Двухтактный унч на 6п45с схема. Однотактный усилитель на лампах. Блок питания усилителя

04.03.2020

Микрофоны (электродинамические, электромагнитные, электретные, угольные) - основные параметры, маркировка и включение в электронных схемах.

В радиоэлектронике находит широкое применение микрофон — устройство, преобразующее звуковые колебания в электрические. Под микрофоном обычно понимают электрический прибор, служащий для обнаружения и усиления слабых звуков.

Основные параметры микрофонов

Качество работы микрофона характеризуется несколькими стандартными техническими параметрами:

чувствительностью,
номинальным диапазоном частот,
частотной характеристикой,
направленностью,
динамическим диапазоном,
модулем полного электрического сопротивления,
номинальным сопротивлением нагрузки
и др.

Маркировка

Марка микрофона обычно наносится на его корпусе и состоит из букв и цифр. Буквы указывают тип микрофона:

МД - катушечный (или «динамический»),
МДМ - динамический малогабаритный,
ММ - миниатюрный электродинамический,
MЛ - ленточный,
МК - конденсаторный,
МКЭ - электретный,
МПЭ - пьезоэлектрический.

Цифры обозначают порядковый номер разработки. После цифр стоят буквы А, Т и Б, обозначающие, что микрофон изготовлен в экспортном исполнении — А, Т — тропическом, а Б - предназначен для бытовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Маркировка микрофона ММ-5 отражает его конструктивные особенности и состоит из шести символов:

первый и второй............... ММ — микрофон миниатюрный;
третий................................ 5 — пятое конструктивное исполнение;
четвертый и пятый........... две цифры, обозначающие типоразмер;
шестой............................... буква, которая характеризует форму акустического входа (О — круглое отверстие, С — патрубок, Б — комбинированное).

В практике радиолюбителей используется несколько основных типов микрофонов: угольные, электродинамические, электромагнитные, конденсаторные, электретные и пьезоэлектрические.

Электродинамические микрофоны

Название микрофонов этого типа считается устаревшим и сейчас эти микрофоны называют катушечными.

Микрофоны этого типа очень часто используют любители звукозаписи, благодаря их сравнительно высокой чувствительности и практической нечувствительности к атмосферному влиянию, в частности, действию ветра.

Они также не боятся толчков, просты в использовании и обладают способностью выдерживать без повреждений большие уровни сигналов. Положительные качества этих микрофонов преобладают над их недостатком: средним качеством записи звука.

В настоящее время для радиолюбителей большой интерес представляют выпускаемые отечественной промышленностью малогабаритные динамические микрофоны, которые используются для звукозаписи, звукопередачи, звукоусиления и различных систем связи.

Изготавливаются микрофоны четырех групп сложности — 0, 1, 2 и 3. Микрофоны малогабаритные групп сложности 0, 1 и 2 используются для звукопередачи, звукозаписи и звукоусиления музыки и речи, а группы 3 — для звукопередачи, звукозаписи и звукоусиления речи.

Условное обозначение микрофона состоит из трех букв и цифр. Например, МДМ-1, микрофон динамический малогабаритный первого конструктивного исполнения.

Особый интерес представляют электродинамические миниатюрные микрофоны серии ММ-5, которые можно впаивать прямо в плату усилителя или использовать в качестве встроенного элемента радиоэлектронной аппаратуры.

Микрофоны относятся к четвертому поколению компонентов, которые разработаны для РЭА на транзисторах и интегральных микросхемах.

Микрофон ММ-5 выпускается одного типа в двух вариантах: высокоомном (600 Ом) и низкоомном (300 Ом), а также тридцати восьми типоразмеров, которые отличаются только сопротивлением обмотки постоянному току, расположением акустического входа и его вида.

Основные электроакустические параметры и технические характеристики микрофонов серии ММ-5 приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Тип микрофона	ММ-5
Вариант исполнения	низкоомный	высокоомный
Номинальный диапазон рабочих частот, Гц	500...5000
Модуль полного электрического сопротивления обмотки, Ом	135115	900±100
Чувствительность на частоте 1000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)	300 (600 Ом)	600 (300 Ом)
Средняя чувствительность в диапазоне 500...5000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)	600 (600 Ом)	1200 (3000 Ом)
Неравномерность частотной характеристики чувствительности в номинальном диапазоне частот, дБ, не более	24
Масса, г, не более	900 ± 100
Срок службы, год, не менее	5
Размеры, мм	9,6x9,6x4

Рис. 1. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ громкоговорителя в качестве микрофона.

При отсутствии динамического микрофона радиолюбители часто используют вместо него обычный электродинамический громкоговоритель (рис. 1).

Электромагнитные микрофоны

Для усилителей низкой частоты, собранных на транзисторах и имеющих низкое входное сопротивление, обычно используют электромагнитные микрофоны.

Электромагнитным микрофонам свойственна обратимость, то есть они могут использоваться и как телефоны. Широкое распространение имеют так называемый дифференциальный микрофон типа ДЭМШ-1 и его модификация ДЭМШ-1А.

Неплохие результаты получаются при использовании вместо электромагнитных микрофонов ДЭМШ-1 и ДЭМ-4М обычных электромагнитных наушников от головных телефонов ТОН-1, ТОН-2, ТА-56 и др. (рис. 2 - 4).

Рис. 2. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ электромагнитного наушника в качестве микрофона.

Рис. 3. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на транзисторах.

