Gebalanceerd circuit voor microfoonvoorversterker

In deze post leren we over een eenvoudig Hi-Fi gebalanceerd microfoonvoorversterkercircuit en evalueren we ook de berekeningen, specificaties van het ontwerp door middel van formules.

Wat is een gebalanceerde voorversterker

Een 'gebalanceerde' versterker of verschilversterker heeft niet één maar twee verschillende ingangen en alleen het verschil tussen deze ingangen wordt daadwerkelijk versterkt.

Om te verduidelijken hoe dit werkt, zie het diagram dat een basisversie van een gebalanceerd microfoonvoorversterkercircuit aangeeft. Om de berekening minder moeilijk te maken, gaan we de winst terugbrengen naar 9 door simpelweg Rl = R4 = en R5 = Rl l = 9 te doen.

Schakelschema

Meestal zijn de eenheden niet kritisch. alleen de verhoudingen zijn. We beginnen met de rechtvaardiging door de situatie te onderzoeken waarin input met R1 op 0V staat en input met R4 op + l00mV.

Hoe de circuits werken

Een perfecte versterker kan een aantal dingen doen - hij neemt vrijwel geen stroom naar de ingangspennen en houdt de uitvoer onaangetast, ongeacht eventuele spanningsvariaties op de ingangspennen.

We hebben daarom 100mV tot en met R4 nodig en dus een spanning van 900mV rond R11 (het heeft 9 keer de weerstand en exact dezelfde stroom als R4). Dit levert ons een winst van negen op. De output is om die reden -900mV. In de omstandigheid bereikt elk tijdstip A 0V en is punt B in + 100mV. punt D zal zijn

VB x R5 / (R1 + R9) = 90mV

Als resultaat zal punt C bovendien op + 90mV liggen. De spanning rond R4 zal waarschijnlijk 90mV zijn en de spanning rond Rl zal 810mV (9 x 90mV) zijn.

Dit houdt in dat de uitgangsspanning + 900mV moet zijn. Ook dit is met een winst van negen. Let zelfs op dat de polariteit (of fase) niet gelijk is. Stel je op dit punt voor dat beide ingangen op zeg + 1V staan, punt D zal waarschijnlijk op + 900mV zijn en dus punt C.

De spanning door R4 is 100mV en R11 900mV Dit levert een uitgangsspanning op van (1V Het gemeenschappelijke signaal wordt op geen enkele manier versterkt. verschil wordt versterkt en de output zal waarschijnlijk -lV zijn.

Terugkerend naar het specifieke circuit, hebben we een LM301A gebruikt met een paar ruisarme transistors in de voorste trap.

Deze transistors hebben een constante stroom door Q3 en Q4. Een constante stroom is nodig omdat de ingangen kunnen toenemen en afnemen zonder de spanning rond R6 of R7 te transformeren

De weerstand R2 en R3 relateren de ingangen aan UV zijn meestal hoog genoeg om nooit de werking te beïnvloeden

Onderdelenlijst voor gebalanceerd microfoonvoorversterkercircuit

• R1, R4 = 330
• R2, R3, R6, R7, R8 = 10 K.
• R5 = 33 K.
• R9 = 3K3
• R10, R11 = 33 K.
• R12 = 1 K.
• C1 = 1n C2,
• C3 = 33 uF / 25 V.
• C4, C7 = 10uF / 25V
• C5 = 33 pF
• C6 = 100 nF
• Q1, Q4 = BC109C
• IC1 = LM301A

Technische specificaties:

Frequentiebereik: 10Hz - 20kHz (<5V output) +0/ -3dB
Aanwinst: 40dB
Equivalent ingangsgeluid: -123dB (0,5uV)
Vervorming: 0,05%, 300mV - 5V output, 100Hz - 10kHz
Max ingangsspanning: 100mV
Common Mode Rejection Ratio: 60dB
Maximaal Common Mode-signaal: 3V