LM386 в схеме измерительного микрофона

В обзоре рассказывается об экспериментах с микросхемой LM386 в качестве усилителя электретного микрофона.

Список сокращений:
ЗК — звуковая карта
PC — персональный компьютер (англоязычное сокращение)
ЛК — левый канал
ПК — правый канал
ПП — печатная плата
АЧХ — амплитудно-частотная характеристика (англ. FR)
АС — акустическая система
ЭМОС — электро-механическая обратная связь

Как обычно, хотелось сэкономить время и деньги. Но что-то пошло не так. )
Модули с LM386 благополучно приехали и долгое время лежали в тумбочке.

В первую очередь меня интересовали вопросы:
— шумовой спектр на выходе усилителя
— работоспособность на длинную линию (~10м)

Для замеров была использована программа SpectraPlus.
Ссылки на подробное описание программы и ответы на многие вопросы по данной тематике есть в теме на форуме ixbt
"Микрофоны для акустических измерений".

1. Модуль подключен к линейному входу PC (встроенная ЗК материнской платы NDiS 125-L).
Питание — 4В (одна LiIon банка 18650).



ЛК — LM386, вход модуля ни к чему не подключен (график, который сверху)
ПК — короткозамкнутый вход ЗК (график, который внизу)

Чтобы сетевая наводка не портила замеры, модуль был помещён в экран.

Что ж, неплохо. Двигаем дальше.

2. Условия эксперимента те же, что в п.1, но питание от повербанка 5В.



3. Условия эксперимента те же, что в п.1, но питание от порта USB PC (только линия +5В, ноль — по экрану ЗК).



4. Условия эксперимента те же, что в п.1, но питание 5В от DC-DC преобразователя на MT3608



5. Для дальнейших экспериментов был выбран вариант питания по п.1

Далее с ПП был выпаян подстроечный резистор. На его место был установлен конденсатор 1,0 мкФ.
С учётом входного сопротивления микросхемы 50 кОм этого достаточно (частота среза по уровню -3дБ при этом 3 Гц).

Схема:

Спектрограмма (ПК и ЛК объединены).


Модуль с LM386 «оброс» дополнительными элементами (изготовление окончательной ПП отложено на потом).
Всё это дело было помещено в точёный алюминиевый корпус:


6. Далее последовала процедура калибровки микрофона.
Фото, как это выглядит, приводятся в теме на ixbt.
Описать в двух словах в данном обзоре, чтобы это было понятно всем, нет возможности.
Это очень обширный спекрт вопросов.
По данной тематике есть специализированные темы на Вегалабе и других ресурсах.

В результате АЧХ АС HECO Victa 601, полученная двумя микрофонами (калиброванным и эталонным конденсаторным):

График жёлтым цветом — калиброванный микрофон, голубым цветом — эталонный микрофон RFT MK102.

Калиброванный микрофон вместе с индивидуальным файлом калибровки был отправлен Заказчику.


Файл калибровки представляет собой обычный текстовый файл, который «понимают» программы SpectraPlus, REW, ARTA.

7. Для больших звуковых давлений был испытан дугой вариант схемы.


Использована идея, подсмотренная на форуме Вегалаб (вариант «B»)


Естественно, чувствительность 1-го и 2-го микрофонов различная: 195 мВ/Па и 14 мВ/Па соответственно.

2й вариант интересен разработчикам сабвуферов для измерения коэффициента гармоник.
Вариант ЭМОС с использованием микрофона давно манит, но руки не доходят.
По результатам проверки LM386 в симуляторе Multisim 10 у микросхемы есть резервы.
Черновики схем давно лежат под сукном. )))

8. В качестве развлечения были замерены АЧХ простеньких АС (замеры в жилой комнате).


По порядку слева направо:
— двухполосная АС от магнитолы SHARP QT-94Z
— двухполосная АС (сателлит) от домашнего кинотеатра BBK 5.1
— пассивная АС SVEN BF-11
— пассивная АС Primax

SHARP QT-94Z


BBK


SVEN BF-11


Primax


Напоследок АЧХ трёхполосной АС Heco Victa 601 (её нет на фото)


Вот и всё.
По возможности отвечу на Ваши вопросы.