docInstrukcja - Cyfronika
download 
Reklamacja Transkrypt
Instrukcja - Cyfronika
★★ Wzmacniacz mikrofonowy SMD Uniwersalny moduł wzmacniacza o znakomitych właściwościach: − niskie szumy − wzmocnienie regulowane w za− kresie 1x...80x − małe wymiary 21 x 37mm − wielka rezystancja wejściowa, powyżej 1MΩ − rezystancja wyjściowa poniżej 1Ω − dodatkowy obwód polaryzacji dla dwukońcówkowych “elektre− tów”. − zasilanie pojedynczym napię− ciem 6...5V − pobór prądu poniżej 5mA Do czego to służy? Opisany dalej układ pojawia się w EdW z dwóch powodów. Po pierwsze chodziło o dostarczenie Czytelnikom jak najmniejsze− go wzmacniacza mikrofonowego, który w ra− zie potrzeby mógłby być wbudowany do do− wolnego urządzenia. Po drugie jest to kolej− ny nieskomplikowany układ z SMD przezna− czony także dla początkujących. Wzmacniacz znajdzie szeroki zakres za− stosowań. Jest to uniwersalny przedwzmac− niacz wszelkich sygnałów zmiennych o czę− stotliwościach 20Hz...100kHz. Przede wszy− stkim będzie stosowany jako przedwzmac− niacz mikrofonowy. Układ może współpra− cować z mikrofonami dynamicznymi, elek− tretowymi dwu− i trzykońcówkowymi, a w razie potrzeby także z pojemnościowymi MCU53 i MCO52. Dzięki wykorzystaniu niskoszumnego, szybkiego wzmacniacza operacyjnego TL072, parametry wzmacniacza są bardzo 74 dobre. Zastosowanie miniaturowych elemen− tów powoduje, że układ zmontowany na ma− leńkiej płytce może zostać wbudowany w praktycznie każde urządzenie audio lub stać się częścią dowolnej, nowej konstrukcji. Jak to działa? Schemat ideowy wzmacniacza jest poka− zany na rysunku 1. Jest to klasyczna aplika− cja wzmacniacza operacyjnego U1B w konfi− guracji nieodwracającej z zasilaniem napię− ciem pojedynczym. Sygnały pojawiające się na wejściu, czyli w punkcie A, przechodzą przez kondensator C1 na wejście nieodwra− cające wzmacniacza operacyjnego. Napięcie stałe na tym wyprowadzeniu jest wyznaczo− ne przez dzielnik rezystorowy R2, R3, R5 i jest nieco większe niż połowa napięcia zasi− lającego. Rezystancja wejściowa samego wzmacniacza dla przebiegów zmiennych m.cz. (pomijając R1) jest równa sumie rezy− Rys. 1. Schemat ideowy 2392 stancji R4 i równoległego połączenia R3, R5 i wynosi około 1,3MΩ. Wzmocnienie wyznaczone jest przez sto− sunek rezystancji R7, R8, R9 do R6. Aby w maleńkim układzie z SMD umożliwić re− gulację wzmocnienia, zastosowano trzy rezy− story (R7...R9), które można zwierać przy wykorzystaniu umieszczonych obok pól kon− taktowych − czym większa czynna rezystan− cja R7...R9, tym większe wzmocnienie. Przy wartościach elementów jak na rysunku, zwierając odpowiednie rezystory można uzy− skać następujące wartości wzmocnienia: 11x, 23x, 33x, 48x, 58x, 70x, 80x, co zaspokoi wszelkie potrzeby. W zasadzie można też uzyskać wzmocnienie równe 1x, czyli wyko− nać dobry wtórnik, zwierając wszystkie trzy rezystory. W takim przypadku należy jednak usunąć R6, by niepotrzebnie nie obciążał wyjścia i nie zwiększał poboru prądu. Teoretycznie, przy zastosowaniu rezysto− rów o większych wartościach, wzmocnienie mogłoby być większe niż 80x. W praktyce Elektronika dla Wszystkich nie należy zwiększać wzmocnienia pojedyn− czego wzmacniacza powyżej 100x, ponieważ pogarszają się wtedy wypadkowe właściwo− ści dynamiczne. Obwód C3, R10 odcina składową stałą i na wyjściu C napięcie stałe jest zawsze rów− ne zeru. Ponieważ układ będzie współpracował z mikrofonami elektretowymi dwukońców− kowymi, wykorzystano drugi wzmacniacz U1A jako źródło dobrze filtrowanego napię− cia polaryzującego. Dobra filtracja zmniejsza szumy i podatność na samowzbudzenie. Na− pięcie stałe w punkcie B wynosi mniej więcej 3/4 napięcia zasilającego. Dzięki zastosowa− niu w dzielniku R2, R3, R5 rezystorów o du− żej wartości, kondensator C2 o pojemności 10uF skutecznie filtruje zarówno napięcie dla kostki U1A, jak i napięcie polaryzujące dla U1B. Rezystor R1 będzie wykorzystywany tyl− ko przy współpracy z mikrofonem elektreto− wym dwukońcówkowym. Rezystancja 2,2kΩ zapewni dobrą dynamikę. Rezystancję tę można zwiększyć do 4,7kΩ lub nawet 10kΩ, jednak przy silnych dźwiękach sygnał może być zauważalnie zniekształcony. zostały podane w EdW 8/99 na stronach 15...20. Układ zmontowany ze sprawnych elementów pracuje od razu i nie wymaga uruchamiania. We własnym zakresie należy ustawić potrzebne wzmocnienie, zwierając kropelkami cyny pola lutownicze przy rezy− storach R7...R9. Kto zechce, może oczywiście zbudować taki sam układ ze zwykłych elementów, wy− korzystując kawałek płytki drukowanej. Maksymalne wzmocnienie (80x) będzie wykorzystywane bardzo rzadko. W przy− padku mikrofonów elektretowych zazwy− czaj wystarczy wzmocnienie 23x lub 33x. Przeprowadzone próby wykazały, że sam wzmacniacz modelowy pracuje poprawnie już przy napięciu zasilającym 4,8V, dając sygnał wyjściowy nie mniejszy