Рис. 4. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на операционном усилителе.

Электретные микрофоны

В последнее время в бытовых магнитофонах используются электретные конденсаторные микрофоны. Электретные микрофоны имеют самый широкий диапазон частот - 30...20000 Гц.

Микрофоны этого типа дают электрический сигнал в два раза больший нежели обычные угольные.

Промышленность выпускает электретные микрофоны МКЭ-82 и МКЭ-01 по размерам аналогичные угольным МК-59 и им подобным, которые можно устанавливать в обычные телефонные трубки вместо угольных без всякой переделки телефонного аппарата.

Этот тип микрофонов значительно дешевле обычных конденсаторных микрофонов, и поэтому более доступны радиолюбителям.

Отечественная промышленность выпускает широкий ассортимент электретных микрофонов, среди них МКЭ-2 односторонней направленности для катушечных магнитофонов 1 класса и для встраивания в радиоэлектронную аппаратуру — МКЭ-3, МКЭ-332 и МКЭ-333.

Для радиолюбителей наибольший интерес представляет конденсаторный электретный микрофон МКЭ-3, который имеет микроминиатюрное исполнение.

Микрофон применяется в качестве встраиваемого устройства в отечественные магнитофоны, магниторадиолы и магнитолы, такие как, «Сигма-ВЭФ-260», «Томь-303», «Романтик-306» и др.

Микрофон МКЭ-3 изготовляется в пластмассовом корпусе с фланцем для крепления на лицевой панели радиоустройства с внутренней стороны. Микрофон является ненаправленным и имеет диаграмму круга.

Микрофон не допускает ударов и сильной тряски. В табл. 2 приведены основные технические параметры некоторых марок миниатюрных конденсаторных электретных микрофонов.

Таблица 2.

Тип микрофона	МКЭ-3	МКЭ-332	МКЭ-333	МКЭ-84
Номинальный диапазон рабочих частот, Гц	50...16000	50... 15000	50... 15000	300...3400
Чувствительность по свободному полю на частоте 1000 Гц, мкВ/Па	не более 3	не менее 3	не менее 3	А - 6...12 В - 10...20
Неравномерность частотной характеристики чувствительности в диапазоне 50... 16000 Гц, дБ, не менее	10	-	-	-
Модуль полного электрического сопротивления на 1000 Гц, Ом, не более	250	600 ±120	600 ± 120	-
Уровень эквивалентного звукового давления, обусловленного собственными шумами микрофона, дБ, не более	25	-	-	-
Средний перепад уровней чувствительности «фронт — тыл», дБ	-	не, менее 12	не более 3	-
Условия эксплуатации: температура, С относительная влажность воздуха, не более	5...30 85% при 20"С	-10...+50 95±3% при 25"С	10...+50 95±3% при 25"С	0...+45 93% при 25"С
Напряжения питания, В	-	1,5...9	1,5...9	1,3...4,5
Масса, г	8	1	1	8
Габаритные размеры (диаметр х длина), мм	14x22	10,5 х 6,5	10,5 х 6,5	22,4x9,7

На рис. 5 приведена схема включения распространенного в радиолюбительских конструкциях электретного микрофона типа МКЭ-3.

Рис. 5. Принципиальная схема включения микрофона типа МКЭ-3 на входе транзисторного УЗЧ.

Рис. 6. Фото и внутренняя приниципиальная схема микрофона МКЭ-3, расположение цветных проводников.

Угольные микрофоны

Невзирая на то что угольные микрофоны постепенно вытесняются микрофонами других типов, но благодаря простоте конструкции и достаточно высокой чувствительности они все еще находят свое место в различных устройствах связи.

Наибольшее распространение имеют угольные микрофоны, так называемые телефонные капсюли, в частности, МК-10, МК-16, МК-59 и др.

Наиболее простая схема включения угольного микрофона приведена на рис. 7. В этой схеме трансформатор должен быть повышающим и для угольного микрофона с сопротивлением R = 300...400 Ом его можно намотать на Ш-образном железном сердечнике с сечением 1...1,5 см2.

Первичная обмотка (I) содержит 200 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,2 мм, а вторичная (II) — 400 витков ПЭВ-1 диаметром 0,08...0,1 мм.

Угольные микрофоны в зависимости от их динамического сопротивления делят на 3 группы:

низкоомные (около 50 Ом) с током питания до 80 мА;
среднеомные (70... 150 Ом) с током питания не более 50 мА;
высокоомные (150...300 Ом) с током питания не более 25 мА.

Из этого следует, что в цепи угольного микрофона необходимо устанавливать ток, соответствующий типу микрофона. В противном случае при большом токе угольный порошок начнет спекаться и микрофон испортится.

При этом появляются нелинейные искажения. При очень малом токе резко снижается чувствительность микрофона. Угольные капсюли могут работать и при пониженном токе источника питания, в частности, в усилителях на лампах и транзисторах.

Снижение чувствительности при пониженном питании микрофона компенсируется простым повышением коэффициента усиления усилителя звуковой частоты.

В этом случае улучшается частотная характеристика, значительно снижается уровень шумов, повышается стабильность и надежность работы.

Рис. 7. Принципиальная схема включения угольного микрофона с использованием трансформатора.

Вариант включения угольного микрофона в усилительный каскад на транзисторе дано на рис 8.

Вариант включения угольного микрофона в сочетании с транзистором на входе лампового усилителя звуковой частоты по схеме рис. 9 позволяет получить большое усиление по напряжению.

