plik

Wzmacniacze mikrofonowe. Wiele domo-
wych zestawów audio ma wejście AUX -
liniowe, o czułości zbyt niskiej dla mikrofonu.
Choć już wcześniej wykorzystywaliśmy to
wyjście, dopiero teraz zrealizujemy praktyczny
przedwzmacniacz mikrofonowy, a nawet dwa
takie przedwzmacniacze.

Możesz wykonać wersję z rysunku 10.

Jak pokazuje fotografia 11, ja zrealizowałem
ten układ na płytce stykowej, ale Ty możesz
wykonać taki układ choćby w postaci solid-
nego pająka, zasilić z baterii 9-woltowej i
wykorzystywać w praktyce.

Ale być może zapytasz, dlaczego są tu

dwa stopnie o małym wzmocnieniu? Czy nie
wystarczy jeden?

Absolutnie nie twierdzę, że jest to opty-

malne rozwiązanie przedwzmacniacza mikro-
fonowego. Celowo chciałem zagospodarować
oba wzmacniacze, ponieważ takie rozwią-
zanie pozwala wymienić kostkę TL082 na
TL062, która ma wprawdzie nieco gorsze
niektóre parametry, ale za to pobiera kil-
kakrotnie mniej prądu. I właśnie z uwagi
na „gorsze niektóre parametry”, żeby nie
pogorszyć właściwości dynamicznych
przedwzmacniacza, mamy dwa stopnie o

małym wzmocnieniu. Taki przedwzmacniacz
z oszczędną kostką TL062 będzie pobierał
około 0,5mA prądu (model z fotografii 11
pobiera 0,48mA). Popularna alkaliczna 9-
woltowa bateria (6F22) zapewni
pracę takiego wzmacniacza przez
około tysiąc godzin, czyli bez prze-
rwy przez prawie półtora miesiąca.

Taki oszczędny
przedwzmacniacz
można też zasi-
lać z trzech 3-
woltowych bate-
ryjek litowych
albo małej baterii
12V do pilotów
samochodowych
– fotografia 12.

Druga propo-

zycja , pokazana
na rysunku 13

też może Cię zdziwić. Tym razem
do wzmacniania sygnału z powo-
dzeniem wystarczy jedna połówka
wzmacniacza, a drugą wykorzystuje-
my w obwodzie polaryzacji mikrofo-
nu elektretowego. Filtr z rezystorami
R1, R2, C1 dobrze stłumi ewentual-
ne „śmieci”, które mogłyby się prze-
dostawać z dodatniej szyny zasilania
do toru sygnałowego. Zauważ, że
tym razem „górna rezystancja” dziel-
nika sztucznej masy jest podzielona
na dwie części (R2A=R2B=470k

Ω)

i nie filtrujemy bezpośrednio napięcia w punk-
cie sztucznej masy (kolor zielony), tylko „o
piętro wyżej”, między rezystorami R2A, R2B.
Ale jeśli napięcie w tym punkcie będzie dobrze

Elektronika dla początkujących,

czyli wyprawy na oślą łączkę

Ćwiczenie 4. Wzmacnianie sygnałów zmiennych

EdW A07

U1B

U1A

2,2k

4,7k

100k

470k

10 F

1 F

R2B

R2A

100nF

10 F

C2
100 F

100 F

10 F

U+

7-15V

100k

wzmacniacz

operacyjny

TL072 lub TL082

wzmacniacz

operacyjny

TL072 lub TL082

2,2k

10k

47k

100 F

1 F

10 F

R2
100k

C3
100nF

100k

wzmacniacz operacyjny

TL062 lub TL072 lub TL082

wzmacniacz operacyjny

TL062 lub TL072 lub TL082

10 F

100 F

U+

7-16V

100k

Rys. 10

Rys. 13

Ośla łączka

Elektronika dla Wszystkich

Fot. 11

Fot.12

worldmags & avaxhome

Ośla łączka

Elektronika dla Wszystkich

Czerwiec 2010

odfiltrowane, to „czyste” będzie także napięcie
sztucznej masy (ale wcale nie zaszkodzi doda-
nie kondensatora np. 100nF) równolegle do
R1. Dodatkowo obwód R

, C

filtruje napię-

cie zasilające dla mikrofonu, podawane przez
wtórnik U1B. Stała czasowa R

jest duża

(1M

Ωx10uF=10s), stukrotnie większa, niż we

wcześniejszych układach (1k

Ωx100uF=0,1s),

co też oznacza lepsze tłumienie ewentualnych
„śmieci”. Tego typu rozwiązanie filtru napięcia
zasilającego mikrofon należy też polecić do
przedwzmacniaczy kilkustopniowych o bardzo
dużym wzmocnieniu. Wtedy dobra filtracja
napięcia zasilającego mikrofon jest bardzo
ważna, by zmnieszyć ryzyko samowzbudze-
nia, ale tym tematem zajmiemy się szczegóło-
wo w następnym odcinku.

