На мой слух кстати не такой уж и сердитый. Операционный усилитель LM358P в DIP корпусе на Ali можно купить по цене 5₽ за штуку.
Но главное преимущество данного ОУ не в цене, а в том, что микросхема может работать при низких напряжениях питания:
- от 3.0V до 12V при однополярном питании;
- от ±1.5V до ±16V при двухполярном.
Возможная область применения - самоделки на базе Arduino/ESP где потребуется усиление сигнала микрофона для обработки данных через аналоговый вход, ну и простенький высокочувствительный микрофон для ПК на базе LM358 также можно собрать без проблем.
Подключение электретного микрофона к УНЧ
В местном магазине радиодеталей удалось найти электретный микрофон RUICHI ECM-60P.
- Рабочее напряжение, В 1,5...10
- Диапазон частот, Гц 50 - 16000
- Чувствительность, дБ -56...-72
- Уровень звукового давления, дБ (макс.) - 120
- Потребляемый ток, мА 0,5
- Отношение сигнал / Шум, дБ > 40
- Импеданс, кОм низкий
Внутри микрофона находится однокаскадный усилитель, цель которого, обеспечить тот самый низкий импеданс, для согласования выхода микрофона и входа УНЧ к которому этот самый выход будет подключаться. Микрофон требует внешнего питания. Найти минусовой проводник особого труда не составит - он всегда соединен с корпусом (мультиметр в режиме "прозвонки" в помощь).
Электрическая принципиальная схема УНЧ на ОУ LM358
Собрать простенький УНЧ на базе операционного усилителя не просто, а очень просто. Поковырявшись с деталями на макетной плате получилась следующая схема:
Сопротивление резистора R3 подобрано таким образом, чтобы на микрофоне была примерно половина напряжения питания. Операционный усилитель действует как инвертирующий усилитель коэффициент усиления которого определяется по формуле Ку = -(R2+R2')/R1 т.е. (1....38). Делитель напряжения (R4 и R5) используется для обеспечения смещения выходного сигнала примерно на 1,6V. Это позволяет усиливать как положительную, так и отрицательную части входного сигнала и отображать их на выходе. Такой делитель напряжения обеспечивает меньшее смещение по постоянному току, которое более точно соответствует средней точке динамического диапазона операционного усилителя при питании от 5 вольт.
Зачем нужен конденсатор С3? Диапазон частот, нашего микрофона 50 - 16000Гц. И зачем нам усиливать все остальное? Вспоминаем формулу Ку = -(R2+R2')/ R1. Чем больше частота переменного тока, тем больший ток будет пропускать конденсатор.
Частота 1000 Гц
При частоте 16000 Гц видно, что коэффициент усиления снизился.
Для расчета этого конденсатора существует формула, но поскольку я собирал схему в "железе" я его просто подобрал на слух. А так используя конденсаторы емкостью от 10pF до 82pF можно поэкспериментировать с этим фильтром, ослабляющим высокие частоты. (можно его и вообще не устанавливать).
Прототип и энергопотребление:
При напряжении 5V схема потребляет ток менее 1mA. УНЧ был подключен к входу звуковой карты ПК сконфигурированном как линейный вход.
Для тестирования была использована программа Sound Forge 6.0 В ней есть очень удобный инструмент позволяющий оценить необходимый уровень сигнала.
p.s: Есть вероятность, что сюда по набегут истинные аудиофилы и скажут, что микросхема LM358P абсолютно не пригодна для аудиотехники. Если сомневаетесь, подойдет Вам такое решение или нет - можете скачать аудио-файлик, который был записан через этот усилитель, чтобы принять решение самостоятельно.
p.p.s: При максимальном усилении вполне себе можно записывать звуки на улице, даже при закрытом окне. Для работы с системами распознавания речи, хлопков или общения по скайпу трудно будет придумать, что-то лучше и дешевле. А для записи вокала лучше всё-таки купить профессиональную цифровую звуковую карту и нормальный микрофон. Такая карта стоит в моем компьютере и по качеству записи аудио меня более чем устраивает.
Не думаю, что такое можно собрать на транзисторах КТ3102.
Оглавление канала тут
Всем удачи!