Microfono Direzionale

Schema Elettrico

Il segnale captato dal microfono viene trasferito tramite il condensatore C1 e le due resistenze R4-

R5 sul piedino 2 invertente dell'operazionale siglato IC1/A.

Questo integrato provvede ad amplificare il segnale che giunge sul piedino di circa 27 dB, che

corrispondono a circa 23 volte in tensione.

Il segnale amplificato presente sul piedino d'uscita 1 viene trasferito sui due filtri passa/banda

costituiti dai due operazionali siglati IC2/A – IC2/B.

Il primo filtro IC2/A lascia passare le sole frequenze comprese tra 800 Hz e 6.000 Hz, il secondo

comprese tra 180 Hz e 1.500 Hz.

Poiché i due piedini d'uscita di questi filtri sono collegati ai capi del potenziometro lineare R23, se

ruotiamo il suo cursore verso IC2/B passeranno le sole frequenze dei bassi e medio/bassi.

Se lo ruotiamo a metà corsa passeranno tutte le frequenze dei bassi e degli acuti.

Se lo ruotiamo verso IC2/A passeranno le sole frequenze dei medio/alti e degli acuti.

Il segnale prelevato dal cursore di questo potenziometro filtro viene applicato sul potenziometro

logaritmico del volume siglato R24 e da qui prelevato per essere inserito sul piedino d'ingresso 3

dell'integrato IC/4, un normale TBA.820M che provvede ad amplificarlo in potenza per poter

pilotare una cuffia.

In questo circuito abbiamo inoltre inserito un efficace compressore per evitare di assordarci in

presenza di un improvviso e “forte” suono.

Lo stadio compressore è costituito dai due operazionali IC3/A – IC3/B e dal fet FT1.

Come potete notare guardando lo schema elettrico, il segnale preamplificato che fuoriesce da

piedino 1 dell'operazionale IC1/A oltre ad entrare sui due filtri passa/banda entra, tramite la

resistenza R12, anche sul piedino 2 invertente dell'operazionale IC3/B che lo amplifica di circa 3

volte.

Dall'uscita di questo operazionale il segnale raggiunge tramite C7 – R10 i due diodi raddrizzatori

DS1 – DS2 ed il condensatore elettrolitico C6 dai quali si ricava una tensione continua il cui valore

è proporzionale all'ampiezza del segnale di BF.

Questa tensione viene applicata sul piedino 5 non invertente dell'operazionale IC3/A utilizzato

come stadio separatore con uscita a bassa impedenza.

La tensione presente sul piedino 7 di IC3/A viene utilizzata per polarizzare il Gate del fet FT1.

Poiché il Drain di questo fet è collegato sulla giunzione delle due resistenze d'ingresso siglate R4 –

R5, ne consegue che in presenza di un improvviso aumento del segnale preamplificato il fet riduce

automaticamente il valore della sua resistenza interna riducendo così il segnale del microfono

collegato allo stadio d'ingresso IC1/A.

In pratica tutto lo stadio composto da IC3/B – IC3/A – FT1 è un completo CGA (Controllo

Automatico di Guadagno).

Per soddisfare tutte le situazioni e le diverse zone di utilizzo, abbiamo previsto la possibilità di

inserire ed escludere questa parte del circuito tramite l'interruttore S1.

Poiché gli operazionali per funzionare hanno bisogno di una tensione duale di alimentazione,

l'integrato IC1/B è stato utilizzato per creare la “massa fittizia”, cioè un valore di tensione pari alla

metà di quello di alimentazione che nel nostro caso equivale a 4,5 volt.

Questa tensione è indispensabile per alimentare tutti i piedini non invertenti degli operazionali

IC1/A – IC2/A – IC2/B ed il terminale Source del fet FT1.

Per alimentare questo preamplificatore è sufficiente una sola pila da 9 volt.

Realizzazione Pratica

Tutti i componenti di questo progetto devono essere collocati sul circuito stampato a doppia faccia

con fori metallizzati.

I primi componenti che ho montato sono stati i quattro zoccoli degli integrati.

Dopo aver stagnato i loro terminali ho inserito tutte le resistenze controllando attentamente, con

l'elenco componenti, il codice colori riportato sul loro corpo.

Di seguito ho saldato i due diodi DS1 – DS2.

Proseguendo nel montaggio ho inserito tutti i condensatori.

Successivamente ho collocato e stagnato il FET rivolgendo la parte piatta del corpo verso sinistra.

In fine ho inserito sullo stampato la presa uscita per la cuffia ed ho collocato gli integrati nei

rispettivi zoccoli, rivolgendo il lato del corpo contrassegnato da un incavo ad U.

Per completare il montaggio sarà necessario saldare degli spezzoni di filo isolato sui terminali

presenti sul circuito stampato, dove andranno poi fissati i due potenziometri, gli interruttori e la

presa femmina per l'ingresso del segnale microfono, dopo di che collegare il microfono, la pila e gli

interruttori S1 – S2. Collaudo

Il collaudo deve essere effettuato in un ampio spazio poco rumoroso, possibilmente in campagna,

per evitare suoni troppo forti durante il settaggio del volume.

Per effettuare il collaudo, per prima cosa, è necessario cercare un apposito contenitore parabolico,

che possa captare meglio il segnale.

Per poter posizionare il microfono davanti ad un paraboloide, è necessario trovare il punto focale,

tale punto si calcola con la seguente formula: D*D/16*P, dove D=diametro e P=profondità.

In questo modo non troveremo il preciso punto focale poiché lo strumento che andremo ad usare (è

possibile usare a tale scopo anche un coperchi da pentola di circa 25 – 35 cm di diametro) per la

realizzazione dell'antenna non sarà una parabola perfetta.

Per ovviare a questo inconveniente dovremmo procedere manualmente, avvicinando ed

allontanando il microfono dalla parabola, fino a quando il suono non sarà nitido ed al massimo.

Per questo passaggio il calcolo del punto focale ci è di grande aiuto, poiché ci darà un'indicazione

sommaria di dove sarà tale punto.

Una volta trovata la miglior posizione in cui dovrà stare il microfono, sarà necessario trovare un

modo per fissarcelo in modo che il lato ricevente si posto frontalmente alla parabola.

Oltre a questo oggetto, potremmo usare anche un imbuto, esso ci fornirà gli stessi risultati.

Infatti posizionando il microfono nel collo di quest'ultimo, cercando di evitare che questo entri in

contatto con le pareti del collo dell'imbuto.

Per ovviare a tale incombenza, basterà avvolgere il microfono, prima dell'inserimento nella cavità

preposta, nella gomma piuma o in un batuffolo di cotone, lasciando libere le due estremità, ed

inserendolo con la zona adibita alla ricezione del segnale audio rivolto verso dove l'imbuto si

allarga.

Effettuato tale procedimento, sarà necessario collegare l'altra estremità del microfono, nonché

l'uscita del segnale elettrico di quest'ultimo, al circuito, e procedere con il collaudo.

Transistor FET

In un transistor FET (Field Effect Transistor - transistor ad effetto di campo) i tre terminali sono

chiamati gate G (porta), source S (sorgente) e drain D (pozzo) rispettivamente, e l'effetto transistor

si ottiene tramite il campo elettrico indotto dalla tensione applicata al terminale gate che respinge i

portatori di carica del silicio del canale fra source e gate, variandone la resistenza elettrica: più la

tensione fra gate e source è grande, più ampia diventa la regione svuotata non conduttrice, priva di

portatori, e più cresce la resistenza elettrica fra source e drain.

Rispetto ai transistor bipolari i FET presentano il vantaggio di avere il terminale di controllo (gate)

isolato, in cui non passa alcuna corrente; lo svantaggio invece è che un transistor FET non è in

grado di offrire molta corrente in uscita, in genere i circuiti con transistor FET hanno una alta

impedenza di uscita, cioè erogano correnti molto deboli.

Anche i FET come i transistor bipolari possono essere realizzati in due versioni complementari, a

canale P fiancheggiato da regioni N o a canale N fiancheggiato da regioni P (come quello nella

figura a lato); come nei bipolari il funzionamento è identico, ma a polarità invertite.

È talvolta chiamato J-FET (FET a giunzione) per distinguerlo dal MOS-FET

Diodo a giunzione

I diodi a giunzione p-n sono dei diodi realizzati mediante processi metallurgici che prevedono la

diffusione di impurità di tipo accettore in cristalli di silicio preventivamente drogati mediante atomi

donori (o viceversa) e la loro caratteristica tensione corrente è approssimabile tramite l'equazione

del diodo ideale di Shockley. La caratteristica tensione corrente del dispositivo è una funzione non

lineare; per valori di polarizzazione sufficientemente grandi rispetto alla tensione termica ( a

temperatura ambiente 26mV) vale la ln(I/Io)=Vd/Vt. È necessario limitare la corrente condotta da

un diodo affinché non superi mai la massima corrente prevista per quello specifico diodo, oltre la

quale può verificarsi la rottura fisica del dispositivo.