Wzmacniacz
W
z
m
a
c
n
i
a
c
z
Wzmacniacz
W
z
m
a
c
n
i
a
c
z
2728
2728
mikrofonowy
m
i
k
r
o
f
o
n
o
w
y
mikrofonowy
m
i
k
r
o
f
o
n
o
w
y
Do czego to służy? wzmocnienie jest największe, wyznaczone kształcenia nieliniowe były mniejsze od
Rozmaite scalone wzmacniacze mocy cieszą przez stosunek R8/R5. Gdy jumper JP2 rów- 0,09%. Przy wzmocnieniu 20x (26dB) znie-
się nieustającym zainteresowaniem, a zbudo- nolegle do R8 dołączy rezystor R6 albo R7, kształcenia i szumy (THD+N) tego prostego
wanie wzmacniacza mocy nie jest dziś żad- wzmocnienie będzie mniejsze. Równoległe układu były mniejsze niż 0,03%.
nym problemem. W przypadku wzmacniaczy połączenie R7 (9,1k&!) z rezystorem R8 Moduł będzie też bardzo dobrze pracował
 samochodowych do układu scalonego (22k&!) daje rezystancję 6,4k&!, czyli z popularnym wzmacniaczem operacyjnym
trzeba dołączyć tylko kilka kondensatorów 3,2x większą niż rezystancja wypadkowego TL072 oraz TL082. Te wzmacniacze mają
i radiator. Niewiele trudniejsze jest zbudowa- połączenia R6, R8 oraz 3,4x mniejszą od re- wprawdzie większe szumy, ale przy współ-
nie wzmacniacza mikrofonowego. A wzmac- zystancji R8. Przy podanych wartościach ele- pracy z mikrofonem elektretowym nie ma to
niacze mikrofonowe są potrzebne, ponieważ mentów wzmocnienie drugiego stopnia bę- znaczenia z uwagi na duży sygnał uzyskiwa-
sygnał z dowolnego mikrofonu jest zdecydo- dzie mieć wartość: ny z takich mikrofonów. Pobór prądu spadnie
wanie za mały, żeby wprost wysterować 10x (bez zwory) wtedy do około 3mA (w porównaniu do oko-
wzmacniacz mocy. 2,9x (dołączony R7) ło 10mA z NE5532), co ma znaczenie
Prezentowany projekt to uniwersalny 0,91x (dołączony R6). w przypadku zasilania bateryjnego. Dalsze
wzmacniacz mikrofonowy. Dzięki dodatko- W ten sposób wzmocnienie można precy- zmniejszenie poboru prądu możliwe jest po
wemu obwodowi zasilania może bezpośre- zyjnie regulować w zakresie 0,9...100x. Taki zastosowaniu układu TL062. Pobór prądu
dnio współpracować z popularnymi dwu- zakres zupełnie wystarczy do współpracy z ty- zmniejszy się do około 0,5mA, a dzięki
i trzykońcówkowymi mikrofonami elektreto- powymi mikrofonami, także dynamicznymi, dwóm stopniom wzmocnienia, nawet przy
wymi. W układzie przewidziano wykorzysta- ale kto chciałby zwiększyć wzmocnienie ma- maksymalnym wzmocnieniu pasmo nadal
nie elementów o wysokich parametrach: ksymalne do 600x (55dB), może zmniejszyć będzie szersze niż 20kHz. Alkaliczna bateria
kondensatorów tantalowych i renomowane- wartość R11 nawet do 360&! (przez co 9-woltowa o pojemności 400...500mAh wy-
go niskoszumnego wzmacniacza operacyjne- wzmocnienie pierwszego stopnia wzrośnie starczy na wiele godzin pracy takiego bardzo
go NE5532. Dzięki temu moduł ma na nawet do 28x), a także zmniejszyć wartość oszczędnego wzmacniacza.
