Низковольтный микрофонный усилитель-3 (НМУ3)

Низковольтный микрофонный усилитель - 3 (далее просто НМУ) может использоваться как экономичный предварительный усилитель к УМЗЧ (с сетевым или автономным питанием). Высокая стабильность работы НМУ достигнута введением глубокой обратной связи по постоянному току.

НМУ обладает хорошей повторяемостью и вполне доступен для изготовления даже начинающими радиолюбителями. Главное - применить исправные радиоэлектронные компоненты и не допустить ошибок в монтаже.

Полоса пропускания НМУ составляет от 25 Гц до 25 кГц при неплохом соотношении «сигнал – шум» за счёт применения малошумящих биполярных транзисторов n-p-n структуры. Наибольшая амплитуда выходного напряжения – 0,5 Вольта. При напряжении питания +3,6 Вольта потребляемый ток составляет 0,68 мА.


НМУ (см. рисунок 1) состоит из:
- электретного микрофона BM1 с подстроечным резистором RP1 установки режима работы BM1 по постоянному току;
- Г – образного звена С1 R5 фильтра постоянного тока питания НМУ;
- конденсаторов С2 и С4 межкаскадной связи;
- усилителя, собранного по каскодной схеме на транзисторах VT1, VT2; коллекторных резисторах R1 R4 нагрузки; резисторов R2 R6, улучшающих температурную стабильность; резистора R3 глубокой ООС по постоянному току, конденсатора фильтра С3.

Электретный микрофон BM1 является активным, то есть имеет встроенный усилитель. Режим работы электретного микрофона BM1 устанавливается подстроечным резистором RP1. Полоса пропускания НМУ определяется снизу в основном ёмкостью конденсатора С2. НМУ является широко распространённой схемой усилителя, выполненной на двух биполярных транзисторах по каскадной схеме в которой оба транзистора включены по схеме с ОЭ (с общим эмиттером). На резисторе R3, соединяющем эмиттер VT2 и базу VT1, выполнена глубокая ООС (отрицательная обратная связь) по постоянному току. ООС придаёт высокую стабильность режимов транзисторов. После изменения температуры окружающей среды или появления других дестабилизирующих факторов, НМУ автоматически возвращается в режим первоначальной установки. Входное сопротивление НМУ такое же, как и каскада на одиночном транзисторе по схеме с ОЭ (от сотен Ом до нескольких десятков килоом); выходное сопротивление - нескольких десятков килоом. Возможный коэффициент усиления по напряжению – 1000 … 3000. НМУ имеет неплохое соотношение сигнал – шум за счёт применения малошумящих транзисторов n-p-n структуры.

Конструктивно все резисторы на плате устанавливаются вертикально. Для получения низкого уровня фона и обеспечения стабильной работы НМУ, на верхней стороне (стороне расположения деталей) печатных плат оставлена фольга - экран, электрически соединённая с общим проводом. Для исключения замыкания выводов деталей с общим проводом, во всех отверстиях платы со стороны деталей (фольги - экрана) сделана зенковка сверлом диаметром 1,6 … 2,2 мм.


Перед включением питания рекомендуется движок подстроечного резистора RP1 установить в среднее положение и проверить полярность подключения микрофона. У микрофона NMC «минус» питания соединён с корпусом. Вращением шлица подстроечного резистора RP1 устанавливается режим работы электретного микрофона BM1 по постоянному току: на левой (по схеме) обкладке С2 должно быть около + 0,7 Вольта. Затем вольтметром постоянного тока измеряют напряжение на коллекторе транзистора VT2 и при необходимости устанавливают 0,5 U и.п. (+1,8 Вольта) подбором сопротивления резистора R3*.

Подбор сопротивления резистора R3* выполняют так: Отключают питание НМУ. Выпаивают резистор R3, а вместо него в схему впаивают последовательно соединённые: постоянный (с номиналом на 30 … 50% меньшим) и подстроечный с номиналом порядка 470 кОм. Щуп «+» вольтметра постоянного тока подключают к коллектору VT2, а щуп «минус» вольтметра – к общему проводу; включают питание. Вращают шлиц подстроечного резистора и устанавливают на коллекторе транзистора VT2 0,5 U и. п. (в любом случае не менее 1,1 Вольта). Для увеличения напряжения на коллекторе VT2 сопротивление цепочки резисторов, заменяющих R3, следует уменьшить; для уменьшения напряжения – увеличить. Добившись требуемого напряжения на коллекторе VT2, шлиц подстроечного резистора более не вращают, выключают питание НМУ, выпаивают оба резистора и измеряют их суммарное сопротивление тестером в режиме RХ (измерения сопротивления). Резистор берётся ближайшего большего (стандартного 5 - 20 % ряда) номинала и впаивается на место R3.

