Изготовление и запуск микрофонного усилителя на операционных усилителях

Здравствуйте. Эту статью прислал мне Артур Скрипкин и хотел бы поделиться ею с читателями мастерской, и  так поехали.

Увидел здесь на сайте схему этого микрофонного усилителя, и захотелось мне его собрать и протестировать. К принципиальной схеме у меня особых вопросов не возникло, с виду все грамотно, очень похоже на рекомендации даташитов (так по-модному называются инструкции по эксплуатации). Мой опыт изготовления некоторых аудиоустройств, конечно же, хмыкнул внутри – Ну, ну, посмотрим, что из этого у тебя получится!

Я обозвал свой внутренний голос пессимистом и стал, для начала, исследовать свои запасы операционников. Нашлись и те, которые приведены в схеме — LM324, кроме них — LM358P и NE5532. Два последних имеют внутри себя по два операционных усилителя. Поскольку я задумал сделать это устройство в стерео варианте (есть у меня два динамических микрофона). Вот таких!
Микрофон МД-382

Прикинул сколько всего операционных усилителей мне понадобится, оказалось, что их нужно шесть, а это значит, что можно обойтись тремя микросхемами LM358P. Можно было бы и на двух LM324 сделать, но тогда два операционника задействованы не будут.


Платку развести мне очень помогает программа Sprint-Layout 6.0. Сделал несколько вариантов, остановился на варианте с питанием и разъёмами для подключения входов и выхода. Скачать печатку можно по этой ссылке, а пароль от архива тут.
Схема печатной платы
Вот что у меня получилось. При внимательном рассмотрении можно увидеть одну перемычку, без которой можно обойтись. Однако, если решите мой опыт повторить, я бы посоветовал ее оставить, а, почему, объясню чуть позже.
Платку изготовил при помощи фоторезиста. Эта технология широко освещается на You Tube. Фоторезист и УФ лампы купил на Ali Express, вот ссылка на фоторезист за 108 рублей и ссылка на светодиодную ультрафиолетовую лампу за 120 рублей. Трафарет печатал на лазерном принтере на простой бумаге, пропитывал готовый трафарет машинным маслом перед экспонированием. Травил плату хлорным железом. Готовая плата выглядит так
Готовая плата микрофонного предусилителя
Обратная сторона выглядит не очень красиво, но, поскольку, это не на продажу, а для экспериментов прошу вас не осуждать внешний вид изделия.
Готовая плата со стороны дорожек
Питание усилителя сделал от сети 220 в. через трансформатор, на выходе у него 2 х 20 в. Переменки. В схему были добавлены некоторые элементы. Номиналы указаны в схеме. Все они расположены на плате за исключением трансформатора. Радиаторы для 7815 и 7915 на плате предусмотрены и нарисованы, но они не потребовались, нагрев этих элементов совсем небольшой.
Схема питания микрофонного усилителя

Микросхемы ОУ не стал впаивать в плату, а впаял панельки, в которые ОУ просто вставляются. Это сделал с целью пробовать различные микросхемы с одинаковой цоколевкой. Вместо сопротивлений, обозначенных на схеме переменными R6 100К, впаял постоянные 32К. После изготовления конечно же испытание, и вот оно первое включение. На вход подключены микрофоны, к выходу усилитель и наушники. Заработало сразу. Сразу и разочарование: звук был в обоих каналах и, я скажу, для первого включения неплох, но в левом канале ревел фон переменки по питанию! Вечный мой бич! Внешний осмотр не показал ошибок монтажа, обрыва дорожек, отсутствия каких-либо деталей. Всё, делать больше ничего не хотелось с этим усилком, и на пару дней я от него отстал.

Изготовленное, но неработающее правильно устройство не давало мне покоя. Предположил для начала, неисправность ОУ – вытащил из панельки усилитель левого канала. Фон переменки исчез, но, понятно, и звук тоже. Кинул перемычкой сигнал из правого канала на вход последнего каскада в левом канале (он схематично выполнен на средней микросхеме). Появился звук и не было фона. Становилось понятно, что источником фона были первые два каскада расположенные в первой микросхеме или деталях ее обвязки. Для верности поставил другой ОУ – ничего не изменилось. Взялся за проверку конденсаторов, проверил все! Все исправны, но некоторые даже поменял. Проверил все резисторы, стабилитроны тоже проверил – фон мучил по-прежнему. Неделю думал, включал, слушал, предположения различные в голове перебирал, заменил 7815 и 7915 – ничего не получалось. Фон питания ревел в левом канале. Предположил, что все это от того, что выпрямитель и стабилизаторы стоят в этой стороне платы. Переделывать плату не хотелось. Решение нашлось случайно – выпаял для проверки конденсатор С4 и включил усилитель. Фон пропал, однако и звук сигнала был искажен, но фона-то не было! Немного развернул конденсатор, чтобы его ножка не попадала на дорожку GND, припаял проводок и попробовал законнектить GND в другом месте. На фото вы видите, на обратной стороне платы, провод, которым конденсатор соединен с землей около входных разъёмов. Это решило проблему фона. Так вот перемычка на макете платы, о которой я писал в начале статьи это и есть избавление от фона по питанию.

Теперь хорошо стал слышен звук сигнала, но уровень усиления очень высок, поэтому слышен собственный шум операционников. Заменил первые каскады на NE5532 – шум стал меньше, но не исчез совсем. Если говорить честно, то это уже не проблема, изменяя номиналы резисторов R8, R3 от этого шума можно избавиться.

Усиление этого устройства оказалось таково, что звуковая карта моего компьютера Creative X-Fi в режиме Line In передает сигнал микрофонов при установке движка регулировки уровня на четверть от ноля. Очень хорошо работает с этим сигналом Skype. Мой вывод таков, что схема усилителя рабочая и ее вполне можно использовать. Усиленный звук мне понравился. Не ругайте сильно мои письмена.

С уважением Артур Скрипкин.

12345
Загрузка...


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.