В этой статье описано, как, с применением операционного усилителя, самостоятельно изготовить простой усилитель сигнала электретного микрофона и подключить его к компьютеру. Зачем это нужно? Ну как же, это очень даже полезная штука. С помощью такого устройства можно, например, изготовить направленный микрофон и разговаривать с другом, находящимся на значительном расстоянии от вас, или можно даже разговаривать с тем же другом прямо через стену.
Сразу оговорюсь, ситуация, когда вы просто слушаете, — о чём это там болтает ваш друг, находясь за сто метров от вас, или подслушиваете его через ту же стену, грозит не только осложнением отношений с другом, но и неприятностями с законом, поскольку такими вещами у нас в стране заниматься категорически запрещено (если конечно у вас нет на это санкции суда). Короче, я вас предупредил.
Итак, собственно, вернёмся к усилителю. Представленная здесь схема является самой что ни на есть типовой схемой инвертирующего усилителя и рассчитывается по самой что ни на есть типовой методике. Есть только один маленький нюанс.
Поскольку мы используем однополярное питание, то, естественно, усилить отрицательные сигналы мы не можем. Чтобы решить эту проблему нулевой уровень был искусственно сдвинут вверх на половину напряжения питания и входной сигнал мы рассматриваем относительно этого нового нулевого уровня. Как мы это сделали? Да очень просто. Взяли, да и подали на неинвертирующий вход сигнал с делителя, который делит напряжение питания пополам. В дальнейшем, после усиления полезного сигнала, постоянная составляющая убирается конденсатором С5.
Коэффициент усиления схемы определяется формулой: K=R4/R3. Для возможности плавно регулировать коэффициент усиления схемы, — в качестве резистора R4 нужно использовать подстроечный резистор.
Подключается это устройство к разъёму Line-in звуковой карты компьютера.
Элементы схемы:
R1, R2 — резисторы на 47 кОм. В принципе, пойдут любые, лишь бы ток через делитель был раз в 100..200 больше входного тока ОУ. Ну, естественно, слишком большой ток делителя снижает время жизни батареек.
R3 — резистор на 1 кОм. Тоже в общем-то любой, лишь бы коэффициент усиления нужный получить.
R4 — подстроечный резистор на 100 кОм.
R5, R6 — резисторы, на 4,3 и 47 кОм, соответственно.
C1,С2 — фильтры по питанию ОУ, керамика 0,1 мкФ и электролит 100 мкФ / 6,3В, соответственно.
С3, С5 — разделительные конденсаторы, керамика 10 мкФ (полно на платах старых винчестеров)
С4 — керамический конденсатор 4,7 нФ (подойдёт любой от 1 до 10 нФ)
Mic — любой электретный микрофон (можно взять от старого сотового телефона, выдрать из дешёвых наушников с микрофоном или просто купить в любом магазине электроники). Китайские таблетки, такие, как на фото, стоят в магазине всего 10 рублей.
ОУ — в принципе, должен подойти любой операционный усилитель, способный работать от 3-х вольт однополярного питания. Я использовал LM358.
Uп — литиевая таблетка 3В (такая же, как на материнской плате, батарейкодержатель, кстати, можно оттуда же выпаять).
С указанными элементами устройство потребляет мизерный ток, — менее 1 мА.
Вот, в общем-то, и весь усилитель. На этом мы с электрической частью заканчиваем и переходим к акустической части. Усилитель, который мы изготовили будет просто усиливать сигнал от микрофона, с какой бы стороны этот сигнал к микрофону не пришёл. Как же сделать наш микрофон направленным? Самое простое, что можно сделать, — это приделать к нему рупор. В качестве рупора можно использовать всё, что угодно: пластиковый стакан, стеклянную банку с дыркой, деревянный ящик без одной стенки, даже просто свёрнутый из бумаги кулёк. Для более надёжного экранирования звуков с ненужных вам направлений можно обмотать рупор шарфом.
Пример готового устройства:
Как с этим устройством работать? Алгоритм работы такой: выкручиваете ручку резистора R4 на минимум, вставляете батарейку, подключаете к компьютеру (вход Line-in), направляете на то место, откуда вы хотите услышать звук (или прислоняете ваш рупор к стене) и начинаете плавно крутить ручку резистора R4 (увеличивать его сопротивление) до появления звука.
Микшер компьютера должен быть настроен так, чтобы звук со входа Line-in поступал в динамики и/или в программу звукозаписи (если хотите записывать).
Если вы случайно переборщите с усилением, то это сразу станет слышно по характерному резкому звону из динамиков (в этом случае коэффициент усиления нужно немножко убавить).
Скачать плату усилителя (DipTrace 2.0, разводка под SMD-компоненты)