Elettronica: Fun & Fundamentals - The Eclectic Electret Microphone - 💡 Fix My Ideas

Elettronica: Fun & Fundamentals - The Eclectic Electret Microphone

Elettronica: Fun & Fundamentals - The Eclectic Electret Microphone


Autore: Ethan Holmes, 2019

Tre microfoni electret visti dal basso. In alto a destra: da RadioShack. In alto a sinistra: da mouser.com. In basso: da allelectronics.com. Il terminale di terra si trova sul lato destro in ogni caso.

I microfoni dei vecchi telefoni cablati erano relativamente pesanti, grandi e costosi e la loro qualità del suono era terribile. Grazie agli sviluppi della scienza dei materiali negli anni '90, gli elettroni sono ora piccoli, di alta qualità e disponibili da alcune fonti per meno di $ 1 ciascuno.

Il microfono electret esegue la sua magia con un paio di sottili membrane caricate elettrostaticamente. Quando le onde sonore si avvicinano l'una all'altra, un piccolo transistor nel microfono amplifica le fluttuazioni del potenziale elettrico. Possiamo amplificarli ulteriormente, nei nostri circuiti, e usarli per molti scopi.

materiale

  • Microfono electret La maggior parte degli elettreti da 8 mm o 10 mm funzionerà su questo circuito, come RadioShack n. 270-0090.
  • Condensatori ceramici: 0.1μF (2), 0.68μF, 10μF (2)
  • Condensatore elettrolitico, 330μF
  • Resistori: 22Ω, 1K (2), 1.5K, 3.3K, 10K, 100K (2)
  • Potenziometri trimmer: 10K, 100K
  • Circuiti integrati: i produttori LM741, LM386 possono precedere questi numeri generici con lettere o numeri aggiuntivi.
  • Altoparlante: 2 pollici o 3 pollici, 50Ω-100Ω
  • Batterie da 9V (2) e clip di collegamento

Simboli schematici alternativi per un microfono electret.

Test, test ...

La maggior parte degli elettroni ha due terminali. Possono avere dei cavi attaccati o semplicemente delle piazzole di saldatura per le applicazioni a montaggio superficiale. Poiché i pad sono ragionevolmente grandi, è possibile aggiungere facilmente i propri lead se necessario.

Rilevazione dell'uscita da un microfono electret.

Il primo passo è distinguere i terminali positivo e negativo. Di solito non sono contrassegnati in alcun modo, e le schede tecniche possono essere sorprendentemente disinformative. Tuttavia, se guardate il retro del microfono, dovreste vedere delle "dita" di metallo che si irradiano verso l'esterno del guscio da uno dei terminali. Queste "dita" - incorporate in un composto sigillante traslucido - identificano il lato negativo dell'elettrete, che dovrebbe essere collegato a terra.

Collegare l'altro terminale attraverso un resistore di serie 3.3K al lato positivo di un alimentatore 9VDC, e si dovrebbe vedere l'elettrete che risponde al suono quando si applica un misuratore. Non dimenticare di impostare il misuratore per misurare AC, non DC. Una gamma da 1mV a 40mV è tipica.

Amplificazione

Piedinatura di base dell'amplificatore operazionale LM741 e dell'amplificatore LM386. I pin senza etichetta hanno funzioni aggiuntive; vedere i fogli dati per i dettagli.

Possiamo usare un amplificatore operazionale per trasformare i millivolt dall'elettrete in volt. Ecco un circuito che utilizza l'LM741. Mentre esistono molti circuiti più semplici, questo minimizza le oscillazioni e la distorsione. L'LM741 emette su un LM386, un chip dell'amplificatore di potenza di base che può pilotare un piccolo altoparlante.

Un circuito amplificatore audio.

Si noti che utilizziamo un "alimentatore split" composto da + 9 V CC, -9 V CC e 0 V (rappresentato da un simbolo di terra). Per impostare questo, è possibile utilizzare un paio di batterie 9V in serie, come mostrato di seguito ea sinistra. Ma perché è necessario?

L'alimentazione divisa richiesta dal circuito può essere fornita da due batterie da 9 V collegate in serie.

Considera come vengono create le onde sonore. Tutto intorno a noi c'è una pressione statica, che può essere immaginata come un'assenza di suono. Quando parli, crei onde che si elevano al di sopra del livello ambientale, separate da avvallamenti che scendono al di sotto di essa. Un amplificatore deve riprodurre accuratamente queste fluttuazioni e le tensioni relativamente positive e relativamente negative sono il modo più ovvio.

Nel nostro circuito amplificatore, un condensatore da 0,68 μF accoppia il microfono attraverso un resistore da 1K all'amplificatore operazionale. Il condensatore blocca la tensione CC, per impedire all'amplificatore operazionale di tentare di amplificarlo. Ma il condensatore è trasparente al segnale audio alternato, che noi vogliamo amplificare. Il segnale del microfono induce fluttuazioni in una tensione neutra fornita da un partitore di tensione e l'amplificatore operazionale amplifica la differenza tra queste fluttuazioni e un secondo ingresso, che ha una tensione di riferimento stabile.

Questo riferimento viene creato con feedback negativo dall'uscita dell'amplificatore operazionale, regolato con il trimmer 100K. Il feedback negativo mantiene sotto controllo l'amplificatore operazionale, in modo da creare una copia accurata del segnale di ingresso. Per saperne di più sull'elaborazione del segnale con amplificatori operazionali, fai attenzione Fai: più elettronica, il seguito del mio libro Marca: elettronica prevista per la pubblicazione a maggio 2014.

Per evitare oscillazioni e altri rumori, mantenere tutti i fili il più corti possibile e imballare i componenti strettamente insieme. Le coppie di fili rosso e nero si collegano con batterie da 9V, mentre i fili gialli vanno ad un altoparlante.

Farlo funzionare

L'alimentazione split a due batterie presenta alcune limitazioni. L'uscita non sarà forte e potrebbe essere graffiante, specialmente se le tue due batterie da 9V erogano una tensione diversa. Usa il trimmer da 100K per ridurre al minimo la distorsione e il trimmer da 10K per massimizzare il volume. Otterrai risultati migliori se disponi di un adeguato alimentatore split o di due adattatori CA da 12 V collegati tramite regolatori di tensione separati da 9 V CC.

È preferibile un diffusore da 50Ω-100Ω. Ho ottenuto ottimi risultati quando ho usato i morsetti a coccodrillo per collegare l'uscita dal circuito alla presa mini-jack sugli altoparlanti del mio computer, ma se si commette un errore di cablaggio, si potrebbero danneggiare i diffusori.

Potresti essere interessato ad altre idee, come usare il suono per accendere una luce o avviare un motore. A tale scopo, anziché un amplificatore audio come LM386, l'uscita dell'amplificatore operazionale può attivare un relè a stato solido. Aggiungere un condensatore da 100μF tra l'uscita dell'amplificatore operazionale e la massa per regolare il segnale (in modo che il relè non "chiami") e regolare il trimmer da 100 K finché la sensibilità del circuito non sia appropriata.

Un amplificatore operazionale può alimentare la sua uscita (attraverso un condensatore di accoppiamento) a un pin di ingresso del microcontrollore. Dovrai scoprire il valore digitale che il convertitore analogico-digitale all'interno del microcontrollore assegna a vari livelli di suono, ma in seguito potrai programmare uscite diverse per diversi livelli sonori.

I circuiti audio analogici possono essere più complicati dei circuiti digitali. Imparare a usare un elettrete è un'ottima introduzione!



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