Поговорим про УНЧ - предварительные, оконечные, полные, любые. Главное, чтобы звук усиливали.
Ответить

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Чт май 22, 2014 07:20:08

резистор на 1.3к от батарейки должен идти сразу на микрофон, а не на мс
так у тебя просадка по питанию идет и микрофон без питания

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Чт май 22, 2014 10:46:01

Микрофон электромагнитный, питания не требует. Сегодня попробую собрать схему иначе, как положено, с двух полярным питанием. может поможет :?
Rtmip писал(а):Если схема включения верна, то причина может быть в микрофоне, например, если он электретный, то ему нужно питание.


По поводу схемы включения, готовой схемы включения найти не удалось на эту микросхему. Почитав литературу про ОУ подключил микросхему так как обычно это делается с другими ОУ. Наверно вариантов почему не работает всего два.... 1. неправильное включение микросхемы, 2.микросхема неисправна (хотя вроде как новая, вчера почтой получил)

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Чт май 22, 2014 11:45:02

С вывода 2 нужен резистор на землю, который совместно с R3 задаст усиление. А так получилось усиление 1.

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Чт май 22, 2014 12:20:13

Михаил_, попробуйте собрать усилитель по этой схеме:

Изображение

В этой теме есть обсуждение.

Возможно, для вашего ОУ понадобится питание от 10В.

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Сб май 24, 2014 02:10:57

Непонятно почему, но заработало. И главное тут вторую ногу микросхемы посадить через конденсатор на минус. Если напрямую сажать без конденсатора схема перестаёт работать. R4 исключил из схемы, он влияет лишь на усиление, при уменьшении сопротивления R4 усиление возрастает.

Схема работает, но уровень шумов не нравится. Шумы достаточно хорошо прослушиваются, а при увеличении усиления вообще перекрывают сигнал с микрофона. Покупал эту микросхему в надежде получить качественный звук с микрофона, звук без шумов. Но что-то результат совсем не впечатляет, и очень далёк от заявленного производителем.

LME49990MA сочетает низкую спектральную плотность шума (0,9 нВ/VГц) с чрезвычайно малым коэффициентом гармонических искажений (0,00001%).

Решил собрать схему иначе, с двух полярным питанием. Может в таком варианте покажет лучше результат. Но опять ничего не работает. Видимо опять что-то не так соединяю. Как должна выглядеть схема усилителя на ОУ с двух полярным питанием ?
Последний раз редактировалось AlekseyEnergo Вс май 25, 2014 19:25:35, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Нарушение пункта 2.7 правил форума. Подредактировал. Предупрежден!

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Сб май 24, 2014 09:40:52

Михаил_ писал(а):Непонятно почему, но заработало. И главное тут вторую ногу микросхемы посадить через конденсатор на минус. Если напрямую сажать без конденсатора схема перестаёт работать. R4 исключил из схемы, он влияет лишь на усиление, при уменьшении сопротивления R4 усиление возрастает.
Все же вам нужно повнимательнее почитать литературу по ОУ. Хоровица-Хилла, например. R4 нельзя исключать из схемы, усиление определяется соотношением 1+R3/(R4+Zc4), где Zc4 - импеданс C4. Схема проектируется так, чтобы в рабочем диапазоне частот Zc4 был меньше R4 (чем меньше, тем лучше), иначе усиление будет частотозависимым. Граница - когда R4=Zc4 на нижней частоте рабочего диапазона. Для нижней частоты среза в 20Гц и C4=47 мкФ, R4 должен быть больше 170 Ом.

Михаил_ писал(а):Схема работает, но уровень шумов не нравится. Шумы достаточно хорошо прослушиваются, а при увеличении усиления вообще перекрывают сигнал с микрофона. ...что-то результат совсем не впечатляет, и очень далёк от заявленного производителем.
ОУ, который вы используете, является достаточно широкополосным, очень вероятно, что причина шума - в самовозбуждении на ВЧ, особенно при избыточном усилении. Для борьбы с самовозбуждением, поставьте керамический конденсатор 0.1 мкФ параллельно C2 как можно ближе к выводам питания ОУ, а параллельно R3 поставьте конденсатор емкостью примерно 10 пикофарад (величина не очень критична). Такую же емкость можно установить параллельно R2 как можно ближе к выводам ОУ, лучше всего - припаять прямо к выводам 3 и 4. Плату лучше всего делать на двухстороннем фольгированном текстолите, расположив дорожки с одной стороны, а другую использовать как сплошной полигон земли.

Источником избыточного шума может быть и не микросхема. Сам микрофон может шуметь сильнее. Конденсаторы и резисторы тоже вносят свою лепту, иногда не маленькую, особенно электролиты. Источник питания тоже может быть причиной. Я надеюсь, вы питаете усилитель от батарейки а не от импульсного сетевого адаптера.

Последней, наименее вероятной причиной может быть то, что 9В питания маловато, надо хотя бы 10, чтобы удовлетворить ДШ. Но это, повторю, наименее вероятная возможная причина.

Михаил_ писал(а):Решил собрать схему иначе, с двух полярным питанием. Может в таком варианте покажет лучше результат. Но опять ничего не работает. Видимо опять что-то не так соединяю.
Покажите свою схему, я укажу на ошибки, если они есть. Но вообще, я советую разобраться с однополярным вариантом. Двухполярный, с точки зрения шумов, лучше, но не радикально.

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Сб май 24, 2014 12:59:22

Для меня очень важен параметр по шумам, для этого и покупалась микросхема. Но то, что получается, совершенно не годится. Обычная микросхема К538УН3 показывала лучшие результаты. Но LM49990 описывается, как микросхема уровень шумов которой сведён к теоретически возможному минимуму.

И либо производители врут либо схема включения не та.

Микрофон электромагнитной конструкции обмотка 50 омная, думаю шуметь не должен. Если отключить микрофон то шумы остаются.

При уменьшении сопротивлений R1, R2 шум увеличивается. Поэтому я подумал, что видимо однополярная схема включения не годится, ведь R1, R2 прямиком идут на вход усилителя и возможно шумы этих резисторов и усиливаются. Пробовал шунтировать эти резисторы конденсаторами 0,1мкф. Ничего не меняется. Микрофон улавливает звуки со всей комнаты, но на фоне этих звуков хорошо прослушивается равномерное монотонное шипение.

Интересно каким образом можно сузить частотный диапазон усиления микросхемы до звуковых частот ? Действительно, совершенно не нужная в данном случае полоса пропускания до 110Мгц может лишь мешать и проводить к возбуждению схемы. подбором R5, C5 в приложенной здесь схеме?

El-Eng писал(а):
например. R4 нельзя исключать из схемы, усиление определяется соотношением 1+R3/(R4+Zc4), где Zc4 - импеданс C4. Схема проектируется так, чтобы в рабочем диапазоне частот Zc4 был меньше R4 (чем меньше, тем лучше), иначе усиление будет частотозависимым. Граница - когда R4=Zc4 на нижней частоте рабочего диапазона. Для нижней частоты среза в 20Гц и C4=47 мкФ, R4 должен быть больше 170 Ом.


Питаю схему от батареек, 4,5 В. Пробовал от 9В, шумы немного увеличиваются.

Хотел собрать схему на двухполярном питании да не соображу как надо правильно. Никогда не имел дела с ОУ.
El-Eng писал(а):ОУ, который вы используете, является достаточно широкополосным, очень вероятно, что причина шума - в самовозбуждении на ВЧ, особенно при избыточном усилении. Для борьбы с самовозбуждением, поставьте керамический конденсатор 0.1 мкФ параллельно C2 как можно ближе к выводам питания ОУ, а параллельно R3 поставьте конденсатор емкостью примерно 10 пикофарад (величина не очень критична). Такую же емкость можно установить параллельно R2 как можно ближе к выводам ОУ, лучше всего - припаять прямо к выводам 3 и 4.


Поставленный конденсатор 0,1мкф параллельно С2, на вашей схеме, ничего не меняет, шумы на месте. Установленный конденсатор 0,1мкф параллельно R3 на вашей схеме, ослабил еле слышную "помеху", но основной белый шум как был так и остался. Я уже думаю может микросхема подделка....
Вложения
22.jpg
(40.96 KiB) Скачиваний: 702

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Сб май 24, 2014 23:00:03

Вот схема для двухполярного питания. Питание ±9В потому, что в ДШ минимальное напряжение питания ±5В. Хорошо было бы проверить осциллографом отсутствие самовозбуждения на выходе. В этой схеме на выходе может установиться смещение относительно земли в диапазоне ±1В. В этом нет ничего страшного, но если это критично для последующих каскадов, на выход нужно поставить разделительный конденсатор порядка 10-47мкФ соблюдая полярность, если это будет электролит.

Изображение
MicAmp.png
(8.52 KiB) Скачиваний: 3720

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Вс май 25, 2014 00:20:46

Осциллографа нет к сожалению. Спасибо за схему, завтра опробую. Весь день мучался со схемами включения ОУ. Выяснилось , что схема включения бывает инвертирующая и неинвертирующая. При чём входное сопротивление инвертирующего усилителя небольшое, а вот входное сопротивление неинвертирующего усилителя очень велико. Всё что до этого собирал и что предлагали вы это неинвертирующий вариант схемы включения ОУ.

Попробовал собрать схему инвертирующего усилителя. И схема заработала совсем иначе, с минимальным уровнем шумов. Возможно дело было в большой разнице между сопротивлениями источника сигнала (микрофона) и входного сопротивления усилителя….А там кто его знает.

По поводу высокочастотного возбуждения, оно видимо присутствует, потому, что касаясь пальцем различных участков схемы, в одних случаях шумы несколько увеличиваются, а в других наоборот уменьшаются. Вообщем поставил в цепь ООС ёмкость 100пф. По моим соображениям ёмкостное сопротивление на больших частотах мало, следовательно для высоких частот усиление ОУ будет мало. Реально это немного уменьшило шумы. Теперь при регулировки ООС переменным резистором, он совместно с ёмкостью 100пф видимо работает как фильтр. Одновременно с повышением усиления изменяется и частотная характеристика. Чем больше усиления тем больше высоких частот и наоборот :shock: .

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Вс май 25, 2014 01:02:32

Экспериментируйте, набирайтесь опыта, проверяйте на практике то, что пишут в книгах. Это - самый правильный путь.
100 пФ в цепи обратной связи многовато. А вот, что касается переменного резистора, лучше в цепь обратной связи его не ставить. Он может оказаться как причиной избыточного шума, так и самовозбуждения. И не забывайте, что резистор R4 в схеме с одним питанием (как и R3 в схеме с двумя питаниями) обязательно должен быть установлен. Резисторы и керамические конденсаторы, кстати, лучше брать для поверхностного монтажа. Чем меньше протяженность цепей входов ОУ, тем меньше вероятность самовозбуждения. И не забывайте об экранировании.

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Вс май 25, 2014 15:06:00

.... а как снимать выходной сигнал с двухполярной схемы ОУ ? До этого я использовал для усиления выходного сигнала микросхему с однополярным питанием LM 386. Или эта микросхема тоже ОУ и её можно включить по схеме двухполярного питания ? Посмотрел в инете, вроде можно.

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Вс май 25, 2014 19:26:35

Михаил_ писал(а):... а как снимать выходной сигнал с двухполярной схемы ОУ?
Точно так же как и с однополярной, только разделительный конденсатор на выходе, в большинстве случаев, не нужен.
Михаил_ писал(а):... ее можно включить по схеме двухполярного питания?
Можно, но она, все же, заточена для работы с одним питанием.

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Вс май 25, 2014 20:22:51

El-Eng писал(а):Точно так же как и с однополярной, только разделительный конденсатор на выходе, в большинстве случаев, не нужен.

Если микросхема включёна по схеме двухполярного питания то вход и выход это относительно средней точки питания схемы. Если далее сигнал усиливать второй микросхемой включённой по схеме однополярного питания и источник питания общий для обоих микросхем, то ... минус питания второй микросхемы должен подключатся на среднюю точку элементов питания ?

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Вс май 25, 2014 20:50:52

Михаил_ писал(а):то ... минус питания второй микросхемы должен подключатся на среднюю точку элементов питания ?

Нет, необязательно. Просто потеряешь в размахе сигнала и надо разделительный кондёр ставить

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Вс май 25, 2014 20:55:48

Нарисовал схему, будет работать ? Соединил LME49990 в двухполярном включении с LM386 в однополярном включении :roll:
Вложения
Без-имени-2.gif
(8.81 KiB) Скачиваний: 8473

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Пн май 26, 2014 01:51:05

Михаил_ писал(а):Нарисовал схему, будет работать?
Если и будет, то плохо. :)
Основные замечания и ошибки:
1. При питании от батареи, емкость С1, С2 и С7 - избыточна, достаточно сотни микрофарад. Блокировочные емкости 0.1 мкФ отсутствуют.
2. Резистор R2 не нужен вовсе, от него только вред.
3. Общий провод микрофона обычно подключают к земле, C3 не нужен.
4. При таком включении микрофон работает на нулевое входное сопротивление, это - нештатный режим для микрофона.
5. Переменный резистор R1 будет источником избыточного шума, а, возможно, и причиной самовозбуждения.
6. Полярность С5 нельзя определить заранее, она зависит от знака напряжения смещения ОУ.
7. Полярность C6 неверна.
8. Напряжение на выходе LM386 составляет половину напряжения питания, подключение наушников без разделительного конденсатора приведет к неправильной работе усилителя, а, возможно, к выходу его и наушников из строя.

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Пн май 26, 2014 02:26:08

Схему собрал, работает. Я всё сравниваю работу микросхемы К538УН3А с LME49990. Дело в том, что я усиливаю очень слабые сигналы. И мне мешают внутренние шумы усилителей.

Особого различия между К538УН3А и LME49990 не обнаружил. И там и там шумы чётко прослушиваются, перекрывая полезный усиливаемый сигнал. Как не шаманил над схемами, толку особого нет.

Как бороться с этими шумами ? Может собрать схему что-то типа синфазного подавления шумов ?

Как усиливают например биопотенциала мозга, там же бешеное усиление и вроде шумов нет.

El-Eng писал(а):2. Резистор R2 не нужен вовсе, от него только вред.
Без него схема превращается в генератор.
El-Eng писал(а):3. Общий провод микрофона обычно подключают к земле, C3 не нужен.
Мне он нужен для частотной коррекции, отфильтровывает низкие частоты.
El-Eng писал(а):4. При таком включении микрофон работает на нулевое входное сопротивление, это - нештатный режим для микрофона.
Почему нулевое ?
El-Eng писал(а):5. Переменный резистор R1 будет источником избыточного шума, а, возможно, и причиной самовозбуждения.
Поменял на постоянный резистор, ничего не изменилось.
El-Eng писал(а):7. Полярность C6 неверна.
Да, не хотел работать пока полярность не поменял.
El-Eng писал(а):8. Напряжение на выходе LM386 составляет половину напряжения питания, подключение наушников без разделительного конденсатора приведет к неправильной работе усилителя, а, возможно, к выходу его и наушников из строя.
Конденсатор есть, просто не указан на схеме, для простоты.

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Пн май 26, 2014 10:12:34

Михаил_, на некоторые Ваши вопросы ответы имеются здесь: http://cxem.net/beginner/beginner96.php .

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Пн май 26, 2014 12:06:04

Михаил_ писал(а):Особого различия между К538УН3А и LME49990 не обнаружил. И там и там шумы чётко прослушиваются, перекрывая полезный усиливаемый сигнал.
Плотность шума напряжения (типовое значение) у 538УН3 - 2.1нВ/√Гц, у LME49990 - 0.88 нВ/√Гц, разница примерно 7.5 дБ - на слух нерадикальна. Чтобы убедиться в наличии проблемы, нужно проводить измерения. Кроме того, сразу замечу, что LME49990 у вас включена в режиме, который не соответствует требованиям ДШ, в частности, по размаху питающих напряжений. Она имеет право вообще не работать, а не только избыточно шуметь.
Михаил_ писал(а):Как бороться с этими шумами?
Строгое следование требованиям ДШ, тщательный монтаж, меры против паразитных обратных связей и наводок, экранирование, использование качественных компонентов, фильтрация питания и т.д. По-другому - никак.
Михаил_ писал(а):Как усиливают например биопотенциала мозга, там же бешеное усиление и вроде шумов нет.
Есть. Шум, который уже не виден на картинке сигнала, существенно больше шума, который уже не слышен при воспроизведении этого сигнала. Кроме того, напряжение шума, приведенное ко входу, пропорционально квадратному корню из ширины полосы усиливаемых частот. При измерении биопотенциалов мозга, полоса существенно уже, чем при усилении звука.
Михаил_ писал(а):Без него схема превращается в генератор.
Это - свидетельство неправильного монтажа.
Михаил_ писал(а):Мне он нужен для частотной коррекции, отфильтровывает низкие частоты.
Тогда его нужно включить в разрыв сигнального провода, идущего от микрофона к усилителю. При указанных номиналах (50 ом, 4 мкФ) нижняя частота полосы пропускания равна примерно 800 Гц. Это правильно?
Михаил_ писал(а):Почему нулевое?
Найдите в литературе, что такое "виртуальный ноль" в схеме инвертирующего включения ОУ.
Михаил_ писал(а):Поменял на постоянный резистор, ничего не изменилось.
Если стоит цель получить минимальный уровень шумов, важно учитывать вклад каждого компонента.

Re: Микрофонный усилитель на ОУ - LME49990

Вт май 27, 2014 01:10:13

falkonist писал(а):Михаил_, на некоторые Ваши вопросы ответы имеются здесь: http://cxem.net/beginner/beginner96.php .
Да, я изучал эту статью.

Кто знает, каким образом взаимосвязаны внутренние шумы усилителя с сопротивлением источника сигнала ?
El-Eng писал(а):Плотность шума напряжения (типовое значение) у 538УН3 - 2.1нВ/√Гц, у LME49990 - 0.88 нВ/√Гц, разница примерно 7.5 дБ - на слух нерадикальна.
Видимо вы правы. Зато в цене на микросхемы очень даже заметна разница :))
El-Eng писал(а):При измерении биопотенциалов мозга, полоса существенно уже, чем при усилении звука.
Ясно
El-Eng писал(а):Тогда его нужно включить в разрыв сигнального провода, идущего от микрофона к усилителю.
После вашего замечания я тоже набрёл на эту мысль.
El-Eng писал(а):При указанных номиналах (50 ом, 4 мкФ) нижняя частота полосы пропускания равна примерно 800 Гц. Это правильно?
Подбирал на слух. Что бы отсеять стуки и различные вибрации от работающего холодильника или стиральной машинке несколькими этажами выше. А каким образом производить расчёты ?

Вообще, изначально я видимо вопрос поставил несколько неправильно. Суть задачи - получить максимальное усиление сигнала с микрофона с отсутствием явно слышимых «тепловых» шумов схемы.

Может что посоветуете дельного по этому поводу ? Стоит использовать микросхемы усилители или самому собирать усилитель на транзисторах ?
Ответить