дипломна робота

2.1 Вибір схеми малошумного підсилювача

Відповідно до вищенаведених міркувань необхідно, щоб малошумний підсилювач відповідав наступним технічним вимогам:

коефіцієнт посилення щонайменше 20 дБ;

коефіцієнт шуму трохи більше 3 дБ;

динамічний діапазон не менше 90 дБ,

центральна частота 808 МГц.

крім цього мав високу стабільність характеристик, високу надійність роботи, малі габарити та вагу.

Беручи до уваги вимоги, що пред'являються до малошумного підсилювача, проведемо розгляд можливих варіантів вирішення поставленого завдання. При розгляді можливих варіантів врахуємо ті умови, в яких експлуатуватиметься приймально-передавальний модуль (розміщення на борту літального апарату та вплив зовнішніх факторів, таких як перепад температур, вібрації, тиск тощо). Проаналізуємо малошумливі підсилювачі, виконані із застосуванням різної елементної бази.

Найменш шумливими з підсилювачів НВЧ є в даний час квантові парамагнітні підсилювачі (мазери), які характеризуються надзвичайно низькими шумовими температурами (менше 20 К) і, як наслідок, дуже високою чутливістю. Однак до складу квантового підсилювача входить кріогенна система охолодження (до температури рідкого гелію 4,2 про К), що має великі габарити та масу, високу вартість, а також громіздку магнітну систему для створення сильного постійного магнітного поля. Все це обмежує сферу застосування квантових підсилювачів унікальними радіосистемами - космічного зв'язку, далекої радіолокації тощо.

Необхідність мініатюризації радіоприймальних пристроїв НВЧ діапазону, підвищення їх економічності, зменшення вартості призвели до інтенсивного застосування малошумних підсилювачів на напівпровідникових приладах, до яких відносяться напівпровідникові параметричні, на тунельних діодах та транзисторні підсилювачі НВЧ.

Напівпровідникові параметричні підсилювачі (ППУ) працюють у широкому діапазоні частот (0,3…35ГГц), мають смуги пропускання від часток до кількох відсотків від центральної частоти (типові значення 0,5…7%, але може бути отримані смуги до 40%); коефіцієнт передачі одного каскаду досягає 17...30дБ, динамічний діапазон вхідних сигналів 70...80дБ. Як генератори накачування використовуються генератори на лавинно-прогонових діодах і на діодах Ганна, а також на транзисторах НВЧ (з множенням і без множення частоти). Напівпровідникові параметричні підсилювачі є малошумними з напівпровідникових і взагалі з усіх неохолоджуваних підсилювачів НВЧ. Їхня шумова температура знаходиться в інтервалі від десятків (на дециметрових хвилях) до сотень (на сантиметрових хвилях) градусів Кельвіна. При глибокому охолодженні (до 20 про К і нижче) по шумових властивостях вони можна порівняти з квантовими підсилювачами. Проте система охолодження збільшує габарити, масу, споживану потужність та вартість ППУ. Тому охолоджувані ППУ знаходять застосування переважно у наземних радіосистемах, де потрібні високочутливі радіоприймальні пристрої, а габарити, маса, споживана потужність менш істотні.

До переваг ППУ в порівнянні з підсилювачами на тунельних діодах і транзисторах НВЧ крім кращих шумових властивостей слід віднести здатність працювати в діапазоні вищих частот, більше посилення одного каскаду, можливість швидкої та простої електронної перебудови за частотою (у межах 2…30%). Недоліками ППУ є наявність НВЧ-генератора накачування, менша смуга пропускання, більші габарити та маса, значно більша вартість, на відміну від транзисторних підсилювачів НВЧ.

Підсилювачі на тунельних діодах мають у порівнянні з іншими напівпровідниковими підсилювачами менші габарити та масу, що визначаються головним чином габаритами та масою феритових циркуляторів та вентилів, менший рівень споживаної потужності та широку смугу пропускання. Вони працюють у діапазоні частот 1...20ГГц, мають відносну смугу пропускання 1,7...65% (типові значення 3,5...18%), коефіцієнт передачі одного каскаду 6...20дБ, коефіцієнт шуму 3,5...4,5дБ на дециметрових хвилях та 4…7дБ на сантиметрових, динамічний діапазон вхідних сигналів становить 50…90дБ. Підсилювачі на тунельних діодах застосовуються в основному в пристроях, де на малій площі необхідно розмістити велику кількість легких та малогабаритних підсилювачів, наприклад, у активних фазованих антенних ґратах. Однак останнім часом підсилювачі на тунельних діодах через властиві їм недоліки (порівняно високий коефіцієнт шуму, недостатній динамічний діапазон, мала електрична міцність тунельного діода, складність забезпечення стійкості, необхідність пристроїв, що розв'язують) інтенсивно витісняються транзисторними підсилювачами НВЧ.

Основні переваги напівпровідникових малошумних підсилювачів - малі габарити і маса, мале енергоспоживання, великий термін служби, можливість побудови інтегральних схем НВЧ - дозволяють використовувати їх в активних решітках фазованих антенних і в бортовій апаратурі. Причому найбільшу перспективу мають транзисторні підсилювачі НВЧ.

Успіхи у розвитку фізики та технології напівпровідників уможливили створення транзисторів, що володіють хорошими шумовими та підсилювальними властивостями і здатні працювати в діапазоні НВЧ. На основі цих транзисторів були розроблені НВЧ малошумні підсилювачі.

Транзисторні підсилювачі на відміну від підсилювачів на напівпровідникових параметричних та тунельних діодах є не регенеративними, тому забезпечити їхню стійку роботу значно простіше, ніж, наприклад, підсилювачів на тунельних діодах.

У МШУ НВЧ застосовуються малошумливі транзистори, як біполярні (германієві та кремнієві), так і польові з бар'єром Шоттки (на кремнії та арсеніді галію). Германієві біполярні транзистори дозволяють отримати менший коефіцієнт шуму, ніж кремнієві, проте останні є більш високочастотними. Польові транзистори з бар'єром Шоттки перевершують біполярні транзистори за підсилювальними властивостями і можуть працювати на більш високих частотах, особливо арсенід-галієві транзистори. Шумові характеристики щодо відносно низьких частотах краще у біполярних транзисторів, але в більш високих - у польових. Недоліком польових транзисторів є високі вхідний та вихідний опір, що ускладнює широкосмугове узгодження.

Викладені вище міркування дозволяють намітити стратегію синтезу малошумного підсилювача на польовому транзисторі, монолітному інтегральному виконанні.

