4 V;therefore, a blocking capacitor for grounded loads must be used.

Заключение

Использование транзисторных усилителей в современной электронике оправдано когда нет возможности купить специализированные микросхемы такие как stereo — PAM8403, PAM8406 или mono PAM8302A, PAM8304, NS4150. Где PAM8406 — Абсолютный фаворит если нужен стерео усилитель с однополярным питанием. Его цена стремится к 2$ за 10 штук. Есть возможность включения режима усиления выходного каскада в режим AB

В качестве микрофонного усилителя можно использовать mems микрофоны с I2S интерфейсом, такие как INMP441. В этом случае использование усилителя отпадает и микрофон подключается непосредственно через интерфейс I2S к контроллеру

Разводка одного из вариантов платы с усилителями на транзисторах сделанная в Autodesk EAGLE

Autodesk Eagle PCB GitHub

С чего все началось

Плата была изготовлена на фабрике JLCPCB.
Качество мне понравилось, но мне не с чем сравнивать, разве что с травлением в хлорном железе.

R13-PROJECT

Электронное познавательное развлекательное

Микрофонный усилитель с АРУ на микросхеме MAX9814

Здравствуйте!
В последнее время мне везет на работу с акустикой. Какое то время оцифровывал более менее статичные сигналы, либо было достаточно проводного соединения, но спокойной работе иногда приходит конец. При проектировании очередного проекта тянуть провод от компьютера или телефона иногда вообще не вариант. И вот я зукупился микрофонами, и стал экспериментировать.

Вообще первый раз готовый китайский микрофонный усилитель на микросхемах серии MAX98xx (а точнее MAX9812) был описан здесь Самодельный USB микрофон. и было снято аж 2 видео по микрофонам для подключения к компьютеру. Все бы хорошо, но мне нужна была возможность регулировать усиление, а в идеале шумоподавление и автоматическая регулировка усиления.

Первый микрофонный усилитель я собрал вот по этой вот схеме.

Микрофонный усилитель на операционном усилителе

И он даже работал, но небыло АРУ и шумоподавления, последнее меня не сильно беспокоило, так как планировалось эту схему использовать в связке микроконтроллером, и сильное качество не нужно было, но минусом этой схемы оказалось то, что мне не удалось подобрать достаточное усиление! Для записи звука достаточно, для подключения к микроконтроллеру – нет! Уровень выходного сигнала оказался слишком низким, сколько не увеличивал я усиление.

Причина оказалась проста – микрофон – он не выдавал достаточный уровень сигнала, и до определенного уровня усиления не происходило, то есть все тихие звуки вырезались, а усиливалось только с приличной громкости. Повозившись с усилителем, поподбирая разные коэффициенты усиления и операционные усилителя, я забросил это дело, и решил собрать усилитель с АРУ (автоматическая регулировка усиления).

Работают такие схемы достаточно просто – усиленный сигнал подается на полевой транзистор, который меняя свое сопротивление “изменяет” коэффициент делителя, задающего коэффициент усиления операционного усилителя.

Если уровень сигнала слабый, на выходе низкое напряжение, на затворе полевого транзистора так же напряжение падает, полевой транзистор увеличивает свое сопротивление, тем самым поднимая усиление. И наоборот, всплеск напряжения на выходе гасит усиление, тем самым выравнивая громкость звука на выходе. Если занимались когда нибудь обработкой звука, то программный “компрессор” вам знаком – это аппаратная версия компрессора, который выравнивает громкость.

Вторую схему я брал здесь

Сама схема вот такая

Микрофонный усилитель на операционном усилителе с АРУ (Автоматической регулировкой усиления)

В итоге могу сказать – схема рабочая, и АРУ работает, и для подключения к компьютеру эта схема очень хорошо подходит, но главный недостаток ее как и предыдущей схемы – она отказалась усиливать “тихие” звуки. Я бы хотел, что бы, например цветомузыка уже работала от громкой речи в комнате. Но усилитель реагировал только на нормальную речь возле микрофона, и напрочь отказывалась усиливать даже громкую речь с расстояния – метра. Вернее усиливал, но осциллограф это усиление замечал слабо, не говоря уже о АЦП, у котором эти значения были чуть выше шумов в младших разрядах. Это и плюс и минус. Минус понятен, а вот плюс в том, что этот усилитель косвенно гасил посторонние шумы. Если записывать голос на микрофон, то это плюс, меньше эхо ловится и посторонние шумы.
Вот такая вот компактная печатная плата у меня получилась

Печатная плата микрофонного усилителя с АРУ

И вот поиски меня привели к вот такому вот модулю на микросхеме MAX9814.
С усилителем на подобной микросхеме я был знаком, и тут еще и регулировка усиления и скорость реакции АРУ! И цена около 100 р. всего.

