Микрофонный усилитель

Изобретение относится к акустике. Микрофонный усилитель содержит высокоомный резистор, фильтр поляризующего напряжения, переключаемый делитель напряжения, умножитель напряжения, входной разделительный конденсатор, повторитель, инвертор, выходные разделительные конденсаторы, генератор переменного напряжения, линейный стабилизатор напряжения, фильтр входного питания, резисторы подачи питающего напряжения, ЭМС фильтр. Входной повторитель выполнен на основе операционного усилителя с высокоомным входом, сигнал на который подаётся с микрофонного капсюля через разделительный конденсатор, а поляризующее напряжение на микрофонный капсюль подаётся через промежуточные элементы с умножителя напряжения, на который поступает переменное напряжение с генератора, от линейного стабилизатора запитаны операционные усилители и генератор, с выхода повторителя сигнал подаётся на один выход усилителя и на вход инвертора, выполненного на операционном усилителе, с выхода которого сигнал поступает на другой выход усилителя, на вход которого подаётся сигнал с выхода повторителя. Технический результат – снижение искажений, а также уменьшение массогабаритных характеристик. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике.

Известен микрофонный усилитель по патентному документу SU 1490702 А1, опубл. 30.06.1989, который содержит трансформаторы, дифференциальный каскад, конденсаторы, операционные усилители, резисторы и переменный резистор. При регулировании усиления одновременно и одинаково изменяются параметры параллельной и последовательной отрицательных обратных связей. Сигнал с выхода операционного усилителя (далее – ОУ) подается одновременно на оба входа ОУ (методом вычитания). Максимальному усилению микрофонного усилителя соответствует минимальный коэффициент передачи по напряжению с одного выхода ОУ на другой выход ОУ. При максимальном усилении устраняется влияние шумов ОУ на выходной уровень шума микрофонного усилителя.

Недостатком известно микрофонного усилителя является сложность его конструкции, высокое энергопотребление, что влечёт за собой высокие экономические траты при его изготовлении и использовании, при этом из-за сложности его конструкции и количества деталей в нём высока вероятность выхода из строя, что вызывает сомнение в его высокой надежности и продолжительности использования.

Задачами изобретения является устранение недостатков известного микрофонного усилителя и расширение арсенала технических средств в области микрофонных усилителей.

Техническим результатом является снижение искажений, а также уменьшение массогабаритных характеристик и стоимости в усилителе из-за отсутствия трансформаторов связи.

Технический результат достигается за счёт, микрофонного усилителя, который содержит высокоомный резистор, фильтр поляризующего напряжения, переключаемый делитель напряжения, умножитель напряжения, входной разделительный конденсатор, повторитель, инвертор, выходные разделительные конденсаторы, генератор переменного напряжения, линейный стабилизатор напряжения, фильтр входного питания, резисторы подачи питающего напряжения, ЭМС фильтр. Входной повторитель выполнен на основе операционного усилителя с высокоомным входом, сигнал на который подаётся с микрофонного капсюля через разделительный конденсатор. Поляризующие напряжение на микрофонный капсюль подаётся через промежуточные элементы с умножителя напряжения, на который поступает переменное напряжение с генератора, который запитан от линейного стабилизатора. С выхода повторителя через разделительный конденсатор и ЭМС фильтр сигнал подаётся на прямой выход усилителя, а также на вход инвертора, выполненного на операционном усилителе. С выхода инвертора сигнал поступает на инверсный выход усилителя через разделительный конденсатор и ЭМС фильтр.

На фигуре 1 изображена блок-схема микрофонного усилителя.

Микрофонный усилитель предназначен для использования совместно с конденсаторным микрофонным капсюлем с внешней поляризацией 1 и устройством, имеющим дифференциальный микрофонный вход с возможностью подачи фантомного питания.