Як було обрано раніше МШУ, побудуємо на основі модуля MGA - 86563. Схема електрична принципова наведена на малюнку 2.1. Типова схема включення наведена малюнку 2.2: Рисунок 2.1 Схема електрична принципова MGA-86563. Малюнок 2...

Високочастотний приймальний тракт

В результаті проведеної роботи було досліджено малошумний підсилювач MGA86563. Дослідження АЧХ МШУ проводилося за допомогою стенду СНПУ-135, приладу для дослідження АЧХ Х1-42.

Вимірювальний перетворювач змінної напруги на постійне

Для реалізації схеми випрямляча застосуємо здвоєний швидкодіючий ОУ з польовими транзисторами на вході типу КР140УД282. Його параметри наведено в табл.5, а схема включення - на мал.

Малошумний інтегральний підсилювач

Моделювання в системі MICRO-CAP вимірювальних перетворювачів на основі датчиків температури

Виходячи з будівлі, необхідно побудувати трипровідну схему (2 варіанти) вимірювання температури за допомогою ТПС з використанням джерела струму (див. рис 6.2.1). № Схема Напруга на вході ІУ при 2 Рис.6.2.1...

Проектування підсилювальної частини пристрою

Скористайтеся схемою, представленою на рис. 5, для розрахунку підсилювача потужності. При розрахунку РОЗМ заданими величинами є: a). Номінальна потужність у навантаженні Рн = 0,4 Вт; b). Опір навантаження Rн = 100 Ом...

Процес моделювання роботи комутаційного вузла

Так як синфазна перешкода не перевищує 10В і коефіцієнт посилення невеликий, достатньо буде взяти найпростіший диференціальний підсилювач. Схема найпростішого диференціального підсилювача представлена ​​на рис.

Розробка вимірювального перетворювача

Рисунок 2 Попередній підсилювач (ПУ) є операційним підсилювачем (ОУ) з негативним зворотним зв'язком. Схема включення (ПУ) показана малюнку 2...

Розрахунок імпульсного підсилювача

Імпульсний підсилювач напруги є попереднім підсилювачем сигналу, що забезпечує нормальну роботу УМ.

Синтез інвертуючого підсилювача

Схема інвертуючого підсилювача з негативним зворотним зв'язком: Рисунок 1 - Базова схема інвертуючого ЗУ з ООС...

Для зручності розробки та проведення розрахунків блоки ПУ, УНЧ та УВЧ2 були об'єднані у загальну схему. В основу побудови були взяті мікросхема 140-УД20А та біполярні транзистори КТ817А.

Порівняльна характеристика технічних даних радіостанцій

На малюнку 7.5 наведена електрична принципова схема попереднього підсилювача, підсилювача низької частоти та підсилювача високої частоти УВЧ2. В основі схеми лежить мікросхема 140-УД20А, яка складається з операційних підсилювачів (Da1...

Схема мікрофонного підсилювача

Визначимо повний коефіцієнт підсилення, виходячи, з якого вибирається кількість підсилювальних каскадів, де повний коефіцієнт підсилення; ефективна номінальна напруга на виході; ефективна номінальна напруга на вході...

Широкосмуговий підсилювач

Починаючи розробку підсилювача необхідно керуватися загальними міркуваннями економічної доцільності його виробництва (мінімізація активних приладів, елементів та комплектуючих виробів за їхньою кількістю...

Існує чимало підсилювачів, для яких одним із основних необхідних параметрів є вимога забезпечити мінімальний шум на виході. Зазвичай такі схеми використовуються посилення сигналів від різних датчиків, соціальній та приймачах прямого перетворення, де основне посилення складає низьких частотах. Збільшення шумів призводить до неможливості розрізняти слабкі сигнали і натомість шуму.

Внутрішні шуми підсилювача виникають при проходженні струму через пасивні та активні елементи схеми.
Від побудови схеми (схемотехніки) також значною мірою залежать шумові параметри. При розробці підсилювача, що має велике відношення сигнал/шум, крім оптимального вибору схеми, важливо правильно підібрати елементну базу і оптимізувати режим роботи каскадів.

Вибір компонентів схеми

У реальному підсилювачі джерелом внутрішніх шумів є:
1) теплові та струмові шуми резисторів;
2) фліккер-шуми конденсаторів, діодів та стабілітронів;
3) флуктуаційні шуми активних елементів (транзисторів);
4) вібраційні та контактні шуми.

Резистори

Власні шуми резисторів складаються з теплових та струмових шумів.

Теплові шуми викликані рухом електронів у струмопровідній речовині, з якого виготовлений резистор (цей шум збільшується зі збільшенням температури). Якщо на резистор не діє напруга, то ЕРС шумів на ньому (мкВ) визначається із співвідношення:

Eш=0,0125 x f x R,
де f-смуга частот в кГц; R-опір в ком.

Токові шуми виникають при протіканні через резистор струму. У цьому випадку шумова напруга з'являється через ефект флуктуації контактних опорів між провідними частинками матеріалу. Його величина лінійно залежить від прикладеної напруги. Тому шумові властивості резисторів характеризуються рівнем шуму, що є відношенням діючого значення змінної складової напруги шумів Em (мкВ) до прикладеної напруги U (В): Em/U.

Частотний спектр обох видів шумів безперервний (білий шум). І якщо у теплового шуму він рівномірно розподілений до дуже високих частот, то струмовий шум починає спадати вже приблизно з 10 МГц.

Загальна величина шуму пропорційна квадратному кореню опору, тому його зменшення величину опорів у схемі треба також зменшувати.
Іноді з метою зниження шумів, викликаних резисторами, вдаються до їх паралельного (або послідовного) включення, а також встановлюють більшу потужність, ніж це потрібно для роботи. Крім того, можна застосовувати з тих типи, в яких за рахунок технології виготовлення цей параметр менший.

У недротяних резисторів струмові шуми значно більші за теплові. Загальний рівень шуму для різних типів резисторів може знаходитись у діапазоні від 0,1 до 100 мкВ/В.

Для порівняння різних резисторів (постійних та підстроювальних із групи СП) максимальні значення шумів наведені в таблиці 1

Тип резисторів Технологічне виконання Рівень шуму, мкВ/В БЛТ буровуглецеві 0,5 С2-13 С2-29В металодіелектричні 1,0 С2-50 металодіелектричні 1,5 МЛТ ОМЛТ С2-23С2-33 металодіелектричні 1...5 С2-2 ,5 СП3-4
СП3-19
СП3-23 плівкові композиційні 47...100
25...47
25...47
Таблиця 1 - Шумові властивості резисторів

Як видно з таблиці, підлаштовані резистори значно більше шумлять. З цієї причини їх краще застосовувати з невеликими номіналами або взагалі виключити зі схеми.
Шумові властивості резисторів можна використовувати для виконання широкосмугового генератора шуму.

