話筒放大器簡稱「話放」,是對話筒輸入的信號進行放大的設備。話放的全稱是:話筒專用「前置」放大器,現在很多高檔話放採用「電子管」放大,目的是要得到「電子管」的柔美韻味。其實話放不僅僅是「功率放大」的單純功能,很多還包含參量均衡、壓縮器、幻向供電等等功能,特別是壓縮器和參量均衡器。很多話放設備還擁有高採集率的A/D模數轉換器,將話筒的模擬信號轉換成數字音頻信號,輸出AES等等數字音頻格式。
話筒放大器的基本組成結構為壓限器、均衡效果器、撲聲消除器、嘶聲消除器、噪聲門等。無論我們把話筒插在調音臺上,音效卡上,或是卡拉OK機上,這些設備都有一個(或多個)話放,那麼,還有一種是獨立工作的話放,他只負責把話筒信號放大並且進行一些必要的處理,然後變成線路輸出信號再輸出出去。
原理圖如下圖所示,採用MC2830形成語音電路。傳統的語音電路無法區分語音和噪聲的輸入信號。在嘈雜的環境,往往是開關引起的噪音,為了克服這一弱點。語音電路一級以上的噪聲,這樣做是利用不同的語音和噪聲波形。語音波形通常有廣泛的變化幅度,而噪音波形更穩定。語音激活取決於R6。語音激活的敏感性降低,如果R6變化14K到7.0k,從3分貝到8分貝以上的噪音。
一般單端不平衡輸入話筒放大器,無論指標做得多高,都無法抑制話筒引入的共模幹擾信號,使信噪比受到局限。這裡介紹的採用NE5532高速運算放大器製作的平衡輸入話筒放大器則無此缺點,信噪比可以做得很高,能滿足專業級的要求,且電路簡單,製作方便。
平衡輸入話筒放大器的電路見下圖所示。電路核心為3隻運算放大器,實際只要用兩塊運算放大器,還多出1隻運放可移作它用,如作音調控制,或再添一塊運算放大器組成兩路平衡輸人話筒放大器。
電路原理:由Cannon(卡依)插座平衡輸入的話筒信號經Rl-R4組成的阻抗匹配和抗射頻幹擾網絡後分別進入兩隻遠放的同相輸入端進行放大,R5-R7決定兩隻運放的增益(約為34dB)。A2和其外圍元件構成增益為0dB的平衡不平衡信號變換器,它將前級送來的雙端輸入信號轉換成單端輸出信號,再饋給有關系統作進一步處理。字串6
由於本電路採用平衡輸入對稱放大,所用的運放必須是高精度的,一般通用型運算放大器不宣使用。A1、A2均應採用NE5532高速運算放大器,若有條件還可使用LT1057等「發燒」級運算放大器。所有電阻均採用誤差為1%的五色環金屬膜電阻據,並用數字萬用表篩選,再配對使用,以確保雙端信號幅度一致。C1-C3可用高頻瓷片電容器,C4用優質CBB電容器。輸入插座採用卡依插座。
圖中示出兩級話筒放大器電路,其電壓放大係數可以通過改變反饋量在13~40dB之間調節。傳輸頻率範圍為20~20000Hz之間。在輸出電壓為2V時畸變係數在0.15%(放大係數V0=13dB)和0.75%(V0=40dB)之間。V0=13dB時輸入和輸出阻抗分別為Z1=145k歐和Z2=47歐,V0=40dB時分別為Z1=120k歐和Z2=120歐。
用於電腦音效卡駐集體話筒前端放大,單管甲類加射隨,製作簡單。製作原因是惱於音效卡話筒端靈敏度太低講話費勁,調試好後,離話筒3米按打火機聲音清晰,效果不錯。
三極體為任意低頻小功管,C1815、C945、9014之類均可。頻率,貝塔,功率太高反倒不好。輸入輸出電容取值建議不要太大,對於語音用途,圖中值足夠。
75k電阻負責話筒偏置電壓,用高內阻萬用表測話筒正,應為0.2~1V。否則調整。電壓高,增益大,噪音大。反之亦然。
680K電阻決定工作點和反饋,500K可到1M均可,大點增益高,失真大。小則反之。
47K可變決定三極體工作點,不同管型,供電電壓需相應變動,前後級有牽連。調整使其失真最小,增益最高。
電壓5~15V均可。當然工作點要相應調整。電壓高,失真小增益高。電源不要取自電腦電源盒5V~12V輸出,有來自主機方波幹擾,用外接獨立電源。甚至手機充電器都可用。
發光二級管起保護;工作指示用,最好不要省掉。
外殼可用普通串口盒,電路太簡單,直接搭焊。注意地線走線不要形成環路,以免幹擾和自激。
調試完畢,考慮機械強度問題。可用密封矽膠填充串口盒內空間。