niż 1Vpp. Wprawdzie już przy napięciu 3,7V można było uzyskać sygnał wyjściowy 0,5Vpp, jednak przy tak niskim napięciu, znacznie niższym niż katalogowe minimalne napięcie zasilania, wzmacniacz operacyjny ma zde− cydowanie obniżone parametry. Montaż i uruchomienie Układ modelowy, pokazany na fotografii wstępnej, został zmontowany na płytce po− kazanej na rysunku 2. Po wykonaniu i sprawdzeniu modelu, płytka została zmniejszona. Nabywcy kitu AVT−2392 zmontują układ na jeszcze mniejszej płytce o wymiarach 21 x 37mm, pokazanej na ry− sunku 3. Na płytce mogą być zamontowane kondensatory elektrolityczne SMD, jednak na wszelki wypadek w punktach lutowni− czych dodano otwory, co umożliwi wluto− wanie zwykłych, stojących elektrolitów. W zasadzie płytka mogła być zmniejszona jeszcze bardziej. Także ścieżki mogłyby być znacznie cieńsze. Jednak dalsza miniatury− zacja bardzo utrudniłaby wykonanie płytki “na piechotę”, a jest więcej niż pewne, iż wielu Czytelników zachce wykonać płytkę samodzielnie. Ponadto na jeszcze mniejszej płytce trudno byłoby ręcznie, bez specjali− zowanych narzędzi, zmontować elementy. Wielkość płytki jest więc kompromisem, pozwalającym bez większego trudu wyko− nać i zmontować płytkę ręcznie. Tym samym montaż nie powinien spra− wić trudności nawet mniej zaawansowa− nym. Należy tylko bardzo uważać, by nie pomylić elementów. Rezystory są oznaczo− ne. Kondensatory elektrolityczne monolity− czne mają zaznaczoną elektrodę dodatnią (plus). Pomocą w montażu będzie także fotogra− fia modelu. Szczegółowe wskazówki dotyczące montowania układów z maleńkimi elemen− tami do montażu powierzchniowego (SMD) Elektronika dla Wszystkich Rys 2. Schemat montażowy W przypadku zastosowania mikrofonu elektretowego trzykońcówkowego lub po− jemnościowego (MCU53) należy usunąć R1, a mikrofon dołączyć do punktów A, B, O1. W bardzo rzadkich przypadkach, przy zasila− niu napięciem wyższym niż 12V, gdyby na− pięcie polaryzujące w punkcie B było za wy− sokie (np. do zasilania mikrofonów MCU53), w miejsce kondensatora C2 można wlutować diodę Zenera (5,6...6,2V). Przy wykorzystaniu modułu do wzmac− niania sygnałów z innego źródła również na− leży usunąć R1. Rezystancja wejściowa ukła− du wynosi wtedy ponad 1MΩ. Przy wzmacnianiu bardzo słabych sygna− łów, gdy opisany moduł i następne bloki bę− dą mieć bardzo duże wzmocnienie, należy zwrócić baczną uwagę na podłączenie masy opisywanego modułu do masy dalszych stop− ni. Być może trzeba będzie eksperymentalnie ustalić miejsce połączenia mas. Niewłaściwe połączenie może zwiększyć szumy, znie− kształcenia, a nawet doprowadzić do samow− zbudzenia. W ogromnej większości przypadków nie trzeba się jednak niczego obawiać − układ bę− dzie bardzo dobrze pełnić swą rolę. I na koniec dobra wiadomość dla począt− kujących − w skład kitu AVT−2392 wchodzą dwie płytki i dwa komplety elementów. Moż− na więc nie obawiać się zgubienia lub uszko− dzenia elementu. Natomiast przy odrobinie uwagi uda się wykonać dwa jednakowe wzmacniacze. Piotr Górecki Zbigniew Orłowski Rys 3. Schemat montażowy Choć na schemacie podano zakres napięć zasilających 9...15V, układ wzmacniacza bę− dzie poprawnie pracował już od 5...6V. Jed− nak przy zasilaniu 5...6V koniecznie trzeba wcześniej sprawdzić, czy układ ma przepisa− ne wzmocnienie, czy nie wprowadza znie− kształceń i czy na wyjściu U1A napięcie jest właściwe. Maksymalne napięcie zasilania jest ogra− niczone wytrzymałością kondensatora C4 (i w mniejszym stopniu C2). Układ scalony może być zasilany napięciami do 30V. W każdym przypadku rezystancja obcią− żenia, dołączona do punktów C, O, nie po− winna być mniejsza niż 1kΩ. Pobór prądu w spoczynku wynosi około 3mA, na pewno mniej niż 5mA. Mikrofon elektretowy dwukońcówkowy należy po prostu dołączyć do punktów A, O1, punkt B będzie niewykorzystany. Mikrofon dynamiczny też trzeba dołączyć do punktów A, O1, usuwając wcześniej R1. Układ U1A będzie niewykorzystany. Wykaz elementów Wszystkie SMD C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22nF C2−C C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10µF/16V R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2k Ω R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k Ω R2,R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470k Ω R4,R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M Ω R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k Ω R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k Ω R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22k Ω R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47k Ω U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TL072 Uwaga! W skład kitu AVT−2392 wchodzą dwie płytki i dwa komplety elementów. Komplet podzespołów z płytką jest dostępny w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT−2392 75