tyle dobre parametry, że znakomicie nadaje R5 nawet do 1k&! (przez co wzmocnienie Wmało wymagających zastosowaniach,
się też do współpracy z dobrej jakości mikro- drugiego stopnia wzrośnie do 22x). gdzie używany jest mikrofon elektretowy,
fonami dynamicznymi. W wersji podstawowej (także w zestawie można śmiało wykorzystywać TL072,
Układ zasilany jest pojedynczym napię- AVT-2728) przewidziany jest wzmacniacz TL082 i TL062. Jedynie do współpracy z mi-
ciem 6...25V, a pobór prądu jest rzędu 10mA, operacyjny NE5532  układ opracowany spe- krofonem dynamicznym dobrej jakości war-
więc z powodzeniem może być zasilany cjalnie do zastosowań w sprzęcie audio i do to zastosować układ NE5532, który zapewni
z jednej baterii 9V lub akumulatorka 12-wol- dziś często stosowany także w sprzęcie profe- wtedy doskonałe parametry i umożliwi pełne
towego. Godząc się na niewielkie, często sjonalnym. W module celowo wykorzystano wykorzystanie zalet tego mikrofonu.
niezauważalne pogorszenie parametrów dwa stopnie aktywne  każdy ze stopni daje
można jeszcze bardziej zmniejszyć prąd zasi- duży zapas wzmocnie- Rys. 1 Schemat ideowy wzmacniacza
lania, stosujÄ…c wzmacniacz operacyjny nia i gwarantuje szero-
o mniejszym poborze prÄ…du, np. TL072, kie pasmo i znakomite
TL082, a nawet TL062. parametry dynamicz-
ne. Pomiary wykazały,
Jak to działa? że nawet przy najwięk-
Schemat wzmacniacza pokazany jest na szym wzmocnieniu
rysunku 1. Jak widać, układ jest zasilany po- (100x, czyli 40dB) pa-
jedynczym napięciem. Dodatkowy obwód smo sięga powyżej
R1, C2, R2 przewidziany jest do zasilania 250kHz. Zniekształce-
mikrofonów elektretowych. Moduł zawiera nia nieliniowe są zni-
dwa stopnie o regulowanym wzmocnieniu. kome. Przy wzmocnie-
Wzmocnienie pierwszego stopnia (U1A) jest niu maksymalnym
płynnie regulowane potencjometrem POT1 w sygnale wyjścio-
w zakresie 1...10x. Wzmocnienie drugiego wym o wartości mię-
stopnia można zmieniać skokowo za pomocą dzyszczytowej 5V (co
zwory JP2. Jeśli kołki JP2 nie są zwarte, daje 1,8Vsk) znie-
Elektronika dla Wszystkich
56
Montaż i uruchomienie Układ można zasilać pojedynczym
Wzmacniacz można zmontować na małej napięciem o wartości z szerokiego za-
płytce drukowanej, pokazanej na rysunku 2. kresu od 6V do 24V. Pobór prądu wy-
Montaż jest klasyczny  warto zacząć od znaczony jest głównie przez wzmac-
wlutowania elementów najmniejszych. Pod niacz operacyjny. Należy pamiętać, że
układ scalony warto dać podstawkę, co zna- zakres maksymalnych napięć wyjścio-
komicie ułatwi eksperymenty i porównanie wych zależy od napięcia zasilania.
parametrów układu z różnymi wzmacniacza- Czym wyższe napięcie zasilania, tym
mi operacyjnymi. Standardowo jako POT1 większy zapas przy ewentualnym
stosowany będzie miniaturowy potencjometr przesterowaniu.
montażowy (najlepiej cermetowy, a nie zwy-
kły węglowy). W miejsce potencjometru Dla dociekliwych Rys. 4
POT1 można dołączyć przewodami zewnętrz- i zaawansowanych
ny potencjometr, jak pokazuje fotografia mo- Może się wydać dziwne, że wzmocnienie jest Rys. 5
delu. Ze względu na ewentualne zakłócenia płynnie regulowane w pierwszym stopniu -
zewnętrzne, przewody takie powinny być jak w przypadku dołączenia potencjometru
najkrótsze. Tak włączony potencjometr będzie POT1 przewodami zwiększa to podatność na
służył do płynnej regulacji wzmocnienia, a nie zewnętrzne zakłócenia. Ponadto przy takim
jako typowy regulator głośności (bo nie moż- połączeniu sygnału nie można stłumić do ze-
na zmniejszyć nim wzmocnienia do zera). ra, bo przy zwarciu potencjometru wzmoc-
Prezentowany moduł ma duże wzmocnie- nienie pierwszego stopnia będzie równe 1. rezystora R8 powodować będzie wzmacnia-
nie, więc może łatwo  zbierać różnorodne Takie rozwiązanie wykorzystano jednak ce- nie tego napięcia i płynne zmiany spoczyn-
zakłócenia, także przez obwody wejściowe, lowo, bo w zdecydowanej większości przy- kowego napięcia stałego przeciętnie o około
dlatego mikrofon warto dołączać przewodem padków potencjometr POT1 nie będzie słu- 0,2V (maksymalnie 1V).
ekranowanym. żył do regulacji głośności, tylko będzie to po- Opisane zjawisko będzie znacznie mniej-
Rysunek 3 pokazuje przykłady dołącza- tencjometr montażowy, pozwalający wraz ze sze przy zastosowaniu kostek TL0x2, które
nia mikrofonów elektretowych. Zasilanie dla zworą JP2 łatwo dobrać potrzebne wzmoc- mają wprawdzie większe napięcie niezrów-
mikrofonu trzykońcówkowego należy po- nienie modułu. noważenia (typ. 3mV, max 13mV), ale za to
brać wprost z kondensatora C2, pozostawia- Jeśli jednak dołączony z zewnątrz poten- nieporównanie mniejszy prąd polaryzacji
jąc rozwarte punkty JP1 (można też nie mon- cjometr miałby służyć jako regulator głośno- wejść  typowo 50pA, max 2nA. Wtedy
tować R2). W przypadku wykorzystania mi- ści, musi umożliwić całkowite wyciszenie to- zmiana rezystancji POT1 będzie powodować
krofonu dynamicznego, zworę JP1 należy ru. Potencjometr powinien mieć wtedy cha- zmiany napięcia stałego na wyjściu rzędu
pozostawić otwartą i choć układ nie ma wej- rakterystykę wykładniczą (B), a nie liniową 30mV (maksymalnie 130mV).
ścia symetrycznego, naprawdę warto zasto- (A). Wystarczy taki zewnętrzny potencjo- W razie potrzeby można zlikwidować ten
sować symetryczny przewód, podłączony metr dołączyć przewodami w miejsce R8 efekt, włączając dodatkowy kondensator sze-
według rysunku 4. (R6, R7 niewykorzystane), a w miejsce po- regowy Cd o pojemności co najmniej
tencjometru PR1 wlutować rezystor staÅ‚y. 2µF wedÅ‚ug rysunku 5.
Warto przy tym pamiętać, że włączenie po-
tencjometru w drugim stopniu będzie powo- Piotr Górecki
dować wzmacnianie w różnym stopniu stałe-
go napięcia przesunięcia (offset), występują-
cego na wyjściu pierwszego wzmacniacza.
Wykaz elementów
Nie jest to istotna wada, a efekt zapewne nie
będzie słyszalny w głośnikach. A to napięcie Rezystory
przesunięcia, to nie tylko napięcie niezrów- R1,R2,R5,R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2k&!
noważenia wzmacniacza U1A, w kostce R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k&! 1%
NE5532 wynoszÄ…ce typowo 0,5mV, max R4,R8,R9,R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22k&!
5mV, ale bardziej spadek napięcia na rezy- R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9,1k&!
Rys. 2 Schemat montażowy stancji R3 spowodowany prądem wejścio- R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k&!
wym tego wzmacniacza. Prąd wejściowy POT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&! PR miniaturowy
Rys. 3 układu NE5532 wynosi Kondensatory
typowo 0,2µA, maksy- C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1µF
malnie 1µA, co da spa- C2,C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220µF/25V
dek napięcia 20...100mV. C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny
Ponieważ U1A ma C5-C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22µF/16V tantal
wzmocnienie stałoprądo- Półprzewodniki
we równe jedności (obe- U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .NE5532
cność C6), więc napięcie Pozostałe
na jego wyjściu może JP1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .goldpin x 2 + jumper
różnić się od napięcia na JP2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .goldpin x 3 + jumper
wejściu nieodwracają-
cym U1B (nóżka 5) wła-
Komplet podzespołów z płytką drukowaną jest
śnie o te 20...100mV. Re-
dostępny w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT-
gulacja potencjometru
2728
włączonego w miejsce
Elektronika dla Wszystkich
57