74

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Opisany projekt powstał dzięki
“zamówieniom” z

miniankiety

z EdW 8/99. Znaczna liczba Czy−
telników upominała się o prosty
i tani przedwzmacniacz zbudowa−
ny z tranzystorów. Opisany dalej
układ przy swej prostocie ma za−
skakująco dobre parametry, a ele−
menty do jego wykonania z pew−
nością znajdą się w pracowni każ−
dego elektronika.

Do czego to służy?

Układ jest przedwzmacniaczem mikrofo−

nowym. Może być używany do wzmacniania
wszelkich przebiegów m.cz. o częstotliwo−
ściach 10Hz...300kHz. Wzmocnienie może
być regulowane w bardzo prosty sposób,
przez zmianę wartości jednej rezystancji.
Układ może być zasilany pojedynczym na−
pięciem o wartości 5...25V, a pobór prądu
wynosi kilka miliamperów. Co bardzo ważne
w praktyce, zastosowana konfiguracja ukła−
dowa zapewnia duże tłumienie tętnień zasila−
nia, dlatego układ może być zasilany napię−
ciem niestabilizowanym.

Parametry szumowe układu zależą od

właściwości tranzystora pracującego w stop−
niu wejściowym. Zaleca się zastosowanie
tam tranzystora niskoszumnego, jednak na−
wet ze standardowym tranzystorem m.cz. pa−
rametry okażą się wystarczające do większo−
ści zastosowań.

Jak to działa?

Schemat ideowy przedwzmacniacza jest

pokazany na rysunku 1. Konfiguracja ukła−
dowa jest klasyczna, spotykana była często
w starszej literaturze.

Wzmocnienie zapewniają tranzystory T1,

T3, pracujące w układzie wspólnego emitera.
Tranzystor T2 to wtórnik emiterowy, zapew−
niający małą rezystancję wyjściową i dodat−

kowo poprawiający niektóre parametry
wzmacniacza. Wzmocnienie maksymalne,
zapewniane przez tranzystory T1, T3 jest
bardzo duże. Rzeczywiste wzmocnienie
układu wyznacza obwód sprzężenia zwrotne−
go z elementami R9 oraz R5...R8. Celowo
przewidziano miejsce na cztery rezystory
R5...R8, dzięki czemu łatwo można dobrać
potrzebne wzmocnienie, wlutowując jeden
lub kilka rezystorów. Wzmocnienie można
zmieniać

w

zakresie

mniej

więcej

10x...180x (20dB...45dB).

Pobór prądu jest mały, przy napięciu zasi−

lania 12V model pobiera 2,8mA.

Rezystancja wejściowa, wyznaczona

przez równoległe połączenie R1, R2 i rezy−
stancji wejściowej tranzystora T1, jest duża −
wynosi 10....36k

Ω

, zależnie od wzmocnie−

nia. Nawet przy największej wartości
wzmocnienia oporność wejściowa nie będzie
mniejsza niż 10k

Ω

.

Rezystancja wyjściowa jest bardzo mała,

rzędu co najwyżej kilkudziesięciu...kilkuset
omów.

Jak wspomniano, parametry zmiennoprą−

dowe, w tym wzmocnienie, wyznaczają rezy−
story R9 i R5...R8. Natomiast parametry sta−
łoprądowe są wyznaczone przede wszystkim
przez wartość napięcia stałego na bazie T1,
czyli przez dzielnik R3, R1, R2. W układzie
tak dobrano wartości tych rezystorów, by na−
pięcie stałe na bazie T1 wynosiło mniej wię−
cej 2/3 wartości napięcia zasilającego.
W ogromnej większości przypadków jest to
bardzo dobry wybór. Zaprezentowany model
może pracować w zakresie napięć zasilają−
cych 5...25V, a jeszcze przy napięciu zasila−
nia 4,5V można na wyjściu uzyskać nie−
zniekształcony przebieg o wartości 1,1Vpp.
Jeśli ktoś chciałby wykorzystywać układ
przy zasilaniu napięciem mniejszym niż 5V,
może zmienić stałoprądowe punkty pracy, by
uzyskać jak największy zakres nie znie−
kształconych sygnałów wyjściowych. Wy−
próbuje to zmieniając wartość R2 w zakresie
68k

Ω

...680k

Ω

.