НМУ сохраняет работоспособность при напряжении GB1 от + 3 до + 6 Вольт и имеет потребляемый ток порядка 0,8 … 1 мА.
Если НМУ при работе возбуждается: свистит или «затыкается», то следует проверить ёмкость С1 и убедиться, что экран на верхней стороне печатной платы соединен с общим проводом трассировки на нижней стороне платы). Если данная мера не помогает (что маловероятно), рекомендуется уменьшить усиление электретного микрофона ВМ1 увеличением сопротивления RP1. При применении некоторых экземпляров микрофона, для увеличения стабильности работы НМУ может потребоваться увеличение ёмкости конденсатора С1 до 220 мкФ.

Для улучшения качества сигнала, микрофон BM1 окружается поролоновой прокладкой. Если необходимо избавиться от «буханья» в тракте НМУ при произнесении непосредственно в микрофон взрывных звуков: б - п, д - т и сильного придыхания, лицевую панель микрофона также закрывают слоем поролона толщиной 10 … 20 мм. Для этой же цели микрофон рекомендуется подпаивать к плате многожильными проводниками, исключающими жёсткий механический контакт с печатной платой. При длине соединительных проводников свыше 30 мм. рекомендуется использовать экранированный провод. Если микрофон устанавливается на жёстких коротких (10 … 15 мм.) проводниках непосредственно на плате, то крепление платы к корпусу изделия желательно сделать мягким: например, через шайбы – прокладки из пористой резины.

В качестве источника питания НМУ используются 3 аккумулятора типоразмера AA-size ёмкостью от 1000 до 2850 мА/час. Возможно также применение хорошо стабилизированного сетевого адаптера или источника питания усилителя мощности [например, через интегральный стабилизатор 78L03 (с вольтодобавкой + 0,6 Вольта на кремниевом диоде типа КД522А) или через интегральный стабилизатор 78L33 (с выходным напряжением + 3,3 Вольта)].


В НМУ можно применить постоянные резисторы МЛТ, С2-23 или С2-33. Подстроечный RP1 – СП3-38а. Конденсатор С2 керамический типа К10-17, КМ. Остальные – оксидные типа К50-35 или зарубежного производства. VT1, VT2 - биполярные транзисторы n-p-n структуры – желательно малошумящие, типа КТ3102Д, КТ3102Е с коэффициентом усиления по напряжению (К _{у U}) порядка 500. Их можно заменить зарубежными 2N2484. Микрофон BM1 электретный NMC, особо малогабаритный XF-18D или подобные.

Печатная плата НМУ выполнена из двухсторонне фольгированного гетинакса или стеклотекстолита толщиной 1,5 … 2 мм (см. рисунки 2, 3).

Диаметр отверстий на печатных платах под радиоэлектронные компоненты – 0,8 … 1 мм, под соединительные проводники - 1…1,2 мм., под крепёжные отверстия – 2,5 мм.

Рисунок печати – «трассировки печатной платы» – может быть перенесён на медную фольгу методом термопереноса или переведен при помощи копирки и обведён кислотостойкими перманентными маркерами. Подойдут, например, маркеры centropen 2846 CE PERMANENT или другие, специализированные, для подписывания компьютерных CD и DVD дисков.

Травится плата двухсоставным раствором, состоящим из перекиси водорода и порошка лимонной кислоты высшего качества. Лимонная кислота продаётся в продуктовых магазинах для приготовления компотов. В 100 мл 3% - ной перекиси водорода добавляют 30 грамм лимонной кислоты и раствор перемешивают. К двум отверстиям травящейся в стеклянной банке платы желательно привязать петлю из суровой нити, за которую плату можно поднимать для проверки степени протравленности. Опускают плату в раствор. Через три – четыре часа незащищённые части медной фольги на плате оказываются протравленными, то есть плату можно вынимать из раствора. После травления плата промывается тёплой водой, а защитный тонер (чернила маркера) соскабливается лезвием или смывается ватным тампоном, смоченным растворителем 647 (ацетоном) в хорошо проветриваемом помещении.







