Добрый день!
В данной публикации поговорим об составляющей звукозаписывающего тракта для гидроакустический исследований - усилитель сигнала с гидрофона.
Усилитель — устройство для усиления входного сигнала (например, напряжения, тока или механического перемещения, колебания звуковых частот, давления жидкости или потока света), но без изменения вида самой величины и сигнала, до уровня достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника. Усилители электрического сигнала могут быть на радиолампах, на транзисторах и на операционных усилителях.
Усилитель для гидрофона ничем не отличается от любого другого усилителя (микрофонного, предварительного и т.д.), но должен обладать большим входным сопротивлением от 1 МОм и выше (для гидрофонов из пьезокерамики). Так пьезокерамика это в основном ёмкость, то емкостное сопротивление на низких частотах имеет высокие значения. Поэтому задача усилителя не только усилить слабый сигнал с гидрофона, но и преобразовать высокое сопротивление керамики с относительно невысоким входным сопротивлением АЦП.
Усилитель можно приобрести готовый, существую специализированные фирмы в которых можно приобрести уже готовое измерительное оборудование. Например фирма Zetlab предлагает усилитель заряда ZET-440:
Данный усилитель является не классическим усилителем напряжения, а усилителем заряда (другая схемотехника), подробнее о таком типе вы можете прочитать в интернете.
У фирмы "Брюль и Къер" в продаже есть множества оборудования для акустических исследований, ниже представлен пример одного из усилителей заряда:
Если у вас есть деньги, то проблем купить измерительное оборудование труда не составит на рынке есть множество предложений, но для любителей это всё неоправданно дорого. Поэтому исследователи-любители могут сами собрать самый простой усилитель, например на ОУ.
Самый простой вариант это неинвертирующий усилитель:
При выборе микросхемы ОУ необходимо обратить на следующие параметры:
- Усиливаемая полоса частот;
- Входное сопротивление;
- Входной ток - должен быть как можно меньше;
- Собственные шумы, чем меньше тем лучше;
- Возможность работать от однополярного источника питания;
Схемы в большом количестве вы сможете найти в интернете, если есть умения, то можете сами спроектировать усилитель. Так же для упрощения создания усилителя можно воспользоваться микросхемами инструментального усилителя, например AD620 (не самый новый, но возможен в применении):
Данный усилитель имеет дифференциальный вход и высокое входное сопротивление, а усиление задаётся всего одним внешним резистором. Внутри данный усилитель состоит из трех ОУ:
Готовые модули на AD620 вы можете приобрести в свободной продаже.
На этом всё, кратко я попытался описать для чего нужен усилитель для гидрофона и каким образом возможно достать данный усилитель, в следующих публикация я расскажу о той схеме которую я применяю, а так же немного расскажу как я проверяю параметры своих поделок.
Всем спасибо!