Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Elektronika: Zábava a základy - Eklektický elektretový mikrofon

Tři elektretové mikrofony při pohledu zdola. Vpravo nahoře: z RadioShacku. Vlevo nahoře: z mouser.com. Spodní: z allelectronics.com. Zemnicí svorka je v každém případě na pravé straně.

Mikrofony ve staromódních drátových telefonech byly poměrně těžké, velké a drahé a jejich kvalita zvuku byla hrozná. Díky vývoji materiálových věd v devadesátých letech minulého století jsou elektriky nyní malé, vysoce kvalitní a dostupné z některých zdrojů za méně než 1 USD.

Elektretový mikrofon provádí svou magii dvojicí tenkých elektrostaticky nabitých membrán. Když zvukové vlny přinášejí síly blíže k druhému, malý tranzistor v mikrofonu zesiluje kolísání elektrického potenciálu. Můžeme je dále zesílit, v našich okruzích, a využít je k mnoha účelům.

Materiály

  • Electret mikrofon Většina 8 mm nebo 10 mm elektriky bude pracovat v tomto obvodu, jako je RadioShack # 270-0090.
  • Keramické kondenzátory: 0,1µF (2), 0,68µF, 10µF (2)
  • Elektrolytický kondenzátor, 330µF
  • Rezistory: 22Ω, 1K (2), 1,5K, 3,3K, 10K, 100K (2)
  • Trimry potenciometrů: 10K, 100K
  • Integrované obvody: LM741, LM386 Výrobci mohou těmto obecným číslům součástí předcházet další písmena nebo čísla.
  • Reproduktor: 2palcový nebo 3palcový, 50Ω – 100Ω
  • 9V baterie (2) a připojovací svorky

Alternativní schematické symboly pro elektretový mikrofon.

Testování, testování…

Většina elektrod má dva terminály. Mohou mít připojené vodiče nebo pouze pájecí destičky pro povrchové montáže. Vzhledem k tomu, že podložky jsou poměrně velké, můžete snadno přidat své vlastní vedení v případě potřeby.

Detekce výstupu z elektretového mikrofonu.

Prvním krokem je rozlišení kladných a záporných svorek. Nejsou obvykle žádným způsobem označeny a datové listy mohou být překvapivě neinformativní. Pokud se však díváte na zadní stranu mikrofonu, měli byste vidět kovové „prsty“ vyzařující ven z pláště z jednoho ze svorek. Tyto „prsty“ - vložené do průsvitné těsnicí hmoty - identifikují negativní stranu elektretu, která by měla být připojena k zemi.

Připojte druhý terminál přes odpor 3.3K na kladnou stranu napájecího zdroje 9VDC a měli byste vidět elektret reagující na zvuk při použití elektroměru. Nezapomeňte nastavit měřič na měření AC, nikoli DC. Typický je rozsah od 1mV do 40mV.

Amplifikace

Základní pinouts zesilovače LM741 a zesilovače LM386. Neznačené kolíky mají další funkce; podrobnosti naleznete v technických listech.

Můžeme použít operační zesilovač, který promění milivolty z elektretu na volty. Zde je okruh používající LM741. Zatímco existuje mnoho jednodušších obvodů, tento minimalizuje oscilace a zkreslení. LM741 vystupuje na LM386, základní výkonový zesilovač, který může řídit malý reproduktor.

Obvod zesilovače zvuku.

Všimněte si, že používáme „split power supply“ složený z + 9V DC, –9V DC a 0V (reprezentovaný symbolem země). Chcete-li toto nastavení nastavit, můžete použít pár 9V baterií v sérii, jak je znázorněno níže a vlevo. Ale proč je to nutné?

Rozdělené napájení požadované obvodem může být zajištěno dvěma 9V bateriemi zapojenými do série.

Zvažte, jak jsou vytvořeny zvukové vlny. Všude kolem nás je statický tlak vzduchu, který si lze představit jako nepřítomnost zvuku. Když mluvíte, vytvoříte vlny, které se zvednou nad úroveň okolí, oddělené žlaby, které spadají pod ni. Zesilovač musí tyto fluktuace reprodukovat přesně a relativně pozitivní a relativně negativní napětí jsou nejzřejmějším způsobem.

V našem zesilovacím obvodu, 0,68µF kondenzátor připojí mikrofon přes 1K odpor k op-amp. Kondenzátor blokuje stejnosměrné napětí, aby zastavil zesilovač. Kondenzátor je však transparentní pro střídavý zvukový signál, který chceme zesílit. Mikrofonní signál indukuje kolísání neutrálního napětí poskytovaného děličem napětí a op-amp zesiluje rozdíl mezi těmito fluktuacemi a druhým vstupem, který má stabilní referenční napětí.

Tento odkaz je vytvořen se zápornou zpětnou vazbou z výstupu zesilovače, upraveného trimrem 100K. Negativní zpětná vazba udržuje op-amp pod kontrolou, takže vytváří přesnou kopii vstupního signálu. Chcete-li se dozvědět více zpracování signálů s operačními zesilovači, dejte si pozor Make: Více elektroniky, pokračování mé knihy Značka: Elektronika zveřejnění v květnu 2014.

Aby nedošlo ke kmitání a jinému hluku, udržujte všechny vodiče co nejkratší a součásti pevně zabalte. Dvojice červených a černých vodičů se připojují k 9V bateriím, zatímco žluté vodiče jdou do reproduktoru.

Dělat to

Dvou-bateriové rozdělení napájení má určitá omezení. Výstup nebude hlasitý a může být poškrábaný, zejména pokud vaše dvě 9V baterie dodávají nerovnoměrné napětí. Použijte zastřihovač 100K pro minimalizaci zkreslení a vyžínače 10K pro maximalizaci hlasitosti. Získáte lepší výsledky, pokud máte řádně rozdělený napájecí zdroj, nebo dva 12V AC adaptéry připojené přes samostatné 9VDC napěťové regulátory.

Upřednostňuje se reproduktor 50Ω-100Ω. Mám opravdu dobré výsledky, když jsem použil aligátor klipy pro připojení výstupu z obvodu do mini-jack konektor na reproduktorech počítače, ale pokud uděláte chybu v zapojení, můžete poškodit reproduktory.

Možná vás budou zajímat další nápady, jako je použití zvuku k zapnutí světla nebo spuštění motoru. Pro tento účel, místo audio zesilovače, jako je LM386, může výstup z op-amp spouštět polovodičové relé. Přidá se kondenzátor 100µF mezi výstup zesilovače a uzemnění, aby se signál vyhladil (takže relé „neřekne“) a upraví trimr 100K, dokud není citlivost obvodu vhodná.

Operační zesilovač může napájet svůj výstup (přes kondenzátor kondenzátoru) na vstupní pin mikrokontroléru. Budete muset objevit digitální hodnotu, kterou analogově-digitální převodník uvnitř mikrokontroléru přiřadí různým úrovním zvuku, ale poté můžete naprogramovat různé výstupy pro různé úrovně zvuku.

Analogové audio obvody mohou být složitější než digitální obvody. Naučit se používat elektret je skvělý úvod!

Podíl

Zanechat Komentář