Schmales Mikrofon. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Um die Stimmen von Vögeln, Tieren, Meeresrauschen usw. aufzunehmen, benötigen Sie ein Mikrofon, das über eine enge Richtcharakteristik verfügt und Fremdgeräusche wirksam unterdrückt. Das Problem kann mit dem in diesem Artikel beschriebenen Gerät gelöst werden.

Das Mikrofon enthält einen Vorverstärker, dessen Ausgangssignalpegel ausreicht, um es an ein Tonbandgerät anzuschließen. Die Richtcharakteristik des Mikrofons erhöht das Verhältnis von Nutzsignal zu akustischen Störungen am Verstärkereingang deutlich und ermöglicht eine hochwertige Verstärkung und Aufnahme von Geräuschen aus entfernten Quellen.

Ein Mikrofon mit schmaler Richtcharakteristik besteht aus einem dynamischen Mikrofon selbst (MD-38, MD-45, MD-200) und einem rauscharmen Verstärker, der in einem speziellen zylindrischen Gehäuse untergebracht ist. Die Charakteristik dieser Mikrofone weist im Frequenzbereich 50...15000 Hz eine Ungleichmäßigkeit von 8...12 dB auf. Bei einem Ausgangssignalpegel von 0,2...0,5 V beträgt die erforderliche Spannungsverstärkung des Mikrofonverstärkers 50...55 dB und das Signal-Rausch-Verhältnis ist nicht schlechter als 60...65 dB. Nichtlinearer Verzerrungskoeffizient - nicht mehr als 0,2 %. Der Verstärker muss eine gute Temperaturstabilität aufweisen und einen geringen Strom aus der Stromquelle verbrauchen, bei der es sich um eine wiederaufladbare Batterie oder eine Batterie aus galvanischen Zellen handelt.

Diese Anforderungen werden durch den Verstärker erfüllt, dessen Schaltung in Abb. dargestellt ist. 1. Es basiert auf dem Wiedergabeverstärker des Mayak-001 – Stereo-Set-Top-Box-Tonbandgeräts. Die erste Stufe ist auf einem rauscharmen Siliziumtransistor VT2 aufgebaut, die zweite auf einem Operationsverstärker (Operationsverstärker) DA1. Das Mikrofon VM1 ist direkt mit der Basisschaltung des Transistors VT2 verbunden und arbeitet im Mikrostrommodus, wodurch Sie das erforderliche Signal-Rausch-Verhältnis erhalten.

Eine Besonderheit des Verstärkers ist die Verwendung zweier unabhängiger OOS-Schaltkreise. Der erste von ihnen, bestehend aus R5, VT1, C2, R1, C1, sorgt für die Temperaturstabilisierung des DC-Eingangsstufen-Betriebsmodus und der zweite (C3, R4) bildet den erforderlichen Frequenzgang des Verstärkers. Der Spannungsübertragungskoeffizient des Verstärkers (50 dB) entspricht ungefähr dem Verhältnis der Widerstände der Widerstände R4 und R2; er kann durch Auswahl eines von ihnen (z. B. R4) praktisch ohne Änderung des DC-Betriebsmodus geändert werden des Geräts. Der Kondensator C3 bestimmt die obere Frequenz des verstärkten Signals, die 15 kHz beträgt.

Der Teiler R6 - R9 dient dazu, einen künstlichen Mittelpunkt zu schaffen und die erforderliche Vorspannung an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA1 (Pin 5) zu liefern. Die R2C1-Schaltung bestimmt die untere Grenze der verstärkten Frequenzen, die bei etwa 20 Hz liegt. Vom Ausgang des Verstärkers (Pin 10 des Operationsverstärkers) gelangt das verstärkte Signal über den Kondensator C7 zum Pegelregler – variabler Widerstand R10 und von seinem Schieber zum Anschluss X2. Die Pins 2 und 4 des Steckers sind der Netzschalter. Wenn das Tonbandgerät an den Anschluss angeschlossen ist, wird der Verstärker über diese Kontakte mit Strom von der Batterie GB1 versorgt. Der Verstärker verbraucht einen Strom von ca. 2,5 mA aus der Quelle, seine Funktionalität bleibt erhalten, wenn die Versorgungsspannung auf 5 V reduziert wird.

Die Teile des Vorverstärkers, bis auf den Widerstand R10, sind auf einer Leiterplatte (Abb. 2) aus einseitiger Glasfaserfolie untergebracht.

Widerstände R1 - R9 - MLT, C1-4, C2-33, variabel R10 - SPZ-4. Kondensatoren C1, C2, C4 - C8 - fremd, ähnlich K50-35; C3, C6 – CT1, CD. Anstelle von VT1 können Sie die Transistoren KT3102 mit den Buchstabenindizes A - V, D, KT342B, KT358D und anstelle von VT2 - KT3107 mit den Indizes L, F verwenden, mit etwas schlechteren Ergebnissen - D, I, K. Operationsverstärker DA1, außer dem im Diagramm angegebenen, K153UD2 sowie KR140UD608, K140UD6, KR140UD708, K140UD7 sind unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Pinbelegung geeignet. Darüber hinaus verfügen die Mikroschaltungen mit Ausnahme von K153UD2 über interne Korrekturschaltungen, sodass kein Kondensator C6 installiert werden muss.