Bardzo ważną cechą omawianego prostego

wzmacniacza jest dobre tłumienie tętnień na−

P

P

P

P

rr

rr

zz

zz

e

e

e

e

d

d

d

d

w

w

w

w

zz

zz

m

m

m

m

a

a

a

a

c

c

c

c

n

n

n

n

ii

ii

a

a

a

a

c

c

c

c

zz

zz

tt

tt

rr

rr

a

a

a

a

n

n

n

n

zz

zz

yy

yy

ss

ss

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

o

o

o

o

w

w

w

w

yy

yy

2

2

2

2

4

4

4

4

0

0

0

0

2

2

2

2

★

★

★

Rys. 1 Schemat ideowy

pięcia zasilania. Zapewnia to zastosowana
konfiguracja z tranzystorami T1 i T3 o prze−
ciwnej polaryzacji. W literaturze spotyka się
dużo innych wzmacniaczy tranzystorowych,
i niestety wiele z nich ma bardzo słabe właści−
wości pod tym względem. Wbrew pozorom,
problem tłumienia tętnień zasilania ma bardzo
duże znaczenie praktyczne. W niedopracowa−
nych przedwzmacniaczach i wzmacniaczach
bywa tak, że wszelkie “śmieci” z szyny zasila−
jącej (tętnienia, spadki napięć w takt sygnału
i szumy zasilacza) przechodzą na wyjście
praktycznie niestłumione. W rezultacie poziom
szumów, zakłóceń i zniekształceń takiego
układu jest zastraszająco duży. Ten wysoki po−
ziom szumów na wyjściu nie jest „zasługą“
tranzystorów − na wyjście przechodzą wszelkie
śmieci z szyny zasilania. Taka sama może być
przyczyna dużego poziomu zniekształceń nie−
liniowych. Nieświadomy elektronik uważa, że
jest to cecha wszelkich prostych wzmacniaczy
tranzystorowych. Tymczasem zależy to wła−
śnie od konfiguracji. Co prawda zastosowanie
lokalnego stabilizatora (np. LM317) znacznie
poprawi sytuację, ale trudno stosować stabili−
zator do każdego modułu większego urządze−
nia. Dlatego ważne jest, by przedwzmacniacz
sam z siebie miał dobry współczynnik tłumie−
nia tętnień napięcia zasilania. Prezentowany
prosty układ przetestowano pod tym wzglę−
dem. Okazało się, że tętnienia o częstotliwości
100Hz są tłumione aż o 45dB, czyli prawie 200
razy! Oznacza to, że w wielu przypadkach
układ nie musi być zasilany napięciem stabili−
zowanym, wystarczy dobra filtracja.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce dru−

kowanej, pokazanej na rysunku 2. Nie ulega

wątpliwości,
że wielu Czy−
telników ze−
chce zmonto−
wać go “w pa−
jąku” bądź na
płytce uniwer−
salnej. W każ−
dym przypad−
ku montaż nie
powinien sprawić trudności. Układ nie za−
wiera żadnych szczególnie delikatnych
i wrażliwych elementów.

Na schemacie ideowym i w wykazie poda−

no, że tranzystor wejściowy T1 jest typu
BC413 lub BC550. Zaproponowano te tranzy−
story, ponieważ są one znane od dawna i popu−
larne. Nic nie stoi na przeszkodzie, by zamiast
nich zastosować jakiekolwiek niskoszumne
tranzystory NPN, np. BC109, BC149, BC239,
BC549, BC414. Śmiało można też zastosować
najpopularniejsze tranzystory BC548, BC547
czy BC107, BC108 − wzrost szumów będzie
ledwo zauważalny.

Jako T2 i T3 można zastosować jakiekol−

wiek tranzystory małej mocy NPN i PNP.