Ja wykonałem przedwzmacniacz z rysun-

ku 13 na płytce stykowej, jak pokazuje foto-
grafia 14, ale Ty możesz go zrealizować w
sposób bardziej trwały. W takim przypadku
zamiast kostki TL082 wykorzystaj bardziej
niskoszumną TL072. Taki przedwzmacniacz
z TL082 czy TL072 będzie pobierał około
3mA prądu, więc możesz go zasilać nie tylko
z zasilacza stabilizowanego 9...12V, ale nawet
z małej baterii 9V.

Zauważ, że w obu przypadkach mamy

przedwzmacniacz monofoniczny, którego syg-
nał podajemy na oba kanały wzmacniacza
stereofonicznego za pomocą kabla z wtyka-
mi chinch (RCA). Jeślibyś chciał zbudować
przedwzmacniacz dla dwóch mikrofonów, to
najprawdopodobniej nie byłoby dobrym pomy-

słem wykorzystanie dwóch jed-
nakowych przedwzmacniaczy i
podłączenie każdego do inne-
go kanału wzmacniacza stereo.
Wtedy trzeba raczej wykorzy-
stać mikser, który pozwoli uzy-
skać lepsze efekty. Mikserem
i układami korektorów barwy
dźwięku zajmiemy się w jed-
nym z następnych odcinków.
A w najbliższej kolejności zaj-
miemy się problemem dużego
wzmocnienia, samowzbudzenia
i szumów.

A na razie zachęcam Cię,

żebyś przeprowadził rozmaite
własne eksperymenty z opi-
sanymi układami. Do takich
eksperymentów możesz zbu-
dować dwa podobne lub iden-
tyczne układy przedwzmacnia-
czy, dołączyć ich wyjścia do
dwóch wejść stereofonicznego
wzmacniacza audio i wtedy porównywać, jak
wpływa na dźwięk zmiana wartości elemen-
tów jednego z przedwzmacniaczy. Dobrze
byłoby, gdybyś na własne uszy przekonał się,
co daje ograniczenie pasma od dołu i od góry,
ponieważ wśród elektroników panują błęd-
ne wyobrażenia w tym zakresie. Proponuję,
żebyś zmieniał wartości wszystkich kluczo-
wych elementów i porównywał uzyskane
efekty. W przedstawionym do tej pory mate-
riale ćwiczenia 4 przedstawiłem kluczowe

informacje o przedwzmacniaczach. Opierając
się na dotychczasowych informacjach pró-
buj zrealizować jeszcze inne konfiguracje
przedwzmacniaczy. Nie zaszkodziłoby gdzieś
zapisać wnioski z wszystkich takich prób.

Jeszcze raz gorąco namawiam do prak-

tycznych eksperymentów, które są wręcz bez-
cenne, ponieważ dają doświadczenie, którego
nie można zdobyć przez lekturę książek czy
czasopism.

Piotr Górecki

Pasmo przenoszenia
Jak już wiesz, we wzmac-
niaczu odwracającym
mamy jasną sytuację:
Dobierając pojemność C

możemy łatwo regulo-
wać dolną częstotliwość
graniczną wzmacniacza
przebiegów zmiennych.
W razie potrzeby może-
my też łatwo ograniczyć
pasmo od góry, obcinając najwyższe częstot-
liwości. Wystarczy do rezystora R

dołą-

czyć równolegle pojemność C

– rysunek T.

Wraz ze wzrostem częstotliwości zmniejsza
się reaktancja pojemnościowa kondensatora
C

. Dla jakiejś częstotliwości reaktancja ta

stanie się liczbowo równa rezystancji R

. I

to będzie (górna) częstotliwość graniczna
tego wzmacniacza. Powyżej tej częstotliwo-
ści zmniejszająca się reaktancja C

będzie

tłumić wysokie częstotliwości. We wzmac-
niaczu odwracającym, zmieniając wartości
C

oraz C

, możemy zmieniać dolną i górną

częstotliwość graniczną, a tym samym pasmo
przenoszenia. Zilustrowane jest to na rysun-
ku U. Analogicznie jest we wzmacniaczu
nieodwracającym. Wprawdzie we wzmac-
niaczu nieodwracającym teoretycznie można
byłoby uzyskać lepszą stromość z uwagi na

obecność dwóch filtrów
górnoprzepustowych (patrz rysunek R), jed-
nak nie byłoby to optymalne rozwiązanie i
w praktyce obwód R

najczęściej ma czę-

stotliwość graniczną 20Hz lub niższą, czyli
nie ogranicza pasma akustycznego. A dolną
częstotliwość graniczną wyznacza obwód
kondensator CI, współpracujący z rezystancją
wejściową wzmacniacza (R3 na rysunku R).