Як рекомендації щодо вибору резисторів для складання малошумного підсилювача можна відзначити, що найбільш зручно використовувати типи: С2-26, С2-29В, С2-33 і С1-4 (безкорпусне чіп-виконання). Останнім часом у продажу з'явилися малошумні імпортні металодіелектричні резистори, за конструкцією аналогічні С2-23, але з нижчим коефіцієнтом шуму (0,2 мкВ/В).

Істотно знизити шуми у резисторів можна шляхом їхнього сильного охолодження, але такий спосіб занадто дорогий і застосовується дуже рідко.

Конденсатори

У конденсаторах джерелом фліккершумів є струм витоку. Найбільші струми витоку мають оксидні конденсатори великої ємності. Причому витік збільшується зі збільшенням ємності та знижується зі збільшенням допустимої номінальної робочої напруги.

Довідкові дані щодо найбільш поширених оксидних конденсаторів наведені в таблиці 29.
Найменші струми витоку серед полярних конденсаторів мають: К53-1А, К53-18, К53-16, К52-18, К53-4 та інші.
Оксидні конденсатори, встановлені на вході як розділові, здатні істотно збільшити шуми підсилювача. Тому бажано уникати їх застосування, замінюючи на плівкові (К10-17, К73-9, К73-17, КМ-6 та ін), хоча це і призведе до суттєвого збільшення розмірів конструкції.

Тип конденсатора Технологія виготовлення Робоча температура, Тік витоку, мкА К50-6
К50-16
К50-24
алюмінієві оксидно-електролітичні -10...+85
-20...+70
-25...+70 4...5000
4...5000
18...3200 К52-1
К52-2
К52-18 танталові оксидні об'ємно-пористі -60...+85
-50...+155
-60...+155 1,2...8,5
2...30
1...30 К53-1
К53-1А
К53-18 танталові оксидно-напівпровідникові -80...+85
-60...+125
-60...+125 2...5
1...8
1...63
Таблиця 2 - Довідкові параметри конденсаторів

Діоди та стабілітрони

При прямому проходженні струму шуми у діодів мінімальні. Найбільший шум забезпечує струм витоку (при дії зворотної напруги), і що він буде менше, то краще. Досить великі шуми у стабілітронів. Цю властивість навіть іноді використовують для виконання найпростіших генераторів шуму для дитячих іграшок (імітатори шуму прибою, звуків багаття та ін. -Л16, Л17). Для отримання максимального шуму таких схемах стабілітрони працюють на малих струмах (з великим додатковим резистором).

Трнзистори

У самому транзисторі основними видами шумів є тепловий та генераційно-рекомбінаційний, спектральна щільність потужності яких не залежить від частоти.

Щоб знизити рівень шуму, для роботи у вхідних каскадах у нас зазвичай застосовують малошумливі біполярні транзистори з нормованим коефіцієнтом шуму (Кш). Такими є: (п-р-п) КТ3102Д(Е), КТ342В та (pn-р) КТ3107Е(Ж, Л) та ряд ін. Тут слід зазначити, що застосування малошумливих високочастотних біполярних транзисторів у діапазоні низьких частот, як правило, буває недоцільно. У таких транзисторів нормується коефіцієнт шуму лише області високих частот, а діапазоні нижче 100 кГц можуть шуміти щонайменше будь-яких інших. Крім того, у таких транзисторів можливий прояв схильності до порушення (автогенерації).

При необхідності отримати великий вхідний опір у вхідному каскаді підсилювача часто застосовують польовий транзистор КП303В(А). Він виготовлений із затвором на основі р-n переходу (каналом n-типу) та має нормований коефіцієнт шуму.

Контактні шуми

виникають при неякісному паянні (з порушенням температурного режиму) або в місцях з'єднання роз'ємів. З цієї причини не рекомендується виконувати підключення вхідних ланцюгів малошумного підсилювача через роз'ємні з'єднання. Я також зустрічався з ситуацією, коли транзистори після повторного паяння більше шуміли в тій самій схемі.

Вібраційні шуми

можуть виявлятися при експлуатації пристрою на рухомих об'єктах або в місцях з підвищеною вібрацією від обладнання, що працює. Вони виникають через передачу механічних коливань на обкладки конденсаторів, між якими є різниця потенціалів (так званий "п'єзо-мікрофонний ефект"). Це навіть у малогабаритних керамічних конденсаторах (К10, К15 та інших.) підвищеної ємності (більше 0,01 мкФ). Особливо така перешкода може виявлятися в розділових конденсаторах, встановлених на вході підсилювача. Сигнал перешкоди при механічних вібраціях має форму коротких гострих імпульсів, спектр яких знаходиться в діапазоні низьких частот. Для боротьби з такого виду завадами можна використовувати амортизацію всієї конструкції. У оксидних конденсаторах ці перешкоди виникають.

При виборі деталей для складання малошумливої ​​схеми необхідно брати до уваги їх термін виготовлення. Виробник гарантує параметри лише протягом певного терміну зберігання. Це зазвичай трохи більше 8... 15 років. Згодом відбуваються процеси старіння, що виявляються у зниженні опору ізоляції, у конденсаторів зменшується ємність та зростають струми витоку. Особливо сильно змінюють свої характеристики згодом оксидні конденсатори. Тому краще, по можливості, уникати їх застосування в ланцюгах проходження сигналу.

В. П. Матюшкін, м. Дрогобич

Порівнюються особливості спектра нелінійних спотворень в підсилювачах із різною частотою зрізу АЧХ. Показано, що пристрої на операційних підсилювачах збагачують звуковий сигнал вищими гармоніками, тому їх застосування в аудіокомплекс особливо високої якості небажано. Представлена ​​конструкція малошумного високолінійного попереднього підсилювача з великою частотою зрізу та блоками регулювань гучності та тембру.

При використанні пасивних регуляторів тембру (РТ) і достатньої чутливості УМЗЧ призначенням попереднього підсилювача ЗЧ (ПУЗЧ) залишається компенсація РТ, що вноситься, ослаблення посилюваного сигналу і узгодження вхідних і вихідних опорів різних ланок тракту між собою. Ця функція належить лінійним малошумливим каскадам посилення з високим (десятки-сотні кОм) вхідним та низьким (не більше 600 Ом) вихідним опором. Такі значення необхідні, щоб не вносилися похибки в характеристики регулювання РТ та регулятора гучності (РГ) і не впливали на характеристики джерел сигналу.

