Главная » » 48 В фантомное питание для конденсаторных микрофонов
10:07
48 В фантомное питание для конденсаторных микрофонов
Введение и цель этой схемы
Большинство пожилых конденсаторных микрофонов требуют высокого напряжения. Это всегда понимали, как так называемое фантомное питание, что в том, что кабель микрофона и рабочее напряжение передается. Это положительное напряжение составляет около двух mittelohmige резисторов в два симметричных проводников сигнала для микрофона на место и связан с FET-предусилитель обедать. GND на экране. Низкочастотной звуковой сигнал входной и выходной стороне емкостной развязкой. Высокое рабочее напряжение 48 В постоянного тока часто была первоначально создана для очень больших значений амплитуды с очень низким уровнем искажений для достижения и используется (E) в качестве напряжения поляризации. Но Есть современных конденсаторных микрофонов, которые работают с намного ниже рабочего напряжения. Хиэ высокого напряжения поляризации, при необходимости, это локально производства DC / DC преобразователь.
Очень громкий шум событий, таких как взрыв может произвести очень высоких пиков амплитуды. Динамический диапазон человеческого слуха составляет около 130 дБ. Именно в этой области между тем, что так тихо, что вы едва слышали и болевой порог на очень громкий звук событий. Очень дорогие и современные конденсаторные микрофоны измерения почти достигает этой весьма динамичной. Эта схема проверена на практике. Это (был), используемых в открытом поле измерений акустических группа швейцарских Материалы Федеральный испытательный институт (EMPA).
Почему DC / DC преобразователь схемы для создания 48VDC это? Часто бывает, что провел в свободном поле измерений и электроники для микрофона ниже рабочего напряжения, таких как удовлетворяющее как 9VDC батареи блока. Так у вас нет свободных соединений 230-VAC доступны, где вы с легкостью можете подключить дополнительное питание с необходимыми 48 В постоянного тока. Конденсаторный микрофон, высокие динамические питания, есть возможность играть очень тихо и очень громкий звук событий крайне низкий уровень шума и искажений. Усиления для микрофона соответствующим образом адаптировать, поэтому будет ниже напряжения питания. Сейчас это естественно интерес при поиске микрофон также требует отдельного источника питания. Почему же тогда для получения этого высокого напряжения, например, не используйте батарею 9V, который используется в любом случае. Так как это DC / DC преобразователь схема может быть подан с 12VDC, может, конечно, также 12V батареи находится в использовании. Это особенно полезно, когда измерения занимает много времени и поэтому, соответственно, высокая емкость батареи не требуется. Но будет кормить, даже если вы стояли конденсаторный микрофон Аллон, небольшой 9В батареи стоит настоящее время также мала DC / DC преобразователь цепи, потому что мастерить это напряжение батареи больше 48В громоздким из последовательно соединенных отдельных батарей. Более 48 В постоянного тока, так как рабочее напряжение для микрофона до сих пор не стабилизировалась. Именно в это приложение, однако, не столько на высокую стабильность напряжения постоянного тока, как основном будучи свободными от помех.
Цепи
Электроника может быть такой DC / DC преобразователь цепи собрать более или менее из собственного окна мусор. Есть никаких специальных компонентов. Даже не дросселя L1. Это нужно, это небольшой стержень дроссель, как ни в одной электронной доставки. DC / DC преобразования работы по принципу обратного хода преобразователя, пока конденсатор С6 не загружается, хранится в индуктивности L1 энергии. Но сейчас работа регулируется цепи подробнее ...
IC 1, центральный блок схемы CMOS, это четверка 2-Input NAND ворота Шмитт-триггера IC. IC: 1A работает как тактовый генератор с частотой 135 кГц на Ue = 9В. С P1, настройке частоты. IC: 1В обратной связи и параллельно воротам IC: IC 1C и 1D объединить усилия контроля базе T1 маломощных биполярных транзисторов. Параллельное соединение многих таких КМОП включен, в отличие от TTL допускается. C4 компенсирует емкость Миллера между коллектором и базой T1. Это хорошо известно, эффективное паразитной емкости в цепи эмиттера транзисторов, потому что он умножает воздействие коэффициент усиления по току в переходе от проведения в непроводящей состояние транзистора и наоборот, в качестве доказательства.
