Ośla łączka
EdW A07
EdW A07
Elektronika dla początkujących,
Elektronika dla początkujących,
czyli wyprawy na oślą łączkę
czyli wyprawy na oślą łączkę
Ćwiczenie 4. Whisper  podsłuchiwacz szeptów
Zgodnie z zapowiedzią sprzed miesiąca, chce- jego wyjścia możesz dołączyć jakiekolwiek od empetrójki podłączyłem kawałkami drutu.
my zająć się (przed)wzmacniaczami audio słuchawki. W zasadzie mógłbyś jego wyjście Po prostu owinąłem i szczypcami skręciłem
o bardzo dużym wzmocnieniu. Przy okazji dołączyć do wejścia AUX (lub innego linio- drut wokół końcówek słuchawek, co pokaza-
natkniemy się na bardzo istotny problem wego) wzmacniacza z domowego systemu ne jest w zbliżeniu na fotografii 18. Zwróć
samowzbudzenia i szumów. Wszystko to audio, jak robiliśmy to wcześniej. Jednak uwagę, że i fotografie, i schemat przedstawia-
będziemy mogli zbadać dość dokładnie, jeśli przy tak dużym wzmocnieniu, wykorzystanie ją słuchawki połączone szeregowo, a wspólna
zrealizujesz projekt: wzmacniacza i kolumn spowoduje dodat- końcówka (masa) jest niepodłączona. Jest to
Whisper, czyli podsłuchiwacz szeptów, który kowe problemy (m.in. ryzyko uszkodzenia nietypowe wykorzystanie słuchawek, które
jest w istocie bardzo czułym przedwzmac- głośników), dlatego mocno zachęcam, żebyś włączone szeregowo pracują w przeciwfazie,
niaczem. Powtarzam, że przy wykorzysta- do wyjścia przedwzmacniacza dołączył słu- co przy okazji daje specyficzny efekt. Jednak
niu popularnych wzmacniaczy operacyjnych, chawki; chyba że słuchawki dołączysz do w tak prostym zastosowaniu jest to jak najbar-
wzmocnienie jednego wzmacniacza audio, wzmacniacza mocy, wyłączając głośniki. W dziej dopuszczalne.
odwracającego czy nieodwracającego, nie zestawie EdW A07 nie ma słuchawek ani Zwróć uwagę, że pierwszy stopień wzmac-
powinno być większe niż 100x (40dB), a jesz- gniazda słuchawkowego, więc musisz jakoś nia sygnały zmienne około 100x (teoretycznie
cze lepiej, żeby nie przekraczało 20...30x, czyli sobie poradzić we własnym zakresie. Ale 101x). Wzmocnienie drugiego stopnia można
26...30dB. Jeśli potrzebne byłoby większe jestem przekonany, że jakieś słuchawki (np. zmieniać płynnie od zera do 100x. Czyli
wzmocnienie, należy dodać kolejny stopień od empetrójki) znajdziesz w domowych wzmocnienie maksymalne jest ogromne i
wzmacniacza nieodwracającego lub odwraca- zapasach i ich podłączenie zrealizujesz w wynosi 10000 razy.
jącego. I właśnie taką sytuację mamy, gdy chce- prosty sposób, nawet bez gniazdka. Ja, choć w Na początek proponuję, żebyś zasilił
my zrealizować nasz podsłuch przewodowy. swoich zapasach posiadam gniazdka słuchaw- ten wzmacniacz z zasilacza stabilizowane-
Wcześniej poznałeś wzmacniacze kowe, na potrzeby tego ćwiczenia słuchawki go 12V. Najpierw ustaw potencjometr PR1
Rys. 15
+Uzas
+
U
przebiegów zmiennych: odwraca- mniej więcej w
z
a
s
jący i nieodwracający  rysunki 4 połowie drogi. Nie
i 8, które możesz potraktować jako wkładaj słuchawek
uniwersalne klocki i zrealizować do uszu, włącz
TL082
+
przedwzmacniacz dwustopniowy zasilanie. Poczekaj
(Uwaga! na rysunkach 5, 6, 7, 8 kilka sekund, aż
w EdW 5/2010 pojawił się błąd: naładują się kon-
zamiana miejscami oznaczeń + i densatory. Przy
+
wy
 wejść wzmacniacza operacyj- podanych war-
TL082
nego). tościach elemen-
Mógłby to w zasadzie być tów wzmocnienie
układ z rysunku 10, ale ma on będzie wtedy duże
pewne wady, w tym niezbyt dużą i najprawdopodob-
rezystancję wejściową. Większe Rys. 16 niej także u Ciebie
R2 1k
R
2
1
k