Рис. 8. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе транзисторного УЗЧ.

Рис. 9. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе гибридного УЗЧ, собранного на транзисторе и электронной лампе.

Литература: В.М. Пестриков - Энциклопедия радиолюбителя.

Так уж сложилось, компания KENWOOD (в отличие от ICOM), соблюдая давнюю традицию, комплектует свои коротковолновые трансиверы динамическими микрофонами. Вследствие чего и микрофонный вход, прежде всего, рассчитан на их подключение. Переход на электретный микрофон требует проведения небольшой модернизации, и для этого понадобится источник постоянного напряжения, а сама доработка повлечет за собой добавление нескольких элементов. Хорошо еще, что KENWOOD предусмотрел наличие низковольтного источника постоянного напряжения, т.н. фантомное питание, и вывел его на 5-й контакт микрофонного разъема (круглого, 8-ми контактного).

Кто-то скажет — «тоже мне проблема…». Однако, довольно часто натыкаюсь на эфирные разговоры по этой тематике, и вопрос — «А как подключить?» до сих пор актуален. Кто-то где-то что- то читал, с кем-то говорил, что-то кому-то рассказывал, и разговоры про «ЭТО» ведутся постоянно.

Мне же хочется акцентироваться на следующем. Подключить- то, как вы понимаете, совсем не сложно, существуют несколько вариантов. Воспользуемся самой простой и типовой схемой подключения. Она достаточно хорошо известна, и содержит всего несколько деталей. И тем не менее…

Многие из тех с кем довелось разговаривать, сетовали — мол, источник +8В, который «сидит» на 5-ом контакте микрофонного разъема в трансиверах KENWOOD давно выгорел, и они не могут воспользоваться таким способом.

Действительно, этот источник очень слабенький, в пользовательской инструкции про него написано, что его нагрузочная способность не более ЮмА. Ко всему прочему он без защиты — малейшее замыкание и … спасибо за компанию. Сам долгое время избегал включения электретного микрофона таким способом. До сих пор, чаще всего, пользуюсь внешним питанием, причем … батарейным. Но это не значит, что следует отказываться от подобного способа подключения.

Как-то понадобилось подключить тайваньскую телефонную гарнитуру к TS-570. Не долго думая, на махонькой платочке спаял схемку на SMD элементах, - заняла она очень мало места. А чтобы исключить короткого замыкания шины +8В, включил последовательно крохотный светодиодик, из тех, что ярко светятся при слабом прямом токе, что-нибудь около 1мА. Попробуйте замкнуть микрофонный вход пинцетом, и он сразу же засветится.

Разнообразие электретных микрофонов огромно, но недорогие модели мультимедийных гарнитур содержат, как правило, низковольтные микрофоны с питанием 1,5..,5В. Профессиональные запитываются от источника фантомного питания напряжении +48В.

В данном случае выбор ограничительного резистора большого принципиального значения не имеет. Я пользуюсь таким правилом: выбираю резистор, отталкиваясь от питающего напряжения. На каждый вольт питания от 7500м до 1кОм. При напряжении питания 8В суммарный резистор будет в пределах 6,2…7,5кОм (с учетом падения напряжения на светодиоде).

Выходное напряжение (пиковое) некоторых электретных микрофонов даже на относительно низкоомной нагрузке может достигать нескольких вольт, особенно, при близком расположении к говорящему. Поставив маленький переменный резистор, можно подобрать необходимый уровень. А, если он совмещен с выкючателем, еще лучше. Включить его желательно именно так, как указано на схеме, после конденсатора постоянной емкости, а не до него. Смысл в том, что к микрофонному входу трансивера подключается катушка динамического микрофона, замыкая постоянную составляющую на экран (AGND).
В своем большинстве микрофонный разъем дешевых телефонных гарнитур (мультимедийных) разных производителей — миниджек (3,5″). И существует вполне определенный способ их распайки. В свою очередь распайка ответного разъема может делаться «под себя». Я именно на это и напоролся при первом же включении своей гарнитуры. Распаяв, ответный разъем под самодельный микрофон, все, как и полагается, работало. Собственно, даже и не предполагал, что когда-нибудь увижу свечение ограничительного светодиода. Ан, нет, воткнул гарнитуру- загорелся светодиод. Я, мягко говоря, аж «прибалдел».
Оказалось, что заводская распайка данной гарнитуры сделана таким образом, на который я и не рассчитывал. Светящийся светодиод подсказал мне, что микрофонный вход сел «на землю» и рассчитывать на сигнал нечего — предстоит разбираться в чем дело!. Оказалось, что средний контакт разъема этой гарнитуры замкнулся с экраном соединительного провода, а у меня в ответном разъеме он был запараллелен с центральным контактом (по всей видимости, заводской брак). Пришлось привести в соответствие - все восстановилось и заработало. Казалось бы, ничего особенного, а повозиться пришлось.
И еще. Вы подключили неизвестный микрофон. Распайка разъема правильная, а светодиод горит. Значит этот микрофон или неисправный (КЗ), или динамический, катушка которого и замкнула цепь фантомного питания на «землю» (по постоянному току она имеет незначительное сопротивление).

Конденсатор 1000пФ нужно припаять непосредственно на контакты микрофонного разъема. Постарайтесь собрать схему наиболее компактно без длинных соединительных проводов.