Если T1 в положительных края на выходах IC: IC 1C и 1D включено, магнитное поле создает в индуктивности L1 из-за протекания тока. это прерван следующим спаду, есть высокие краткосрочные индукции напряжения. Это исправлено D3 и C6 в партиях с этим и последующим индукции импульсов напряжения заряженной до напряжения Vout дается два плюс это напряжение база-эмиттер порог T2, достигнутые последовательно соединенных диода Зенера ZD 1 и ZD2. Таким образом T2 проводит, его коллектор напряжение падает и, когда нижний пороговый уровень на обратной вход IC: 1B будет достигнута, колебаний, по крайней T1 и T1 открывает. Таким образом Ua падает через нагрузку на выходе до точки, где ZD1 и ZD2 прерывать ток базы Т2, напряжение на коллекторе Т2, верхний порог триггера IC: превышает 1В, используя колебания в T1 снова, и по мобилизации дополнительных индуцированных импульсов напряжения, напряжение на С6 снова увеличилась так должен подвергать колебаний в T1 снова. Контроля напряжения объясняется. Пульсации напряжения на С6 содержит две частоты: чем выше, дает генератор IC: A1 и ниже из-за контур управления. C5 и R4 для работы в качестве интегратора управления скоростью замедляется до сих пор, так что ставка налога и обеспечить обратную связь частоты без помех. Это нанесло бы ущерб эффективности и увеличению пульсации напряжения на С6. Пожалуйста, убедитесь, что задержки по C5 и R4 будет увеличение пульсаций напряжения, однако, ниже частот, так как в этом случае система использует неоправданно поздно.
Этот тип схема проста и легка nachbaubar. Но он имеет тот недостаток, что они производят выше пульсации напряжения при значениях C6, чем при реализации в цепи управления, широтно-импульсной модуляции. Этот недостаток может быть легко противопоставить следующие двойной низкочастотный фильтр, состоящий из R6, R7 и С7, С8. Значения C7 и C8 может быть увеличена по желанию, чтобы уже очень низкий минимальный напряжения шума на выходе Vout по дальнейшему снижению. R6 и R7 могут быть увеличены для настоящего приложения к микрофонам мощности конденсатора совсем немного, потому что стабильность напряжения постоянного тока не является особенно критическим. Вы просто должны знать, что увеличение этих значений, внутреннее сопротивление цепи управления в увеличении напряжения постоянного тока. Даже с широтно-импульсной модуляцией контроля бы такой простой низкочастотный фильтр, если необходимо также использовать меньший потенциал для предлагается использовать для достижения одинаково низкий шум напряжения, которое для этого микрофон приложения является абсолютно необходимым.
Диод D2 должны быть недолет ниже уровня GND, чтобы ослабить. Это защитит вас T1. C1 является абсолютно необходимым, чтобы дать цепи в среднем диапазоне частот, низкое сопротивление, которое сохраняет стабильность системы. Вам нужно всего лишь 9В батареи, вы можете, для экономии места, уменьшить номинальным напряжением 16В в 10В C1. C2 (многослойные конденсаторы) должны быть как можно ближе к источнику терминалы IC: быть припаян первый D1 для единственной обратной полярности. Где оно должно быть ясно, что они играют в обратную полярность диода выдержать ток короткого замыкания от 9В батареи, но, конечно, не то, что из 12 батарей. Seriegschaltete диода защиты из-за стресса и потери эффективности из вопроса, следует ли использовать производительность диода Шоттки при использовании 12V батареи.