Відомі автору конструкції ПУЗЧ не задовольняють вимогам, що зросли до них. Якщо раніше при відтворенні грамофонного або магнітофонного запису було цілком достатньо, щоб відносний рівень шуму ПУЗЧ був близько -80...-85 дБ, що не гірше, ніж у джерел сигналу, то при прослуховуванні компакт-дисків, коли "мертва тиша" паузах наповнюється прикрим шипінням, такий шум вже стає настирливою перешкодою. Залишають бажати кращого та інші параметри, особливо у ПУЗЧ, виконаних з використанням операційних підсилювачів (ОУ).

Низька (десятки-сотні герц) власна частота зрізу ОУ fc обумовлює не найкращу перехідну характеристику, що визначає вірність передачі фронту імпульсних сигналів. Така fc змушує зважати на можливість виникнення динамічних спотворень, і навіть призводить до зменшення глибини ООС зі зростанням частоти, тобто. до зростання нелінійних спотворень (НІ). Погіршення придушення спотворень сигналу починається в ОУ, охопленому ООС, з частоти його зрізу і відбувається приблизно прямо пропорційно частоті. Наприклад, якщо fc<500 Гц и при усилении сигнала с частотой fA=1 кГц получен уровень второй гармоники (на частоте 2 кГц) 0, 001%, то при усилении равного по амплитуде сигнала с частотой fB=8 кГц уровень второй гармоники (на частоте 16 кГц) будет примерно в fB/fA=8 раз больше, что дает уже не такие благополучные искажения (0, 008%). Однако это еще только полбеды.

Ще гірше те, що разом із цим змінюється співвідношення між гармоніками одного і того ж сигналу на користь гармонік вищого порядку. Це стосується НІ, що генеруються тими каскадами ОУ (насамперед, вихідними, через значущість їхнього вкладу в загальний рівень НІ), які йдуть за каскадом, що формує злам АЧХ на частоті fc. Спотворення цих каскадів і будемо мати на увазі далі (у перших каскадах ОУ процеси мають свої особливості).

На рис.1 показані частотні залежності відношення коефіцієнта НІ за гармонікою n>2 Qn до коефіцієнта НІ за другою гармонікою Q2, наведених до такої ж відношення для ОУ без ООС Qn/Q2. Пряма 1 відповідає ОУ без ООС, пряма 2 - ОУ із замкненою петлею ООС. Пряма 1 відповідає також підсилювачу, що має високу частоту зрізу 20 кГц, причому байдуже, включена ООС чи ні. Як видно, УЗЧ на ОУ збагачує спектр НІ гармоніками вищих порядків. Спостережувану реально картину згладжує лише те, що вихідні (без ООС) ) амплітуди гармонік самі зазвичай зменшуються зі зростанням їх номера n, тому реєстровані при вимірах продукти спотворень залежать не так сильно від частоти.

Як відомо, якість звучання залежить не тільки від амплітуд гармонік різного порядку, а й від співвідношення між ними: бажано, щоб зі зростанням номера гармоніки її амплітуда досить швидко спадала, інакше звучання стає жорстким, набуває неприємного металевого відтінку. З рис.1 видно, що УЗЧ на ОУ діє прямо протилежному напрямку, причому практично у всьому звуковому діапазоні, виключаючи лише найнижчі частоти (і це стосується, звичайно, не тільки ПУЗЧ, але і підсилювачів потужності). І якщо регулятор тембру НЧ, піднімаючи АЧХ тракту на частотах, нижче 1 кГц, певною мірою відновлює співвідношення між гармоніками в діапазоні нахилу ділянки своєї АЧХ, то підйом високих частот регулятором тембру ВЧ ще більше посилює порушення співвідношення між ними на частотах більше 1 кГц. кГц.

Таким чином, горезвісне "транзисторне звучання" починає зароджуватися ще у ПУЗЧ, виконаних на ОУ. Тому захоплення такими схемами, незважаючи на всі зручності та спрощення при використанні ОУ, завдає шкоди якості звуковідтворення. І немає нічого дивного в тому, що вони звучать гірше за лампові підсилювачі, що мають, як правило, досить високу fc (що можливо завдяки відносно неглибокій ООС) і до того ж сприятливий спектр гармонік, що генеруються лампами (не вище п'ятого порядку).

Для отримання сприятливого спектру НІ транзисторний підсилювач до охоплення ООС повинен мати частоту зрізу 20 кГц (рис.2, крива 1). Ця вимога вдало узгоджується і з умовою відсутності динамічних спотворень. наближення його характеру до лампового шляхом специфічної корекції, що полягає у підйомі вихідної (без ООС) АЧХ зі зростанням частоти в звуковому діапазоні або хоча б на деякій його ділянці (рис.2, ламана 3). зменшення відносної частки ВЧ компонентів в НІ, це дозволило б отримати спектр спотворень на рис.1, крива 3, що має, мабуть, робити звучання більш м'яким.

Особливо помітними недоліки відомих ПУЗЧ стають при спільній роботі з сучасними високоякісними УМЗЧ, наприклад.

При розробці пропонованого ПУЗЧ враховані перераховані міркування, водночас бажано досягти максимальної простоти схеми.

Параметри підсилювача (рис.3):
Частота зрізу fc 300 кГц
Коефіцієнт інтермодуляційних НІ при 11вих< 5 В и Rh >1 кОм у діапазоні 0, 02-20 кГц< 0, 001 %
Номінальне Iвх 0, 25 В
Максимальне I вих 9В
Рівень шуму (R^0) -103 дБ
Виважене значення -109 дБА
Вихідний опір< 0, 1Ом
Фазовий кут при f=0,1...200 кГц< 0, 1°
Мінімальний опір навантаження R 300 Ом

Підсилювач виконаний за симетричною схемою комплементарних парах транзисторів, така структура значно підвищує його вихідну лінійність ще до охоплення ООС. Всі транзистори, включаючи вихідні, працюють у режимі класу "А", причому колекторний струм спокою VT7, VT8 близько 10 мА і дозволяє зберігати цей режим при опорах навантаження Rh не менше 300 Ом.

Незважаючи на те, що VT5 та VT6 включені за схемою із загальним емітером, їх передатні характеристики досить лінеаризовані значними опорами в емітерних ланцюгах (R15, R16).

Рівень НІ виявився настільки малим, що вирішено було не застосовувати петлі ЕПОС, які передбачалися, які значно ускладнили б схему.

