Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Низковольтный микрофонный усилитель-3 (НМУ3)

    Низковольтный микрофонный усилитель-3 (НМУ3)


    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.

    Состав НМУ3



    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.

    Настройка НМУ-3


    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)].

    Детали НМУ


    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.

    Об ускоренном методе травления ПП (печатных плат) вы сможете прочитать в файле «ПП_водная_баня», если пройдёте по ссылке:


    Прочитать файл «ПП_водная_баня» вы также можете на мобильном устройстве, если воспользуетесь QR кодом:


    Некоторые особенности изготовления НМУ3



    Рисунок 5.

    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.

    Рисунок 6.

    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.

    Рисунок 7.

    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.

    Рисунок 8.

    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.

    Рисунок 9.

    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).

    Уважаемые читатели, предлагаем Вашему вниманию загадку:


    В металлической голове – кремниевая изюминка,
    Тела нет, а все ноги из головы растут.


    Если эта загадка окажется сложной, прочитайте подсказку:


    Летающая тарелка навек над гетинаксовой планетой зависла.
    А её три зонда оловянные пробы из-под земли добыть пытаются.


    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:
    nmu3_4work.zip [292.48 Kb] (скачиваний: 23)

    Приложение 1


    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».

    Рисунок 4.

    Ответ к ребусу НМУ3.


    Желающие увидеть процесс изготовления и демонстрацию работы НМУ3 при помощи осциллографа, могут просмотреть краткое видео, файл которого называется «НМУ3+»:


    Продолжение этой презентации можно посмотреть на Яндекс.Диске, открыв файл MP4 «NMU3&microfon».


    Для этой же цели Вы можете воспользоваться QR кодом и посмотреть файл «NMU3&microfon» на мобильном устройстве:


    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.



    Литература:

    read

    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.
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
    Какое напряжение питания наиболее популярно в современных гаджетах?
    С каким напряжением питания вам нужен микрофонный усилитель?
    Всего проголосовало: 19

    Бесперебойный источник питания для Wi-Fi роутера

    Светодиодная свеча зажигающаяся от спички

    10
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 10 из 10 (голосов: 1 / История оценок)

    Добавить комментарий

    17 комментариев
    Razrabotchik
    ino53,


    Что так, были причины? Обычно в 7 лет ВСЕ в школу ходили.

    Я имел ввиду то время, когда ты уже орудовал с паяльником. Я с 1956г., скоро должно стукнуть 65, а родился 16 июля, в один месяц с Отличником, у него кажется 25-го. dance А негативных причин в то время было очень много. Мама и папа работали на кирпичном заводе по сменному графику, Всей семьёй жили в бараке, потом в коммуналке и лишь в 1966г. переехали в квартиру. И как только появились нормальные жизненные условия, тогда я и начал проявлять интерес ко ВСЕМУ.  drinks  download  read  smoke  umnik


    ino53
    Цитата: Razrabotchik
    Интересно  что? Я в эти годы был на пятидневке в Д/С.
    Что так, были причины? Обычно в 7 лет ВСЕ в школу ходили. xaxa 
    есть диапазон допустимых входных колебаний звука.
    Звук - это колебания воздуха, т.е. колебания колебаний, да еще определяемые человеческим фактором... scratch 
    На прямую нельзя, не сможет удержаться рабочая точка, возрастёт потребляемый ток и быстро сдохнет батарейка.

    Ну что за набор слов, КТ342, предшественник КТ3102, прекрасно работает в режиме микротоков и может... Ладно... taunt 

    Очень приличный - Ку,

    В этой схеме - конечно, ведь только во втором каскаде Ку около 30. А вот про предыдущую:


     Плоттер Боде показует  10,1 дб.  Это в напряжениях 3,2 раза. И кстати,, мало.


    Razrabotchik
    ino53,


    ... я уже в 6-7 лет что-то паял,

    Интересно sorry  что? Я в эти годы был на пятидневке в Д/С.

    Колебаний чего? Частоты, амплитуды, влажности, м.б.,девиация частоты?

    Всё это и я ещё добавлю человеческий фактор. clapping

    Вот только зачем перед подачей на базу второго транзистора сигнал делится, уменьшается аж в три раза...

    На прямую нельзя, не сможет удержаться рабочая точка, возрастёт потребляемый ток и быстро сдохнет батарейка. Самый оптимальный режим настройки в этой цепи, с номиналами указанными в кружке. Как говорится и овцы целы и волки сыты. Очень приличный - Ку, полное соответствие формы сигнала и симметричное ограничение полу волн, при перегрузе. popcorn




    ino53
    Цитата: Razrabotchik
    Я исходил из своей музыкальной практики.
    У меня таковой нет, если не считать несколько лет сидения за пультом и с полгода - за ударной установкой. Зато у меня есть 42 года инженерного стажа и, если верить отцу в том, что я уже в 6-7 лет что-то паял, больше 60 лет радиолюбительского. smile 


    Кроме этого, есть диапазон допустимых входных колебаний звука.

    Колебаний чего? Частоты, амплитуды, влажности, м.б., девиация частоты?

    Схема автора работает, но не хорошо. Выходной сигнал, никакими настройками не улучшается.

    У этой схемы громадное переусиление при мизерном питании, я писал уже, что фантомное питание проф. микрофонов 48 В (надеюсь, не напутал).

    Поэтому, самый лучший вариант схемы вот такой.

