مدار پری آمپلی فایر دو کاناله میکروفون با آی سی NE5532

در این پست از سایت اِمیک, یک مدار بسیار کاربردی به نام مدار پری آمپلی فایر دو کاناله میکروفون با آی سی NE5532 قرار داده شده است. همانطور که از نام این مدار مشخص است یک پری آمپلی فایر یا پیش تقویت کننده دو کاناله یا استریو می باشد که با استفاده از آی سی آپ امپ NE5532 طراحی شده است. قبلا یک پست با عنوان “آشنایی با آی سی آپ امپ NE5532” در سایت قرار داده بودم که توصیه می کنم آن پست را هم مطالعه کنید تا با آی سی NE5532 بیشتر آشنا شوید. در ادامه در مورد این مدار بیشتر توضیح خواهم داد. شماتیک این مدار کاربردی به صورت زیر است.

مدار بالا از قطعات کاملا معمولی و ارزان قیمتی تشکیل شده است. این قطعات را به راحتی می توانید از فروشگاه های قطعات الکترونیکی تهیه کنید.

عملکرد مدار

همانطور که گفته شد این مدار یک پری آمپلی فایر دو کاناله میکروفون بر پایه آی سی NE5532 است که کاربرد یا وظیفه آن تقویت سیگنال های صوتی ضعیف می باشد. سیگنال خروجی میکروفون های داینامیک معمولاً دارای دامنه بسیار کمی است و نمی توان آن را به صورت مستقیم به آمپلی فایرها، میکسرها یا سایر مدارهای صوتی متصل کرد. این مدار با تقویت سیگنال میکروفون، سطح ولتاژ آن را برای استفاده در مراحل بعدی آماده می کند.

این مدار دارای دو ورودی مستقل (IN1 و IN2) برای اتصال دو میکروفون داینامیک و یک خروجی مشترک (OUT) است. هر ورودی به صورت مستقل توسط یکی از تقویت کننده های داخلی آی سی NE5532 تقویت می شود و سپس خروجی هر دو کانال پس از تنظیم سطح صدا، با یکدیگر ترکیب شده و از طریق یک خروجی مشترک در اختیار کاربر قرار می گیرد.

برای هر کانال یک ولوم مجزا (RV1 و RV2) در نظر گرفته شده است تا بتوان سطح صدای هر میکروفون را به صورت مستقل تنظیم کرد. به همین دلیل این مدار می تواند به عنوان یک میکسر ساده دو کاناله نیز مورد استفاده قرار گیرد.

این پری آمپلی فایر برای میکروفون های داینامیک با امپدانس معمول 200 تا 600 اهم طراحی شده است و بهترین عملکرد را با این نوع میکروفون ها ارائه می دهد. همچنین می توان از آن برای تقویت سایر منابع صوتی با سطح سیگنال پایین نیز استفاده کرد. البته اتصال مستقیم منابعی مانند خروجی موبایل، کامپیوتر، کارت صدا یا دستگاه های پخش موسیقی به این مدار توصیه نمی شود، زیرا سطح ولتاژ خروجی این دستگاه ها بالا بوده و ممکن است باعث اشباع و اعوجاج خروجی شود. همچنین این مدار برای اتصال مستقیم میکروفون های خازنی مناسب نیست، زیرا مدار تغذیه یا بایاس مورد نیاز این نوع میکروفون در آن پیش بینی نشده است.

تغذیه مدار به صورت تغذیه دوبل یا متقارن (Dual Power Supply) می باشد و با ولتاژ 12± ولت کار می کند. به عبارت دیگر برای تامین تغذیه این مدار و راه اندازی آن به تغذیه 12 ولت دوبل (12V,GND,-12V+) نیاز است. استفاده از تغذیه دوبل یا متقارن باعث می شود سیگنال صوتی با کیفیت بالاتر، اعوجاج کمتر و دامنه خروجی بیشتری تقویت شود.