+7...16V
możliwości da zastosowanie na system się wzbudzi
wejściu wzmacniacza nieodwra- i słuchawki wyda-
C7
C1 C8
R3
R
3
cającego, a w drugim stopniu 100nF dzą ciągły pisk.
1
0
0
0

F
1000 F 1000 F
1
0
0
0

F
R1
100k
1
0
0
k

PR1 100k
P
R
1
1
0
0
k

 odwracającego, jak na rysun- U1B Zlikwiduj ten pisk,
U
1
B
5
2,2k 8
2
,
2
k

+ TL082
T
L
0
8
2
ku 15. Wartości elementów takiej skręcając potencjo-
R8
C2 C6
wersji można dobrać według metr PR1 na mini-
R5
100nF 100 F
1
0
0

F
6 7 2
3
1k
1
k

1
M

wcześniejszych wskazówek. 1M 4 mum rezystancji.
1
+
Układ może być prostszy, jak Gdy pisk zniknie,
+
R7
100k
1
0
0
k

U1A
U
1
A
na rysunku 16, gdzie jest jeden nałóż słuchawki
R6
R
6
TL082
T
L
0
8
2
obwód sztucznej masy. Ja zrea- i za pomocą PR1
1k
1
k

R4
lizowałem podsłuchiwacz szep- delikatnie zwięk-
100k
1
0
0
k

Me
sztuczna masa
s
z
t
u
c
z
n
a
m
a
s
a
słuchawki
tów właśnie według tego rysunku szaj wzmocnienie
C5
stereo
C3
 na fotografii 17 pokazany jest aż do progu samo-
10 F
1
0