Należy też podkreślić, że pokazana na

rysunku U zmiana szerokości pasma przeno-
szenia nie ma nic wspólnego z charaktery-
styczną dla obwodów rezonansowych regu-
lacją szerokości pasma przez zmianę dobroci
Q. To nie jest obwód rezonansowy, tylko naj-
prostszy filtr i nie można tu mówić o dobroci
Q. Szybkość opadania charakterystyki czę-
stotliwościowej poza pasmem przepustowym
jest niezmienna i wynosi 20dB/dekadę, czyli
6dB na oktawę.

Choć w opisywanych wzmacniaczach

dolną i górną częstotliwość graniczną można
regulować niezależnie za pomocą kondensa-
torów C

, C

, jednak nie ma sensu próba rea-

lizacji w ten sposób filtrów wąskopasmowych
o dużej skuteczności. W jednym z następnych
odcinków zajmiemy się skutecznymi filtrami
o małym paśmie i dużej dobroci.

Wzmacniacze zasilane symetrycznie
Jak wskazują wcześniejsze rozważania, zasto-
sowanie obwodu sztucznej masy oraz konden-
satorów sprzęgających w pewnym niewielkim
stopniu pogarsza parametry wzmacniacza. Taki
bardzo niewielki wzrost zniekształceń i szumów
nie ma znaczenia w sprzęcie klasy popularnej i
średniej. Jednak w najwyższej jakości układach
audio nigdy nie stosuje się pojedynczego zasila-
nia i sztucznej masy, tylko zasilanie napięciem

TECHNIKALIA

wzmacniacz
odwracający

wzma-
cniacz
nieodwra-
cający

Rys. T

regulacja
dolnej
częstotliwości
granicznej przez

regulacja
górnej częstotliwości
granicznej przez

częstotliwość w skali logarytmicznej

Rys. U

Fot.14

worldmags & avaxhome

Ośla łączka

Czerwiec 2010

Elektronika dla Wszystkich

symetrycznym, często ±15V lub
nawet większym. Zasilane syme-
trycznie są też liczne wzmacnia-
cze mocy audio.

Zasadniczo przy zasilaniu

symetrycznym, do wzmacnia-
nia przebiegów zmiennych
można wykorzystywać kla-
syczne wzmacniacze, bez żadnych konden-
satorów, jak pokazuje wcześniejszy rysunek
A. Jednak z kilku powodów zazwyczaj doda-
wany jest kondensator C

– rysunek W, a w

we wzmacniaczu nieodwracającym oprócz C

dodatkowo rezystor Rx, podający potencjał
masy na wejście nieodwracające, a także
elektrolityczny, czyli biegunowy kondensator
C

– rysunek X. Początkujący często zapo-

minają o rezystorze Rx i wtedy wzmacniacz
nie chce działać. Kondensatory C

występują

też w wielu aplikacja scalonych wzmacniaczy
mocy audio, które bardzo często mają układ
aplikacyjny jak na rysunku X. I tu początkują-
cy często mają poważną na pozór wątpliwość.
Przy zasilaniu napięciem pojedynczym nie
ma problemu, bo na absolutnie niezbędnym
wtedy kondensatorze C

występuje napięcie

sztucznej masy (połowa napięcia zasilania), a
tym samym nie ma wątpliwości co do biegu-
nowości C

. Natomiast przy zasilaniu syme-

trycznym według rysunku X, napięcie stałe

na kondensatorze
C

jest równe zeru i

pojawia się pytanie
o prawidłową biegu-
nowość tego kondensatora. Otóż choć na
większości schematów można spotkać biegu-
nowość kondensatora C

jak na rysunku X,

jednak równie dobrze można włączyć kon-
densator C

odwrotnie, według rysunku Y.

Nie ma natomiast żadnej potrzeby stosowania
dwóch połączonych szeregowo-przeciwsob-
nie „elektrolitów” według rysunku Z. Taka
kombinacja byłaby potrzebna, gdyby na C

okresowo mogło pojawiać się napięcie stałe o
różnej biegunowości. Jednak w omawianym
przypadku średnie napięcie stałe na C

jest

bliskie zeru. Ewentualne napięcie zmienne na
tym kondensatorze jest niewielkie. Owszem,
w praktyce na C

może wystąpić niewielkie

napięcie stałe rzędu miliwoltów, ale nawet
gdyby w układach z rysunków X, Y wystąpiło
takie małe napięcie niezgodne z biegunowoś-
cią C

, to nie przeszkodzi ono w prawid-

łowej pracy
z w y k ł e g o
kondensatora
elektrolitycz-
nego. Zwykłe
a l u m i n i o w e
„elektrolity”
mogą praco-
wać z mały-
mi napięcia-
mi stałymi o
niewłaściwej
b i e g u n o -
wości. Jeśli

jednak ktoś nadal

miałby wątpliwości, może zmierzyć rzeczy-
wiste napięcie stałe na C

(które może być

rzędu miliwoltów) i stosownie do bieguno-
wości tego napięcia wlutować C

albo według

rysunku X, albo Y.

TECHNIKALIA

U+

Rys. X

Rys. Y

Rys. W

Rys. Z

R E K L A M A

worldmags & avaxhome