Схема подключения динамического микрофона к трансиверу. Технология изготовления переходников для подключения электретных микрофонов, компьютерных гарнитур к трансиверам ICOM, KENWOOD, YEASU - Рекомендации - Каталог статей - Украинский КВ портал

Данная статья написана на основании опыта изготовления более чем двух сотен данных переходников. За основу была взята схема из статьи из журнала «Радиодизайн» № 18, с. 52 (рис.1).

Указанные на схеме элементы не очень критичны, дроссель RFC можно не устанавливать. Первоначально данная схема была изготовлена в небольшой аккуратной коробочке, которая постоянно за что-нибудь цеплялась и вскоре стала очень сильно раздражать. После чего возникла идея изготовления переходника, который не особо отличался от фирменного разъема. Было испытано множество различных вариантов. Вашему вниманию предоставляется окончательный вариант.

Берем стандартный 8 штырьковый разъем и разбираем его, как указано на рис.2.

Все выводы, за исключением № 7, максимально укорачиваем. Оставшийся вывод является общим микрофонным проводом для трансиверов всех моделей. Диаметр отверстия в торце разъема увеличиваем до 7,2 мм напильником (я протачиваю на токарном станке, но напильником тоже довольно быстро получается).

Далее берем разъем для 3.5 мм аудио – штекера, обрезаем его, как указано на рис.3 (длина оставшейся накручивающейся части составляет 10-11 мм). Для улучшения контакта центральные проводники сгибаются и спаиваются вместе, а корпусной вывод укорачивается. К выводам припаиваем проводники, лучше во фторопластовой изоляции.

Для изоляции надевается термоусадочная трубка и нагревается любым способом. Накручиваем обрезанный 11 мм остаток корпуса. Изготавливаем и надеваем прокладку с вырезанным отверстием в зависимости од диаметра корпуса с термоусадочной трубкой из любого изоляционного материала – фторопласт, текстолит, но самый простой вариант из полиэтиленовой бутылки.

А вот так выглядит готовая плата (рис.4). Через отверстие по центру проходят два проводника, а выемка по краю платы служит для пайки к оставшемуся выводу 7 на микрофонном штекере.

Процесс сборки происходит следующим образом:

1. Откручиваем полукольцо в торце микрофонного штекера, вставляем аудио-разьем, зажимаем скобу и по периметру обрезаем изоляционную прокладку. Таким образом изолируются две части изготавливаемого переходника и оплетка микрофонного кабеля не будет иметь контакта с корпусом трансивера;

2. Берем два фторопластовых провода длиной по 1см и припаиваем их -

ICOM - к выводам 1 и 2

KENWOOD – к выводам 1 и 5

YAESU - к выводам 2 и 8 (прежде чем изготавливать переходник к трансиверу данной модели проверьте наличие напряжения на 2 выводе).

Проводники пропускаем через отверстия в плате и припаиваем к соответствующим точкам, а сама плата в месте выемки крепится к выводу 7 (корпус микрофона);

3. К плате припаиваем проводники от адуио-разьема;

4. На плату надевается термоусадочная трубка и нагревается, для исключения случайных контактов платы со стенкой корпуса разъема;

5. Собираем разъем, завинчиваем крепежный винт.

Шаги сборки можно увидеть на рис.5.

Вот так выглядит переходник на моем ICOM 756 PRO 3 (рис.6).

Любые конструктивные пожелания и предложения встречу с благодарностью.

Мой адрес: [email protected] тел. 8-067-167-34-50 или 8-05662-2-22-23

Юрий Примак, UT7EL

Подключение динамического микрофона к компьютеру.

Микрофонный вход звуковых карт предназначен для подключения электретных(разновидность конденсаторных) микрофонов . Конденсаторный микрофон имеет встроенный усилитель и поэтому на выходе достаточно сильный сигнал.

Рис.1 Схема конденсаторного микрофона.

В большинстве случаев электретные микрофоны имеют худшие характеристики чем динамические. Имеет смысл при необходимости качественной звукозаписи использовать более качественный (в сравнении с тем что устанавливается, например, в гарнитурах) динамический микрофон , который мог остаться со времен СССР, например от магнитофона, или микрофон шел от комплекта DVD с караоке. На фото нескольких примеров динамических микрофонов.

Рис.2 Динамический микрофон от DVD плеера с караоке.

Рис.3 Динамический микрофон Октава МД-47. Год выпуска 1972. Замечательный звук.

Рис.4 Динамический микрофон. Капсюль ДЭМШ-1А.

Рис.5 Стильная ретро гарнитура с динамическим микрофоном.

Подключив к микрофонному входу звуковой карты динамический микрофон , не возможно получить нормальный уровень сигнала, по крайней мере, если не кричать в этот микрофон. Необходимо усиление.

В отличие от динамических микрофонов, все конденсаторные микрофоны требуют питания усилителя. Для работы встроенного в конденсаторный микрофон усилителя на средний контакт подается питание примерно 3 вольта - Vbias(на рис.8 - +V ). Схема усилителя для динамического микрофона аналогична встроенному усилителю конденсаторного микрофона.

Рис.7 Схема усилителя для динамического микрофона.