Вхідний каскад для одержання низького рівня шуму виконаний на польових транзисторах з р-п-переходом. Вхідний опір підсилювача, що дорівнює близько 350 кОм, визначається лише опорами резисторів R3, R6 (при цьому слід не забути про відповідну зміну ємностей С1, С2, щоб постійні часу ФВЧ R3C1 і R6C2 залишалися колишніми). Дільники напруги R1R2 і R4R5R7 задають робочі точки VT1 ​​і VT2, резистор R4 служить для початкової установки нульової напруги на виході підсилювача і після налаштування його можна замінити постійним резистором потрібного опору, причому значення постійної складової на виході підсилювача не настільки критично і може знаходитися в межах 200 мВ.

Для отримання великого коефіцієнта посилення вхідного каскаду та малого шуму використано динамічне навантаження на польових транзисторах VT3, VT4. Оскільки обидва плечі вхідного каскаду (VT1-VT3 і VT2-VT4) зрештою працюють на загальне навантаження, це дає виграш на рівні шуму 3 дБ. В результаті шум підсилювача виявився приблизно втричі (на 10 дБ) менше ніж у підсилювачів, вхідний каскад яких виконаний на ОУ К157УД2.

Сигнал ООС з виходу подається до точки з'єднання R13R14. Коефіцієнт передачі ланцюга ООС визначається ланцюжками R10R13C3 та R11R1404 разом з регулятором посилення R12, яким встановлюють коефіцієнт підсилення пристрою в межах 2-5. За бажання діапазон регулювання посилення можна розширити зменшенням R10 і R11.

Конденсатори С5-С7 коригують АЧХ підсилювача з метою отримання найкращої перехідної характеристики, але його працездатність зберігається і без них, проте фронт прямокутного імпульсу в їх відсутність набуває невеликого викиду, а на "полиці" з'являється бриж.

Резистори R19, R20 оберігають VT7, VT8 від навантаження при короткому замиканні на виході.

Режими підсилювача постійного струму стабілізовані як місцевої (R13, R14, R8, R9, R15, R16), і глибокої (близько 66 дБ) загальної ООС, завдяки чому температурні коливання і дрейф параметрів елементів мало позначаються його роботі.

Польові транзистори слід підібрати в пари початкового струму стоку. У транзисторів VT1, VT2 він повинен бути близько 0, 8-1, 8 мА, у VT3, VT4 – не менше 5-6 мА. VT1 можна взяти з індексами Б, А, VT2 - з індексами І, Е, Ж, К, VT3, VT4 - з індексами Д, Г, Е, КТ3107 - з індексами Б або І, КТ3102 - відповідно А або Б, В, Д, VT5-VT8 можна не підбирати

Конденсатори С5, С7 – типів КТ, КД, С1-С4 – К73-16, К73-17, К71-4, К76-5 тощо. Як С3, С4 можна використовувати електролітичні конденсатори, наприклад, К50-16, К50-6 або імпортні.

Живлення підсилювача від будь-якого стабілізованого двополярного джерела напруги ±15 В.

Налагодження зібраного зі справних деталей підсилювача нескладне. Підбором R8 і R9 встановлюють зазначені на схемі напруги на стоках VT1 і VT2 (12± 0, 5), а підбором R17, R18 - напруги на емітерах VT7, VT8 (0, 8-1, 2 В). Паралельно з цим підстроюванням R4 встановлюють близьку до нуля вихідну напругу.

Якщо потрібні режими транзисторів одразу встановити не вдається, слід спочатку налагодити окремий вхідний каскад. Для цього вихід підсилювача з'єднують із загальним проводом (щоб відключити загальну ООС) і відключають бази VT5 і VT6 від стоків VT1 і VT2, закорочуючи ці бази зі своїми емітерами. Після цього досягають у вхідному каскаді режимів, як зазначено вище. Якщо це вдається, відновлюють з'єднання схеми і остаточно підбирають R17, R18 і R4.

Схема регулятора гучності і тембру з використанням показаного на рис.3 підсилювача представлена ​​на рис.4 де А1, А2 - два таких підсилювача; ФРТ - фізіологічний регулятор тембру; ТКРГ – тонкомпенсований регулятор гучності, вихід якого підключається до УМЗЧ. Інфразвукові частоти зрізуються в кожному з підсилювачів А1 і А2 як на вході (ФВЧ R1-R3C1 і R4-R5-R6-C2, рис.3), так і в ланцюзі ООС (R10-R13-C3 та R11-R14-C4) , Що дає в результаті ФВЧ 4-го порядку (а разом з вхідним ФВЧ УМЗЧ - 5-го порядку), цього достатньо для ефективного придушення низькочастотних перешкод із частотою менше 20 Гц, таких, наприклад, як від короблених грамплатівок.

В обході ФРТ немає гострої необхідності, тому що його органами регулювання легко отримати строго горизонтальну АЧХ. Однак цю функцію нескладно здійснити, як показано на рис.4, за допомогою перемикача S1 ​​та дільника R1R2.

Як R12 (рис.3) використаний здвоєний змінний резистор, "половинки" якого включають у різні канали стереотракту. У каскадах А1 вони включені "синфазно" (опір реостата R12 в обох каналах змінюється в один бік при переміщенні двигуна регулятора) і виконують роль додаткового регулятора рівня, підвищуючи цим перевантажувальну здатність ПУЗЧ до 26 дБ і забезпечуючи узгодження АЧХ ТКРГ з рівнем сигналу. У каскадах А2 вони включені "протифазно" (опір R12 в одному каналі збільшується, в іншому зменшується) і грають роль регулятора стереобалансу.

На рис.5 зображено принципову схему ТКРГ, виконаного на здвоєному змінному резисторі з двома відводами типу СП3-30В. Часто у схемах ТКРГ застосовується підключення ланцюгів частотної корекції до двигуна потенціометра. Рухомі контакти двигуна не можуть бути ідеальними, і при регулюванні гучності їх опору змінюються від майже нульового до дуже помітного, особливо після тривалої експлуатації. У простому (не тонкомпенсованому) регуляторі це майже не відчувається, особливо якщо наступний каскад має досить великий вхідний опір і може проявлятися незначними шарудіннями при регулюванні.

У ТКРГ з підключенням ланцюгів корекції до двигуна справи йдуть значно гірше, АЧХ при погіршення контакту може спотворюватися дуже сильно і ставати повністю неприйнятною, часом приголомшуючи слухача різким звуком штучного забарвлення. Спотворення АЧХ страждають і ТКРГ, ланцюги корекції яких підключають як до відводів, так і до двигуна. У таких ТКРГ навіть при ідеальному постійному контакті двигуна добре помітні на слух дратівливі зміни АЧХ при проході двигуна повз відведення.

Пропонований ТКРГ позбавлений цих недоліків, так як у ньому до двигуна потенціометра ланцюга частотної корекції не підключаються. Його АЧХ представлені на рис.6. Вони є хорошим наближенням до необхідних завдяки детальному опрацюванню частотно-залежних ланок.

У схемі ТКРГ (і ФРТ) не можна використовувати електролітичні конденсатори, оскільки стала складова напруги з їхньої обкладках під час роботи даних схем дорівнює нулю. Слід використовувати ті самі типи неелектролітичних конденсаторів, які вказані у схемі підсилювача. Описаний попередній підсилювач та блок регулювання гучності та тембру при роботі разом з УМЗЧ, укомплектованим хорошими акустичними системами, забезпечують чудове звучання.

Література

1. Матюшкін В.П. Надлінійний УМЗЧ класу Hgh-End на транзисторах// Радюаматор.-1998.-№8.-С.10-11; №9.-С. 10-11.

2. Матюшкін В.П. Паралельні петлі зворотного зв'язку та їх застосування в УЗЧ//Рад1оаматор.-2000.-№12.-2001; №1-3.®

Розглянуто схеми та конструкції високочутливих мікрофонів у комплексі з саморобними малошумними підсилювачами низької частоти (УНЧ).

Конструювання чутливого та малошумного підсилювача (УНЧ) має свої особливості. Найбільший вплив на якість відтворення звуків і розбірливість мови надають амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) підсилювача, рівень його шумів, параметри мікрофона (АЧХ, діаграма спрямованості, чутливість тощо) або датчиків, що його замінюють, а також їх взаємна узгодженість з підсилювачем . Підсилювач повинен мати достатньо посилення.

З використанням мікрофона - це 60дб-80дб, тобто. 1000-10000 разів. Враховуючи особливості прийому корисного сигналу та його низьку величину в умовах порівняно значного рівня перешкод, які існують завжди, доцільно у конструкції підсилювача передбачити можливість корекції АХЧ, ті. частотної селекції оброблюваного сигналу

При цьому необхідно враховувати, що найбільш інформативна ділянка звукового діапазону зосереджена у смузі від 300 Гц до 3-3.5 кГц. Щоправда, іноді з метою зменшення перешкод цю смугу скорочують ще більше. Використання смугового фільтра у складі підсилювача дозволяє значно збільшити дальність прослуховування (у 2 та більше разів).

Ще більшу дальність можна досягти використанням у складі УНЧ селективних фільтрів з високою добротністю, що дозволяють виділяти або придушувати сигнал на певних частотах. Це дозволяє значно підвищити співвідношення сигнал/шум.

Елементарна база

Сучасна елементна база дозволяє створювати якісні УНЧ на основі малошумливих операційних підсилювачів(ОУ), наприклад, К548УН1, К548УН2, К548УНЗ, КР140УД12, КР140УД20 і т.д.

Однак, незважаючи на широку номенклатуру спеціалізованих мікросхем та ОУ, та їх високі параметри, УНЧ на транзисторахнині не втратили свого значення. Використання сучасних, малошумливих транзисторів, особливо в першому каскаді, дозволяє створити оптимальні за параметрами та складністю підсилювачі: малошумливі, компактні, економічні, розраховані на низьковольтне харчування. Тому транзисторні УНЧ часто виявляються гарною альтернативою підсилювачам на інтегральних мікросхемах.

Для мінімізації рівня шумів у підсилювачах, особливо у перших каскадах, доцільно використати високоякісні елементи. До таких елементів відносяться малошумливі біполярні транзистори з високим коефіцієнтом посилення, наприклад, КТ3102, КТ3107. Однак, залежно від призначення УНЧ, використовуються і польові транзистори.

Велике значення грають параметри інших елементів. У малошумних каскадах електронних схем використовують оксидні конденсатори К53-1, К53-14, К50-35 тощо, неполярні - КМ6, МБМ тощо, резистори - не гірші за традиційні 5% МЛТ-0.25 і МЛ Т- 0.125, найкращий варіант резисторів - дротяні, безіндуктивні резистори.

Вхідний опір УНЧ має відповідати опору джерела сигналу - мікрофона або датчика, що його замінює. Зазвичай вхідний опір УНЧ намагаються зробити рівним (або трохи більше) опору джерела-перетворювача сигналу на основних частотах.

Для мінімізації електричних перешкод доцільно для підключення мікрофона до УНЧ використовувати екрановані дроти мінімальної довжини. Електретний мікрофон МЕК-3 рекомендується монтувати безпосередньо на платі першого каскаду мікрофонного підсилювача.

При необхідності значного видалення мікрофона від УНЧ слід використовувати підсилювач з диференціальним входом, а підключення здійснювати витою парою проводів на екрані. Екран підключається до схеми в одній точці загального дроту максимально близько першого ОУ. Це забезпечує мінімізацію рівня наведених у проводах електричних перешкод.

Малошумний УНЧ для мікрофону на К548УН1А

На малюнку 1 представлений приклад УНЧ на основі спеціалізованої мікросхеми - ІС К548УН1А, що містить 2 малошумливі ОУ. ОУ та УНЧ, створений на базі цих ОУ (ІС К548УН1А), розраховані на однополярну напругу живлення 9В – ЗОВ. У наведеній схемі УНЧ перший ОУ включений у варіанті, що забезпечує мінімальний рівень шумів ОУ.

Рис. 1. Схема УНЧ на ОУ К548УН1А та варіанти підключення мікрофонів: а – УНЧ на ОУ К548УН1А, б – підключення динамічного мікрофона, в – підключення електретного мікрофона, г – підключення віддаленого мікрофона.

Елементи для схеми малюнку 1:

• R1 =240-510, R2=2.4к, R3=24к-51к (підстроювання посилення),
• R4=3к-10к, R5=1к-3к, R6=240к, R7=20к-100к (підстроювання посилення), R8=10; R9 = 820-1.6к (для 9В);
• С1 =0.2-0.47, С2=10мкФ-50мкФ, С3=0.1, С4=4.7мкФ-50мкФ,
• С5=4.7мкФ-50мкФ, С6=10мкФ-50мкФ, С7=10мкФ-50мкФ, С8=0.1-0.47, С9=100мкФ-500мкФ;
• ОУ 1 та 2 - ОУ ІС К548УН1А (Б), два ОУ в одному корпусі ІС;
• Т1, Т2 - КТ315, КТ361 або КТ3102, КТ3107 або аналогічні;
• Т – ТМ-2А.

Вихідні транзистори даної схеми УНЧ працюють без початкового усунення (з Iпокою = 0). Спотворення типу “сходинка” практично відсутні завдяки глибокому негативному зворотному зв'язку, що охоплює другий ОУ мікросхеми і вихідні транзистори. два резистори по 3-5к з баз транзисторів на загальний дріт та провід живлення.

До речі, в УНЧ у двотактних вихідних каскадах без початкового усунення добре працюють вже застарілі германієві транзистори. Це дозволяє використовувати з такою структурою вихідного каскаду ОУ з відносно низькою швидкістю наростання вихідної напруги без небезпеки спотворень, пов'язаних з нульовим струмом спокою. Для унеможливлення небезпеки збудження підсилювача на високих частотах використовується конденсатор СЗ, підключений поруч з ОУ, і ланцюжок R8С8 на виході УНЧ (досить часто RC на виході підсилювача можна виключити).

Малошумний мікрофонний УНЧ на транзисторах

На малюнку 2 представлений приклад схеми УНЧ на транзисторах. У перших каскадах транзистори працюють у режимі мікрострумів, що забезпечує мінімізацію внутрішніх шумів УНЧ. Тут доцільно використовувати транзистори з великим коефіцієнтом посилення, але малим зворотним струмом.

Це можуть бути, наприклад, 159НТ1В (Iк0=20нА) або КТ3102 (Iк0=50нА), або аналогічні.

Рис. 2. Схема УНЧ на транзисторах та варіанти підключення мікрофонів: а УНЧ на транзисторах, б – підключення динамічного мікрофона, в – підключення електретного мікрофона, г – підключення віддаленого мікрофона.

Елементи для схеми малюнку 2:

• R3=5.6к-6.8к (регулятор гучності), R4=3к, R5=750,
• R6 = 150к, R7 = 150к, R8 = 33к; R9 = 820-1.2к, R10 = 200-330,
• R11=100к (підстроювання, Uет5=Uэт6=1.5В),
• R12=1 до (підстроювання струму спокою Т5 та Т6, 1-2 мА);
• С1=10мкФ-50мкФ, С2=0.15мкФ-1мкФ, С3=1800,
• С4=10мкФ-20мкФ, С5=1мкФ, С6=10мкФ-50мкФ, С7=100мкФ-500мкФ;
• Т1, Т2, Т3 -159НТ1, КТ3102Е або аналогічні,
• Т4, Т5 - КТ315 або аналогічні, але можна і МП38А,
• Т6 – КТ361 або аналогічні, але можна і МП42Б;
• М - МД64, МД200 (б), МЕК-3 або аналогічний (в),
• Т – ТМ-2А.

Використання подібних транзисторів дозволяє забезпечити як стійку роботу транзисторів при малих колекторних струмах, а й досягти хороших підсилювальних характеристик при низькому рівні шумів.

Вихідні транзистори можуть використовуватися як кремнієві (КТ315 і КТ361, КТ3102 і КТ3107 тощо), так і германієві (МП38А і МП42Б і т.п.). Налаштування схеми зводиться до встановлення резистором R2 та резистором RЗ відповідних напруг на транзисторах: 1,5В – на колекторі Т2 та 1,5В – на емітерах Т5 та Т6.

Мікрофонний підсилювач на ОУ з диференціальним входом

На малюнку 3 представлений приклад УНЧ ОУ з диференціальним входом. Правильно зібраний та налаштований УНЧ забезпечує значне придушення синфазної перешкоди (60 дБ та більше). Це забезпечує виділення корисного сигналу за значного рівня синфазних перешкод.

Слід нагадати, що синфазна перешкода - перешкода, що надходить у рівних фазах на обидва входи ОУ УНЧ, наприклад, перешкода, наведена на обидва сигнальні дроти від мікрофона. Для забезпечення коректної роботи диференціального каскаду необхідно виконати умову: R1 = R2, R3 = R4.

Рис.3. Схема УНЧ на ОУ з диференціальним входом та варіанти підключення мікрофонів: а – УНЧ з диференціальним входом, б – підключення динамічного мікрофона, в – підключення електретного мікрофона, г – підключення віддаленого мікрофона.

Елементи для схеми малюнку 3:

• R7=47к-300к (підстроювання посилення, К=1+R7/R6), R8=10, R9=1,2к-2.4к;
• C1=0.1-0.22, C2=0.1-0.22, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, C4=0.1;
• ОУ - КР1407УД2, КР140УД20, КР1401УД2Б, К140УД8 або інші ОУ у типовому включенні, бажано з внутрішньою корекцією;
• D1 - стабілітрон, наприклад, КС133, можна використовувати світлодіод у звичайному включенні, наприклад, АЛ307;
• М - МД64, МД200 (б), МЕК-3 або аналогічний (в),
• Т – ТМ-2А.

Резистори доцільно підібрати за допомогою омметра серед 1%-резисторів із хорошою температурною стабільністю. Для забезпечення необхідного балансу рекомендується один із чотирьох резисторів (наприклад, R2 або R4) виконати змінним. Це може бути високоточний змінний резистор-підстроєчник із внутрішнім редуктором.

Для мінімізації шумів вхідний опір УНЧ (значення резисторів R1 і R2) повинен відповідати опору мікрофона або датчика, що його замінює. Вихідні транзистори УНЧ працюють без початкового усунення (з 1 спокою = 0). Спотворення типу "сходинка" практично відсутні завдяки глибокій негативної зворотний зв'язок, що охоплює другий ОУ і вихідні транзистори. При необхідності схему включення транзисторів можна змінити.

Налаштування диференціального каскаду: подати синусоїдальний сигнал 50 Гц на обидва входи диференціального каналу одночасно, підбором величини RЗ або R4 забезпечити на виході ОУ 1 нульовий рівень сигналу 50 Гц. Для установки використовується сигнал 50 Гц, т.к. електромережа частотою 50 Гц дає максимальний внесок у сумарну величину напруги перешкоди. Хороші резистори та ретельне налаштування дозволяють досягти придушення синфазної перешкоди 60дб-80дб і більше.

Для підвищення стійкості роботи УНЧ доцільно зашунтувати висновки живлення ОУ конденсаторами та на виході підсилювача включити RC-цілочку (як у схемі підсилювача на рисунку 1). З цією метою можна використовувати конденсатори КМ6.

Для підключення мікрофона використано кручена пара проводів в екрані. Екран підключається до УНЧ (тільки в одній точці!!) максимально близько від входу ОУ.

Покращені підсилювачі для чутливих мікрофонів

Застосування у вихідних каскадах УНЧ низькошвидкісних ОУ та експлуатація кремнієвих транзисторів у підсилювачах потужності в режимі без початкового зміщення (струм спокою дорівнює нулю - режим В) може, як це вже зазначалося вище, призвести до перехідних спотворень типу "сходинка". У цьому випадку для виключення даних спотворень доцільно змінити структуру вихідного каскаду таким чином, щоб вихідні транзистори працювали з початковим невеликим струмом (режим АВ).