تحلیل مدار

این مدار از دو بخش کاملاً مشابه و متقارن تشکیل شده است که هر بخش وظیفه تقویت سیگنال یکی از ورودی های میکروفون را بر عهده دارد. از آنجا که عملکرد هر دو کانال یکسان است، در ادامه تنها یکی از آن ها را بررسی می کنیم.

در ابتدای مدار، خازن C1 به عنوان خازن کوپلینگ ورودی، ولتاژ DC ورودی را حذف کرده و تنها سیگنال صوتی را عبور می دهد. مقاومت R1 از شناور ماندن ورودی مدار در هنگام جدا بودن میکروفون جلوگیری کرده و به کاهش نویز و تداخل کمک می کند.

در ادامه، مقاومت R2 ورودی مثبت آپ آمپ را به ولتاژ مرجع (زمین) متصل کرده و شرایط لازم برای عملکرد صحیح آپ آمپ را فراهم می کند. در مجموع، خازن C1 به همراه مقاومت های R1 و R2 یک فیلتر بالا گذر در ورودی مدار تشکیل می دهند که علاوه بر جلوگیری از عبور ولتاژ DC، فرکانس های بسیار پایین را نیز تضعیف می کند. این کار از تقویت نویزهای ناشی از لرزش، ضربه به میکروفون، صدای باد و سایر سیگنال های ناخواسته با فرکانس بسیار پایین جلوگیری کرده و باعث بهبود کیفیت صدای خروجی می شود.

همچنین مقاومت R13 به همراه خازن C13 یک فیلتر پایین گذر تشکیل می دهند که نویزهای فرکانس بالا و تداخلات رادیویی (RF) را حذف کرده و از ورود آن ها به آپ آمپ جلوگیری می کند.

تقویت سیگنال توسط یکی از تقویت کننده های داخلی آی سی NE5532 انجام می شود. مقاومت های R3 و R4 مقدار بهره مدار را تعیین می کنند و خازن C3 با کاهش بهره در فرکانس های بالا، باعث افزایش پایداری مدار و جلوگیری از نوسان آپ آمپ می شود. همچنین خازن C2 بهره مدار را در ولتاژ DC کاهش داده و در تعیین حد پایین پاسخ فرکانسی مدار نیز نقش دارد.

پس از تقویت، سیگنال وارد ولوم RV1 می شود تا بتوان سطح صدای هر کانال را به صورت مستقل تنظیم کرد. سپس خازن C9 ولتاژ DC خروجی را حذف کرده و تنها سیگنال صوتی را به خروجی منتقل می کند. مقاومت R11 نیز باعث تخلیه خازن خروجی شده و از ایجاد صدای ناگهانی (پاپ) هنگام روشن شدن مدار یا اتصال آن به تجهیزات صوتی جلوگیری می کند.

در نهایت، سیگنال خروجی هر کانال از طریق مقاومت R5 به خروجی مشترک متصل می شود. این مقاومت علاوه بر ترکیب سیگنال دو کانال، از اتصال مستقیم خروجی دو آپ آمپ به یکدیگر جلوگیری کرده و مانع از ایجاد تداخل بین دو کانال می شود.

یک PCB مناسب نیز برای مدار بالا طراحی شده که از انتهای مطلب قابل تهیه است.

لیست قطعات:

• مقاومت  R1,R6,R5,R10=47K اهم
• مقاومت  R2,R7=1M اهم
• مقاومت  R3,R8=1K اهم
• مقاومت  R4,R9,R11,R12=100K اهم
• مقاومت  R13,R14=220Ω اهم
• پتانسیومتر (ولوم)   RV1,RV2=100K اهم
• خازن پلی استر   C1,C4=220nF
• خازن الکترولیت   C2,C5=33uF
• خازن عدسی   C3,C6=22pF
• خازن الکترولیت   C7,C10=10uF
• خازن عدسی   C8,C12=100nF
• خازن الکترولیت   C9,C11=4.7uF
• خازن عدسی   C13,C14=100pF
• آی سی   U1=NE5532 به همراه سوکت

سوالات و نظرات خود را می‌توانید در زیر مطرح کنید.