Wartość wzmocnienia przedwzmacniacza

nie zależy od wzmocnienia prądowego tran−
zystorów, tylko od wypadkowej rezystancji
R5...R8. Przy wartości 2,2k

Ω

(tylko R5)

wzmocnienie wynosi około 10. Po wlutowa−
niu

wszystkich

czterech rezystorów
R5...R8, gdy opor−
ność wypadkowa
będzie około 120

Ω

,

wzmocnienie bę−
dzie wynosić 180x.

W

praktyce

wzmocnienie po−
trzebne w danym
przypadku można
dobrać

doświad−

czalnie.

Jak wspomniano,

układ jest uniwersal−
nym przedwzmac−
niaczem, który mo−
że być wykorzysta−
ny do różnorodnych
celów, nie tylko do
współpracy z typo−
wymi mikrofonami
dynamicznymi. Ry−
sunek 3 pokazuje
przykłady wykorzy−
stania różnych prze−
tworników w roli
mikrofonów.

Jak

wiadomo,

każdy

głośnik czy słu−
chawka telefoniczna
z powodzeniem mo−
że pełnić rolę mikro−
fonu. W przypadku

popularnych dwukońcówkowych elektretów
potrzebny jest dodatkowy obwód filtrująco−po−
laryzujący, pokazany na rysunku 3a.

Piotr Górecki

Zbigniew Orłowski

75

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Wykaz elementów

Rezystory

R

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..5511kk

Ω

Ω

R

R33,,R

R1100,,R

R1122 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300kk

Ω

Ω

R

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..66,,88kk

Ω

Ω

R

R55,,R

R1111 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

Ω

R

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

Ω

R

R77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

Ω

Ω

R

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200

Ω

Ω

R

R99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

Ω

Kondensatory

C

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700nnFF
C

C22,,C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477µµFF//2255V

V

C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//1166V

V

C

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//1166V

V

Półprzewodniki

TT11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C441133 lluubb B

BC

C555500

TT22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554488B

B

TT33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C555588B

B

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT jako

kit szkolny AVT−2402

Rys. 2 Schemat montażowy

Rys. 3

Ciąg dalszy ze strony 73

Układ można umieścić w dowolnej obudowie z tworzywa sztucz−

nego. Moduł będzie

zazwyczaj zasilany z zasilacza o napięciu 9...15V i prądzie do
150...200mA.

W wersji podstawowej do wyjścia (B, O2) trzeba dołączyć

głośnik za pomocą przewodu o długości kilku metrów (chodzi
o oddalenie głośnika od mikrofonu, by system się nie wzbu−
dzał). Nie zaszkodzi umieszczenie głośnika w sąsiednim pomie−
szczeniu, za zamkniętymi drzwiami. Do mikrofonu należy
mówić z odległości około 10...20cm. Z głośnika będzie słychać
zmodyfikowany, ale jednak zrozumiały głos. Moduł można tak−
że wykorzystać inaczej, na przykład włączając go w tor audio
między przedwzmacniacz a wzmacniacz mocy – wtedy niezbęd−
na może się okazać korekcja wzmocnienia pierwszego stopnia
przez zwiększenie R3 i zmniejszenie wzmocnienia drugiego
stopnia do jedności przez usuniecie R4.

W systemie można zastosować dowolny głośnik o oporności

nie mniejszej niż 8

Ω

i mocy nie mniejszej niż 0,25W. Jak zawsze

warto przypomnieć, że maleńkie głośniczki o średnicy 5cm dają
dźwięk o słabych parametrach. Dlatego zaleca się, by użytkow−
nik wykorzystał jakikolwiek inny głośnik, o większej średnicy.
Może to być dowolny głośnik odzyskany ze starego radia czy te−
lewizora, byleby jego oporność wynosiła 8

Ω

lub więcej. Jakość

dźwięku wiele na tym zyska.

Koniecznie trzeba wypróbować działanie układu przy różnych

częstotliwościach generatora, zwierając zwory S1, S2, a nawet
dodając elementy według wskazówek podanych wcześniej.

Wesołej zabawy!

Piotr Górecki