Микрофоны служат для преобразования энергии звуковых колебаний в переменное электрическое напряжение. Согласно классификации, акустические микрофоны делятся на две большие группы:

Высокоомные (конденсаторные, электретные, пьезоэлектрические);

Низкоомные (электродинамические, электромагнитные, угольные).

Микрофоны первой группы условно можно представить в виде эквивалентных

переменных конденсаторов, а микрофоны второй группы - в виде катушек индуктивности с подвижными магнитами или в виде переменных резисторов.

Среди высокоомных более доступными являются электретные микрофоны. Их параметры нормируются в стандартном диапазоне звуковых частот, который имеет народное название «два по двадцать» (20 Гц … 20 кГц). Другие особенности: высокая чувствительность, широкая полоса пропускания, узкая диаграмма направленности, малые искажения, низкий уровень шумов.

Различают двух- и трёхвыводные электретные микрофоны (Рис. 3.37, а, б). Чтобы легче было идентифицировать выходящие из микрофона провода, их намеренно делают разноцветными, например, белый, красный, синий.

Рис, 3.37. Внутренние схемы электретных микрофонов: а) два провода связи; б) три провода связи.

Несмотря на имеющиеся внутри микрофона транзисторы, подавать сигнсш с него прямо на вход МК недальновидно. Нужен предварительный звуковой усилитель. При этом без разницы, встроен ли усилитель в канал АЦП М К или он является отдельным внешним узлом, собранным на транзисторах или микросхемах.

Электретные микрофоны похожи на пьезодатчики вибрации, но в отличие от последних имеют линейную передаточную и более широкую частотную характеристики. Это позволяет без искажений обрабатывать звуковые сигналы человеческой речи, в чём, собственно, и состоит прямое назначение микрофона.

Если рассортировать электретные микрофоны производства стран СНГ в порядке улучшения их параметров, то получится следующий ряд: МД-38, МД-59,

МК-5А, МКЭ-3, МКЭ-5Б, МКЭ-19, МК-120, КМК-51. Диапазон рабочих частот составляет от 20…50 Гц до 15…20 кГц, неравномерность амплитудно-частотной характеристики 4… 12 дБ, чувствительность на частоте 1 кГц - 0.63… 10 мВ/Па.

На Рис. 3.38, а, б показаны схемы непосредственного подключения электрет- ных микрофонов к М К. На Рис. 3.39, а…к показаны схемы с транзисторными усилителями, а на Рис. 3.40, а…п - с усилителями на микросхемах.

Рис. 3.38. Схемы непосредственного подключения электретных микрофонов к МК:

а) прямое подключение микрофона ВМ1 к М К возможно в том случае, если канал АЦП имеет внутренний усилитель сигнала с коэффициентом не менее 100. Фильтр R2, С/уменьшает низкочастотный фон от пульсаций питающего напряжения +5 В;

б) подключение стереомикрофона ВМI к двухканстьному АЦП МК, который имеет внутренний усилитель. Резисторы R3, ограничивают ток через диоды МК при сильных ударах по корпусу микрофона или по самой пьезопластине.

в) транзистор VTI должен иметь как можно более высокое усиление (коэффициент hjy^)’,

г) резистором R3 подбирают напряжение на коллекторе транзистора VT1, близкое к половине питания (для симметричного ограничения сигнала от микрофона ВМ 1)\

д) цепочка /?/, С1 снижает амплитуду сетевых пульсаций от источника питания +5 В, в связи с чем уменьшается нежелательный «рокот» с частотой 50/100 Гц. Здесь и в дальнейшем буквы «с», «б», «к» будут обозначать цвет проводов микрофона «синий», «белый», «красный»;

е) упрощённое подключение трёхвыводного микрофона BMI. Отсутствие резистора в эмиттере транзистора VTI уменьшает входное сопротивление каскада;

ж) удалённый «микрофон-двухполюсник» с фантомным питанием транзисторов VTI, VT2 через резистор R5. Резистором R1 подбирают напряжение +2.4…+2.6 В на эмиттере транзистора VT2. Аналоговый компаратор МК фиксирует моменты, когда сигнал от микрофона больше определённого порога, который задаётся резистором R7\0

з) транзистор работает в режиме отсечки, в связи с чем синусоидальные звуковые сигналы от микрофона ВМI становятся прямоугольны-ми импульсами;

и) подключение трёхвыводного микрофона ВМI по двухпроводной схеме. Микрофон ВМ1 и резистор R1 можно поменять местами. Резистором R2 подбирают напряжение на входе МК, близкое к половине питания;

к) резистором подбирают напряжение на входе МК, близкое к +1.5 В.