Микрофонный усилитель содержит высокоомный резистор 2, фильтр поляризующего напряжения 3, переключаемый делитель напряжения 4, умножитель напряжения 5, входной разделительный конденсатор 6, повторитель на специализированном операционном усилителе (ОУ) 7, инвертор на ОУ 8, выходные разделительные конденсаторы 9 и 10, генератор переменного напряжения 11, линейный стабилизатор напряжения 12, фильтр входного питания 13, резисторы подачи питающего напряжения 14 и 15, ЭМС фильтр 16.

Фантомное напряжение питания подаётся через ЭМС фильтр 16, резисторы 14 и 15 и фильтр 13 на вход линейного стабилизатора 12. С выхода линейного стабилизатора стабилизированное напряжение Uп на питание операционных усилителей 7, 8 и генератора прямоугольного напряжения 11. Использование стабилизатора 12 и фильтра 13 позволяет добиться практически полной независимости характеристик усилителя от качества входного фантомного напряжения питания. С выхода генератора переменного напряжения 11 напряжение поступает на умножитель 5. Применение умножителя 5 позволяет получить поляризующие напряжение на капсюле 1 отличным от напряжения фантомного питания, и при этом значение поляризующего напряжения не зависит от входного фантомного напряжения питания за счёт применения линейного стабилизатора 12. Увеличение и стабилизация входного поляризующего напряжения позволяет повысить чувствительность капсюля и уменьшить нестабильность чувствительности. При повышении чувствительности снижается уровень приведённых ко входу шумов. Переключаемый делитель напряжения позволяет регулировать поляризующие напряжение на входе капсюля подбирая тем самым оптимальный динамический диапазон для конкретной ситуации. Фильтр поляризующего напряжения 3 позволяет избавится от шумов, возникающих в поляризующем напряжении после умножителя и тем самым снизить уровень шумов микрофона. Через резистор 2 поляризующие напряжение подаётся на вход капсюля. Использование в качестве резистора 2 высокоомного резистора позволяет увеличить чувствительность микрофона на низких частотах. Разделительный конденсатор 6 препятствует попаданию поляризующего напряжения на вход повторителя на ОУ 7. Повторитель на ОУ является конвертером импеданса с коэффициентом усиления 1. В повторителе 7 используется малошумящий ОУ с высокоомным входом и малым коэффициентом нелинейных искажений, что позволяет добиться уровня шумов менее 5,5 нВ/√Гц, уровня нелинейных искажений менее 0.0005%, входного сопротивления 1013 Ом. Также применение ОУ 7 позволяет работать с входным сигналом вплоть до амплитуд Uп/2 без внесения существенных искажений. Использование инвертора на ОУ 8 позволяет добиться высокого качества согласования выходных импедансов линий прямого и инверсного выхода во всём диапазоне частот. Это позволяет добиться повышения устойчивости к синфазным помехам без использования выходного трансформатора, имеющего существенные габариты, массу и вносящего существенные искажения в сигнал. Применение двухканального ОУ для реализации каскадов 7 и 8 позволяет термокомпенсировать температурный дрейф выходного сопротивления усилителей. Выходной сигнал через разделительные конденсаторы 9 и 10 и фильтр ЭМС 16 подаётся на прямой и инверсный выходы микрофона. Применение фильтра ЭМС позволяет снизить восприимчивость системы к высокочастотным индустриальным наводкам и снизить паразитное электромагнитное излучение, создаваемое генератором прямоугольных импульсов 11 и умножителем 5.

Микрофонный усилитель содержит входной повторитель на основе операционного усилителя (7) с высокоомный входом, сигнал на который подаётся с микрофонного капсюля (1) через разделительный конденсатор (6). А поляризующие напряжение на микрофонный капсюль подаётся через промежуточные элементы (2,3,4) с умножителя напряжения (5), на который поступает переменное напряжение с генератора (11) стабильность амплитуды которого обеспечивает линейный стабилизатор напряжения (12). От него также запитаны усилители (7 и 8). Для обеспечения симметричности выходного дифференциального сигнала по импедансу используется инвертор на операционном усилителе (8), на вход которого подаётся сигнал с выхода усилителя (7).