Рис.8 Штекер микрофона.

Номиналы деталей варьируются очень широко.

Транзистор V1 n-p-n типа. Например С945, КТ315Б, КТ3102. Резистор R1 в пределах 47..100кОм, желательно поставить подстроечный, и вывести транзистор в оптимальный режим, а затем измерить сопротивление построечного резистора и поставить постоянный близкого номинала. Хотя работать схема будет сразу с любым транзистором и резистором с номиналом в этих пределах. Конденсаторы С1,С2 от 10 мкф и до 100 мкф, оптимально 47 мкф на 10 В. Резистор R2 1..4,7кОм

Схему желательно разместить в самом корпусе микрофона, как можно ближе к капсюлю, чтобы избежать усиления шумов, которые могут проникнуть в кабель. Если же микрофон должен использоваться по прежнему назначению или нужна возможность подключать разные динамические микрофоны, то схему можно смонтировать в отдельном экранированном корпусе с гнездом для подключения микрофонов и кабелем для подключения к звуковой карте.

Микрофоны служат для преобразования энергии звуковых колебаний в переменное электрическое напряжение. Согласно классификации, акустические микрофоны делятся на две большие группы:

Высокоомные (конденсаторные, электретные, пьезоэлектрические);

Низкоомные (электродинамические, электромагнитные, угольные).

Микрофоны первой группы условно можно представить в виде эквивалентных

переменных конденсаторов, а микрофоны второй группы - в виде катушек индуктивности с подвижными магнитами или в виде переменных резисторов.

Среди высокоомных более доступными являются электретные микрофоны. Их параметры нормируются в стандартном диапазоне звуковых частот, который имеет народное название «два по двадцать» (20 Гц … 20 кГц). Другие особенности: высокая чувствительность, широкая полоса пропускания, узкая диаграмма направленности, малые искажения, низкий уровень шумов.

Различают двух- и трёхвыводные электретные микрофоны (Рис. 3.37, а, б). Чтобы легче было идентифицировать выходящие из микрофона провода, их намеренно делают разноцветными, например, белый, красный, синий.

Рис, 3.37. Внутренние схемы электретных микрофонов: а) два провода связи; б) три провода связи.

Несмотря на имеющиеся внутри микрофона транзисторы, подавать сигнсш с него прямо на вход МК недальновидно. Нужен предварительный звуковой усилитель. При этом без разницы, встроен ли усилитель в канал АЦП М К или он является отдельным внешним узлом, собранным на транзисторах или микросхемах.

Электретные микрофоны похожи на пьезодатчики вибрации, но в отличие от последних имеют линейную передаточную и более широкую частотную характеристики. Это позволяет без искажений обрабатывать звуковые сигналы человеческой речи, в чём, собственно, и состоит прямое назначение микрофона.

Если рассортировать электретные микрофоны производства стран СНГ в порядке улучшения их параметров, то получится следующий ряд: МД-38, МД-59,

МК-5А, МКЭ-3, МКЭ-5Б, МКЭ-19, МК-120, КМК-51. Диапазон рабочих частот составляет от 20…50 Гц до 15…20 кГц, неравномерность амплитудно-частотной характеристики 4… 12 дБ, чувствительность на частоте 1 кГц - 0.63… 10 мВ/Па.

На Рис. 3.38, а, б показаны схемы непосредственного подключения электрет- ных микрофонов к М К. На Рис. 3.39, а…к показаны схемы с транзисторными усилителями, а на Рис. 3.40, а…п - с усилителями на микросхемах.

Рис. 3.38. Схемы непосредственного подключения электретных микрофонов к МК:

а) прямое подключение микрофона ВМ1 к М К возможно в том случае, если канал АЦП имеет внутренний усилитель сигнала с коэффициентом не менее 100. Фильтр R2, С/уменьшает низкочастотный фон от пульсаций питающего напряжения +5 В;

б) подключение стереомикрофона ВМI к двухканстьному АЦП МК, который имеет внутренний усилитель. Резисторы R3, ограничивают ток через диоды МК при сильных ударах по корпусу микрофона или по самой пьезопластине.

в) транзистор VTI должен иметь как можно более высокое усиление (коэффициент hjy^)’,

г) резистором R3 подбирают напряжение на коллекторе транзистора VT1, близкое к половине питания (для симметричного ограничения сигнала от микрофона ВМ 1)\

д) цепочка /?/, С1 снижает амплитуду сетевых пульсаций от источника питания +5 В, в связи с чем уменьшается нежелательный «рокот» с частотой 50/100 Гц. Здесь и в дальнейшем буквы «с», «б», «к» будут обозначать цвет проводов микрофона «синий», «белый», «красный»;

е) упрощённое подключение трёхвыводного микрофона BMI. Отсутствие резистора в эмиттере транзистора VTI уменьшает входное сопротивление каскада;

ж) удалённый «микрофон-двухполюсник» с фантомным питанием транзисторов VTI, VT2 через резистор R5. Резистором R1 подбирают напряжение +2.4…+2.6 В на эмиттере транзистора VT2. Аналоговый компаратор МК фиксирует моменты, когда сигнал от микрофона больше определённого порога, который задаётся резистором R7\0

з) транзистор работает в режиме отсечки, в связи с чем синусоидальные звуковые сигналы от микрофона ВМI становятся прямоугольны-ми импульсами;

и) подключение трёхвыводного микрофона ВМI по двухпроводной схеме. Микрофон ВМ1 и резистор R1 можно поменять местами. Резистором R2 подбирают напряжение на входе МК, близкое к половине питания;

к) резистором подбирают напряжение на входе МК, близкое к +1.5 В.