а) трансформаторная раз1^язка позволяет вынести элементы ВМ1, DAI, GBJ, Т1 на большое расстояние, при этом следует защитить вход МК диодами Шоттки. Ток потребления микросхемы DA / сверхнизкий, что позволяет не ставить выключатель в цепь батареи GB1\

Рис. 3.40. Схемы подключения электретных микрофонов к М К через усилители на

микросхемах {продолжение):

б) усилитель для микрофонной «светомузыки». Резистором R4 устанавливают порог срабатывания аналогового компаратора МК в пределах 0…+3 В;

в) «электронный шумомер». На положительный вывод аналогового компаратора МК поступает сглаженное напряжение, пропорциональное среднему уровню сигнала от микрофона ВМ1. На отрицательном выводе аналогового компаратора программно формируется «пила»;

г) резистором R3 регулируется симметрия сигнала, а резистором R5 - коэффициент усиления ОУ DAL Продетектированный сигнал (элементы VDI, VD2, СЗ, С4) поступает на вход МК. Измерение среднего уровня звука проводится внутренним АЦП;

д) нестандартное применение «светодиодной» микросхемы Z)/l/фирмы Panasonic. Возможные замены - LB1423N, LB1433N (фирма Sanyo), ВА6137 (фирма ROHM). Переключателем ЗЛ1 задаётся чувствительность в пяти градациях по логарифмической шкале: -10; -5; 0; +3; +6 дБ;

е) коэффициент усиления каскада на ОУ Z)/4/ зависит от отношения сопротивлений резисторов R4, R5. АЧХ в области низких частот определяется конденсатором С/;

ж) коэффициент усиления каскада на ОУ Z)/l / задаётся отношением сопротивлений резисторов R5, R6. Симметричность ограничения сигнала зависит от отношения резисторов R3, R7\

з) микрофонный усилитель с плавной регулировкой уровня звука резистором R5\

и) двухкаскадный усилитель с распределённым коэффициентом передачи: Ку= 100 {DAI.I), Ку= 5 {DAI.2). Делитель на резисторах R4, /?5 задаёт смещение, которое немного меньше, чем половина питания. Это связано с тем, что ОУ DA / не имеет характеристику «rail-to-rail»;

Рис. 3.40. Схемы подключения электретных микрофонов к МК через усилители на

микросхемах {продолжение):

к) ёмкость конденсатора С4ъ некоторых схемах увеличивают до 10…47 мкФ (улучшение параметров проверяется экспериментально);

л) «левая» половина ОУ DAI усиливает сигнал, а «правая» половина включена по схеме повторителя напряжения. Такое решение обычно применяется, когда МК находится на значительном удалении от усилителя или требуется разветвить сигнал на несколько направлений;

м) резисторы R2, R4 переводят инверторы логической микросхемы DDI в усилительный режим. Резистор R3 можно заменить конденсатором ёмкостью 0.15 мкФ;

н) специализированная микросхема DA1 (фирма Motorola) реагирует только на звуковые сигналы голоса человека;

о) штеккер, вставляемый в гнездо XS1, автоматически разрывает связь между конденсаторами С/ и С2, при этом внутренний микрофон ВМ1 отключается, а внешний звуковой сигнал подаётся на вход DAL /. Оба усилителя микросхемы Z)/l/ имеют выходные уровни «rail-to-rail»;

п) резистором устанавливается симметричность ограничения сигнала на выводе 1 микросхемы DA 1. Транзистор VTI совместно с элементами R5, СЗ выполняет функцию детектора.^

3.5.2. Микрофоны электродинамические

Основными элементами конструкции электродинамических микрофонов являются катушка индуктивности, диафрагма и магнит Диафрагма микрофона под воздействием звуковых колебаний приближает/отдаляет магнит от катушки, в связи с чем в последней возникает переменное напряжение. Всё, как в школьных опытах по физике.

Сигнал от электродинамического микрофона слишком слабый, поэтому для сопряжения с МК обычно ставят усилитель. Его входное сопротивление может быть низким. Соединительные провода от микрофона к входному усилителю надо экранировать или уменьшать по длине до 10… 15 см. Для устранения ложных срабатываний рекомендуется обернуть капсюль поролоном и не прикручивать микрофон жёстко к стенке корпуса.

Типовые параметры электродинамических микрофонов: сопротивление обмотки 680…2200 Ом, максимальное рабочее напряжение 1.5…2 В, рабочий ток 0.5 мА. Важное практическое следствие - электродинамические микрофоны

легко отличить от электретных (конденсаторных, пьезокерамических) по наличию омического сопротивления между выводами. Исключение из правила составляют промышленные микрофонные модули, содержащие внутри корпуса транзисторный или интегральный усилитель.

Заменить электродинамический микрофон можно электретным через переходник, изображённый на Рис. 3.41. Конденсатор С2 корректирует АЧХ в области верхних частот. Делитель на резисторах R1, создаёт рабочее напряжение для микрофона BML Конденсатор С1 служит фильтром по питанию.

Рис. 3.43. Схемы подключения динамических громкоговорителей к входу МК:

а) транзисторный усилитель датчика ударов с применением громкоговорителя BAI. Чувствительность регулируется резисторами RI, R2. Конденсатор С2сглаживает пики сигналов. Конденсатор С/ необходим, чтобы база транзистора VT1 не соединялась с общим проводом через низкое сопротивление громкоговорителя BAI;

б) транзистор VTI является усилителем с общей базой. Его особенность состоит в низком входном сопротивлении, которое хорощо согласуется с параметрами громкоговорителя BAI. Резистором RI задают рабочую точку транзистора VTI (напряжение на его коллекторе), чтобы получить симметричное или асимметричное ограничение сигнала. Резистором R3 регулируют порог (чувствительность, усиление);

в) функцию микрофона выполняет головной телефон BAI. Он имеет более высокое сопротивление обмотки, чем низкоомный громкоговоритель, что увеличивает чувствительность и облегчает его подключение к МК. Резистором RI регулируется амплитуда сигнала;

На Рис. 3.43, а…г показаны схемы подключения динамических громкоговорителей к входу МК в качестве микрофонов.

