MYO THIHA
Научный руководитель – М. В. АЛЮШИН, к. т.н., доцент
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Представлены результаты разработки 32/128-канального микрофонного усилителя на основе специализированной микросхемы SSM2166. Анализируется разброс характеристик каналов в полосе частот 300 Гц – 10 кГц.
Для повышения качества записи акустических сигналов в условиях сильного шума широко применяются одномерные, двухмерные и трехмерные микрофонные решетки, дающие возможность существенно улучшить отношение сигнал/шум для заданных направлений. Эффективность работы микрофонных решеток во многом определяется характеристиками электронных трактов обработки, в том числе – идентичностью их характеристик.
В данной работе представлены результаты разработки 32/128-канального микрофонного усилителя, предназначенного для работы с микрофонными решетками. Усилитель спроектирован на основе специализированной микросхемы микрофонного усилителя SSM2166.
Каждый канал усилителя состоит из двух основных функциональных узлов – предварительного усилителя с фиксированным коэффициентом усиления, задаваемым внешними резистивными цепями, и каскада с АРУ. Параметры регулятора усиления также задаются внешними резистивными цепями. Основными характеристиками используемой микросхемы являются: напряжение питания – 5V, входное сопротивление – 180 кОм, частота единичного усиления – 30 МГц, диапазон автоматической регулировки коэффициента усиления – 60 дБ, уровень шума для полосы в 20 кГц – не более -109 дБ.
Использование микросхемы микрофонного усилителя SSM2166 дало возможность уменьшить габариты многоканального усилителя, а также достаточно точно выдержать идентичность каналов усилителя. На рисунке показаны измеренные АЧХ некоторых каналов усилителя. В диапазоне частот 1 кГц – 10 кГц разброс характеристик всех каналов не превышает 5 %. В диапазоне частот 300 Гц – 10 кГц – разброс не превышает 10 %. Больший разброс АЧХ в низкочастотной области обусловлен скорее всего разбросом параметров конденсаторов, применяющихся для построения низкочастотных заградительных фильтров на частоты 50 и 100 Гц. Необходимо отметить, что в усилителе были использованы прецизионные резисторы для задания параметров микрофонного усилителя.
Рис. АЧХ каналов усилителя
Для построения 32/128 канальных образцов усилителя был использован модульный принцип. За основу был взят базовый 8-канальный модуль, включающий в себя также 8-канальный АЦП и имеющий стандартизованный интерфейс к цифровой шине сбора данных. Каждый базовый модуль содержит встроенную систему диагностики, включающую в себя АЦП, что позволяет осуществить тестирование каждого канала, а также измерение их АЧХ до начала работы без подключения микрофонов решетки.
Таким образом, разработанный базовый 8-канальный модуль дает возможность построить многоканальный усилитель для микрофонной решетки с заданным числом идентичных каналов, а также осуществить ввод всей информации в цифровом виде в персональный компьютер.
Список литературы
1. http://www. engr. sjsu. edu/ee124/p-acswp. html
2. http://people. brunel. ac. uk/~eestmba/usergS. html
3. J. S. Lim and A. V. Oppenheim, "Enhancement and Bandwidth Compression of Noisy Speech," Proceedings of the IEEE, vol. 67, December 1979.
4. http://www.