На малюнку 4 наведено приклад подібної модернізації наведеної схеми підсилювача з диференціальним входом (рисунок 3).

Рис.4. Схема УНЧ на ОУ з диференціальним входом та з низьким рівнем спотворень вихідного каскаду.

Елементи для схеми на рисунку 4:

• R1=R2=20к (рівно або трохи вище максимального опору джерела в робочому діапазоні частот),
• RЗ=R4=1м-2м; R5=2к-10к, R6=1к-Зк,
• R7=47к-300к (підстроювання посилення, К=1+R7/R6),
• R8=10, R10=10к-20к, R11=10к-20к;
• С1 = 0.1-0.22, С2 = 0.1-0.22, СЗ = 4.7мкФ-20мкФ, C4 = 0.1;
• ОУ - К140УД8, КР1407УД2, КР140УД12, КР140УД20, КР1401УД2Б або інші ОУ у типовому включенні та бажано з внутрішньою корекцією;
• Т1, Т2 - КТ3102, КТ3107 або КТ315, КТ361 або аналогічні;
• D2, D3 – КД523 або аналогічні;
• М - МД64, МД200, МЕК-3 або аналогічний (в),
• Т – ТМ-2А.

На малюнку 5 представлений приклад УНЧ на транзисторах. У перших каскадах транзистори працюють у режимі мікрострумів, що забезпечує мінімізацію шумів УНЧ. Схема багато в чому аналогічна схемою малюнку 2. Для збільшення частки корисного сигналу низького рівня і натомість неминучих перешкод у схему УНЧ включений полосовой фільтр, який би виділення частот смузі 300 Гц -3.5 кГц.

Рис.5. Схема УНЧ на транзисторах зі смуговим фільтром і варіанти підключення мікрофонів: а - УНЧ зі смуговим фільтром; б - підключення динамічного мікрофона; в - підключення електретного мікрофона.

Елементи для схеми малюнку 5:

• R1=43к-51к, R2=510к (підстроювання, Uкт2=1.2В-1,8В),
• R3=5.6к-6.8к (регулятор гучності), R4=3к, R5=8.2к,
• R6 = 8.2к, R7 = 180, R8 = 750; R9 = 150к, R10 = 150к, R11 = 33к,
• R12 = 620, R13 = 820-1,2 до, R14 = 200-330,
• R15=100к (підстроювання, Uет5=Uэт6=1.5В), R16=1 до (підстроювання струму спокою Т5 і Т6, 1-2мА);
• С1=10мкФ-50мкФ, С2=0.15-0.33, С3=1800,
• С4 = 10мкФ-20мкФ, С5 = 0.022, С6 = 0.022,
• С7=0.022, С8=1мкФ, С9=10мкФ-20мкФ, С10=100мкФ-500мкФ;
• Т1, Т2, Т3 -159НТ1, КТ3102Е або аналогічні;
• Т4, Т5 - КТ3102, КТ315 або аналогічні, але можна застарілі, германієві транзистори, наприклад, МП38А,
• Т6 - КТ3107 (якщо Т5 - КТ3102), КТ361 (якщо Т5 - КТ315) або аналогічні, але можна і застарілі, германієві транзистори, наприклад, МП42Б (якщо Т5 - МП38А);
• М - МД64, МД200 (б), МЕК-3 або аналогічний (в),
• Т – ТМ-2А.

У даній схемі також доцільно використовувати транзистори з великим коефіцієнтом посилення, але малим зворотним струмом колектора (Iк0), наприклад, 159НТ1В (Iк0=20нА) або КТ3102 (Iк0=50нА), або аналогічні. Вихідні транзистори можуть використовуватися як кремнієві (КТ315 і КТ361, КТ3102 і КТ3107 тощо), так і германієві (застарілі транзистори МП38А і МП42Б і т.п.).

Налаштування схеми, як і у випадку схеми УНЧ на рис.11.2, зводиться до встановлення резистором R2 та резистором RЗ відповідних напруг на транзисторах Т2 та Т5, Т6: 1,5В – на колекторі Т2 та 1,5В – на емітерах Т5 та Т6.

Конструкція мікрофону

З великого листа щільного паперу з ворсом, під оксамит, виготовляється труба діаметром 10-15 см і довжиною 1.5-2 м. Ворс, як можна здогадатися, звичайно, має бути не зовні, а всередині. В один кінець труби вставляється чутливий мікрофон. Краще, якщо це буде хороший динамічний або конденсаторний мікрофон.

Однак можна скористатися звичайним, побутовим, мікрофоном. Це може бути, наприклад, динамічний мікрофон типу МД64, МД200 або мініатюрний МКЕ-3.

Щоправда, з побутовим мікрофоном результат буде дещо гіршим. Звичайно, мікрофон необхідно підключити за допомогою екранованого кабелю до чутливого підсилювача з малим рівнем власних шумів (рис.1 та 2). Якщо довжина кабелю перевищує 0.5 м, краще скористатися мікрофонним підсилювачем, що має диференціальний вхід, наприклад, УНЧ на ОУ (мал.

Це дозволить зменшити синфазну складову перешкод - різного роду наведення від найближчих електромагнітних пристроїв, фон 50 Гц від мережі 220 В і т. д. Тепер про другий кінець цієї паперової труби. Якщо цей вільний кінець труби направити на джерело звуку, наприклад, на групу людей, що розмовляють, то можна почути мову. Здавалося б, нічого особливого.

Саме для цього існують мікрофони. І труба для цього зовсім не потрібна. Проте дивно те, що відстань до тих, хто розмовляє, може бути значною, наприклад, 100 і більше метрів. І підсилювач, і мікрофон, з такою трубою, дозволяють все досить добре чути на такому значному видаленні.

Відстань може бути навіть збільшено при використанні спеціальних селективних фільтрів, що дозволяють виділяти або пригнічувати сигнали вузьких смугах частот.

Це дає можливість підвищити рівень корисного сигналу за умов неминуче існуючих перешкод. У спрощеному варіанті замість спецфільтрів можна застосувати смуговий фільтр в УНЧ (рис. 4) або скористатися звичайним еквалайзером – багатосмуговим регулятором тембру, у крайньому випадку – традиційним, т.с. звичайним, двосмуговим, регулятором тембру НЧ та ВЧ.

Література: Рудомедов Е.А., Рудометов В.Є - Електроніка та шпигунські пристрасті-3.