г) часть схемы переговорного устройства, в котором громкоговоритель BAI попеременно выполняет функцию микрофона и динамика. МК определяет состояние «Приём/Передача» по НИЗКОМУ/ВЫСОКОМУ уровню на линии входа (ВЫСОКИЙ уровень от резистора R4, а НИЗКИЙ - от и BAI). Если МК имеет АЦП с внутренним усилителем, то можно «прослушать» разговор в тракте. Кроме того, если линия МК будет переведена в режим выхода, то с её помощью можно генерировать различные звуковые сигналы в УНЧ (через R3, VD1, R2, С2).

Статья посвящена некоторым особенностям построения усилителя на наиболее мощных и сравнительно малогабаритных лампах из серии, известной под названием «телевизионные». В значительном объёме в тексте приведены рассуждалки по смежным темам. Как ни странно именно смежные области имеют крайне существенное значение для обеспечения результирующего качества усилителя. Например, именно согласующие трансформаторы радикально влияют на звук, а вовсе не лампы. Исправные лампы практически не влияют на характеристики усиления звука. Однако лампы красиво выглядят и светятся в темноте. И, наверное поэтому, наименования ламп производят впечатление решающих признаков качества изделия. Уже по внешнему виду заметна солидность пузатых стеклянных баллонов 6П45С. Учитывая традиционный для совдеп-ламп запас по мощности, можно построить двухтактный усилитель, в котором рассеяние анодов можно увеличить до 45-50 ватт. При таком большом рассеянии тепловыделение будет огромным. Это конечно же недостаток. Зато, как утверждают ГУРУ, качество звука в режимах, близких к А, можно получить превосходное. Моё отношение к такому экстриму - осторожное. Не сторонник я режима "А" в ламповом усилителе. Вторым неудобством 6П45С можно считать верхнее расположение анодного вывода. Кроме того, накальный ток 2,5 ампера и нагреваются лампы очень сильно, что также неудобно. Поэтому следует предусмотреть конструкцию с закрытым сеткою верхом, или хотя бы с перекладинами. Для теплоотведения можно рекомендовать применение малошумных компьютерных вентиляторов на +12VDC, с автоматически включением при нагреве корпуса свыше 50 градусов.

Учитывая изрядную мощность выбранных ламп, следует обратить пристальное внимание на проектирование блока питания. Нужно заметить, что традиционное легкомысленное отношение многих телезрителей к источнику питания лампового усилителя не годится. Блок питания усилителя это его силовая установка, сердцевина конструкции и источник всего успеха. Силовую установку нужно создавать крайне основательно и именно по блочному принципу. А начинающим ламповикам нужно научиться быстро и точно подсчитывать требуемую мощность трансформаторов питания. Лучше ориентироваться на режим максимального потребления и приближённо подсчитать суммарную мощность обмоток трансформаторов. Вначале надо рассчитать мощности, рассеиваемые на всех анодах. В предельном режиме 4 лампы могут рассеять 40х4=160 Вт. Мелкие лампы рассеивают в анодах 4-6 Вт. Затем нужно добавить в кучу мощность, которую запланировано отправить в нагрузку, например 50х2=100 Вт. Накальные цепи мощных ламп потребляют 2,5х4х6,3=63 Вт. Мелкие лампы по накалу съедят 12-14 Вт. Итого, получается результирующее потребление величиной 260+75=335 Вт. Проектное значение КПД двухканального усилителя не превышает 30%.

Мощность силовых трансформаторов можно несколько уменьшить, поскольку максимальный режим – применяют крайне редко. При проектировании трансформаторных блоков питания учитывают большую перегрузочную способность трансформаторов. По этой причине обычно так и поступают при создании серийных усилителей, уменьшая установленную мощность БП процентов на 20-30%. Такое решение вполне позволительно, однако для усилителей высокого уровня, изготавливаемых в единичном экземпляре, так лучше не делать. Кроме того, накальные мощности уменьшить не получится, поскольку тепловые потери обмануть нельзя. Не следует и завышать величину установленной мощности трансформаторов, поскольку это неоправданно увеличивает массу изделия. Помните, при рассчитанном значении мощности трансформаторов блока питания, полученные номиналы соответствуют высоким температурам эксплуатации. Поэтому нагревание трансформаторов до 60 градусов не должно быть неожиданностью для конструктора. Если же в голове телезрителя есть представление, что железо должно быть холодным, то все мощности следует увеличить вдвое и приготовиться к тому, что масса усилителя 15 Вт станет 35-40 кг.

По моему мнению, наиболее перспективным схемным решением для двухтактных ламповых усилителей высокой энергоэффективности следует считать согласующий каскад на дифференциальной паре трансформаторов. Достоинства такой схемы полностью перекрывают её недостатки. Любые рассуждения про рукопашную намотку согласующих трансформаторов в ламповом усилителе я отношу к перфекционизму. Для мня, это представляется одним из способов самоутешения конструктора или одним из маркетинговых шагов в обосновании экстремальной стоимости усилителя. Самостоятельная намотка – вредное излишество и глупость. Сама по себе рукопашная намотка трансформаторов в двухтактный усилитель это занятие технически не сложное. Но изготовление симметричной пары, занятие уже не простое. Ручное же изготовление идентичной четвёрки трансформаторов, для дифференциального последовательного включения, это немыслимый по сложности проект. Для однотактных усилителей создание симметричных трансов реально, поскольку по технологии Игнатенко можно применить постукивание молотком при подгонке воздушного зазора на клею, по стыкам сердечников. Характеристики железа для трансформаторов с зазором особого значения не имеют, поскольку зазор в 1000 и более раз демпфирует магнитные свойства сердечника.