Ссылки на модуль, привожу только тех продавцов, с которыми у меня не было проблем.
Ссылок даю несколько, так как иногда продавцы задирают стоимость доставки, или цену. Ну или лот может пропасть чрез неделю.
В любом случае посмотрите, что за модуль, что бы ориентироваться что брать. Есть похожие модули, они короче, на другой микросхеме но стоят дешевле. Их я в работе не проверял, рекомендовать не могу. Поэтому, смотрите внимательнее.

Данный модуль может: Усиливать сигнал с микрофона на 40, 50 или 60 дб. Регулировать скорость атаки своего АРУ 1:4000ms, 1:2000ms или 1:500ms.

Вот, что пишут о модуле китайцы:
Напряжение от 2,7 до 5,5 v, ток потребления 3mA
Частотная характеристика от 20Гц до 20000Гц
Программируемое соотношение атак и усиления
Автоматическое усиление, между 40 дБ, 50 дБ или 60 дБ
Низкая входная плотность шума 30NV
Низкий THD: 0.04% (typ)

Даташит на микросхему MAX9814 я оставлю здесь. Datasheet MAX9814

И вот этот вот с этим вот модулем цветомузыка заработала как и задумывалось.
Для цветомузыки оказались достаточные параметры: усиление 50db (громко музыку не слушаю, слышимость с соседями большая) и скорость АРУ 1:500.
В моем случае это оптимальные показатели.

Теперь про подключение данного модуля и настройки.
Всег у него 5 выводов.

Модуль микрофонного усилителя с АРУ на микросхеме MAX9814

GND и VDD это питание модуля, Out это выход усиленного и выравненного сигнала с микрофона, а вот про оставшиеся 2 вывода поподробнее.

Вывод Gain – усиление. Если вывод Gain ни куда не подключать, усиление будет 60dB. Если его соединить с землей (посадить на минус питания GND) усиление составит 50dB, а вот если подсоединить к VDD усиление составит 40dB.

Вывод AR – Attack/Release (скорость срабатывания/скорость восстановления автоматического регулятора усиления). Если ни куда не подключать A/R = 1:4000ms, если подсоединить на VDD A/R = 1:2000ms. Если его соединить с землей A/R = 1:500ms

Как подключить микрофон к музыкальному центру: полезные советы

Опубликовано kachlife в 29.10.2020 29.10.2020

Для любителей хорошей музыки существуют специальные акустические системы и музыкальные центры. С их помощью можно слушать любимые аудиозаписи известных исполнителей, наполнить любой праздник прекрасным музыкальным сопровождением. Чаще всего данное оборудование используется для организации концертов, проведения детских праздников или для обычного прослушивания композиций в кругу семьи.

Но на этом возможности техники не ограничиваются. Если вы хотите в полной мере насладиться работой устройства, есть возможность подключить к нему микрофон. С помощью него вы сможете получить удобный вариант домашнего караоке. Также данная функция будет полезна для ведущего при проведении мероприятия. О способах подключения мы поговорим в нашей статье.

Как подключить внешнюю звуковую карту к компьютеру

После скачивания и установки драйвера, зайдите в раздел «звук» панели управления и убедитесь, что на воспроизведении и записи звука в качестве рабочего устройства появилась звуковая карта. Если все так и произошло, можете начинать пользоваться своим новым устройством.

Откройте ваш цифровой секвенсор, вроде Cubase, Ableton или Fruity Loops, и установите в настройках звука звуковую карту в качестве устройства записи и прослушивания. В зависимости от используемой программы, эти настройки могут отличаться, подробности о них широко распространены в сети.

Инструкция: как подключить микрофон проводной

Подключение проводным способом выполнить гораздо легче. Стандартная схема подсоединения выглядит следующим образом:

• Купите подходящий вариант с проводным типом подключения.
• Подключите к источнику питания технику, отрегулируйте громкость и настройки выведения звука.
• Найдите на корпусе соответствующие разъёмы под кабель микрофона. В некоторых моделях их может быть несколько для совместной работы.
• Подсоедините провода в разъёмы, включите кнопку питания на корпусе микрофона.
• Попробуйте проверить работу, скажите что-нибудь или включите песню в режиме караоке.

Если устройства были подобраны правильно, и аппаратура поддерживает данный формат работы, все должно работать без сбоев. Однако, если у вас возникли затруднения, можете попробовать следующие действия:

• Проверьте правильность соединения, целостность всех деталей, перезагрузите систему.
• Выполните настройки использования микрофона в соответствующем разделе меню компьютера.
• При наличии микшера, попробуйте вывести звук через него.
• Отрегулируйте громкость, иногда не слышно воспроизведения из-за отключения колонок.

Важно! Посоветуйтесь со специалистами для устранения возможных неполадок.