Der Verstärker erfordert praktisch keine Einrichtung; Sie müssen lediglich überprüfen, ob die Betriebsarten mit denen im Diagramm übereinstimmen. Abhängig von der Empfindlichkeit des verwendeten Mikrofons kann es erforderlich sein, die Verstärkung durch Auswahl des Widerstands R4 anzupassen.

Das in [1] beschriebene Mikrofondesign ist in Abb. dargestellt. 3. Seine Basis ist ein zylindrisches Gehäuse 1 mit einem Durchmesser von 60...65 und einer Länge von 450...600 mm, das einfach aus Zeichenpapier zusammengeklebt werden kann.

Um die Schallreflexion von den Wänden zu reduzieren, ist die Innenseite des Gehäuses mit einer Schaumgummischicht 2 bedeckt. Die Mikrofonkapsel 3 ist mit Drahtringen 4 und Gummispannern 5 am Gehäuse befestigt. In der Nähe ist ein Verstärker 6 platziert Mikrofon, eingeschlossen in einem Schirm, zum Beispiel aus Zinn aus einer Dose Kondensmilch. Unter dem Verstärker befindet sich eine Leistungsbatterie 10. Die Rückseite des Gehäuses ist mit einem Deckel 7 verschlossen, an dem der Anschluss 9 und ein variabler Widerstand 8 (R10) befestigt sind. Zur einfacheren Handhabung ist am Koffer eine Griffhalterung 11 aus 5 mm dickem Polystyrol angebracht. Daran ist eine Mutter 12 befestigt, mit der das Mikrofon auf einem Fotostativ montiert werden kann.

Mit einem eng ausgerichteten Mikrofon können Sie Geräusche aus einer Entfernung von mehr als 100 m aufnehmen. Noch bessere Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn Sie das Design des Mikrofons ändern – platzieren Sie es in der Mitte eines Parabolreflektors oder statten Sie es zusätzlich mit einem Satz aus Resonanzröhren [2, 3].

In jedem Design können Sie durch Erhöhen der Reichweite des Mikrofons die Bandbreite des Verstärkers verringern. In Abb. Abbildung 4 zeigt ein Diagramm eines Verstärkers, der im „Telefon“-Frequenzband – 280...3400 Hz – arbeitet. Es ist auf zwei Operationsverstärkern aufgebaut, die Teil des rauscharmen Verstärkers K157UD2 sind.

Die Kaskaden sind identisch und in Reihe geschaltete invertierende Verstärker. Die untere Grenze des Durchlassbereichs jeder Verstärkerstufe wird durch die Elemente R1, C1 und R2, R3, C2 und die obere Grenze durch R4, C3 und R5, C4 bestimmt. Die Kondensatoren C5, C6 dienen der Frequenzkorrektur des Operationsverstärkers, der Teiler R6R7 bildet einen künstlichen Mittelpunkt. Die Kondensatoren C7, C8 umgehen den Stromkreis des Operationsverstärkers. Der variable Widerstand R2 ist ein Signalpegelregler; mit seiner Hilfe kann die Verstärkung des Geräts im Bereich von 50 bis 64 dB geändert werden.

An den Verstärkerausgang (Pin 9 des DA1-Chips) können Kopfhörer mit einem Widerstand von 16...100 Ohm angeschlossen werden. Bei einer Versorgungsspannung von 6...9 V arbeitet der Verstärker stabil und die an der Last abgegebene Leistung reicht zum Hören völlig aus. Wenn ein anderer Operationsverstärkertyp verwendet wird, ist möglicherweise ein strombegrenzender Widerstand mit einem Widerstandswert von 5...4 Ohm zwischen seinem Ausgang und dem Verbindungspunkt zwischen den Elementen R3, C5 und den Pins 2, 33 des Steckers X47 erforderlich.

Eine Zeichnung einer Leiterplatte und ein Layout der darauf befindlichen Elemente sind in Abb. 5 dargestellt. XNUMX.

Die Kondensatoren C1 – C4 können aus den Serien K10-17, K10-47, K73-5, K73-9, K73-17 sein; C5, C6 - CT1, CD. Als Operationsverstärker können Sie KR1434UD1, ein Analogon von K157UD2, sowie K140UD20 verwenden. In der letzteren Version muss die Zeichnung der Leiterplatte korrigiert werden, nicht zu vergessen der Strombegrenzungswiderstand am Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (Pin 10 der Mikroschaltung K140UD20). Widerstand R2 ist SP4-1, die übrigen Elemente sind die gleichen wie im vorherigen Design.

Dieser Verstärker erfordert auch keine Einrichtung; Sie müssen lediglich sicherstellen, dass zwischen den Pins 2 und 3, 5 des Steckers X2 keine Spannung anliegt.

Literatur

1. Vdovikin A. I. Unterhaltsame elektronische Geräte. - M.: Radio und Kommunikation, 1981.
2. Nikolaev Yu Überempfindliches Mikrofon. - Radio, 1992, Nr. 10,
3. Makarov D. Spionageleidenschaften. - Radio, 1995, Nr. 3, p. 40, 41; Nr. 4, p. 44-46.

Autor: V. Mosyagin, Weliki Nowgorod

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