誰かがMICで話し、増幅された声がスピーカーから聞こえるのを見たことがあるはずですが、これはどのようにして可能ですか?マイクとスピーカーを直接接続して動作させることができるMICとスピーカーの間に回路はありますか?この回路では、入力音がMICに与えられ、スピーカーから増幅されたバージョンが聞こえる、単純なマイクからスピーカーへのシステムの構築について学習します。
マイクとは何ですか?
マイクは、音響エネルギーを電気エネルギーに変換するトランスデューサーデバイスです。マイクはしばしばMICと呼ばれます。マイクは、ある種の音をキャプチャし、それに応じて電気信号を生成するために使用されます。
マイクはどのように機能しますか?
マイクには、音波によって発生する気圧の変化を電気信号に変換する高感度のコンポーネントがあります。このコンポーネントと音波を電気信号に変換する方法に応じて、電子機器および音響工学の分野でさまざまなタイプのマイクが利用可能です。最も一般的なタイプは、ダイナミックマイク、コンデンサーマイク、ピエゾ電気マイクなどです。
コンデンサーマイクは振動するダイアフラムを使用し、コンデンサープレートとして使用して電気信号の変動を生成しますが、ダイナミックマイクは可動コイルを使用して磁場を変化させて電気信号を生成します。
シンプルなマイクアンプ
スピーカーは電気エネルギーを機械エネルギーに変換して音波を生成することを私たちは知っています。また、マイクは音声信号から電波を生成するのとは正反対のことをすることも知っています。では、マイクをスピーカーに直接接続できますか?下の画像のように?
ええと、いいえ、それは不可能です。確かにマイクは電気エネルギーを発生しますが、スピーカーという巨大な負荷を駆動するには不十分です。マイクの両端の電気出力は、マイクから何か有用なことを行うには小さすぎる少量の電流を提供し、振幅も低くなります。一方、スピーカーは、十分な動きを生成し、可聴の大きな音を生成するために、大きな振幅の大電流を必要とします。
それで、解決策は何ですか?簡単です。何か便利なものを作り、出力スピーカーからより大きな音を出すには、プリアンプ、場合によってはパワーアンプ、またはその両方を追加する必要があります。
このプロジェクトでは、LM386パワーアンプを使用して小型のマイクアンプを作成します。これは、½ワット、8オームのスピーカーから大きな可聴音を生成するのに十分です。アンプに興味がある場合は、他のオーディオアンプ回路を確認してください。アンプICを使用せずにトランジスタで簡単なアンプ回路を構築することもできます。
必要なコンポーネント
シンプルなマイクアンプを作るには、次のものが必要です-
- LM386
- 10uF / 16Vコンデンサ
- 470uF / 16V
- 0.047uF / 16Vポリスターフリムコンデンサ
- 10R¼ワット
- 12V電源ユニット
- 8オーム/.5ワットスピーカー
- カプセルまたはエレクトレットマイク
- .1uFコンデンサ
- 10K 1/4番目のワット抵抗
- ブレッドボード
- ワイヤーを接続します
Veroボードに興味がある場合は、さらに次のものが必要になります-
- はんだごて
- はんだ付けワイヤー
- ベロボード。
回路図
単純なマイクからスピーカーへの回路の回路図を以下に示します–
回路は、TexasInstrumentsのLM386データシートに示されているものとまったく同じです。10kポットセクションを削除し、マイクアンプのバイアス回路を追加しました。
回路図では、アンプはそれぞれのピン図とともに示されています。アンプは、入力に応じて出力で200倍のゲインを提供します。ピン1とピン8の間にある10uFのコンデンサは、アンプの200倍のゲインを担っています。回路構成ではアンプのゲインを変更しませんでした。また、250uFのコンデンサがスピーカーの両端に接続されています。値を変更し、250uFのコンデンサの代わりに470uFを使用しました。 0.05uFのコンデンサと10Rの抵抗があります。このRCの組み合わせは、スナバまたはクランプ回路と呼ばれ、スピーカーによって生成される逆起電力からアンプを保護します。 0.05uFではなく0.047uFという一般的ですが近い値を使用しました。他の回路と接続は、私たちの構造では同じままです。
