Помогите с микрофонным усилителем

[Herzblut]

Для дипломной работы нужен очень чувствительный микрофон направленного действия, с упором на низкие частоты (объект исследования - недра земли).
Нашел неплохие варианты на КР538УН3 и INA217, но их нигде не достать.
Вообщем нужно, чтобы усилитель имел как можно больший коэффициент усиления, при как можно более низком уровне собственного шума (порядка нескольких наноВольт на Гц). При этом (насколько я понимаю) уровень гармоник менее важен.
Подскажите варианты моно усилителей (желательно не очень дорогие) с указанными параметрами и посоветуйте микрофон. У меня пока есть несколько электретных из моб. телефонов и гарнитур, но я не знаю подойдут ли они.

[El-Eng]

Вам нужно ориентироваться на ОУ типа OP-27, OPA-211 и т.п., а основным параметром должно быть напряжение шумов в диапазоне 0.1-10Гц. У этих ОУ оно равно 80nV пик-пик, (шум на частотах ниже ~3Гц выше из-за добавления фликкер-шума).
Вот здесь - схема и обсуждение усилителя на OP-27 для динамического микрофона. Для вашей цели лучше использовать двухполярное питание, чтобы убрать конденсаторы на входе и в цепи обратной связи - они тоже источники фликкер-шума. Если будете использовать электретный микрофон, без разделительного конденсатора не обойтись, используйте высококачественный полипропиленовый (никакой керамики или электролитов).

[Herzblut]

Я прекрасно понимаю, что нужно начинать с микрофона, но наработки в этой области у меня уже кое-какие есть.
Лучше подскажите стоит ли брать INA217? Она недешевая, хотелось бы быть уверенным, что она подойдет.

[El-Eng]

стоит ли брать INA217...

Она избыточна для вашей задачи, если, конечно, ваш микрофон не расположен в 10 метрах от усилителя. Да и в этом случае я посоветовал бы поставить какой-нибудь OP-27 рядом с микрофоном и передавать по кабелю усиленный сигнал.

[Herzblut]

Спасибо за совет по OP-27, по даташиту - это как раз то, что нужно для начала.
Подскажите только насчет двухполярного питания: как будет выглядеть схема включения?
И ещё, при подключении электретного микрофона, нужно ли использовать его предварительную обвязку?

[El-Eng]

Вот как-то так:

Для динамического микрофона резистор балансировки R1 не нужен. Он может понадобиться при подключении электретного микрофона. Обвязка ему нужна, но там есть проблема: в качестве разделительного можно использовать только высококачественный пленочный конденсатор, а емкость у него ограничена. С другой стороны, и усиление потребуется меньше, но балансировку лучше предусмотреть.

Mic.png

(6.9 КБ) 3971 скачивание

[Herzblut]

Насчет разделительного конденсатора... Какую все-таки емкость брать, т.к. в разных источниках она сильно (на несколько порядков) отличается. В Вашей схеме указана 2.2 мкФ, у меня есть такой конденсатор. Не помню как его тип называется (кажись это аксиальный), но он дорогущий и, я надеюсь, должен иметь хорошие характеристики. Такой подойдет? Или лучше использовать обычный металло-полипропиленовый (пленочный)?
П.С. Какой коэффициент усиления данной схемы и есть ли возможность его регулировки?
P.P.S. Минус 3в батарейки цеплять к той же земле, что и минус 2х полярного питания или их нужно как-то развести?

[Быстрый]

Нашел неплохие варианты на КР538УН3 и INA217, но их нигде не достать..

Плохо искали http://aukro.ua/mikroshema-k538un3a-i3638051450.html ну и у меня завалялись но тоже в металлических корпусах и с буквами А - 3шт , с буквой Б - 2 шт и одна из них в пластиковом корпусе КР538УН3Б.
Если не сильно спешите то могу "НОВОЙ ПОЧТОЙ" отослать на неделе.

[Herzblut]

ну и у меня завалялись

Было бы неплохо, мне нужен восьминогий зверь. Я так понимаю тот, что в пластике - 8DIP - то что мне нужно. Сколько за него возьмете с пересылкой?

[Быстрый]

Я вам отошлю все бесплатно за изделия а услуги курьера оплатите при получении(это в районе 15-20 гривен) - так пойдёт ?

[Herzblut]

Я вам отошлю все бесплатно

Спасибо огромное за такую щедрость! Тогда отправляйте наложенным платежем в город Кривой Рог на склад Новой Почты №7 (адрес склада ул. Янова 4). Получатель Хмыз Кирилл, тел. +380967114956.
Тогда буду травить сразу 2 платы: под кр538 и под ор-27

[Быстрый]

Не стоит благодарности. Ладно , вышлю - проинформирую.

[El-Eng]

Насчет разделительного конденсатора... Какую все-таки емкость брать, т.к. в разных источниках она сильно (на несколько порядков) отличается.

Насколько я понял, вам необходимо фиксировать низкочастотные колебания при помощи микрофона. Лучший способ для этого - не ограничивать снизу полосу пропускания усилителя. Именно поэтому рекомендована схема с двухполярным питанием и динамическим микрофоном без разделительных конденсаторов. В случае электретного микрофона, вам потребуется устранить постоянную составляющую, имеющуюся на выходе схемы обвязки, сохранив требуемую полосу сигнала. Для этого на входе усилителя устанавливается разделительный конденсатор, который вместе с резистором, обеспечивающим протекание входного тока, и входным сопротивлением усилителя, образует фильтр верхних частот. Вам необходимо выбрать частоту среза этого фильтра ниже, чем полоса требуемых частот. Выбрав частоту, нужно выбрать один из элементов фильтра, а другой рассчитать по формуле F=1/(6.28*R*C). Для резисторов менее 1МОм входным сопротивлением усилителя можно пренебречь. Например, в моей схеме частота среза F=1/(6.28*470000*0.0000022)=0.15Гц.

Такой подойдет? Или лучше использовать обычный металло-полипропиленовый (пленочный)?

Все это можно пробовать. Избегать нужно электролитов и керамики.

Какой коэффициент усиления данной схемы и есть ли возможность его регулировки?

Коэффициент усиления определяется по классической формуле K=1+R2/R3 и равен 101 в данной схеме.

Минус 3в батарейки цеплять к той же земле, что и минус 2х полярного питания или их нужно как-то развести?

Двухполярное питание подразумевает использование двух батареек: у одной к земле подключен минус, а плюс - к плюсу питания; у другой к земле подключен плюс, а минус - к минусу питания. Для OP27 суммарное напряжение этих батареек должно быть больше примерно 6В, рекомендую использовать две батарейки 6F22 "Крона".

[Herzblut]

Коэффициент усиления определяется по классической формуле K=1+R2/R3 и равен 101 в данной схеме.

А что тогда делает подстроечник R1?

рекомендую использовать две батарейки 6F22 "Крона".

Само собой. Я имел ввиду батарейку питания обвязки электретного микрофона.

[El-Eng]

А что тогда делает подстроечник R1?

Входной ток ОУ (80нА для ОР27 в худшем случае), протекая по входному резистору (470К), создаст на нем напряжение в 37.6мВ, которое, будучи усиленным в 101 раз, даст на выходе смещение порядка 4 В. Резистор балансировки R1 требуется для того, чтобы устранить это смещение.

Я имел ввиду батарейку питания обвязки электретного микрофона.

Ее минус можно просто на землю. Если допускает микрофон, можно подключиться и к +Vcc (+9В) или использовать делитель напряжения, правда, он будет потреблять дополнительный ток.

[Быстрый]

Так сделал топикстартер усилитель или нет ?

[Herzblut]

Итак ОР-27 мне никак не привозят. А вот с кр538ун3а я сделал усилитель, только вот он не работает делал по схеме в верхнем правом углу. Как бы проверить сам операционник на вшивость? А то ведь старенькие они, может что не так?

Обвязку микрофона организовал - там все работает.

[Herzblut]

Уточню. Пробовал кр538ун3б и к538ун3а - глухо! питание на 1-7 ноге есть - 6 вольт, питаю кроной через кренку на 6 вольт. Конденсаторы живые. Непропаев не обнаруживаю. Причем на выходе абсолютная тишина - ни шума ни треска. В чем может быть дело?

[da-nie]

питание на 1-7 ноге есть - 6 вольт, питаю кроной через кренку на 6 вольт.

А как вы с кроны двуполярное питание сделали? Или вы среднюю точку организовали?

делал по схеме в верхнем правом углу.

Не видно там нифига...

кр538ун3а

У вас операционник или усилитель использован?

Избегать нужно электролитов и керамики

Зачем избегать керамики? Она, конечно, не очень температуростабильна, но тут это не критично. А так - до 100 МГц работает. Или есть ещё какая-то причина?

[Herzblut]

кр538ун3а - нужно однополярное питание.

Не видно там нифига...

вот перезалил

У вас операционник или усилитель использован?

[/quote]

Использован микрофонный усилитель кр538ун3а.