Источник питания и аудио усилитель на одной микросхеме

Изображенная на Рисунке 1 схема может оказаться полезной в случае, когда и питание постоянного тока, и аудио сигнал необходимо передать по одной паре медных проводов. Одним из применений такой схемы является недорогая система открывания дверей с речевым вводом. В схеме используется единственная ИС – хорошо всем знакомая LM317 – дешевый регулятор напряжения. Используя эту микросхему, вы можете модулировать управляющий вход ADJ аудио сигналом электретного конденсаторного микрофона, включенного между входом управления и выходом ИС. LM317 управляет выходом таким образом, что напряжение на микрофоне всегда равно 1.25 В DC. В данном приложении используется электретный микрофон WM34, который поставляется компанией Panasonic в 10-миллиметровом капсюле и повсеместно используется в недорогом оборудовании. Но вы можете взять практически любой электретный капсюль, поскольку напряжение на микрофоне хорошо стабилизировано и никогда не превышает 1.25 В. В любом электретном капсюле имеется преобразователь импеданса на МОП транзисторе, превращающий звуковой сигнал в ток, текущий от вывода истока к выводу стока. Протекающий через микрофон ток модулирует напряжение на переменном резисторе R_P. Поскольку выход LM317 должен отслеживать напряжение на R_P, вы получаете низкоомный источник аудио сигнала, смещенного на величину постоянного выходного напряжения.

Рисунок 1.	В этой нестандартной схеме управляющий вывод микросхемы регулятора напряжения используется для усиления аудио сигнала.

В связи с тем, что микрофон напрямую модулирует вывод управления, в схему необходимо добавить сглаживающий конденсатор C1, чтобы шумы и помехи не влияли на уровень аудио сигнала. C1 частично шунтирует аудио сигнал на землю, однако LM317 компенсирует потери внутренним усилением. Во избежание лишних потерь в LM317 емкость конденсатора должна быть, по возможности, минимальной. Схема хорошо работает и вовсе без конденсатора, но значения до 47 мкФ не создают никаких проблем. С помощью R_P вы можете регулировать постоянное выходное напряжение и коэффициент усиления микрофонного сигнала. Для правильной работы LM317 необходимо, чтобы забираемый с выхода микросхемы ток был не менее 4 мА. Если громкоговорителя в вашей конструкции нет, подключите нагрузочный резистор, рассчитанный на ток 4 мА. В конструкциях с низкоимпедансными громкоговорителями также нужны резисторы нагрузки. Ориентируясь на минимальный ток 4 мА, при расчете сопротивлений резисторов вы должны учитывать вклад аудио сигнала. При 8-омном громкоговорителе, чтобы избежать искажений, необходима минимальная резистивная нагрузка 470 Ом.