17-05-2021, 13:48
Balanced Microphone Preamplifier Circuit.  Приветствую, друзья. Сразу отмечу, что данный проект "Balanced Microphone Preamp Circuit" вышел в январе 2007 года, и был опубликован в журнале "Everyday Practical Electronics". Дальнейший текст по сути будет являться переводом, поэтому сильно не пинайте за возможные неточности, но я все же постараюсь отобразить суть статьи по возможности наиболее точно. Будь то для публичного выступления, для музыкальной группы или караоке, требуется подключение микрофона к усилителю. Эта схема сбалансированного микрофонного предусилителя включает в себя 3-полосный эквалайзер и может использоваться для управления гитарным усилителем, любым стереоусилителем или дополнительным каналом для усилителя громкой связи. Сбалансированные микрофоны желательны, так как они предотвращают попадание шумов в звуковую систему. Сбалансированный микрофон имеет 3-проводный кабель, обычно подключаемый через разъемы типа XLR. XLR-вывод 1-это возврат или заземление, а две другие клеммы (контакты 2 и 3) предназначены для сигналов. Сигналы находятся в противофазе; другими словами, когда одна линия становится положительной, другая линия качается отрицательно на ту же величину. Любой гул, который улавливается вдоль провода, эффективно отменяется, потому что в обеих сигнальных линиях будет присутствовать один и тот же уровень шума. 3-полосный эквалайзер (управление басами, средними и высокими частотами) удобен для усиления музыкального инструмента, чтобы он звучал естественно при воспроизведении через микрофон, или для устранения шипения (свистящий звук из голоса, особенно при произнесении буквы "с") путем снижения уровня высоких частот и повышения среднего диапазона. Или регулятор низких частот может быть уменьшен, чтобы подавить хлопающие шумы, которые возникают, когда микрофон находится слишком близко от динамиков. Регулятор уровня включен для предотвращения перегрузки, а переключатель "подъем заземления" может уменьшить шум в некоторых ситуациях. Давайте теперь посмотрим на принципиальную схему:  В предусилителе используются две недорогие микросхемы операционных усилителей, четыре потенциометра, пара разъемов XLR , разъем 6,35 мм, несколько переключателей, и несколько других недорогих деталей. Операционный усилитель IC1a функционирует как сбалансированный или несбалансированный предусилитель с небольшим коэффициентом усиления. Сигнал схемы сбалансированного микрофонного предусилителя подается на контакты 5 и 6 IC1a через конденсаторы 22 мкФ и резисторы 1 кОм. Коэффициент усиления для инвертирующего входа устанавливается на уровне 3,3 с помощью резистора обратной связи 3,3 кОм от вывода 7 к выводу 6. Частоты выше 48 кГц обрезаются конденсатором 1nF через резистор обратной связи 3,3 Ком. Для неинвертирующего входа (вывод 5) входной сигнал ослабляется в 0,77 раза из-за резистора 3,3 кОм, подключенного к Vcc/2. Таким образом, общий коэффициент усиления для этого сигнального тракта составляет 0,77 × 4,3 или +3,3. Таким образом, коэффициент усиления сигнала для обоих сигнальных трактов одинаков. Конденсатор 330pF между выводом 2 и выводом 3 гнезда XLR шунтирует высокие частоты, чтобы усилитель не обнаруживал радиочастоты. Выход IC1a подается на потенциометр уровня VR1 через конденсатор 2,2 мкФ, а затем на вывод 3 операционного усилителя IC1b. Это обеспечивает коэффициент усиления 46 благодаря резистору обратной связи 100 кОм между выводами 1 и 2 и резистору 2,2 кОм на шину половины питания (Vcc/2). IC1b управляет следующим 3-полосным каскадом эквалайзера через конденсатор 2,2 мкФ. Каскад эквалайзера основан на операционном усилителе IC2a и потенциометрах VR2, VR3 и VR4. Эти потенциометры и связанные с ними резисторы и конденсаторы находятся в цепи обратной связи между контактами 6 и 7. Регулятор басов (VR2), средний диапазон (VR3) и высокочастотный (VR4) в цепи обратной связи эффективно работают параллельно и действуют более или менее независимо (т. е. с небольшим взаимодействием). Когда все переменные резисторы регуляторов тембра центрированы, коэффициент усиления схемы микрофонного предусилителя в соответствующих диапазонах частот равен единице (1), и, следовательно, общая частотная характеристика плоская. Давайте теперь рассмотрим управление басами более подробно. Когда мы полностью поворачиваем регулятор VR2 по часовой стрелке к выходу IC1b, входное сопротивление IC2a теперь уменьшается до 18 Ком, а сопротивление обратной связи увеличивается до 118 кОм. В то же время конденсатор 15nF полностью находится в цепи обратной связи через сопротивление 118 Ком. Без этой емкости коэффициент усиления составлял бы –118 кОм/18 кОм или -6,5 (т. е. повышение на + 16 дБ). Добавление конденсатора заставляет схему давать этот коэффициент усиления ниже 100 Гц, и это уменьшается до -1 по мере увеличения частоты. И наоборот, когда регулятор выкручен в сторону IC2a (против часовой стрелки), коэффициент усиления без конденсатора составляет 18 кОм/118 кОм или -0,15 (т. е.-16 дБ). Конденсатор 15nF теперь находится на входной стороне, поэтому коэффициент усиления быстро увеличивается до -1 на частотах выше 100 Гц. Максимальный срез басов ниже 100 Гц. Секция среднего диапазона с VR3 работает аналогичным образом, за исключением того, что теперь на входе последовательно установлен конденсатор 12nF. Это сочетается с конденсатором 2,7nF через VR3 для создания полосового фильтра. Конденсатор 220pF на пути обратной связи IC2a обеспечивает высокочастотный отклик для предотвращения нестабильности. Аналогично, резистор 1 коМ на инвертирующем входе действует как стопор для радиочастотных сигналов, чтобы предотвратить прием радиосигналов. Выход IC2a на выводе 7 управляет несбалансированным выходом на CON2 через 10 мкФ конденсатор и резистор 150 Ом. Выход IC2a также управляет выводом 2 выходного разъема XLR CON3, опять же через конденсатор 10 мкФ и резистор 150 Ом. Кроме того, выход IC2a управляет инвертирующим усилителем IC2b. Это имеет коэффициент усиления 11 для получения сигнала вне фазы для вывода 3 из CON3. Оставшийся штифт на штекере XLR-это штифт заземления (штифт 1). Он либо напрямую подключен к заземлению через переключатель S2, либо подключен к заземлению через конденсатор 470nF. Открытие выключателя подъема заземления (S2) предотвращает появление петли гудения, если вход заземлен отдельно. Это вряд ли произойдет с микрофоном, но могут быть отдельные заземления, подключенные, когда устройство используется для преобразования сбалансированной линии в несбалансированный выход. БЛОК ПИТАНИЯ Питание схемы предусилителя микрофона может поступать от штекера постоянного тока, внутренней батареи 9 В или через фантомное питание. Диод D4 обеспечивает защиту от обратной полярности для внешних источников питания постоянного тока, таких как штекерный блок. Затем шина питания постоянного тока фильтруется и подается на 3-клеммный регулятор REG1, чтобы обеспечить шину с напряжением +12 В, которая затем подается на IC1 и IC2 через диод D2. Питание от внутренней батареи подается на операционные усилители через диод Шоттки D1. Диод Шоттки имеет более низкое падение напряжения, чем стандартный диод, и это продлевает срок службы батареи. Обратите внимание, что отрицательный возврат батареи проходит через розетку постоянного тока. Следовательно, батарея отсоединяется всякий раз, когда вилка вставляется в розетку постоянного тока (CON 4). Фантомное питание подается через контакты 2 и 3 штекера XLR и подается через два резистора 1 кОм на диод D3. Стабилитрон ZD1 регулирует напряжение до 12 В, прежде чем он будет применен к остальной части цепи. Это фантомное питание обычно производится от источника 48 В с импедансом 3,4 кОм или от 24 В с импедансом 600 Ом. Мы можем получить до 7,5 мА от каждого источника питания или 15 мА в общей сложности при 12 В. Диоды D1, D2 и D3 изолируют каждый источник питания таким образом, чтобы только один источник мог подавать питание в цепь. По сути, там, где подключено более одного источника питания, это источник самого высокого напряжения, который питает устройство. Рельс полупитания (Vcc/2) получается с помощью двух резисторов 10 Ком, соединенных последовательно через источник питания. Половина точки питания отсоединяется с помощью конденсатора емкостью 100 мкФ для фильтрации любой пульсации питания. Переключатель S3, LED1, ZD2 и резистор серии 220 Ом образуют простой индикатор проверки батареи для схемы микрофонного предусилителя. Если напряжение составляет 9 В, напряжение на резисторе 220 Ом составит 9 В 15,1 В 11,8 В (падение напряжения светодиода) или 2,1 В. В результате ток 9,5 мА будет протекать через светодиод 1, когда S3 закрыт. Это приведет к тому, что светодиод будет ярко светиться. По мере снижения напряжения батареи ток через светодиод соответственно падает, и поэтому его яркость также уменьшается. Например, напряжение батареи 7,5 В оставит только около 0,6 В на резисторе 220 Ом, и поэтому только 2,7 мА будет протекать через светодиод, который затем будет довольно тусклым. Тестирование схемы микрофонного предусилителя. Включите питание от батареи 9 В и убедитесь, что индикатор проверки батареи горит, когда тестовый выключатель замкнут. Обратите внимание, что этот светодиод не будет работать, если вы используете plugpack или фантомное питание. Проверьте напряжение 9 В (когда устройство питается от свежей батареи) или 12 В, когда штекерный блок подает питание между контактами 4 и 8 IC1 и IC2. Дальнейшее тестирование можно провести с помощью микрофона и усилителя. Проверьте работу регулятора уровня и регуляторов эквалайзера. Наземный подъемник "GND Lift" следует использовать только в том случае, если в сигнале присутствует гул. На этом перевод закончу, и перейдем к печатной плате. Лейка односторонняя, удалось длину платы уменьшить на пару миллиметров, и теперь её размеры составляют 83 x 100 mm. Расстояние между осями переменных резисторов 23,2 mm. Плата в формате LAY6 выглядит так:  Список элементов Balanced Microphone Preamp Circuit: - IC1, IC2 - TL072 - 2 шт. - D1 - 1N5819 Schottky - 1 шт. - D2, D3, D4 - 1N4004 или 1N4007 - 3 шт. - ZD1 - стабилитрон 12V / 1W - 1 шт. - ZD2 - стабилитрон 5,6V / 1W - 1 шт. - LED - светодиод 5 mm - 1 шт. - Reg1 - LM7812 - 1 шт. - Резистор 100k/0,25W - 2 шт. - Резистор 18k/0,25W - 2 шт. - Резистор 12k/0,25W - 2 шт. - Резистор 10k/0,25W - 6 шт. - Резистор 10k/0,25W (optional) - 1 шт. - Резистор 1k/0,25W (optional) - 2 шт. - Резистор 3k3/0,25W - 2 шт. - Резистор 2k2/0,25W - 1 шт. - Резистор 1k/0,25W - 5 шт. - Резистор 220R/0,25W - 1 шт. - Резистор 150R/0,25W - 3 шт. - Переменный резистор LEVEL - 10k логарифм - 1 шт. - Переменный резистор B100k (BASS, MID, TREBLE) линейный - 3 шт. - Конденсатор 100uF/16V электролит - 3 шт. - Конденсатор 100uF/16V электролит (optional) - 1 шт. - Конденсатор 22uF/16V электролит - 2 шт. - Конденсатор 10uF/16V электролит - 3 шт. - Конденсатор 100uF/16V NP или BP - 2 шт. - Конденсатор 2,2uF/16V электролит - 2 шт. - Конденсатор 470nF MKT polyester - 1 шт. - Конденсатор 220nF MKT polyester - 1 шт. - Конденсатор 15nF MKT polyester - 1 шт. - Конденсатор 12nF MKT polyester - 1 шт. - Конденсатор 2,7nF MKT polyester - 1 шт. - Конденсатор 1,5nF MKT polyester - 1 шт. - Конденсатор 1nF MKT polyester - 2 шт. - Конденсатор 330pF ceramic - 1 шт. - Конденсатор 220pF ceramic - 1 шт. - Конденсатор 100pF ceramic - 1 шт. - Конденсатор 22pF ceramic - 1 шт. - S1, S2 - Мини кнопка с фиксацией - 2 шт. - S3 - Мини кнопка без фиксации - 1 in/ - Разъем для подключения внешнего питания под монтаж на плату - 1 in/ - Разъем 6,3 mm под монтаж на панель - 1 in/ - Разъем XLR 3 Pin под монтаж на панель - 2 шт. Удачного повторения. Размер архива - 1 Mb.
 Просмотрело: 3316
Комментариев: 0
admin_yuriyk64
Понравилась новость? Не забудь поделиться ссылкой с друзьями в соцсетях.
Информация Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. |