Как подключить колонки к звуковой карте

Важным пунктом во всей необходимой коммутации студии – это подключение колонок мониторинга к звуковой карте. Одними наушниками не обойтись, и скоро вы сами это поймете, потому что на разных устройствах звук может звучать по-разному. К тому же, в любом случае однажды захочется послушать готовое произведение, либо записанную звуковую дорожку в полном масштабе. Мониторные колонки, как и мониторные наушники, не приукрашают звук, а отображают его «как есть», без искусственно измененных частот.

Как подключить наушники к звуковой карте

Во время записи и сведения важно слышать и контролировать весь процесс, поэтому без наушников не обойтись.

Большинство звуковых карт имеют отдельный разъем для наушников. Продвинутые модели могут иметь даже несколько разъемов – чтобы происходящее со звуком могли одновременно слышать, например, вокалист и звукооператор. В подключении наушников к аудиоинтерфейсу нет ничего сложного – для этого существует специальный выделенный разъем. Однако, чаще всего это будет гнездо формата Jack 6.3, то есть под большой джек. Если ваши наушники не имеют такого штекера, то придется обзавестись переходником.

Мы бы рекомендовали использовать профессиональные мониторные наушники, которые точно воспроизводят звук, и из коробки снабжены необходимым штекером.

Крепление типа «паук» — это специальный держатель микрофона, который гасит вибрации от стойки. Наверное, многие видели в кино, как студийный микрофон при записи вокала висит на паутинке из ниток. Крепления, используемые любителями, конечно, попроще, но суть та же самая. В первую очередь, он поможет устранить призвуки от шагов, стуков и других вибраций. Нередко паук идет в комплекте с микрофоном.

Как подключить миди клавиатуру к звуковой карте

Один из возможных вариантов подключения миди клавиатуры к компьютеру – использование коммутации через встроенный midi-интерфейс звуковой карты. Несмотря на то, что многие современные midi-клавиатуры имеют только разъем USB, на рынке встречается множество моделей таких контроллеров, использующие классические миди разъемы.

Для подключения такой клавиатуры, используйте midi-кабель, соединив разъемы midi out на контроллере и midi in на звуковой карте.

В продаже можно встретить готовые наборы для звукозаписи. Как правило, они включают в себя микрофон, звуковую карту и наушники, оптимально подобранные по характеристикам и, скорее всего, выпускаемые одним производителем. Это может быть выгоднее, чем покупать все по отдельности.

Как подключить гитару через внешнюю звуковую карту

Помимо записи на микрофон, большинство звуковых карт имеют возможность записывать инструменты. Для гитар используется специальный разъем Hi-Z, который имеет повышенное сопротивление для более точного согласования с выходным сигналом звукоснимателей. Такой разъем позволяет качественно записать инструмент, не потеряв важные нюансы звучания.

На некоторых аудиоинтерфейсах один из входных разъемов можно сделать инструментальным, включив находящийся рядом тумблер с надписью Hi-Z. Подключитесь в это гнездо, отрегулируйте усиление сигнала и приступайте к записи.

Как подключить звуковую карту к микшеру

Для удобства коммутации и записи сразу нескольких инструментов в общий микс используют микшерный пульт, подключая его к звуковой карте. Таким образом, в зависимости от количества входов и выходов пульта и звуковой карты, вы можете расширить возможности записи.

Для подключения нескольких инструментов в микшерный пульт и записи общего сигнала соедините выходной разъем микшерного пульта с входным разъемом звуковой карты. Учтите, что таким образом вы сможете записать только все инструменты, подключенные в микшер, одновременно в одну дорожку. Так же можно подключить аудио выходы звуковой карты в каналы микшера для осуществления мониторинга. Наушники и мониторы подключаем в соответствующие разъемы микшерного пульта.

Для записи нескольких отдельных дорожек, звуковая карта должна обладать большим числом входов и выходов, а микшер – разъемами разрыва канала (Channel Inserts). Каждый разъем Channel Inserts имеет стерео формат, и для соединения со звуковой картой вам потребуется шнур Stereo Jack 6.3 на два разъема Mono Jack 6.3. Таким образом, в разрыв канала микшера подключается канал звуковой карты, и запись может вестись в несколько дорожек, с использованием всех функций микшерного пульта. Все остальные подключения можно повторить из предыдущего пункта.

Как подключить усилитель к звуковой карте

Для хорошего качества прослушивания сигнала, многим колонкам и наушникам требуется усилитель. Соединение звуковой карты с усилителем выполняется очень просто – нужно соединить выходные разъемы звуковой карты (не путать с разъемом для наушников) с входными разъемами усилителя. В зависимости от моделей устройств, формат разъемов может отличаться – балансный XLR разъемы, либо балансные TRS-джеки. Внимательно изучите имеющееся в наличии оборудование и спланируйте коммутацию, только после этого приобретайте необходимые шнуры.

Музыкальный интернет-магазин Доминанта

8 800 500 78 89

Музыкальный интернет-магазин Доминанта

Музыкальные инструменты, звуковое и световое оборудование.