Пример схемы первого уровня покзан ниже. Здесь анодное напряжение достаточно высокое, а сетки включены по ультралинейной схеме к симметричным 42% отводам трансформаторных обмоток, относительно центра анодного питания +330 вольт. Это не есть хорошо, поскольку по теории вторые сетки должны иметь напряжение поменьше, нежели аноды. А на практике такое включение наряду с достоинствами ультралинейной схемы может иметь недостаток - возникновение дополнительных искажений, описанных у Игнатенко. Поэтому можно рассмотреть альтернативный вариант ультралинейного включения по другой схеме, показанной в статье ниже. Особенностью именно этих схем является включение выходного каскада с раскачкой от катодных повторителей. Любителям известно, что телевизионные лампы отличаются малой чувствительностью. Поэтому приходится прибегать к дополнительным ухищрениям, применять предварительные каскады с динамической нагрузкой или ставить дополнительные мощные драйверы. Применение схемы с пеосрадственными связями несколько усложняет настройку, зато позволяет избежать применения разделительных конденсаторов. Практическое повторение показанных здесь схем следует выполнять с применением ламп 6Н1П, с тщательно подобранными половинками по условию симметрии. Да и выходные лампы в этом варианте нужно подобрать по равенству напряжения смещения. Есть общие рекомендации для построения двухтактных усилителей высокого уровня. Применять нужно симметричные лампы, при этом геммороя будет значительно меньше. А в этих конкретных схемах это уже не пожелание, а требование.

В высокоэффективных согласующих трансформаторах зазоров нет, поэтому результат зависит только от качества намотки, равенства витков, качества сборки и нелинейности характеристик железа. Последние два условия – крайне трудно обеспечить в реальности. Здесь с ходу нужно закладывать расхождение режимных параметров примерно в 10%. А установить это расхождение на практике можно лишь путём измерения готового изделия. А когда расхождение обнаруживают, то готовый транс спокойненько можно нести на помойку, поскольку такой разброс не позволит построить энергоэффективный усилитель. Для требования ювелирной точности можно пойти по пути отбора симметричных пар из кучки буржуйских выходных трансформаторов, но сколько это будет стоить денег, даже представить трудно. Нужно понимать, что очень хороший результат в усилителе даёт расхождение нагрузочных характеристик трансформаторов не более 2-3%. Причем любопытно то, что такая разница токов ХХ вовсе не гарантирует равенство ЭДС обмоток при последовательном включении! Эта особенность описана у меня в методике подбора трансформаторов, здесь на сайте. Как правило, из 4-5 трансформаторов с примерно одинаковым током холостого хода 10-12 мА, только два изделия дают симметричную пару. Остальные разъезжаются в 8-10% и к ним приходится подбирать пару из соседних значений 8-10мА или 14-16мА по токам ХХ.

Представленные здесь объяснялки показывают глубину пропасти на пути построения высококачественного и энергоэффективного усилителя с дифференциальной парой согласующих трансформаторов на выходе. Если же требования к симметрии несколько загрубить, например до 15-20% расхождения ЭДС, то подбор пар выполнить существенно проще. При этом на этапе настройки усилителя кривизну ОС по переменному току нужно непременно выправлять регулировками по приборам врукопашную. Прямой связи с качеством усиления звука здесь найти не удастся, поскольку её нет. Не нужно думать, что усилитель с кривыми трансформаторами будет звучать значительно хуже. Не заметить этого на слух, даже на средней мощности. Схемы на лампах, как правило, автобалансные и терпят кривизну легко. А регулировка позволяет выровнять характеристики звукового тракта. Нужно просто отдать себе отчёт, что предельные режимные параметры у такой конструкции будут действительно меньше. Например, не поедет машинка с надписью Бугатти со скоростью 299 по трассе до Абакана. Доступный предел скорости окажется всего лишь каких-то 150 км/час. С полной ответственность заявляю, что слепое прослушивание усилителей с лампами, работающими на разных участках, даже очень разных рабочих характекристик достоверно опознано экспертами не будет. Нету таких людей, которые различают разные спектры гармоник, красиво смешанные внутри музыкального ряда. По приборам, безусловно установить разницу спектрального состава можно. Но только по приборам. Поэтому для экспертов останется только чмокание губами и покачивание головой, это мол нравится, а это не нравится. Причём не факт, что конкретным людям с испоченным мироощущением понравится более ровный частотный спектр, без выдающихся гармоник.

Начинающим конструкторам следует помнить, что в реальности ситуация еще проще. Если требования к изделию снизить еще больше, то при настройке усилителя получится выправить и более значительную кривизну, или по крайней мере, сгладить её последствия. При этом кривыми могут быть и сами лампы. Но даже применяя корявые лампочки можно задвинуть их на разные рабочие характеристики. При этом, находясь в кривых режимах, лампы смогут в разумных пределах выдавать в нагрузку мощность неискаженного сигнала, вполне достаточную для комфортного восприятия звука. Разницу легко понять в сравнении, показанном ниже. Сделанный без ухищрений красивый и компактный китайский домкрат с надписью 12 тонн легко поднимет Кукурузер, но его не следует применять для Камаза. Ведь Камаз он поднимет всего один раз. А если такого жесткого тестирования не делать, то водитель Кукурузера будет доволен малыми жигулёвскими габаритами домкрата и надписью 12 тонн и никогда не узнает реальности. Это обыкновенный маркетинг, ой описка в тексте, - это обыкновенный обман.