接插件直接用環氧樹脂(雙組份膠)粘在串口盒的一半上,注意膠要少,加在幾個關鍵受力點就行。太多,把可動觸點粘住就麻煩了。
動圈話筒靈敏度實在太低,接此放大器太勉強,有精神時用運放試試。如果要用1.5V供電的話,可以去掉發光二極體,重新計算下幾個偏置電阻,保證三極體b,e0.6V,話筒偏置1V即可,增益和失真嘛。個人認為5V方案較方便,失真和增益比較折中,廢舊充電器遍地都是,隨手抓一個就有電,應急還可掛USB取電。
這個電路外圍元件少,製作簡單,音質卻出乎意料的好。採用一塊雙路音頻放大集成電路。其主要特點是效率高、耗電省,靜態工作電流典型值只有6mA左右,該集成電路的電壓適應能力強(1.8V~15V DC),即使在1.8V低電壓下使用,仍會有約 100mW的功率輸出,具體電路如圖所示。
駐極體話筒MIC將拾取的聲音信號轉換成電信號後,經C2和W從U1的②腳引入,經U1音頻放大後,推動喇叭發音。本機接成BTL輸出電路,這對於改善音質,降低失真大有好處,同時輸出功率也增加了4倍,當3V供電時,其輸出功率為350mW。
電阻R1、R2均選用1/4W金屬膜電阻,W為小型碳膜電位器,C2最好選用獨石電容器,如沒有應選用質量好的瓷片電容,C1、C4、C3選用優質耐壓16V,漏電電流小的電解電容,MIC選用高靈敏度駐極體傳聲器。K選用小型的按鈕開關或撥動開關等,U1選用TDA2822M或TDA2822,也可用D2822代替。按圖1中數值製作,一般無需調試即可正常工作。
駐極體話筒檢測:
例如用MF47萬用表的 R X 1O0檔,測長城CZⅢ型駐極體話筒,當黑表筆接駐極體話筒芯線、殼,萬用表指針指在3kΩ,當用力吹氣,指針指在4kΩ的數值(也有的話筒阻值變小)。如果用力吹氣,萬用表指針擺動得很小,可把兩根表筆對調再試,如萬用表錶針仍然擺動得很小,則說明駐極體話筒已損壞。
駐極體話筒在應用時漏極D必須通過一個4.7~10kΩ的電阻接電源正極,然後再與放大電路連接,如圖所示。
給麥克風加裝放大電路
電子元件如下:電阻R1為1kΩ,電阻R2為1MΩ,R3也是1kΩ。三極體vT為9014,電容c1為4.7uf,c2為4.7uf,電池1節5號就夠了。
圖1是整個話筒放大電路的電路圖,從圖1中可以看出,整個電路只要六七個原件。下面大概說說工作原理,其中電阻R1負責給咪頭提供工作電壓,R2與R3負責給三極體提供偏置電壓,電容C1負責把咪頭的信號耦合給三極體以便放大,最終放大後的信號通過電容C2耦合後送回到話筒線路的正極中,也就時話筒線最外層的屏蔽層(也就是外層的那層銅網)。圖2就是我們製作時要用到的材料或電子元件。
用LM3886製作了一款功放電路,用DVD機試聽時,總感到聲音效果不如人意,響度也達不到標稱功率效果。雖經多次調整電路參數(包括提升了電源電壓),但收效甚微。
後來看到有關刊物介紹LM3886放大倍數偏小,需要有足夠幅度的激勵信號,才能收到較好的效果。為此,選用「運放之星」NE5532製作了一款前置放大電路加在功放輸入端,再次試聽,音效、響度明顯得到了改善。現將製作的前放電路介紹如下:
圖1 前放電路的直流伺服電源電路
圖1為前放電路的直流伺服電源電路,給前放電路提供穩定的±12V電源。穩壓電路採用三端集成穩壓塊,並且使用一片NE5532構成伺服電路,實現對輸出電壓的實時跟蹤與調整。
圖2 前置放大電路
圖2為前置放大電路,電路採用了「運放之星」NE5532構成同相比例運算放大電路,其放大倍數為5倍左右(主要由R9、R7、R10、R8決定),C15、C16在電路中具有提升高音頻信號的作用。J1接環變的雙12V輸出端,J2為信號輸入端,J3為信號輸出端(接功放輸入端)。
圖3 NE5532優質前放PCB
圖3為印刷電路板圖,圖4為元件布置圖。具體安裝時,可將此電路板安裝在功放箱中靠近背面的附近。通孔,並經過J2(雙信號插座)接音源。
本電路也適用於其他音源幅值較小的組合系統作為功放的前置放大。
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