Найти тему
УЧИМСЯ САМИ

Связь по световому лучу - 2 (микрофонный усилитель)

Начнем не спеша подготавливать все необходимое для окончательной сборки оптической системы связи. Любая связная аппаратура неизбежно содержит много узлов для работы и на прием, и на передачу, так что начнем потихоньку заготавливать необходимое. Начнем со вспомогательного узла, но который надо отладить как следует, чтобы не было соблазна после сборки основных узлов тяп-ляп что-то впопыхах приспосабливать, а потом разочаровываться в работе аппаратуры.

Раз нам нужна возможность передавать речевой сигнал с микрофона, то нужен микрофонный усилитель. Довольно чувствительный, так что для уверенного получения нужного уровня сигнала надо собирать 2 каскада. Вы сразу подумали о нашем старом усилителе? Но мы сейчас соберем нечто другое. Ведь нам не нужен мощный транзистор на выходе, а вот по напряжению усиление желательно побольше. Да и не особо хочется паять много лишних деталей. Поэтому соберем простую и некогда очень популярную схему двухкаскадного усилителя с непосредственной связью. Между его каскадами нет разделительного конденсатора, ухудшающего, кстати, воспроизведение басов.

Режим по постоянному току сразу обеих каскадов устанавливается подбором одного резистора R9 по напряжению на коллекторе VT2. (детали, требующие подбора, обозначаются звездочкой) Для уменьшения нелинейных искажений сигнала выставьте поточнее 6,5 - 8 В. При увеличении сопротивления R9 это напряжение уменьшается. Поскольку в усилителе полно отрицательных обратных связей по постоянному току через резисторы в эмиттерных цепях транзисторов, то столкнуть его с места непросто. Так что если понадобится изменение режима - меняйте сопротивление резистора энергичнее.

Все это, конечно, снизило бы усиление схемы до очень малой величины, но по переменному току эти цепи зашунтированы конденсатором С7, так что усиление сигнала почти не уменьшается. А что, если емкость конденсатора в такой цепи будет недостаточна, как у С6 ? - Тогда мы получим подъем усиления на высоких звуковых частотах. Это нам очень важно, так как аппаратура, имеющая дело с мощными ВЧ сигналами будет неизбежно содержать множество блокирующих их конденсаторов малой емкости, вроде С5. Такие конденсаторы будут подавлять наводки, а также шумы аппаратуры, но при этом неизбежно заваливать высокие звуковые частоты из-за чего сигнал станет глуховатым, не звонким. А так, благодаря подъему высоких звуковых частот на входе передатчика, мы получим хорошую результирующую частотную характеристику. Кстати, знаменитая система шумоподавления Долби использует похожий принцип.

Примененная нами схема была настолько популярна, что когда начали выпускать первые микросхемы, то и ее сделали в интегральном варианте. К118УН1 (старое название К1УС181) в прямоугольном пластмассовом корпусе и К122УН1 (старое название К1УС121) в круглом металлостеклянном. Естественно, только транзисторы и резисторы - конденсаторы таких емкостей в микросхеме не сформируешь. Микросхемы повышенного качества для специальных применений не имели буквы К перед обозначением. Думаю, читатели сами сообразят, как к этим микросхемам подключать остальные навесные элементы.

Схема внутреннего устройства микросхем К118УН1, красным цветом показано соответствие резисторов обозначениям на нашей схеме. Справа вверху - простейшая типовая схема включения. Снизу - параметры микросхем.
Схема внутреннего устройства микросхем К118УН1, красным цветом показано соответствие резисторов обозначениям на нашей схеме. Справа вверху - простейшая типовая схема включения. Снизу - параметры микросхем.

-3

Микросхемы-усилители 122-й серии. Так как их корпус содержит не 14, а 12 выводов, то нумерация выходов иная.
Микросхемы-усилители 122-й серии. Так как их корпус содержит не 14, а 12 выводов, то нумерация выходов иная.

Честно говоря, особого выигрыша по габаритам такие простые микросхемы, да еще с навесными элементами не дают. Автор однажды собирал приемник, имевший такую микросхему, но достать ее сначала не смог. Так что спаял крохотную 20х12 мм платку со стоящими вертикально резисторами, которая ее и заменила. И нормально втиснулась на положенное место.

Так что автор советует собрать этот усилитель на обычных транзисторах. Перегорит что-то - так хоть детали без труда найдете. А этот антиквариат найти уже не просто. Хотя, если вы хотите показать крутое ретро... Только берите микросхемы с буквенными индексами В, Г или Д в конце обозначения - они рассчитаны на 12 В питание. Микросхемы с индексами А и Б - шестивольтовые, да и усиление у них ниже. Вот так вот - когда-то автору это казалось чем-то прорывным: "Надо же, я уже даже МИКРОСХЕМЫ использую!" А сейчас... ))

Пару слов о других узлах схемы. Детали, установленные на ее печатную плату, обведены голубой рамкой. Для удобства монтажа на плате установлены также и детали стабилизатора напряжения для питания конденсаторного электретного микрофона. То есть, питание микрофона мало того, что отфильтровано от пульсаций и помех фильтрами усилителя R11, С8 и R6, С4, так еще потом и дополнительно стабилизировано. Так что сигнал от микрофона, хоть и очень слабый, но все равно будет чистым. Стабилизатор - простейший, так называемый параметрический. Они были нами описаны в этой статье.

Вам надо из диодов VD1, VD2, как из гирек-разновесов набрать напряжение питания микрофона в 3-4 В. Возможен, например, такой вариант - синий или белый светодиод (2,7 В) + кремниевый диод (0,5 В). Светодиоды берите достаточно мощные, выдерживающие ток хотя бы до 5 мА (заодно он может выполнять роль индикатора включения), а кремниевый диод может быть типа 1N4148 или советские КД521, КД522, Д220, Д223. Самый "шик" - Д220С, специально предназначенный для такой работы.

Можно также использовать два одинаковых красных светодиода (по 2 В каждый). Либо использовать один стабилитрон типа КС136, но в этом случае его надо включать в обратной полярности.

Остальные узлы делаются навесным монтажом. Устройство должно иметь возможность передавать звук не только с микрофона, но и осуществлять более качественную передачу по кабелю с MP3-плеера или компьютера. Для такого подключения установите наиболее удобные вам гнезда ("тюльпан" или иные) и поставьте переменный резистор R3 для регулировки уровня сигнала. Вы можете упростить схему, использовав один резистор для регулировки, только пометив наилучшие положения его ручки для передачи с микрофона или со входа. Или, наоборот, усложнив ее по сравнении с показанной - заменить переключатель входов на 2 постоянных резистора в несколько килоом сопротивлением. Тогда вы сможете микшировать сигналы с микрофона и музыку с плеера. Только учтите, что монтаж цепей сигналов в микрофонном усилителе надо делать экранированным проводом - т.е. таким, у которого сигнал передается центральной жилой, а с общим проводом соединена окружающая его оплетка. Такие провода, в отличие от телевизионного антенного кабеля, более гибкие, так как их центральный проводник - многожильный.

Окончательно убедиться в нормальном функционировании всей системы можно, подключив к ее выходу через конденсатор в несколько десятков микрофарад наушники, желательно высокоомные.

Если вы решите делать микрофонный усилитель на антикварных микросхемах, то плату вам придется разрабатывать самим. А чертеж платы транзисторного варианта я постараюсь выложить в ближайшие дни.