воскресенье, 3 декабря 2017 г.

Простая компрессия звука с использованием двух электретных микрофонов.

 Это продолжение тем: «
Малошумящий микрофонный усилитель» и «Микрофонный усилитель с компрессией». Сама электрическая схема очень проста и состоит из двух электретных микрофонов, соединённых последовательно. В любом случае два микрофона создают более комфортный звук, чем один.  Теперь можно кричать и орать в полный голос, сигнал на выходе усилителя не входит в ограничение. Звучание объёмное, разборчивое. Чисто диванная конструкция для ленивых, имеющих пару одинаковых электретных микрофонов.
                 
Рис. 1.
 Всё дело в том, что в самом электретном микрофоне уже стоит полевой транзистор-усилитель сигналов(рис.1), а в этой схеме соединения он ещё работает в качестве  динамической нагрузки, благодаря которой осуществляется компрессия, сжимающая динамический диапазон, избавляя звуковой тракт от нелинейных искажений, так как сигналы в точке соединения двух микрофонов складываются в противофазе. В теории такая схема включения двух полевых транзисторов, находящихся в корпусе самих микрофонов, называется каскадом с квазилинейным резистором.

Рис. 2.  Схема включения двух микрофонов с независимым питанием.

Рис. 3. Схема включения микрофонов с питанием от микрофонного усилителя.
 Усиленные микрофонами сигналы складываются на разделительном конденсаторе и далее усиливаются в предварительном усилителе до значения выходного линейного уровня.
  Глубина компрессии регулируется положением самих микрофонов и наибольшей величины достигает, когда микрофоны находятся рядом и направлены в одну сторону. В этом случае заглушаются все постоянные акустические шумы от работающих вентиляторов, моторов и других агрегатов, а на их фоне, а в приоритете остаются меняющиеся по уровню звуки, например речь. Недостатком такого расположения является то, что речь приобретает механическое звучание. Наименьший уровень компрессии, когда микрофоны расположены на одной прямой и направлены в разные стороны. Здесь, хоть и добавляется акустический шум, но речь более естественная.

Я пробовал подключать несколько пар различных электретных микрофонов, но лучшие результаты получились с микрофонами типа CZN-15E, возможно, из-за их большего размера.
 Схема микрофонного усилителя может быть уже готовой, а также её можно смастерить и самому. 
Как я понял из предыдущих постов, не все справились со схемами микрофонных усилителей с использованием полевых транзисторов, поэтому я вернулся к более позднему периоду и привожу старинную схему на биполярных транзисторах. Её особенность – это невосприимчивость к разбросу параметров активных элементов. Прикиньте сами, при изменении напряжения питания в 2 раза (от 6 до 12 вольт), среднеквадратичный уровень сигнала на выходе меняется только на 1 дБ.

Рис. 4. Схема усилителя с двумя микрофонами.

Рис. 5. Эскиз монтажной платы микрофонного усилителя.
Каждый каскад и вся схема в целом охвачена ООС.  Частотно зависимые цепочки ограничивают полосу пропускания усилителя, которая остаётся линейной в диапазоне 300 Гц – 6 кГц. конденсаторы 1000 пФ 560 пФ формируют частоту среза 6 кГц, обеспечивая плавный спад частотной характеристики до -7 дБ на частоте 20 кГц. Конденсаторы 0,022 мкФ и 0,01 мкФ ослабляют сигнал ниже 300 Гц и обеспечивают глубину подавления уровня па частоте 50 Гц до 20 дБ.
Номинальное напряжение питания 6 вольт. Номинальное напряжение на выходе 1,5 В.
Номинальное напряжение на выходе 3 В при напряжении питания 12 В.
Коэффициент усиления усилителя 100.

13 комментариев:

  1. Как всегда просто и оригинально! Военные микрофонв ДЭМШ работают также на противофазном подавлении шумовой помехи.
    5 баллов.

    ОтветитьУдалить
  2. Резисторы 1,0 и 1,5 на рис.4 - это, я так понимаю, в мегаомах? Букву М напечатать очень тяжело, видимо, было - палец не поднялся?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Обозначение номиналов на схеме соответствует ГОСТ. Если номинал написан через запятую. то его величина в мегомах.

      Удалить
  3. Это ГОСТ ещё сталинской эпохи, видимо? Можете указать (дать ссылку на) действующий ГОСТ, по которому буква М в обозначении номинала мегаомного резистора не ставится?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Да, вы правы. Я ошибся. После номинала резистора 1,0 и 1, 5 должна стоять заглавная буква М. Буду исправляться. Спасибо.

      Удалить
    2. Не за что. Желаю вам доброго здоровья и всяческих успехов!

      Удалить
    3. В.Ю. Респект. Спасибо за урок общения с дур*чком)))

      Удалить
  4. Спасибо за карту напряжений. Попробую сваять на досуге.
    Нет ли у вас наработок по микрофонным усилителям с малым питающим напряжением (1,5-3V)? А то что ни усилитель, то блок питания громоздить приходится. Хочется что-нибудь лёгкое. чтоб от одной-двух пальчиковых батареек питалось.

    ОтветитьУдалить
  5. Здравствуйте. LMV821 - операционный усилитель. Микросхема работает от 2,5 до 5 вольт. В мае этого года в этом блоге рассматривалась схема самодельного сверхчувствительного микрофонного усилителя, выполненного на этой микросхеме.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Микросхема - это не спортивно. Хотелось бы что-то на транзисторах(потому как транзисторов в загашнике есть много разных, а LMV821 нужно из китая заказывать, ибо у нас в городе ничего сложнее резисторов в магазине не продают)

      Удалить
  6. Вячеслав Юрьевич, здравствуйте. Скажите пожалуйста, схемы на рисунках 2 и 3 я могу использовать с фантомным питанием? Не хочется ставить дополнительное. Я для своего ГУ в машину делаю громкую связь по блютузу, поэтому и хочу ограничиться входным гнездом для джека 3,5, где у меня напряжение 2,5 В. Спасибо.

    ОтветитьУдалить
  7. Поделюсь впечатлением. В общем концепт рабочий. Использовал две пары одинаковых капсюлей.
    1. Резистор по питанию перед микрофонами 10к переменный + 1к постоянный. И как бы я не крутил, выставить посередине половину питания не получилось. При питании от 5В напряжение на верхнем микрофоне менялось от 3-х до 2.5В. Посередине при этом стабильно около 0,5-0,6В в зависимости от микрофонов. Если оба микрофона мембраной направить к себе - звук какой-то неприятный, я не знаю как это описать, но похож на звук как будто говоришь в большом пустом помещении. Вроде бы и что-то говоришь, но фиг чего разберешь. Если микрофоны развернуть мембранами в разные стороны, то идея описанная в статье начинает работать. Проблема сей концепции в том, что верхний микрофон становится чувствительным к наводкам, т.к. его корпус находится в сигнальной цепи. Если микрофон изолировать, например надеть термоусадку, то все равно фон есть при прикосновении пальцем.

    ОтветитьУдалить