Для вырезания заготовки ПП из кусочка фольгированного с двух сторон стеклотекстолита можно использовать инструменты, изображённые на рисунке 5. Если стеклотекстолит не толще 1,5 … 2 мм, то вырезать ПП можно ножницами по металлу.

Далее проводится ряд знакомых каждому радиолюбителю процедур (см. рисунок 6):
1). ПП зачищается круговыми движениями руки мелкой шкуркой и протирается чистой ветошью (тряпочкой).
2). Отражённый рисунок печатных дорожек ПП используется для его нанесения на фольгированную (медную) сторону ПП методом термопереноса.
3). ПП травится, например, в растворе медного купороса и поваренной соли. Для убыстрения травления до 0,5 … 1 часа используется метод «водной бани».
4). Отверстия в ПП делаются сверлом 0,8 мм и сверлом 2,7 мм под 4 винта М2,5.
5). На ПП, покрытую жидкой канифолью, все РЭК (радиоэлектронные компоненты) устанавливаются вертикально и в предварительно облуженном состоянии.

Внешний вид готового НМУ3 со стороны печати приводится на рисунке 7. Керамические конденсаторы, шунтирующие вход НМУ3 нужны в случаях длинных (4 ... 6 метров) и не экранированных соединений BM1 с платой.

Внешний вид готового НМУ3 со стороны РЭК приводится на рисунке 8. Резистор, расположенный горизонтально добавлен при настройке последовательно с R3. Оба резистора будут заменены одним (R _общ. = R3 + R _доп) по завершению настройки.

Настроенная плата НМУ3 была покрыта цапонлаком и установлена в дюралевый корпус (см. рисунок 9) для совместной работы с усилителем мощности звуковой частоты УЗЧ-20. Для более качественной работы НМУ3, «микрофон», изображённый на рисунке 9, можно заменить, например, более качественным капсюлем ТДК-2Э с импедансом (сопротивлением постоянному току) 160 Ом или профессиональным динамическим микрофоном. (В последнем случае придётся заменить разъём).






Загадки совсем простенькие. Догадайтесь, почему планета гетинаксовая, и ответ Вами будет практически найден. Дополнительные подсказки: 1). Ответ состоит из 10 букв. 2). Ответ в строку пароль вписывается с большой буквы. Разгадав загадку, введите получившийся ответ в строку «Пароль» файла «NMU3_4work» и получите для изготовления поделки все схемы и важное дополнение к КД. Архив файла «NMU3_4work» можно скачать здесь:


Дорогие друзья! Ребус этого приложения, имеет важную дополнительную информацию для изготовления НМУ. Этой информацией не стоит пренебрегать, в чём вы сами убедитесь, когда разгадаете его. На случай, если вы находитесь под властью лучшего движителя прогресса – ленью, под ребусом имеется ответ. Для того, чтобы увидеть ответ, достаточно нажать триггерную кнопку «Показать / скрыть текст».









А вот что сказала постоянно жаждущая работы и не устающая от одновременного общения с двумя и более пользователями интернета, голосовой помощник Алиса. Правда вчера у неё было хорошее настроение, поэтому сегодня она даёт не совсем верные интонации, и чтобы хорошо вникнуть в сказанное, аудиофайл рекомендуется прослушать дважды.





1). «Радио» № 10, 1981, с. 61 «ЗР». Малошумящий микрофонный усилитель. +15В.
2). Журнал «Practical Electronics» (Англия) 1980, № 4.
Примечание: В статье НМУ3 использованы: РТТ (ребус технической тематики) № 098 и ЗРТ (загадки радиотехнической тематики) № 094 и № 095.

Какое напряжение питания наиболее популярно в современных гаджетах?
С каким напряжением питания вам нужен микрофонный усилитель?

+/-12 Вольт

+ 9 Вольт

+ 3 Вольта

+ 1,5 Вольта

Всего проголосовало: 29

Голосовать Результаты