Еще одна вещь, чтобы диод D3, который высокие импульсы напряжения быстро реагируют немедленно должны быть предоставлены. Если вы хотите выйти из схемы, касающиеся эффективности, возможно, 1% больше, вы можете использовать 1N4148 вместо обычного кремниевого диода малого сигнала диода Шоттки. Стоит не потому, что выходное напряжение настолько велико, что он не имеет значительную роль, будь то диод имеет падение напряжения в 0,3 или 0,7 вольт. 1N4148 (1N914) также достаточно быстро, и его максимальная мощность достаточна для этого приложения уже давно. Однако, это относится только в рабочем состоянии. Защита от короткого замыкания, схема не является, потому что тогда высокой входной мощности от батареи или аккумулятора непосредственно в L1, D3, R6 и R7 в выходные потоки. Эта схема Поэтому только в сочетании с рабочего оборудования или схемы, а не для экспериментальных целей!
Если для IC: 1 используется вместо MC14093B (ON Semiconductor) совместимы по контактам CD4093B (Nantional полупроводник), сеть P1, R1 и C3, чтобы быть скорректирована, поскольку Schmittriggerhysterese имеет другое значение и частота значительно изменилась. Когда MC14093B, типичные значения напряжения гистерезиса на 25 градусов по Цельсию на уровне 0,4 V, CD4093B это 2,2 В.
Наблюдательный зритель цепи Поразительно, что среди некоторых символов GND имеет звездочкой. Они показывают, что, что дизайн макет на плате от нежелательных петель GND должны быть осторожны, в противном случае очень низких Aussgangsstörspannung может быть повышенная чувствительность. Это не обязательно, что двусторонние платы, является с одной стороны, как площадь GND реализованы. Но вы должны абсолютно уверены, GND соединения восьмой с звездочкой как можно короче и связаться друг с другом, как широкий следы. В зависимости от того, как щедрый этой схемы с еще более электроники предназначены, он также предоставляет возможность реализовать GND соединений в дополнение что-то вроде сети.
Баланс и представило замечания
Частота простые часы CMOS RC-генератор рабочее напряжение зависимы. Он должен быть в паре с подстроечного потенциометра P1 на Ue = 9VDC кГц сто тридцать пятой Чтобы уменьшить рабочее напряжение 6VDC, сводится кГц до примерно сто девятой Эффективность максимум в середине диапазона напряжения батареи 9В батареи кГц около 120 до сто тридцать пятой При использовании 12V батареи, вы можете в целях обеспечения максимальной эффективности 135 кГц установлена на 12В. Частота измеряется для проверки либо на выходе IC: 1B или параллельно выходы IC: IC 1C и 1D. В этом случае база-эмиттер стыке T1 короткие замыкания из-за этого процесс проверки должен работать, контроля напряжения, поскольку в противном случае порожденный перекрытия эффект с меньшей частотой, в процессе контроля, измерения частоты генератора будет нарушен.
Диапазона регулирования в зависимости от нагрузки, как любой регулирования напряжения. При использовании 9В батареи, система работает на максимальной нагрузке ток 8 мА до 6.1VDC. Это около 68% от нормального напряжения, разряд напряжением 9В батареи (т.е. щелочной). При использовании конденсаторного микрофона, которая требует только лишь 3 мА, Spannungsrelegung даже работает до 4.7VDC. Максимальное рабочее напряжение от напряжения цепи управления также часто определяется ток нагрузки. Верхний предел напряжения, однако, определяется CMOS IC. Абсолютный рейтинг напряжения максимум лежит при 18 В постоянного тока, но рабочего напряжения никогда не должны быть расположены так близко к этому максимальное значение, поскольку в противном случае статистических срок службы CMOS-IC был резко сокращен. Разумные рабочее напряжение максимум о 15VDC.
Интерференционного сигнала зависит от ширины полосы частот, в которых измеряется сигнала и нагрузки. Оказывается, однако, что в кГц полосы обычно 20, уровень шума практически не зависит от нагрузки. Увеличение ширины полосы частот от 100 кГц, уровень шума увеличивается в два раза сумму 60 В при токе нагрузки изменяться от 0 до 8 мА. Это потому, что больше импульсов в единицу времени должно перейти T1 и L1, скорректировать выходное напряжение. Это увеличивает количество энергии в высокочастотный шум, который, однако, с группой лимит 20 кГц (звуковом диапазоне) не измеримы.