С целью снижения искажений, а также уменьшения массогабаритных характеристик и стоимости, в усилителе отсутствуют трансформаторы связи, а входной каскад усиления выполнен на операционном усилителе (7) с высоким входным импедансом, что обеспечивает минимальные нелинейные искажения и большой динамический диапазон.

Изобретение призвано уменьшить искажение и шумы, обеспечить регулировки динамического диапазона, повысить помехоустойчивость, снизить зависимости характеристик от нестабильности напряжения питания.

Микрофонный усилитель, содержащий высокоомный резистор, фильтр поляризующего напряжения, переключаемый делитель напряжения, умножитель напряжения, входной разделительный конденсатор, повторитель, инвертор, выходные разделительные конденсаторы, генератор переменного напряжения, линейный стабилизатор напряжения, фильтр входного питания, резисторы подачи питающего напряжения, фильтр электромагнитной совместимости (ЭМС), отличающийся тем, что входной повторитель выполнен на основе операционного усилителя с высокоомным входом, сигнал на который подаётся с микрофонного капсюля через разделительный конденсатор, а поляризующее напряжение на микрофонный капсюль подаётся через промежуточные элементы с умножителя напряжения, на который поступает переменное напряжение с генератора, от линейного стабилизатора запитаны операционные усилители и генератор, с выхода повторителя через разделительный конденсатор и ЭМС фильтр сигнал подаётся на прямой выход усилителя и на вход инвертора, выполненного на операционном усилителе, с выхода которого сигнал через разделительный конденсатор и ЭМС фильтр поступает на инверсный выход усилителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству обработки звука и системе обработки звука для обеспечения более стабильной локализации звукового образа. Устройство обработки звука, содержащее: блок определения положения виртуального громкоговорителя для определения положения виртуального громкоговорителя на основе положения четырех громкоговорителей, расположенных рядом с виртуальным громкоговорителем; блок вычисления коэффициента усиления виртуального громкоговорителя для вычисления коэффициента усиления виртуального громкоговорителя посредством выполнения трехмерного векторного амплитудного панорамирования (VBAP) на основе позиционной взаимосвязи между виртуальным громкоговорителем, двумя громкоговорителями из указанных четырех громкоговорителей и позицией локализации звукового образа; блок регулировки коэффициента усиления для выполнения регулировки коэффициента усиления звука, подлежащего выводу по меньшей мере двумя громкоговорителями на основе коэффициента усиления виртуального громкоговорителя, причем указанные четыре громкоговорителя выполнены с возможностью вывода звука слушателю в соответствии с выводом схемы регулировки коэффициента усиления.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к радиотехнике. Технический результат заключается в упрощении схемотехнической реализации передачи сигналов и достигается тем, что происходит обнаружение подключения между одним из контактов второго рода ведущего устройства и ведомым устройством путем определения напряжения на таком контакте второго рода, определение контакта первого рода ведущего устройства, к которому подключено ведомое устройство, путем установления на контактах первого рода разного напряжения и определения напряжения на контакте второго рода; изменение напряжения между контактом первого рода, к которому подключено ведомое устройство, и внутренней линией питания, соединенной через сопротивление с контактом второго рода, к которому подключено ведомое устройство; формирование сигнала на ведомом устройстве путем изменения сопротивления между подключенными к ведущему устройству контактами; прием сигнала на ведущем устройстве путем измерения напряжения на контакте второго рода, к которому подключено ведомое устройство.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в акустических системах бытовой или профессиональной звуковоспроизводящей аппаратуры. Технический результат - повышение линейности фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики.