а) трансформаторная раз1^язка позволяет вынести элементы ВМ1, DAI, GBJ, Т1 на большое расстояние, при этом следует защитить вход МК диодами Шоттки. Ток потребления микросхемы DA / сверхнизкий, что позволяет не ставить выключатель в цепь батареи GB1\

Рис. 3.40. Схемы подключения электретных микрофонов к М К через усилители на

микросхемах {продолжение):

б) усилитель для микрофонной «светомузыки». Резистором R4 устанавливают порог срабатывания аналогового компаратора МК в пределах 0…+3 В;

в) «электронный шумомер». На положительный вывод аналогового компаратора МК поступает сглаженное напряжение, пропорциональное среднему уровню сигнала от микрофона ВМ1. На отрицательном выводе аналогового компаратора программно формируется «пила»;

г) резистором R3 регулируется симметрия сигнала, а резистором R5 - коэффициент усиления ОУ DAL Продетектированный сигнал (элементы VDI, VD2, СЗ, С4) поступает на вход МК. Измерение среднего уровня звука проводится внутренним АЦП;

д) нестандартное применение «светодиодной» микросхемы Z)/l/фирмы Panasonic. Возможные замены - LB1423N, LB1433N (фирма Sanyo), ВА6137 (фирма ROHM). Переключателем ЗЛ1 задаётся чувствительность в пяти градациях по логарифмической шкале: -10; -5; 0; +3; +6 дБ;

е) коэффициент усиления каскада на ОУ Z)/4/ зависит от отношения сопротивлений резисторов R4, R5. АЧХ в области низких частот определяется конденсатором С/;

ж) коэффициент усиления каскада на ОУ Z)/l / задаётся отношением сопротивлений резисторов R5, R6. Симметричность ограничения сигнала зависит от отношения резисторов R3, R7\

з) микрофонный усилитель с плавной регулировкой уровня звука резистором R5\

и) двухкаскадный усилитель с распределённым коэффициентом передачи: Ку= 100 {DAI.I), Ку= 5 {DAI.2). Делитель на резисторах R4, /?5 задаёт смещение, которое немного меньше, чем половина питания. Это связано с тем, что ОУ DA / не имеет характеристику «rail-to-rail»;

Рис. 3.40. Схемы подключения электретных микрофонов к МК через усилители на

микросхемах {продолжение):

к) ёмкость конденсатора С4ъ некоторых схемах увеличивают до 10…47 мкФ (улучшение параметров проверяется экспериментально);

л) «левая» половина ОУ DAI усиливает сигнал, а «правая» половина включена по схеме повторителя напряжения. Такое решение обычно применяется, когда МК находится на значительном удалении от усилителя или требуется разветвить сигнал на несколько направлений;

м) резисторы R2, R4 переводят инверторы логической микросхемы DDI в усилительный режим. Резистор R3 можно заменить конденсатором ёмкостью 0.15 мкФ;

н) специализированная микросхема DA1 (фирма Motorola) реагирует только на звуковые сигналы голоса человека;

о) штеккер, вставляемый в гнездо XS1, автоматически разрывает связь между конденсаторами С/ и С2, при этом внутренний микрофон ВМ1 отключается, а внешний звуковой сигнал подаётся на вход DAL /. Оба усилителя микросхемы Z)/l/ имеют выходные уровни «rail-to-rail»;

п) резистором устанавливается симметричность ограничения сигнала на выводе 1 микросхемы DA 1. Транзистор VTI совместно с элементами R5, СЗ выполняет функцию детектора.^

3.5.2. Микрофоны электродинамические

Основными элементами конструкции электродинамических микрофонов являются катушка индуктивности, диафрагма и магнит Диафрагма микрофона под воздействием звуковых колебаний приближает/отдаляет магнит от катушки, в связи с чем в последней возникает переменное напряжение. Всё, как в школьных опытах по физике.

Сигнал от электродинамического микрофона слишком слабый, поэтому для сопряжения с МК обычно ставят усилитель. Его входное сопротивление может быть низким. Соединительные провода от микрофона к входному усилителю надо экранировать или уменьшать по длине до 10… 15 см. Для устранения ложных срабатываний рекомендуется обернуть капсюль поролоном и не прикручивать микрофон жёстко к стенке корпуса.

Типовые параметры электродинамических микрофонов: сопротивление обмотки 680…2200 Ом, максимальное рабочее напряжение 1.5…2 В, рабочий ток 0.5 мА. Важное практическое следствие - электродинамические микрофоны

легко отличить от электретных (конденсаторных, пьезокерамических) по наличию омического сопротивления между выводами. Исключение из правила составляют промышленные микрофонные модули, содержащие внутри корпуса транзисторный или интегральный усилитель.