F
C4
100 F
1
0
0

F
model zasilany z baterii 9V. Do wzbudzenia.
100nF
Lipiec 2010
L
i
p
i
e
c
2
0
1
0
40 El ektronika dl a Wszystkich
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Ośla łączka
A07
ch,
Fot.18
każdego ze stopni albo dodać jeszcze jeden
taki stopień i wzmocnienie, przynajmniej teo-
retycznie, wyniosłoby milion razy.
W teorii tak, ale w praktyce nie ma sensu
budowanie wzmacniacza o jeszcze więk-
szym wzmocnieniu. Jak się już przekona-
Fot.17
łeś, testując wzmacniacz ze zworą zamiast
mikrofonu, kluczowym problemem są szumy
Przekonasz się, że w tym przypadku nie wejściu sygnał jest równy zeru, więc są to własne. Gdybyśmy jeszcze bardziej zwięk-
można dowolnie zwiększać wzmocnienia, szumy własne naszego wzmacniacza. Ściślej szyli wzmocnienie, to jeszcze bardziej zwięk-
bo nastąpi samowzbudzenie. I właśnie to biorąc, są to głównie wzmocnione szumy szylibyśmy te szumy. Kwestia szumów to
okazuje się podstawowym ograniczeniem w wejściowe pierwszego stopnia wzmocnienia. zagadnienie dość skomplikowane  zajmiemy
podobnych systemach. Samowzbudzenie w Wzmacniacz TL082 do niskoszumnych się tym na jednej z następnych wypraw.
postaci pisku spowodowane jest tym, że zni- nie należy. Moglibyśmy zastosować TL072, A na razie wypróbuj w plenerze działanie
koma część dz
więku ze słuchawek dociera który ma trochę mniejsze szumy. Ale nawet układu z rysunku 16. Gwarantuję, że zdziwisz
z powrotem do mikrofonu i tak tworzy się z kostką TL072, przy dużym wzmocnieniu, się, jak wtedy brzmią głosy ptaków, szum
dodatnie sprzężenie zwrotne, które zamienia szumy własne będą zaskakująco duże. samochodów czy gwizd odległego pociągu.
wzmacniacz w generator. U mnie nie można W tym miejscu muszę wspomnieć o nie- Efekty uzyskane nawet z tanim mikrofo-
było ustawić potencjometru PR1 więcej niż w realnych wyobrażeniach większości młodych nem elektretowym są naprawdę zaskakujące.
1/4 jego rezystancji maksymalnej. elektroników. Niestety, powszechne jest prze- Koniecznie zaprezentuj tak zbudowany układ
Żeby przekonać się, że problem spowo- konanie, że przy budowie superczułego pod- rodzinie, zwłaszcza osobom starszym, o osła-
dowany jest właśnie akustycznym sprzęże- słuchu kluczowy problem polega na uzyskaniu bionym słuchu. Może on bowiem pełnić rolę
niem na drodze słuchawki  mikrofon, odłącz dużego wzmocnienia. To fałszywy wniosek  prymitywnego aparatu słuchowego.
mikrofon i zamiast niego wstaw zworę. jak widzimy, zwykły podwójny wzmacniacz A w następnym odcinku dokładniej zbada-
Zwarcie wejścia do masy umożliwi dowol- operacyjny bez problemu pozwolił zrealizo- my ten układ i zamiast mikrofonu elektreto-
ne zwiększenie rezystancji potencjometru. wać wzmacniacz przebiegów zmiennych o wego wykorzystamy inne przetworniki.
Ale zauważ, że zwiększanie rezystancji PR1 wzmocnieniu 10 tysięcy razy. W razie potrze-
powoduje duży wzrost szumów. Na zwartym by można byłoby zwiększyć wzmocnienie Piotr Górecki
Podczas testów podsłuchiwacza szeptów wzmocni ten sygnał i nastąpi  zapętlenie  systemach polega to m.in na odpowied-
przy zwiększaniu wzmocnienia występuje dodatnie sprzężenie zwrotne. Częstotliwość nim rozmieszczaniu głośników w stosunku
samowzbudzenie w postaci głośnego pisku. pisku zależy m.in. od drobnego opóz
nienia do mikrofonów, stosowania mikrofonów o
W anglojęzycznej literaturze takie samo- wynikającego ze stosunkowo małej prędko- dobranych charakterystykach kierunkowych.
wzbudzenie nazywane jest efektem Larsena ści dz
więku w powietrzu, a także od właś- W układzie podsłuchiwacza szeptów warto
(Larsen effect). Przyczyną jest sprzężenie ciwości akustycznych pomieszczenia i od tak nałożyć słuchawki, żeby jak najmniej
akustyczne między głośnikiem (słuchaw- pasma przenoszenia systemu audio. ich dz
więku wydostawało się na zewnątrz.
kami) a mikrofonem. Przy dużym wzmoc- Jednym z głównych sposobów minima- Należy też maksymalnie zwiększyć odleg-
nieniu wzmacniacza wystarczy, że zniko- lizacji tego szkodliwego efektu jest zmniej- łość między mikrofonem a słuchawkami.
mo mała cześć dz
więku z głośnika dotrze szanie ilości dz
więku, który dociera z głoś- W sumie jednak walka z samowzbudzeniem
z powrotem do mikrofonu. Wzmacniacz ników z powrotem do mikrofonu. W dużych akustycznym jest niełatwa.
R E K L A M A
Lipiec 2010
L
i
p
i
e
c
2
0
1
0
El ektronika dl a Wszystkich 41
TECHNIKALIA