Пример схемы второго уровня показан ниже. Разделение на уровни конечно же условное, выходные трансформаторы совершенно одинаковые. Количество обмоток фиксированное. А присопособить эти обмотки под катодные ОС или под сеточные - это дело вкуса. Главное выполнить безошибочную распайку, для чего есть обыкновенный метод "научного тыка". Правильно собранный и работоспособный усилитель достаточно чувствителен к трансформаторным обратным связям, поэтому любое их неправильное включение чревато резким ухудшением режима. А вариант правильного включения обмоток всего один. Вот его и нужно обнаружить при настройке усилителя с ОС.

В целом можно заключить, что лампа 6П45С представляет собой отличный мотор, пригодный для построения динамичного и практически всеядного усилителя. Абсолютно реально выполнить сдваивание тетродов для увеличения мощности. Надо с большой осторожностью отнестись к авторам картинок, на которых вместо классического тетрода лампу 6П45С изображают в виде пентода. Это неправильное изображение. Отсюда следует исходить в оценке достоверности и результирующей авторитетности схемотехники и авторских рассуждалок. В продолжение этой статьи на сайте запланирована другая статья - об особенностях подбора ламп 6П45С.

В завершении изложения смею уверить, что все описанные на сайте железки можно приобрести за рубли. Для того, чтобы купить усилитель на 6П45С по цене от 45К, покупателю достаточно просто договориться с продавцом, предпочтительно на русском языке. Алгоритм выполнения обязательств по договорам поставки (купли-продажи) следующий. Заинтересованная сторона звонит мне по телефону в разумное время в Красноярском часовом поясе. Мы живо обсуждаем детали контракта. Затем покупатель зачисляет на мой телефонный номер платёж размером 1% от стоимости приобретения. Это служит признаком серьёзности намерения покупателя и позволяет мне, при необходимости, оперативно позвонить в ответ. После обсуждения по телефону я отправляю на электронную почту партнёра коммерческое предложение, с характеристиками товара, гарантийными обязательствами и сроками поставки. Далее, путём переписки переговоры завершаются и покупатель перечисляет на мой счёт 20% от стоимости преобретения. Оставшиеся 79% суммы на счёт поставщика перечисляются после получения покупателем уведомления о готовности поставки. Пожалуйста помните, предоплата за железки 100%. Поэтому покупатель может и сразу перечислить всю сумму, уже на первом этапе переписки, но только после моего письменного согласования. Никаких движений с моей стороны без предварительной оплаты нет. Советы бесплатные. Доставка железок почтой России или транспортной компанией за счёт покупателя. Возможен самовывоз по договорённости. В случае отказа покупателя от сделки возврат платежей не производится.

Евгений Бортник, Красноярск, Россия, ноябрь 2017 года

Представляю свою версию однотактного усилителя на лампе 6п45с. За основу взята схема А.МАНАКОВА

Мне не удалось найти 6э5п, поэтому решил попробовать 6п15п и 6п14п. Мне показалось, что 6п14п звучит лучше, к тому же она более доступна.

Лампа 6п45с при фиксированном смещении ведет себя не стабильно (плывет ток). При автосмещении большая рассеиваемая мощность на катодном резисторе. Я выбрал компромиссный вариант - полуавтоматическое смещение.

Катодный резистор 150 ом зашунтирован конденсатором 2200мкф* 35вольт. На сетку подано отрицательное смещение от отдельного маломощного трансформатора (можно домотать доп. обмотку наТС-180). Я использовал 12в транс от маломощного блока питания(50-200ма) включив вторичку на накальную обмотку 6,3в.

В качестве силового использован ТС-180. Лучший вариант: использование двух ТС-180 (два моноблока) или одного ТС-270.

Схема усилителя

В качестве выходного можно применить ТС-180 без переделки, но лучше перемотать, так как без перемотки будет спад по верхам и низам. Первичная обмотка (750 витков на каждой катушке, диаметр провода 0,3-0,35мм) находится между частями вторичной (120+120витков на каждой катушке, диаметр 0,6-0,7мм). Две первичные обмотки соединяются последовательно, четыре вторичные - параллельно (на нагрузку 8 ом). Лучше конечно приобрести фирменный транс, но это стоит денег и не малых. Решать вам. Многие считают, что из железа ТС-180 не сделать хороший транс. Может это не идеал, но на халяву…

Тем не менее, вот что получилось- Fн-23гц. Fв-26000гц на уровне -1db.Измерялось на мощности 4 ватта. Мощность до ограничения-8вт. Максимальная-12вт.

Нашел у Клауса статью “Варианты фиксированного смещения” и решил поэкспериментировать с 6п45с. Результат порадовал. Вариант для 6п45с-напряжение смещения -125вольт подается через стабилитрон на 72 вольта. При изменении сетевого напряжения от 160 до 250 вольт мощность на аноде остается практически постоянной.

НАСТРОЙКА. Настройка заключается в подборе резистора R4 в цепи 2й сетки 6п14п по максимуму усиления и регулировка тока анода 6п45с подстроечным резистором R10 по падению напряжения на R9-0,165вольт.