Заменить электродинамический микрофон можно электретным через переходник, изображённый на Рис. 3.41. Конденсатор С2 корректирует АЧХ в области верхних частот. Делитель на резисторах R1, создаёт рабочее напряжение для микрофона BML Конденсатор С1 служит фильтром по питанию.

Рис. 3.43. Схемы подключения динамических громкоговорителей к входу МК:

а) транзисторный усилитель датчика ударов с применением громкоговорителя BAI. Чувствительность регулируется резисторами RI, R2. Конденсатор С2сглаживает пики сигналов. Конденсатор С/ необходим, чтобы база транзистора VT1 не соединялась с общим проводом через низкое сопротивление громкоговорителя BAI;

б) транзистор VTI является усилителем с общей базой. Его особенность состоит в низком входном сопротивлении, которое хорощо согласуется с параметрами громкоговорителя BAI. Резистором RI задают рабочую точку транзистора VTI (напряжение на его коллекторе), чтобы получить симметричное или асимметричное ограничение сигнала. Резистором R3 регулируют порог (чувствительность, усиление);

в) функцию микрофона выполняет головной телефон BAI. Он имеет более высокое сопротивление обмотки, чем низкоомный громкоговоритель, что увеличивает чувствительность и облегчает его подключение к МК. Резистором RI регулируется амплитуда сигнала;

На Рис. 3.43, а…г показаны схемы подключения динамических громкоговорителей к входу МК в качестве микрофонов.

г) часть схемы переговорного устройства, в котором громкоговоритель BAI попеременно выполняет функцию микрофона и динамика. МК определяет состояние «Приём/Передача» по НИЗКОМУ/ВЫСОКОМУ уровню на линии входа (ВЫСОКИЙ уровень от резистора R4, а НИЗКИЙ - от и BAI). Если МК имеет АЦП с внутренним усилителем, то можно «прослушать» разговор в тракте. Кроме того, если линия МК будет переведена в режим выхода, то с её помощью можно генерировать различные звуковые сигналы в УНЧ (через R3, VD1, R2, С2).

Построение основных каскадов приёмо-передающего тракта трансивера KENWOOD TS-990S.

DSP – обработчик сигнала второго приёмника построен на микросхеме DSP фирмы Analog Devices ADSP-21369 .

Вот что пишет* производить про чип ADSP-21363:

«Третье поколение процессоров SHARC ®, включает в себя следующие чипы: ADSP-21261, ADSP-21262, ADSP-21266, ADSP-21363, ADSP-21364, ADSP-21365 и ADSP-21366. Они имеют повышенную производительность и ориентированы для аудио приложений и программно-ориентированных приложений. Конфигураций памяти процессора, способна поддерживать алгоритмы обработки объемного звука. Все устройства являются совместимыми друг с другом и полностью имеют совместимый код со всеми предыдущими процессорами SHARC - архитектуры. Семейство процессоров SHARC основано на ядре типа "одна команда много данных", которое поддерживает как 32-разрядные инструкции с фиксированной запятой, так и 32/40-битную арифметику с плавающей запятой, что делает этот процессор особенно хорошо подходящим для высокопроизводительных аудио приложений.

Чип ADSP-21363 имеет высокую производительность – тактовая частота процессора 333 МГц имеет производительность 2 GFLOPs, присущую всем SHARC процессорам семейства третьего поколения. Такой уровень производительности делает ADSP-21363 особенно хорошо подходящим для решения всё возрастающих потребностей и многих приложений общего назначения для обработки сигнала.

Процессоры третьего поколения с SHARC архитектурой предназначены для интегрированных приложений периферийных устройств, и могут использоваться для упрощения проектирования аппаратного обеспечения, минимизировать риски при проектировании устройств и в конечном итоге сократить время выпуска устройств на рынок»

*(Вольный перевод)

И вот что пишется* про чип ADSP-21369:

«Третье поколение процессоров SHARC ® имеют повышенную производительность и новую конфигурации памяти. Они предназначены для периферийных устройств и аудио-ориентированных приложений.Чип ADSP-21369 имеет увеличенную производительность и тактовые частоты до 400 МГц. Для упрощения разработки алгоритмов и интеграции чип имеет очень гибкий интерфейса внешней памяти с высокой пропускной способностью.Чип ADSP-21369 совместим с семейством процессоров SHARC, основанном на ядре типа "одна команда много данных", которое поддерживает как 32-разрядные инструкции с фиксированной запятой, так и 32/40-битную арифметику с плавающей запятой, что делает этот процессор особенно хорошо подходящим для высокопроизводительных аудио приложений.

Чип ADSP-21369 имеет увеличенное количество памяти до 2 МБ SRAM и 6 МБ ПЗУ.Чип имеет следующие периферийные устройства: полностью цифровой S/PDIF-передатчик/приемник, 8-канальный асинхронный преобразователь частоты дискретизации, 8 высокоскоростных последовательных порта, 4 генератора точного времени, а также несколько последовательных интерфейсов, в совокупности позволяющих обеспечить максимальную пропускную способность системы и минимизировать затраты на разработку приложений»

*(Вольный перевод)

Что мы видим из приведённого выше текста? Если начать мерять производительность по частоте, получается, что в Sub-приёмнике стоит более мощный чип, чем в тракте основного приёмного тракта. Нелогично как то, правда? Или логично? Узнаем ниже…

Зато, глаз зацепился за цену. При максимальной стоимости чипа ADSP-21369 38 долларов, разница с чипом ADSP-21363 составляет целых 10 долларов. Что можно предположить? Что всё же, чип DSP с максимальной производительностью поставили в тракт, где заранее характеристики всего тракта второго приёмника чуть-чуть, но хуже, чем у главного приёмного тракта. Тем самым вроде как перестраховались. А дальше – всё качество определяется алгоритмами обработки сигналов. Тем более, что оба DSP-чипа работают не на максимально заявленных частота, а немного меньших и работают в тандеме с главным процессором управления.

Отрисовкой панорамы спектра диапазонов, а так же «водопада», занимается такой же чип DSP, что и чип обработчика основного приёмного тракта – ADSP-21363. Он же занимается декодированием RTTY и PSK сигналов.

Взглянув на схему построения DSP блока, см. рисунок 36, становится понятно, почему в трансивере применены DSP-чипы разной мощности. DSP-чип главного приёмного тракта занимается только обработкой поступившего сигнала. В это же время, DSP-чип второго приёмного тракта несёт на себе помимо функций обработки сигнала Sub-приёмника, ещё и функции интерфейса со всеми внешними и внутренними устройствами. Таким образом, оба чипа DSP работают в паре.

Рисунок 36. Общая схема блока DSP

Общая цепочка АРУ выполняется совместно аналогово-цифровым методом и выполнена всё на тех же DSP-чипах. См рисунок 34.

Рисунок 37. Структурная схема блока АРУ и взаимодействие его с DSP.

Вторым, и на этот раз объективным параметром качества работы всего цифрового DSP-блока, является частота оцифровки сигнала и разрядность микросхем АЦП, применяемых в цифровом блоке. Разрядность АЦП будет определять динамический диапазон сигналов, которые сможет обработать DSP-блок. В последние 10-15 лет, практически во всех трансиверах всех фирм в основном применяются 24-битные АЦП. В трансивере KENWOOD TS-990S оцифровывается последняя промежуточная частота 24кГц.

Для сравнения, это не самая высокая цифра последней ПЧ. У трансивера ICOM IC-7800 и IC-7700 она составляет 36кГц. И в этом месте обычно возникают споры между фанатами ICOM-а и противниками KENWOOD-а. В народе считается, что чем выше цифра последней ПЧ – тем лучше.

В этом месте мы сразу бы задали обоим сторонам вопрос: «А чем же, собственно, лучше?» Думается, объективно, вопрос может остаться без ответа, т.е. риторическим, по причине того, что людей программирующих DSP-чипы на программном уровне среди радиолюбительской братии по пальцам можно пересчитать и те, себя не особо афишируют, ибо заняты.

Но, нам удалось найти настоящих специалистов со светлыми головами, которые пишут программы под DSP-чипы и проконсультироваться с ними по этому, весьма щекотливому вопросу. Для того, что бы окончательно, раз и навсегда расставить все точки над i, приводим в этой статье пояснения программистов DSP по вопросу, какая ПЧ всё же лучше - высокая или низкая.

«По сути, в приложении к радиолюбительской связи и трансиверу в частности, нет абсолютно ни какой разницы, какую промежуточную частоту применил производитель. Полоса, которую обрабатывает DSP-модуль, составляет максимум 5кГц. В случае обработки звука, речь не идёт об отрисовки панорамы или «водопада», где полоса оцифровки играла бы решающую роль, а потому, нет ни какой разницы, используется ПЧ=24кгц или 36кГц.

На что может влиять, а точнее, что влечёт за собою увеличение частоты оцифровки ПЧ в плане написания программы DSP? В первую очередь увеличение частоты оцифровки ПЧ влияет на сложность построения алгоритма работы программы DSP. В случае применения DSP-чипа как фильтра нижних частот, обычно используемых в связной аппаратуре – увеличение частоты оцифровки ПЧ влечёт увеличение порядка применяемого программного фильтра.

Так, приблизительно, на частоте 24кГц порядок фильтра будет 500-ым, в то время как на ПЧ=36кГц для достижения тех же параметров фильтра, потребуется увеличение порядка фильтра в 1.5-2 раза. Это, в свою очередь, требует увеличение мощности процессора и привлечения бОльших вычислительных ресурсов. Если, применяемый в трансивере DSP-чип обладает соответствующими ресурсами для больших вычислений, то опять приходим к выводу, что разницы ни какой нет.

Частота ядра на которой работает DSP-чип в настоящее время, так же является слабым показателем производительности. Для сравнения, производительность чипов DSP фирмы А* практически в 5-10 раз меньше чем производительность фирмы Б* при тех же скоростях частоты вычислительного ядра.

Тут вопрос скорее экономический, при проектировании модуля DSP, экономисты фирмы производителя просчитывают, что заложить в проект ТОП-трансивера будет рентабельнее, мощный DSP-процессор фирмы А ценою 50 долларов, а в трансивер среднего класса менее мощный DSP-процессор фирмы Б, но ценою 20 долларов. Программисты же фирмы напишут эффективную программу, как на первый, так и на второй процессор.»

*(Умышленно не названы имена фирм, т. К. В контексте статьи это не имеет значение)

Что мы можем вынести для себя из этого пояснения? Что все споры на тему лучше или хуже высокая последняя ПЧ у трансиверов ICOM или низкая ПЧ у трансиверов KENWOOD являются пустыми. И что объективно, чем выше класс трансивера, будь то трансивер компании ICOM или KENWOOD – у более дорогих трансиверов DSP-тракт обработки сигнала АПРИОРИ будет более совершенным, чем в более дешевых моделях.

Потому, перейдём к следующему блоку – блоку АЦП и ЦАП.

В модуле АЦП последней ПЧ применяются микросхемы AK5385 . На сегодняшний день – это одна из самых популярных микросхем у производителей звуковой аппаратуры. С её параметрами вы можете ознакомиться, перейдя по ссылке, нажав на название микросхемы мышкой. Если кратко, то это микросхема АЦП имеет максимальную полосу оцифровки сигнала 192кГц, с разрядностью 24 бита. Динамический диапазон и соотношение сигнал\шум составляют 114дБ.

Оцифровкой сигнала с микрофона осуществляется отдельной микросхемой кодеком - WM8782 .

Обратное преобразование сигнала из цифры в звук и формирование сигнал передачи осуществляется с помощью не менее известных микросхем-кодеков ЦАП – AK4387ET и AK4396VF .

На рисунке 38 и 39, ниже, показан путь прохождения сигнала обоих приёмников трансивера KENWOOD TS-990S от тракта последней ПЧ, до динамиков или наушников.

Рисунок 38. Структурная схема сквозного тракта DSP трансивера KENWOOD TS-990S

Рисунок 39. Структурная схема микрофонного тракта DSP трансивера KENWOOD TS-990S

Помимо звуковых каналов, непосредственно функционирующих с пользователем, таких как выходы на динамики, наушники или микрофон, в трансивере KENWOOD TS-990S предусмотрены несколько дополнительных аудио портов, взаимодействующих с внешним миром, посредствам USB – интерфейса, оптического интерфейса, линейных входа и выхода. Так же присутствует внутренний канал взаимодействия обоих приёмных трактов с магнитофоном. Все эти интерфейсы взаимодействуют между собою через свои чипы АЦП\ЦАП, которые в свою очередь висят на самом мощном DSP-чипе. См. Рисунок 40.

Рисунок 40. Структурная схема внутреннего и внешнего взаимодействия аналогового тракта DSP трансивера KENWOOD TS-990S

11. И в завершении...

После наброски основного текста стать мы долго думали, стоит ли сопоставлять в техническом плане трансивер KENWOOD TS-990S с его ближайшими конкурентами ICOM IC-7700 и ICOM IC-7800. В результате долгих обсуждений, мы решили всё же не сопоставлять их в силу того, что новый трансивер KENWOOD TS-990S имеет структуру построения главного приёмного тракта отличающуюся от того, что делали все производители трансиверов последние 15-20 лет. Плюс к этому, ещё ни одна из известных и авторитетных лабораторий не сделала достоверных обмеров параметров трансивера. А первые пользователи только-только осваивают новый трансивер и радуются новым возможностям…

Потому в этой статье мы ограничились обычным рассмотрением структурных блоков, из чего и как сделаны те или иные узлы трансивера KENWOOD TS-990S. Для особо интересующихся схемами, полный сервис-мануал на трансивер можно найти на просторах интернета. Он находится в свободном доступе. Для полноты картины, в конце статьи лежит полная структурная схема трансивера.

Хотим добавить, что по представленному в свободном доступе сервис-мануалу на трансивер KENWOOD TS-990S можно спокойно изучать технологию измерения параметров и настройки основных блоков любых трансиверов. Естественно, имея при этом некие общие базовые понятия о работе приёмо-передающих трактов.

До встрече в следующей части…

О чём она будет, пусть останется для всех секретом.

Вы можете скачать печатный вариант первой части статьи

Вы можете скачать печатный вариант второй части статьи

Микрофоны (электродинамические, электромагнитные, электретные, угольные) - основные параметры, маркировка и включение в электронных схемах.

В радиоэлектронике находит широкое применение микрофон — устройство, преобразующее звуковые колебания в электрические. Под микрофоном обычно понимают электрический прибор, служащий для обнаружения и усиления слабых звуков.

Основные параметры микрофонов

Качество работы микрофона характеризуется несколькими стандартными техническими параметрами:

• чувствительностью,
• номинальным диапазоном частот,
• частотной характеристикой,
• направленностью,
• динамическим диапазоном,
• модулем полного электрического сопротивления,
• номинальным сопротивлением нагрузки
• и др.

Маркировка

Марка микрофона обычно наносится на его корпусе и состоит из букв и цифр. Буквы указывают тип микрофона:

• МД - катушечный (или «динамический»),
• МДМ - динамический малогабаритный,
• ММ - миниатюрный электродинамический,
• MЛ - ленточный,
• МК - конденсаторный,
• МКЭ - электретный,
• МПЭ - пьезоэлектрический.

Цифры обозначают порядковый номер разработки. После цифр стоят буквы А, Т и Б, обозначающие, что микрофон изготовлен в экспортном исполнении — А, Т — тропическом, а Б - предназначен для бытовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Маркировка микрофона ММ-5 отражает его конструктивные особенности и состоит из шести символов:

• первый и второй............... ММ — микрофон миниатюрный;
• третий................................ 5 — пятое конструктивное исполнение;
• четвертый и пятый........... две цифры, обозначающие типоразмер;
• шестой............................... буква, которая характеризует форму акустического входа (О — круглое отверстие, С — патрубок, Б — комбинированное).

В практике радиолюбителей используется несколько основных типов микрофонов: угольные, электродинамические, электромагнитные, конденсаторные, электретные и пьезоэлектрические.

Электродинамические микрофоны

Название микрофонов этого типа считается устаревшим и сейчас эти микрофоны называют катушечными.

Микрофоны этого типа очень часто используют любители звукозаписи, благодаря их сравнительно высокой чувствительности и практической нечувствительности к атмосферному влиянию, в частности, действию ветра.

Они также не боятся толчков, просты в использовании и обладают способностью выдерживать без повреждений большие уровни сигналов. Положительные качества этих микрофонов преобладают над их недостатком: средним качеством записи звука.

В настоящее время для радиолюбителей большой интерес представляют выпускаемые отечественной промышленностью малогабаритные динамические микрофоны, которые используются для звукозаписи, звукопередачи, звукоусиления и различных систем связи.

Изготавливаются микрофоны четырех групп сложности — 0, 1, 2 и 3. Микрофоны малогабаритные групп сложности 0, 1 и 2 используются для звукопередачи, звукозаписи и звукоусиления музыки и речи, а группы 3 — для звукопередачи, звукозаписи и звукоусиления речи.

Условное обозначение микрофона состоит из трех букв и цифр. Например, МДМ-1, микрофон динамический малогабаритный первого конструктивного исполнения.

Особый интерес представляют электродинамические миниатюрные микрофоны серии ММ-5, которые можно впаивать прямо в плату усилителя или использовать в качестве встроенного элемента радиоэлектронной аппаратуры.

Микрофоны относятся к четвертому поколению компонентов, которые разработаны для РЭА на транзисторах и интегральных микросхемах.

Микрофон ММ-5 выпускается одного типа в двух вариантах: высокоомном (600 Ом) и низкоомном (300 Ом), а также тридцати восьми типоразмеров, которые отличаются только сопротивлением обмотки постоянному току, расположением акустического входа и его вида.

Основные электроакустические параметры и технические характеристики микрофонов серии ММ-5 приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Тип микрофона	ММ-5
Вариант исполнения	низкоомный	высокоомный
Номинальный диапазон рабочих частот, Гц	500...5000
Модуль полного электрического сопротивления обмотки, Ом	135115	900±100
Чувствительность на частоте 1000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)	300 (600 Ом)	600 (300 Ом)
Средняя чувствительность в диапазоне 500...5000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)	600 (600 Ом)	1200 (3000 Ом)
Неравномерность частотной характеристики чувствительности в номинальном диапазоне частот, дБ, не более	24
Масса, г, не более	900 ± 100
Срок службы, год, не менее	5
Размеры, мм	9,6x9,6x4

Рис. 1. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ громкоговорителя в качестве микрофона.

При отсутствии динамического микрофона радиолюбители часто используют вместо него обычный электродинамический громкоговоритель (рис. 1).

Электромагнитные микрофоны

Для усилителей низкой частоты, собранных на транзисторах и имеющих низкое входное сопротивление, обычно используют электромагнитные микрофоны.

Электромагнитным микрофонам свойственна обратимость, то есть они могут использоваться и как телефоны. Широкое распространение имеют так называемый дифференциальный микрофон типа ДЭМШ-1 и его модификация ДЭМШ-1А.

Неплохие результаты получаются при использовании вместо электромагнитных микрофонов ДЭМШ-1 и ДЭМ-4М обычных электромагнитных наушников от головных телефонов ТОН-1, ТОН-2, ТА-56 и др. (рис. 2 - 4).

Рис. 2. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ электромагнитного наушника в качестве микрофона.

Рис. 3. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на транзисторах.

Рис. 4. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на операционном усилителе.

Электретные микрофоны

В последнее время в бытовых магнитофонах используются электретные конденсаторные микрофоны. Электретные микрофоны имеют самый широкий диапазон частот - 30...20000 Гц.

Микрофоны этого типа дают электрический сигнал в два раза больший нежели обычные угольные.

Промышленность выпускает электретные микрофоны МКЭ-82 и МКЭ-01 по размерам аналогичные угольным МК-59 и им подобным, которые можно устанавливать в обычные телефонные трубки вместо угольных без всякой переделки телефонного аппарата.

Этот тип микрофонов значительно дешевле обычных конденсаторных микрофонов, и поэтому более доступны радиолюбителям.

Отечественная промышленность выпускает широкий ассортимент электретных микрофонов, среди них МКЭ-2 односторонней направленности для катушечных магнитофонов 1 класса и для встраивания в радиоэлектронную аппаратуру — МКЭ-3, МКЭ-332 и МКЭ-333.

Для радиолюбителей наибольший интерес представляет конденсаторный электретный микрофон МКЭ-3, который имеет микроминиатюрное исполнение.

Микрофон применяется в качестве встраиваемого устройства в отечественные магнитофоны, магниторадиолы и магнитолы, такие как, «Сигма-ВЭФ-260», «Томь-303», «Романтик-306» и др.

Микрофон МКЭ-3 изготовляется в пластмассовом корпусе с фланцем для крепления на лицевой панели радиоустройства с внутренней стороны. Микрофон является ненаправленным и имеет диаграмму круга.

Микрофон не допускает ударов и сильной тряски. В табл. 2 приведены основные технические параметры некоторых марок миниатюрных конденсаторных электретных микрофонов.

Таблица 2.

Тип микрофона	МКЭ-3	МКЭ-332	МКЭ-333	МКЭ-84
Номинальный диапазон рабочих частот, Гц	50...16000	50... 15000	50... 15000	300...3400
Чувствительность по свободному полю на частоте 1000 Гц, мкВ/Па	не более 3	не менее 3	не менее 3	А - 6...12 В - 10...20
Неравномерность частотной характеристики чувствительности в диапазоне 50... 16000 Гц, дБ, не менее	10	-	-	-
Модуль полного электрического сопротивления на 1000 Гц, Ом, не более	250	600 ±120	600 ± 120	-
Уровень эквивалентного звукового давления, обусловленного собственными шумами микрофона, дБ, не более	25	-	-	-
Средний перепад уровней чувствительности «фронт — тыл», дБ	-	не, менее 12	не более 3	-
Условия эксплуатации: температура, С относительная влажность воздуха, не более	5...30 85% при 20"С	-10...+50 95±3% при 25"С	10...+50 95±3% при 25"С	0...+45 93% при 25"С
Напряжения питания, В	-	1,5...9	1,5...9	1,3...4,5
Масса, г	8	1	1	8
Габаритные размеры (диаметр х длина), мм	14x22	10,5 х 6,5	10,5 х 6,5	22,4x9,7

На рис. 5 приведена схема включения распространенного в радиолюбительских конструкциях электретного микрофона типа МКЭ-3.

Рис. 5. Принципиальная схема включения микрофона типа МКЭ-3 на входе транзисторного УЗЧ.

Рис. 6. Фото и внутренняя приниципиальная схема микрофона МКЭ-3, расположение цветных проводников.

Угольные микрофоны

Невзирая на то что угольные микрофоны постепенно вытесняются микрофонами других типов, но благодаря простоте конструкции и достаточно высокой чувствительности они все еще находят свое место в различных устройствах связи.

Наибольшее распространение имеют угольные микрофоны, так называемые телефонные капсюли, в частности, МК-10, МК-16, МК-59 и др.

Наиболее простая схема включения угольного микрофона приведена на рис. 7. В этой схеме трансформатор должен быть повышающим и для угольного микрофона с сопротивлением R = 300...400 Ом его можно намотать на Ш-образном железном сердечнике с сечением 1...1,5 см2.

Первичная обмотка (I) содержит 200 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,2 мм, а вторичная (II) — 400 витков ПЭВ-1 диаметром 0,08...0,1 мм.

Угольные микрофоны в зависимости от их динамического сопротивления делят на 3 группы:

1. низкоомные (около 50 Ом) с током питания до 80 мА;
2. среднеомные (70... 150 Ом) с током питания не более 50 мА;
3. высокоомные (150...300 Ом) с током питания не более 25 мА.

Из этого следует, что в цепи угольного микрофона необходимо устанавливать ток, соответствующий типу микрофона. В противном случае при большом токе угольный порошок начнет спекаться и микрофон испортится.

При этом появляются нелинейные искажения. При очень малом токе резко снижается чувствительность микрофона. Угольные капсюли могут работать и при пониженном токе источника питания, в частности, в усилителях на лампах и транзисторах.

Снижение чувствительности при пониженном питании микрофона компенсируется простым повышением коэффициента усиления усилителя звуковой частоты.

В этом случае улучшается частотная характеристика, значительно снижается уровень шумов, повышается стабильность и надежность работы.

Рис. 7. Принципиальная схема включения угольного микрофона с использованием трансформатора.

Вариант включения угольного микрофона в усилительный каскад на транзисторе дано на рис 8.

Вариант включения угольного микрофона в сочетании с транзистором на входе лампового усилителя звуковой частоты по схеме рис. 9 позволяет получить большое усиление по напряжению.

Рис. 8. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе транзисторного УЗЧ.

Рис. 9. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе гибридного УЗЧ, собранного на транзисторе и электронной лампе.

Литература: В.М. Пестриков - Энциклопедия радиолюбителя.