В начало | Зарегистрироваться | Заказать наши киты почтой
 
 
 
 

Микрофонные усилители для динамического и конденсаторного микрофонов. Фантомное питание

📆21 марта 2024   ✒️anatolevd   🔎318   💬3  
Усилители и микрофоны

Предлагаю описание моей сборки двух усилителей для динамического и конденсаторного микрофонов, различающиеся напряжениями фантомного питания. Усилитель для динамического микрофона очень простой, практически это готовый модуль с Али.
Предусилитель для конденсаторного микрофона тоже достаточно простой.
Собраны и проверны в работе оба варианта, и показали хорошие результаты.
Для измерений и экспериментов с динамиками, разделительными фильтрами и акустическими системами мне понадобился микрофон. Под рукой оказался старенький отечественный динамический микрофон МД-64М.
Микрофон МД-64М


Типовая частотная характеристика чувствительности микрофона


С него можно начать. По крайней мере, стыковку полос НЧ и СЧ уже можно посмотреть. Чтобы подключить микрофон к линейному входу аудиокарты, пришлось собрать усилитель. Вариант № 1 сложно назвать творчеством, это собранная плата на микросхеме MAX9814, разъёмы и готовый корпус. Плата и корпус куплены на AliExpress. Всё творчество — это сложить в одну кучку, правильно соединить с разъёмами и сделать источник питания.
В качестве источника питания использован сетевой адаптер JI-091530 (трансформаторный) от старого беспроводного телефона. Изменена коммутация вторичных обмоток, диодный мост, конденсаторы, установлен стабилизатор напряжения на 9V.

усилитель для динамического микрофона, компановка

усилитель для динамического микрофона, компановка

усилитель для динамического микрофона, компановка

усилитель для динамического микрофона


На плате модуля предусмотрены перемычки для переключения режимов работы: «Maximum Gain»: 40 dB, 50 dB, 60 dB и «Attack/Release Ratio»: 1:500, 1:2000, 1:4000.
Есть поляризующее напряжение для электретного микрофона на входном разъёме.
Чтобы избежать попадания постоянного напряжения на катушку микрофона, я поставил в корпус моего динамического микрофона разделительный плёночный конденсатор. Питается усилитель от внешнего адаптера на 9V, на плате установлен стабилизатор питания на 5V, Всё заработало сразу.

Измерение с помощью микрофона МД-64М


Нужно было двигаться дальше. Измерительный микрофон — довольно дорогое удовольствие. Стал искать в бюджетном сегменте, обратил внимание на тайваньский SuperLux ECM999. На eBay удалось купить б/у за приемлемую сумму (всё происходило до 2022 года). Потом начались поиски простой схемы усилителя для конденсаторного микрофона с фантомным питанием на 48 V.

Оптимальной для меня показалась схема Мадиса Каала (Madis Kaal) Balanced microphone preamp project на операционном усилителе NE5532N. Резисторы R6, R7, R8 и R9 подбираются с точностью до 1%. На схеме для конденсаторов С2 и С3 указаны номиналы 4,7 uF и 7,4 uF. Думаю, что опечатка, я поставил конденсаторы на 10 uF.
Автор предлагает использовать трансформатор 2×15 V, два стабилизатора на +12 и -12 V и дополнительный стабилизатор напряжения на +5 V, подключенный вторым выводом вместо земли на +12 V, для получения фантомного питания +17 V. В принципе, можно было сделать и так, это сильно упрощает схему усилителя.

Производитель заявляет работоспособность микрофона ECM999 при фантомном питании от 12 до 52 V. Это соответствует действительности, микрофон работает при фантомном питании +12 V. Но я сделал фантомное питание +48 V. А вдруг, в будущем, у меня появится микрофон, который требует только +48V? Что же, делать новый усилитель?

Схема Microphone preamp a“la PaiA


Схема Microphone preamp a“la PaiA без фантомного питания


За основу была принята эта схема усилителя и стабилизатора питания +12/-12 V. Усилитель и стабилизатор питания были собраны на макетных платах. В окончательном варианте все платы и трансформатор прикреплены к пластине из текстолита, которая вставляется в паз нижней части корпуса.

Собранные платы усилителя, стабилизатора питания и источника +48 Вольт


В качестве фантомного питания использован учетверитель напряжения, схема и плата которого была найденав Сети.
Обратите внимание на подключение земли при использовании трансформатора с одной вторичной обмоткой со средней точкой. Общая земля учетверителя, стабилизаторов питания +12/-12 V и усилителя — это минус конденсаторов С5, С6 и С7.
Средний вывод вторичной обмотки трансформатора подключается только ко входу платы учетверителя (диод VD6 установлен). Одна половина вторичной обмотки работает на стабилизатор питания и учетверитель, вторая половина вторичной обмотки работает на второй стабилизатор и светодиод, подключенный через выпрямительный диод и гасящий резистор.

Схема учетверителя напряжения


Хочу высказать свои соображения по поводу номиналов деталей, задающих режим работы микросхемы LM317. При расчёте в онлайн-калькуляторе с указанными номиналами деталей максимальное напряжение получается не более 39,5 V. Предлагаю R3 — 510 Om, R4 — 12 kOm и R5 — 10 kOm. С этими номиналами диапазон регулировки выходного напряжения от 30 до 55 V, стабилитрон VD5 не нужен.

Для стабильной работы микросхемы LM317 минимальный ток нагрузки должен быть более 3,5 мА. Микрофон потребляет около 3,5 mA при фантомном питании 48 V (заявлено 2 mA, что верно при напряжении фантомного питания 12-20 V) и цепочка делителя R3, R4 и R5 — ещё 2 мА.

Ёмкость С1, С2, С3 и С4 по 470 uF в моём случае избыточна, прекрасно работают конденсаторы на 100 uF. Конденсаторы С5, С6 и С7 нужно взять на 100 V. В моём устройстве с трансформатором 2×12 V (на холостом ходу 2×14 V) на конденсаторах С5 и С6 получается 71-72 V. На схеме расположения деталей на плате перепутаны местами R3 и R4.

Расположение деталей на плате учетверителя напряжения


Все детали размещается в готовом корпусе, купленном на AlyExpress.
усилитель для конденсаторного микрофона, компановка


усилитель для конденсаторного микрофона, компановка


усилитель для конденсаторного микрофона


усилитель для конденсаторного микрофона


Для измерений использовалась программа Андрея Гайденко «Qloud» — измерение АЧХ, переходной характеристики и искажений акустики. К сожалению автор прекратил развитие и поддержку программы. На GitHub можно взять программу под Qt5, см. ссылки в подвале.

Измерение с конденсаторным микрофоном


Домашние измерения далеки от совершенства. Большое влияние на результат оказывает расположение акустики, микрофона и много чего ещё. Например — открыта или закрыта дверь из коридора в комнату.

Измерения, красный график - дверь в комнату закрыта


Используем «Калькулятор аксиальных мод в комнате прямоугольной формы», ставим акустику и микрофон в правильных местах. Мне кажется, что высокая точность измерений в моём случае не нужна. Главное понять, в правильном направлении идёт работа или нет.

Спасибо за внимание!

Файлы и ссылки

🎁Печатная плата учетверителя напряжения - 48vpsu.zip  32.94 Kb ⇣ 1
🎁Даташит на микросхему MAX9814.pdf  1.22 Mb ⇣ 2
🎁Микрофон 20191218-ug_ecm999_en.pdf  418.67 Kb ⇣ 2
Онлайн калькулятор резистивной цепочки для LM317
Самый простой блок фантомного питания 48В
Qloud — измерение АЧХ, переходной характеристики и искажений акустики
Qloud Qt5 от molke-productions
Калькулятор аксиальных мод в комнате прямоугольной формы
Calculate Room Modes - HiFi Audio Design
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 13 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Аудио ЦАП DAC. Поделки начинающего цапостроителя. Часть 17. Универсальный ЦАП на три источника на базе пары PCM1794... Универсальный ЦАП на три источника на базе пары PCM1794. Когда берешься за изготовление очередного...
Схема на Датагоре. Новая статья Проект "Квинта". Настоящий Bi-Amping. Усилители, фильтры и АС с чертежами и подробностями... Статья рассказывает о практической реализации активных двухполосных акустических систем с...
Схема на Датагоре. Новая статья «Multimedia System» - околокомпьютерный усилитель с расширенными возможностями... Давным-давно сделал я себе к компьютеру усилитель. Верой и правдой он служит мне уже почти семь...
Схема на Датагоре. Новая статья Ассемблер для микроконтроллера с нуля. Часть 5. Периферия МК.... Сегодня мы рассмотрим работу следующих модулей периферии: • порта ввода-вывода, • таймера •...
Схема на Датагоре. Новая статья Ассемблер для микроконтроллера с нуля. Часть 1. Начало пути... Приветствую всех сограждан и читателей журнала Датагор! Пользуясь кучей времени, предоставленной...
Схема на Датагоре. Новая статья Слово на букву "з" или Как оторвать ваше аудио от земли (by Bruno Putzeys)... Слышали ли вы о Bruno Putzeys, человеке и пароходе? Это тот самый дядька, который изобрел...
Схема на Датагоре. Новая статья Ассемблер для микроконтроллера с нуля. Часть 2. Шаблонные файлы и инструкции МК... В предыдущей части статьи мы провели подготовительную работу и вкратце разобрали принципы работы...
Схема на Датагоре. Новая статья Фонокорректор с непосредственной связью на лампах 6Н23П... Уважаемые датагорцы, я хочу вам рассказать о моём новом предусилителе-фонокорректоре. Это...
Схема на Датагоре. Новая статья Лазер в умелых руках самодельщика превращается...... Превращается… Нет, не в световую саблю джедая. Превращается в станок — лазерный гравёр или резак....
Схема на Датагоре. Новая статья Гибридный усилитель Corsair (LM3886 + 6Н23П). Мой голос в защиту... Попросили меня сделать усилитель для озвучки комнаты в 50 м2, своеобразный «деревенский клуб»....
Схема на Датагоре. Новая статья Руководство по созданию фрезерного CNC ЧПУ станка. Глава 3. Настройка и запуск... Вот мы плавно и добрались до третьей, заключительной руководства по созданию ЧПУ станка. Она будет...
Схема на Датагоре. Новая статья Ассемблер для микроконтроллера с нуля. Часть 4. Система адресации памяти, назначение выводов, тактирование и прерывания МК... Привет датагорцам! Сегодня мы остановимся на следующих вопросах касательно рассматриваемых нами...
 

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

<
Читатель Датагора

MVV

<
Читатель Датагора

anatolevd



<
Читатель Датагора

MVV



Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте дружелюбны, соблюдайте правила!

  • Смайлы и люди
    Животные и природа
    Еда и напитки
    Активность
    Путешествия и места
    Предметы
    Символы
    Флаги
 
 
В начало | Зарегистрироваться | Заказать наши киты почтой