また、パワーアンプは4オームから32オームまでの幅広い負荷を駆動でき、5Vから12Vを使用して電力を供給できます。この定格に注意する必要があります。そうしないと、パワーアンプや出力スピーカーが損傷する可能性があります。
LM386オーディオアンプIC
ブレッドボードにICを接続したり、ベロボードにはんだ付けしたりするには、パワーアンプICLML386のピン配列を知る必要があります。LM386オーディオアンプICのピン配列とピン配列を 以下に示します。
PIN 1と8 : これらは、私たちは、10μFの使用している内部ゲインを20に設定されているが、それはPIN 1と8の間にコンデンサを使用して200まで増やすことができ、利得制御ピンである コンデンサC3を 200つまり、最高の利得を得るために、 。適切なコンデンサを使用することにより、ゲインを20〜200の任意の値に調整できます。
ピン2および3: これらは音声信号の入力PINです。ピン2は、グランドに接続された負の入力端子です。ピン3は正の入力端子で、音声信号が供給されて増幅されます。私たちの回路では、 100kポテンショメータRV1でコンデンサーマイクのプラス端子に接続されてい ます。ポテンショメータは、ボリュームコントロールノブとして機能します。
ピン4および6: これらはICの電源ピンであり、ピン6は+ Vccで、ピン4はグランドです。回路は5〜12vの電圧で電力を供給できます。
ピン5: これは出力PINであり、そこから増幅されたサウンド信号を取得します。DC結合ノイズをフィルタリングするためにコンデンサC2を介してスピーカーに接続されています。
ピン7: これはバイパス端子です。開いたままにすることも、安定性のためにコンデンサを使用して接地することもできます
ICは8つのピンで構成され、ピン-1とピン-8はゲイン制御ピンです。回路図では、10uFのコンデンサがピン1とピン8の間に接続されています。これらの2つのピンは、アンプの出力ゲインを設定します。データシートの設計によると、10uFのコンデンサがこれらの2つのピンの間に接続されているため、アンプの出力は200倍に固定されています。LM386オーディオアンプICの使用について詳しくは、こちらをご覧ください。
エレクトレットマイク
入力セクションでは、エレクトレットマイクを使用しました。エレクトレットマイクは、カプセル内に静電コンデンサを使用しています。テープレコーダー、電話、携帯電話、マイクベースのヘッドフォン、Bluetoothヘッドセットで広く使用されています。
Electretsマイクは、PositiveとGroundの2つの電源ピンで構成されています。CUI INCのエレクトレットマイクを使用しています。データシートを見ると、エレクトレットマイクの内部接続がわかります。
エレクトレットマイクは、振動によって静電容量を変化させるコンデンサベースの素材で構成されています。静電容量は、電界効果トランジスタまたはFETのインピーダンスを変化させます。FETは、外部抵抗を使用して外部電源からバイアスをかける必要があります。RLは、マイクのゲインを担当する外部抵抗です。RLとして10kの抵抗を使用しました。DCをブロックしてACオーディオ信号を取得するには、追加のコンポーネントであるセラミックコンデンサが必要です。マイクのDCブロッキングコンデンサとして0.1uFを使用しました。エレクトレットマイク内部の総抵抗負荷は2.2Kです。
マイクの詳細については、MICが電子回路でどのように使用されているかをご覧ください。
スピーカー
スピーカーには、8オーム、0.5ワットのスピーカーを使用しました。下の画像でスピーカーを見ることができます-
ブレッドボード上にオーディオボイスオーバー回路を構築しました-
回路の動作は簡単で、LM386ICのピンのピンの説明から理解できます。回路の完全な動作は以下のビデオで説明されています。
覚えておくべきポイント
回路が途切れることなく動作するために、次の点に注意してください-
- Veroboardで回路を構築します。PCBは良い選択です。
- R2を取り外し、ポテンショメータを使用してマイクのゲインを調整します。
- スピーカーに長いワイヤーを接続し、マイクから離れた場所に置きます。フィードバックは低くなります。
- 追加のフィルターを使用して、クリーンなサウンド出力を取得します。
- 適切な低リップル電源ユニットを使用してください。