In questo articolo vedremo come costruire un circuito amplificatore per microfono con amplificatore operazionale LM324. Questo circuito può essere utilizzato come un buon preamplificatore per progetti audio.
Selezione di un Opamp
Il cuore del circuito dell'amplificatore microfonico è un amplificatore operazionale LM324 che è un amplificatore operazionale quadruplo stampato in un singolo CI . Ne useremo uno per il nostro progetto. I lettori possono provare diversi amplificatori operazionali come IC 741 ecc. O IC LM321.
Il microfono è un dispositivo che converte le onde sonore in segnali elettrici. Ma il segnale elettrico grezzo dal microfono non è sufficiente per elaborare i segnali per il tuo progetto.
Un tipico microfono utilizzato per progetti di hobby può emettere un segnale da picco a picco di circa 0,02 V, che è insufficiente per essere rilevato da un IC o da un microcontrollore. Per produrre un segnale di tensione più elevato, avremmo bisogno di un amplificatore.
Guadagno di un OpAmp
Il principale vantaggio di un amplificatore basato su amplificatore operazionale è che possiamo regolare il guadagno modificando i valori specifici del resistore.
Il guadagno dell'amplificatore mostrato è dato da:
Guadagno = 1 + (R2 / R1)
Se stiamo collegando una cuffia all'uscita, abbiamo bisogno di almeno 2V di segnale da picco a picco per poter sentire una quantità ragionevole di suono. Quindi, dobbiamo amplificare il segnale dato di almeno 100 volte.
Uscita = 0,02 V x 100 = 2 V.
La quantità o il tempo di amplificazione del segnale in ingresso è chiamato 'guadagno'. Qui il guadagno è 100. È un valore adimensionale, quindi non c'è unità.
Il design:
Si consiglia di mantenere il valore R1 costante per i principianti e modificare il valore R2 per regolare il guadagno.
Qui stiamo mantenendo il valore R1 come 1K ohm e R2 come 100K ohm. Applicando la formula del guadagno otteniamo 100 come risultato.
Guadagno = 1+ (100K / 1K) = 101 (Guadagno)
Quindi, se hai intenzione di collegare qualcosa di più potente come un piccolo altoparlante, potrebbe essere necessario aumentare ulteriormente il guadagno.
Ricorda sempre che non puoi ottenere qualcosa di più dal nulla, quindi dobbiamo applicare una tensione sufficiente all'ingresso.
Se è necessario un picco a picco di 10 V, è necessario applicare almeno 12 V, altrimenti potrebbe verificarsi un clipping all'uscita. Ciò potrebbe non fornire un suono buono e pulito.
Il circuito dell'amplificatore del microfono proposto può amplificare il segnale in ingresso migliaia di volte, questo non significa che tu possa pilotare un altoparlante home theater.
Questo circuito può semplicemente emettere la corrente nel range mA. Se hai bisogno di pilotare quegli altoparlanti ingombranti potresti aver bisogno di una corrente maggiore di 1 ampere.
Diagramma dei pin:
Schema elettrico:
La fonte di alimentazione è un alimentatore differenziale, che consiste in due batterie da 9 V accoppiate a condensatori per una potenza fluida e silenziosa. Il condensatore da 2.2uF serve per eliminare la tensione CC che entra nell'IC.
La resistenza da 4.7K aiuta ad alimentare il microfono. R1 e R2 sono resistori di regolazione del guadagno, puoi calcolare i tuoi valori. Il condensatore 2.2uf in uscita serve a troncare i componenti CC.
Circuito amplificatore MIC che utilizza due transistor
I microfoni dinamici a cristallo e ad alta impedenza in genere non ci consentono di usarlo con fili lunghi tranne quando viene introdotto un certo trasformatore di accoppiamento. Questo perché il ronzio e altri pick-up vaganti possono eventualmente entrare nella linea. Ma un mini trasformatore può essere effettivamente troppo costoso, in particolare quando è richiesta una risposta ad alta fedeltà.
L'idea sottostante rappresenta una tecnica che ci permette di utilizzare il preamplificatore anche a distanze maggiori dalla sorgente di ingresso della musica o del parlato. Questo preamplificatore è installato all'estremità del microfono che funziona come un trasformatore di adattamento dell'impedenza (da alto a basso) e allo stesso tempo dispone di un pratico guadagno di tensione.
Questo circuito non è convenzionale perché la potenza per il preamplificatore viene estratta dall'amplificatore di potenza principale ed è fornita attraverso lo stesso accordo dinamico coassiale comune.
FORNITURA PREAMP
La figura seguente mostra i dettagli operativi di base del progetto.
Immaginiamo prima l'alimentazione al preamplificatore proveniente dall'unità di amplificazione principale.
I resistori Ra e Rb stabiliscono la tensione fornita al preamplificatore. Di conseguenza, quando il preamplificatore assorbe una corrente di I amp, la tensione che arriva al preamplificatore può essere calcolata
V preamplificatore = Vs - I (Ra + Rb)
dove V è la tensione di alimentazione. Il preamplificatore descritto in questo articolo è stato creato per funzionare con alimentazione a 10V.
La corrente necessaria è 2mA. Se consideriamo che la tensione che colpisce sull'amplificatore principale è Vs e se Ra è uguale a Rb, l'equazione sopra si semplifica in
Ra = Rb = 250 (Vs - 10) ohm
Può essere importante notare in questa fase che questo approccio specifico di acquisizione della tensione di alimentazione dall'amplificatore principale deve essere applicato solo con amplificatori a transistor a bassa tensione con una presa di tensione massima di 50V.
Il prototipo era stato concepito per amplificatori funzionanti con un'alimentazione a 20 V. Può essere impiegato qualsiasi amplificatore a transistor simile avente questo tipo di alimentazione.
Quindi, considerando che l'alimentazione dell'amplificatore è di 20V
Ra = Rb = 2.5K o semplicemente 2.2K, anche questo valore non è così critico, ma non inferiore a questo.
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