Оптронная развязка для подключения радиоприёмника к микрофонному входу ПК

Автор: Марк Б.
Опубликовано 29.10.2021
Создано при помощи КотоРед.

За долгое время обладания радиоприёмником Degen DE1103 выяснилось, что при подключении линейного выхода такового к микрофонному входу нетбука с целью записи аудио или декодирования цифровых режимов связи (RTTY, WEFAX и т.п.), с компьютера наводится значительное количество помех, делающих приём сигналов на диапазоне КВ крайне затруднительным.

*** Следует отметить, что питание нетбука от ЗУ продолжает создавать значительные помехи даже с применением устройства, описанного ниже - зато, при батарейном питании, их больше не наблюдается (обычный аудиокабель же имел эту проблему в обоих случаях).

Предыдущий опыт показал, что развязка при помощи трансформатора не даёт желаемого результата (вероятно, из-за паразитной ёмкости между обмотками) - в следствии этого я решил спроектировать схему на основе оптрона.

Одним из удобств такого решения является факт того, что фототранзистор оптрона можно подключать к микрофонному гнезду ПК без дополнительных компонентов, т.к. оно рассчитано на электретный микрофон: на линию через сопротивление (насколько мне известно, ~10 кОм) подаётся питающее напряжение.

Первый вариант схемы (не показан) использовал один оптрон, управляемый NPN-транзистором; из-за характеристик оптрона, выходной сигнал испытывал сильное искажение и имел большое количество гармоник и шумов.

Аккуратно подстраивать усиление и напряжение через светодиод я посчитал нецелесообразным, и, играясь в симуляторах circuitjs (falstad.com) и LTSpice, придумал следующее решение.


Гнездо J1 является входом сигнала, J2 - выходом.
Во избежание наводок, как-либо объединять J2 со схемой, кроме подключения его к контактам 3 и 4 оптрона U1, не следует.

Оптрон U2 является основным отличием данной схемы от первой опытной конструкции и используется для обратной связи, обеспечивая гораздо более линейную зависимость напряжения на коллекторе фототранзистора оптрона U1 (напоминание: на него, через резистор, подаётся питание с микрофонного входа ПК, см. описание выше) от входного сигнала.

Конденсатор C1 подобран так, что сигнал на выходе продолжает убедительно напоминать ровненькую синусоиду при входном напряжении как минимум до ~1.5В в пике (максимальное значение, которое я бы ожидал для линейного входа) на ~1000 Гц.

Побочным эффектом является образование ФВЧ, сильно подавляющего частоты ниже ~500 Гц.

Следует отметить, что оптроны и транзистор выбраны из уже имевшихся у меня компонентов.
Вместо PN2222A можно применять практически любой NPN; оптроны крайне желательно, полагаю, брать одинакового типа.

В рабочем состоянии на базе Q1 относительно "минуса" питания должно быть напряжение ~0.6В, а между контактами 1 и 2 каждого из оптронов - около 1В.

Согласно LTSpice, потребляемый устройством ток составляет менее 1 мА, что делает резонным питание такового даже от батареи типа CR2032.

Собранный мной вариант выглядит так - питание от двух батарей "AA"; применён SMD-выключатель питания (установлен с нижней стороны платы и не виден в данном ракурсе).


-

Отмечу также, что применённые оптроны рассчитаны на применение в высоковольтных схемах и, соответственно, могут применяться по их первоначальному назначению - для гальванической развязки сигнала в целях безопасности и/или устранения сетевых помех (в данном случае следует тщательно изолировать устройство и оградить выходную цепь оптрона U1 согласно всем требованиям электробезопасности).

Все вопросы в Форум.