    Практически согласен (но почему "самый", на 538 серии ничуть не хуже :" К538УН3 (А, Б), КР538УН3 (А, Б) — сверхмалошумяший широкополосный усилитель "), это же классическая "двойка" на транзисторах разной проводимости. Вот только зачем перед подачей на базу второго транзистора сигнал делится, уменьшается аж в три раза... pardon 

    Pronin, мог бы и подключиться...





    Razrabotchik
    ino53,


    Ку устанавливается ООС сколько надо... При включенном сигнале надо подбирать R...

    Я исходил из своей музыкальной практики. Микрофоны имеют свои частотные характеристики и значения выходных напряжений. Кроме этого, есть диапазон допустимых входных колебаний звука. И чтобы сделать хороший предварительный усилитель к любому микрофону, необходимо это учитывать. Схема автора работает, но не хорошо. Выходной сигнал, никакими настройками не улучшается.  Выбрать нужную рабочую точку сразу двум, одинаковой проводимости, транзисторам, в его схеме, не получится. Поэтому, самый лучший вариант схемы вот такой.

    Такой порядок построения каскадов, обеспечивает как приличную форму сигнала, так и максимальный выходной уровень содержимого. goodgood


    ino53
    Цитата: Razrabotchik
    А схемка простенькая.

    Конечно, это же однокаскадный усилитель на транзисторе с ОЭ и эммитерным повторителем, мизерным коэфф. усиления. ТА схема - принципиально другая классическая "двойка", два каскада с ОЭ, Ку устанавливается ООС сколько надо (Ку только первого каскада около 180). Общее выходное сопротивление около 3 кОм, с последующими транзисторными каскадами прекрасно стыкуется. "Кривая" осциллограмма - результат неправильно установленной рабочей точки (ну нельзя в "двойке" ставить на коллекторе второго транзистора половину напряжения питания! При включенном сигнале надо подбирать R3*) и слишком большого входного сигнала.

    Что ещё? Хватит, опять скажут - придирается! Счастливого полета!

    Razrabotchik

    А теперь о своём спаянном скелете

    Схема получилась с меньшим количеством компонентов. Вместо резистора 1кОм, я установил диод. По мере разряда батареи, он обеспечит нормальное функционирования схемы. А схемка простенькая.
    Razrabotchik
    ino53,Намёк понял и решил достать скелет из шкафа. ok Быстренько собрал схемку этой публикации и осциллограммы действительно как на симуляторе good

    Критиковать одно, а сделать правильную схему, другое. Как говорил мой любимый гл. КОНСТРУКТОР, можно сказать - надо полететь в Космос, а можно взять и полететь. Поэтому, я спаял своего скелета...и он нарисовал красивую эпюру.
    Картинка гораздо лучше. Амплитуда симметрично ограничивается при максимальном сигнале на входе, да и уровень сигнала больше.



    Pronin
    Pronin, Тут как то высказывалось мнение, что я к коллеге придираюсь. Может, попробуете Вы? --------------- Нинада придираться. Что-то в этой Огромной статье сломалось....
    ino53
    Цитата: Razrabotchik
    Почему сделана обратная связь по постоянному току, а не по переменном
    Pronin, Тут как то высказывалось мнение, что я к коллеге придираюсь. Может, попробуете Вы?



    Razrabotchik

    Почему сделана обратная связь по постоянному току, а не по переменному? Схема имеет большое выходное сопротивление, а это очень плохо. Обычно на втором транзисторе собирают эмиттерный повторитель, с пониженным выходным сопротивлением. Тогда шумы уйдут и синус не исказится.  popcorn

    Иван_Похмельев
    Цитата: ino53
    ... но не маловаты ли номиналы С2 и С3, басы не порежут? 

    C3 не маловат: там постоянная времени порядка 30 мс. А вот влияние C2 зависит от беты первого транзистора, если она будет больше 400, то где-то по краешку для 300 герц пройдёт.


    ino53
    Pronin,ну почему же не вставляется... pardon Отконвертировал в jpg, вернее, обрезал в  ACDSee с автоматической конвертацией (не идут тут картинки формата png), и просто перетянул  :-)))

    А картинка действительно жутковата, что значит устанавливать рабочую точку по косвенным параметрам. xaxa 




    Иван_Похмельев
    Цитата: ino53
    фантомное питание микрофонов, КМК, 48 В

    Это для "большого" звука, а в смартфонах - где-то 2,5 В.

    Pronin
    ino53, я прогонял на симуляторе аналогичный скорректированный 2х транзисторный усилитель. Для использования в качестве измерительного от элекретного микрофона.
    А здесь и так видно - коэф. усиления большой, будет перегруз.
    Особенно на высоких частотах. Если на выходе УНЧ будет ЛЮБОЙ динамик, будет сплошное возбуждение!


    ino53
    Нормальная добротная работа, но не маловаты ли номиналы С2 и С3, басы не порежут? Если бы Pronin на симуляторе прогнал...  Вообще то я человек широких взглядов, но гайки-барашки для крепления динамика - не понимаю... И еще - фантомное питание микрофонов, КМК, 48 В, наверное, не напрасно его таким выбрали... smile 
    Подбор сопротивления резистора R3* выполняют так:...
    Мога быть-мога быть, но, подав на вход синусоиду и контролируя осциллографом ограничения, можно получить лучшие результаты. А может, и нет...   :-)))

    Razrabotchik
    Если НМУ при работе возбуждается: свистит или <<затыкается>>,то следует проверить ёмкость С1 и убедиться,...
    Перед монтажом радиодеталей, желательно проверить исправность всех комплектующих punish простеньким прибором.

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии