Ισορροπημένο κύκλωμα ενισχυτή μικροφώνου

Σε αυτήν την ανάρτηση μαθαίνουμε για ένα απλό κύκλωμα προενισχυτή μικροφώνου ισορροπημένου Hi-Fi και επίσης αξιολογούμε τους υπολογισμούς, τις προδιαγραφές του σχεδιασμού μέσω τύπων.

Τι είναι το Balanced Preamplifier

Ένας «ισορροπημένος» ενισχυτής ή διαφορικός ενισχυτής δεν διαθέτει μία αλλά δύο ξεχωριστές εισόδους και μόνο η διαφορά μεταξύ αυτών των εισόδων είναι πραγματικά ενισχυμένη.

Για να διασαφηνίσετε πώς λειτουργεί αυτό, δείτε το διάγραμμα που δείχνει μια βασική έκδοση ενός ισορροπημένου κυκλώματος προενισχυτή μικροφώνου. Για να κάνουμε τον υπολογισμό λιγότερο δύσκολο, θα μειώσουμε το κέρδος σε 9 απλά κάνοντας Rl = R4 = και R5 = Rl l = 9.

Διάγραμμα κυκλώματος

Συνήθως οι μονάδες δεν είναι κρίσιμες. μόνο οι αναλογίες είναι. Θα αρχίσουμε την αιτιολόγηση με την εξερεύνηση της κατάστασης στην οποία η είσοδος με το R1 είναι στα 0V και η είσοδος με το R4 είναι στα + l00mV.

Πώς λειτουργούν τα κυκλώματα

Ένας τέλειος ενισχυτής θα κάνει μερικά πράγματα - δεν θα πάρει ουσιαστικά κανένα ρεύμα στους ακροδέκτες εισόδου και διατηρεί την έξοδο ανεπηρέαστη ανεξάρτητα από τυχόν παραλλαγές τάσης στους ακροδέκτες εισόδου.

Επομένως, θα πρέπει να έχουμε 100mV έως R4 και συνεπώς τάση 900mV γύρω από το R11 (διαθέτει 9 φορές την αντίσταση και το ίδιο ίδιο ρεύμα όπως το R4). Αυτό μας προσφέρει κέρδος εννέα. Η έξοδος είναι για αυτόν τον λόγο -900mV. Υπό τις περιστάσεις, το σημείο Α φτάνει στα 0V και το σημείο Β είναι στα + 100mV. το σημείο Δ πρόκειται να είναι

VB x R5 / (R1 + R9) = 90mV

Ως αποτέλεσμα, το σημείο C θα είναι επιπλέον στα + 90mV. Η τάση γύρω από το R4 θα είναι πιθανώς 90mV και η τάση γύρω από το Rl θα είναι 810mV (9 x 90mV).

Αυτό σημαίνει ότι η τάση εξόδου πρέπει να είναι + 900mV. Επίσης αυτό είναι με κέρδος εννέα. Παρατηρήστε ακόμη και για να μην είναι η πολικότητα (ή φάση). Σε αυτό το σημείο φανταστείτε ότι και οι δύο είσοδοι είναι στο + 1V, το σημείο D πιθανότατα θα είναι στα + 900mV και έτσι θα δείχνει το σημείο C.

Η τάση μέσω R4 είναι l00mV και R11 900mV Αυτό παρέχει τάση εξόδου (1V. Το κοινό σήμα απλώς δεν ενισχύεται με κανένα μέσο. Στην περίπτωση όμως, η μία είσοδος (B) φτάνει στο IV και η άλλη (A) ήταν στα l.0lV η Η διαφορά ενισχύεται και η έξοδος πιθανότατα θα είναι -lV.

Επιστρέφοντας στο συγκεκριμένο κύκλωμα, χρησιμοποιήσαμε ένα LM301A με ένα ζευγάρι τρανζίστορ χαμηλού θορύβου στην μπροστινή σκηνή.

Αυτά τα τρανζίστορ έρχονται με σταθερό ρεύμα μέσω Q3 και Q4. Ένα σταθερό ρεύμα είναι απαραίτητο επειδή επιτρέπει στις εισόδους να αυξάνονται και να κατεβαίνουν χωρίς να μετασχηματίζεται η τάση γύρω από τα R6 ή R7

Η αντίσταση R2 και R3 συσχετίζουν τις εισόδους με την υπεριώδη ακτινοβολία είναι συνήθως αρκετά υψηλές ώστε να μην επηρεάζουν τη λειτουργία στο ελάχιστο

Λίστα ανταλλακτικών για ισορροπημένο κύκλωμα προενισχυτή μικροφώνου

• R1, R4 = 330
• R2, R3, R6, R7, R8 = 10K
• R5 = 33Κ
• R9 = 3Κ3
• R10, R11 = 33K
• R12 = 1Κ
• C1 = 1nF C2,
• C3 = 33uF / 25V
• C4, C7 = 10uF / 25V
• C5 = 33pF
• C6 = 100nF
• Q1, Q4 = BC109C
• IC1 = LM301A

Τεχνικές προδιαγραφές:

Απόκριση συχνότητας: 10Hz - 20kHz (<5V output) +0/ -3dB
Κέρδος: 40dB
Ισοδύναμος θόρυβος εισόδου: -123dB (0.5uV)
Παραμόρφωση: 0,05%, έξοδος 300mV - 5V, 100Hz - 10kHz
Μέγιστη τάση εισόδου: 100mV
Κοινή αναλογία απόρριψης τρόπου: 60dB
Μέγιστο σήμα κοινού τρόπου λειτουργίας: 3V