Изобретение относится к акустике. Наушники содержат микрофон для уменьшения вибрации в микрофонном сигнале и вибрационный датчик, причём микрофон выполнен с возможностью приёма первого сигнала, включающего в себя голосовой сигнал, и первого вибрационного сигнала, вибрационный датчик выполнен с возможностью приёма второго вибрационного сигнала, причём объем полости вибрационного датчика конфигурирован таким образом, что амплитудно-частотная характеристика вибрационного датчика относительно второго вибрационного сигнала совпадает с амплитудно-частотной характеристикой микрофона относительно первого вибрационного сигнала, и/или фазово-частотная характеристика вибрационного датчика относительно второго вибрационного сигнала совпадает с фазово-частотной характеристикой микрофона относительно первого вибрационного сигнала; и микрофон и вибрационный датчик конфигурированы таким образом, что первый вибрационный сигнал может быть компенсирован посредством второго вибрационного сигнала.

Изобретение относится к акустике. Устройство для приема аудиоинформации содержит: массив микрофонов, один формирователь диаграммы направленности, множество ограниченных формирователей диаграммы направленности, первый адаптер для адаптации параметров диаграммы направленности первого формирователя диаграммы направленности, второй адаптер для адаптации параметров ограниченной диаграммы направленности для множества ограниченных формирователей диаграммы направленности, процессор разности для вычисления разности между ограниченными диаграммами направленности.

Изобретение относится к акустике. Средство формирования диаграммы направленности содержит микрофонную решетку, которая присоединена к первому формирователю диаграммы направленности и второму формирователю диаграммы направленности.

Изобретение относится к акустике. Устройство звукозаписи содержит микрофонную решетку и средство формирования диаграммы направленности, выполненное с возможностью формировать звуковой выходной сигнал со сформированной диаграммой направленности и шумовой опорный сигнал.

Изобретение относится к акустике. Звуковая система содержит первый громкоговоритель, второй громкоговоритель, процессор, два фильтра.

Изобретение относится к акустике. Устройство захвата звука содержит формирователь диаграммы направленности, который выполнен с возможностью генерировать выходной аудиосигнал со сформированной диаграммой направленности.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству управления системой звуковой сигнализации. Технический результат заключается в упрощении управления системой звуковой сигнализации, поскольку система звуковой сигнализации может отправлять ультразвуковые волны через свой собственный громкоговоритель и принимать ультразвуковой сигнал, отраженный внешним объектом, через встроенный микрофон.

Изобретение относится к акустике. Устройство обработки звука, содержащее: микрофон для одновременного приема слышимого звука, имеющего частоту в диапазоне слышимости, и неслышимого звука, имеющего частоту за пределами диапазона слышимости, для преобразования принятого звука в электрические сигналы и выдачи электрических сигналов; первый полосовой фильтр для приема электрических сигналов, выдаваемых микрофоном, и удаления составляющих электрических сигналов, которые находятся за пределами диапазона слышимости; устройство обработки звуковых сигналов для применения заданной обработки сигналов к электрическим сигналам, прошедшим через первый полосовой фильтр; преобразователь Фурье для приема электрических сигналов, выдаваемых микрофоном, и выполнения частотного анализа полученных электрических сигналов таким образом, чтобы получать частотные составляющие электрических сигналов. Полученные частотные составляющие включают в себя частотные составляющие за пределами диапазона слышимости, и определитель уровня сигнала для определения того, что частотные составляющие за пределами диапазона слышимости имеют уровень сигнала, равный пороговому значению или превышающий его. Микрофон содержит множество микрофонов, преобразователь Фурье содержит множество преобразователей Фурье, и каждый из преобразователей Фурье выполнен с возможностью выполнения частотного анализа электрических сигналов, выдаваемых соответствующим одним из микрофонов таким образом, чтобы получать частотные составляющие электрических сигналов, при этом полученные частотные составляющие включают в себя частотные составляющие за пределами диапазона слышимости, а определитель уровня сигнала содержит множество определителей уровня сигнала, каждый из которых выполнен с возможностью определения уровня сигнала. Технический результат – возможность диагностики неисправностей акустической системы при обработке звука. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх