Kopfhörer-Mikrofonverstärker als billiges und kleines Hörgerät

Dies ist ein einfach aufzubauender und günstiger Kopfhörer-Mikrofonverstärker, der als eine Art Hörgerät oder Gehörhilfe dienen soll.

Mit diesem einfachen Projekt können Sie Ihren Ohren helfen, auch sehr leise Geräusche besser zu hören, ohne gleich ein teures Hörgerät anschaffen zu müssen.

Diese kleine Mikrofonverstärker-Schaltung für den Kopfhörerbetrieb ist auch eine praktische Lösung für Menschen, die Schwierigkeiten haben, schwache Geräusche wahrzunehmen.

Ein weiterer Vorteil:

Sie benötigen lediglich eine 1,5V-Batterie und leicht erhältliche Komponenten, um einen leistungsstarken Verstärker zu bauen, der eine sehr gute Klangqualität hat und nicht nur Geräusche verstärkt. Einen ähnlichen Mikrofonverstärker für den Betrieb über Kopfhörer habe ich schon einmal in einem weiteren Beitrag auf dieser Website vorgestellt.

Dank des Elektret-Kondensatormikrofons ist dieser Kopfhörer-Mikrofonverstärker kompakt aufzubauen und arbeitet mit einer einzigen Batteriezelle.

Die Schaltung wandelt schwache Audiosignale in klare und gut wahrnehmbare. Sie ist ein nützliches Werkzeug, das einen praktischen Nutzen hat und hilft Ihnen auch, zu verstehen, wie eine solche Verstärkerschaltung arbeitet und sich mithilfe von Transistoren aufbauen lässt. Probieren Sie es selbst aus.

Kopfhörer-Mikrofonverstärker als Hörhilfe mit einfachen Bauteilen aufbauen

Dieses Projekt ist klein und verwendet nur eine 1,5V-Batterie. Es verwendet gewöhnliche Bauteile, die Sie im Elektronikhandel kaufen können.

Sie benötigt keine seltenen Transistoren oder ICs, sondern leicht erhältliche Bauteile.

Hier lesen Sie, wie die Schaltung arbeitet.

Die Audiosignale gelangen zunächst zu einem Elektret-Kondensatormikrofon. Das Mikrofonsignal wird dann zu einem Vorverstärkerschaltkreis weitergeleitet.

Der nachfolgende Verstärkerteil macht aus dem noch sehr schwachen Signal eines mit einer höheren Signal- und damit Lautstärke. Als Nächstes verstärkt ein Leistungsverstärker die Leistung erneut, um schließlich den am Ausgang der Schaltung für den Kopfhörer-Mikrofonverstärker angeschlossenen Kopfhörer anzusteuern, damit der Klang schließlich gut zu hören ist.

Das alles klingt recht einfach und unkompliziert. Aber dieser Mikrofonverstärker bietet noch eine kleine Besonderheit, auf die ich gleich näher eingehe.

Das „Hörgeräte“ Schaltkreisprojekt


Das Besondere an dieser Mikrofonverstärker-Schaltung ist der darin enthaltene Vorverstärkerschaltkreis ist einer automatischen Lautstärkeregelung (auf neudeutsch auch als Automatic Level Control, kurz ALC bezeichnet).

Dieser Mikrofonverstärker arbeitet also automatisch mit einer konstanten Lautstärke.

Angenommen, der vom Mikrofon aufgenommene Schall ist sehr laut. Normalerweise würden Ihnen dann bei einigen Geräuschen dir Ohren wehtun, bei anderen wesentlich leiseren Geräuschen hätten Sie möglicherweise Probleme, diese richtig zu hören.

Mikrofonverstärker mit ALC schematische Darstellung der Funktionsweise
Schema des Mikrofonverstärkers mit automatischer Lautstärkeregelung

Die automatische Lautstärkeregelung wird bei sehr lauten Geräuschen die Lautstärke verringern. Andererseits, wenn der Schall leise ist, wird er die Lautstärke erhöhen. Das Ganze funktioniert wie in der schematischen Darstellung oben in der Abbildung.

So hören Sie alle aufgenommenen Geräusche mit einer relativ konstanten Lautstärke, sowohl laute als auch leise Geräusche. Natürlich gibt es auch nach wie vor Unterschiede, aber deutlich geringere.

Und Sie können die Lautstärke je nach Bedarf anpassen, um sie auf ein für jede Person angemessenes Niveau einzustellen.
Sehen Sie sich zunächst das Schaltbild für den Mikrofonverstärker an. Darin sehen Sie die vollständige Schaltung einschließlich der automatischen Lautstärkeregelung für den Mikrofonverstärker mit dem Elektret-Kondensatormikrofon.

Wie die Schaltung für den Kopfhörer-Mikrofonverstärker funktioniert:

Beginnen wir mit dem Mikrofon MIC1, einem Elektret-Kondensatormikrofon. Dieses Mikrofon benötigt eine Spannungsversorgung. Es erhält also Gleichstrom über eine Batterie, und zwar durch den Widerstand R1 mit 10Kiloohm.

Mikrofonverstärker-Schaltung fpr eine Betriebsspannung von 1,5 Volt mit automatischer Lautstärkeregelung

Ein Elektret-Kondensatormikrofon ist eine spezielle Art von Kondensatormikrofon. Es gibt zwei Haupttypen:

Das Elektret-Kondensatormikrofon, das ein permanent aufgeladenes Elektret hat, und das Echtkondensatormikrofon, das eine externe Spannungsversorgung benötigt, um die Aufladung aufrechtzuerhalten.

Aber die meisten Menschen meinen, wenn sie von „Kondensatormikrofonen“ sprechen, ein Elektret-Kondensatormikrofon. Diese Bauart macht mehr als 90 Prozent der auf dem Markt verfügbaren Mikrofone aus.

Der Hauptunterschied zwischen diesen Mikrofonen liegt in der Art der Spannungsversorgung: Elektret-Mikrofone benötigen keine externe Ladung. Echtkondensatormikrofone hingegen benötigen eine externe Quelle, sei es eine separate Box oder die interne Elektronik im Mikrofon.

Es ist wichtig, die Betriebsspannung für ein Elektret-Kondensatormikrofon wie dem hier verwendeten von der benötigten Vorspannung für Echtkondensatormikrofone zu unterscheiden, da diese zwei verschiedene Zwecke erfüllen.

Doch nun zurück zum Kopfhörer-Mikrofonverstärker:

Das vom Mikrofon aufgenommene Tonsignal gelangt zunächst zum Koppelkondensator C1, einem 0,1µF-Kondensator. Dieser lässt nur die Wechselstromsignale in Form der Audiosignale aus dem Mikrofon durch, um in die Basis des Transistors T1 zu gelangen, der diese Signale verstärkt und an die nächste Verstärkerstufe weitergibt.

Das Ausgangssignal am Kollektor über C2 (ebenfalls einem Koppelkondensator) ist mit der Basis von T2 verbunden. Er fungiert als zweite Vorverstärkerstufe in dieser Mikrofonverstärker-Schaltung.

Dieser Vorverstärkerteil sorgt für eine sehr gute Verstärkung des Eingangssignals aus dem Mikrofon. Über die Widerstände R2 und R3 werden die Verstärkertransistoren mit Strom versorgt. Über den Widerstand R8 erhält der Transistor T2 seine Basisvorspannung.

Automatische Lautstärkeregelung (ALC)

Das Signal gelangt zur automatischen Lautstärkeregelung, die durch den Transistor T3 gesteuert wird. Dieser Transistor sorgt dafür, dass die Verstärkung des ersten Verstärkertransistors (T1) an die jeweilige Lautstärke des Eingangssignals angepasst wird.

Die Spannung für die Regelung stammt von der Gleichspannung, die durch die Diode D1 gleichgerichtet wird. Je höher das Eingangssignal am Transistor T3 ist, desto mehr wird T1 leiser geregelt, und zwar über die Verbindung des Kollektors von T3 über R4 und R9 und der Basis von T1.  

Der Elektrolytkondensator C7 sorgt dabei für eine geringfügige Verzögerung dieser automatischen Lautstärkeregelung. Ein kleiner Wert von C7 bewirkt, dass die Lautstärke schneller geregelt wird, während ein größerer Wert die Regelung etwas langsamer macht.

Das durch T1 und T2 verstärkte Signal gelangt also zunächst über den Elko C3 und das Potentiometer P1 an die Basis von T4. Wenn das Mikrofon aber ein lauteres Signal aufnimmt, wird auch die Basis von T3 stärker angesteuert, wodurch die Spannung am Kollektor von T3 und C7 sinkt. Diese verringerte Spannung wird über R9 an die Basis von T1 weitergeleitet und verringert dessen Verstärkung.

Bei leisen Signalen passiert das Gegenteil, und die Verstärkung von T1 wird erhöht. So bleibt die Lautstärke immer auf einem fast gleichmäßigen Niveau, unabhängig davon, ob der vom Mikrofon aufgenommene Klang lauter oder leiser ist.

Die Endstufe für den Kopfhörer-Mikrofonverstärker

Das Signal wird anschließend zu einem Leistungsverstärker weitergeleitet, der die Kopfhörer ansteuert. Wenn man hier überhaupt von einem Leistungsverstärker sprechen kann. Und dieser Verstärker besteht aus folgenden Komponenten:

  • Der Transistor T4 (BC337) verstärkt das Audiosignal weiter, um die für die Kopfhörerkapseln notwendige Ausgangsleistung zu erhalten.
  • Über ein Potentiometer (P1) lässt sich die Lautstärke für den Kopfhörer regeln.
  • Über den Kondensator C4 gelangt das Signal an die Basis von T4, dem Endstufentransistor in dieser Mikrofonverstärker-Schaltung.
  • Der Widerstand R7 dient als Rückkopplung und Basisvorspannung für den Transistor T4.

Um Rauschen zu reduzieren und die Stabilität der Schaltung zu gewährleisten, wird durch den Kondensator C5 die Verstärkung im Hochfrequenzbereich verringert. Das verstärkte Signal vom Kollektor von T4 wird direkt an die Kopfhörerkapseln weitergeleitet, die als Last des Endverstärkers dienen. Es sollten daher nur dynamische Kopfhörer mit einem Widerstand von 16 bis 32 Ohm verwendet werden, damit die Verstärkerschaltung einwandfrei funktioniert.

Der geringe Gleichstromm der durch die Endstufe fließt

Beim Ein- und Ausschalten der Schaltung hört man ein leises Knacken. Dies ist normal, da beim Einschalten Strom durch den Ausgang fließt. Um Ihre Ohren davon zu verschonen, können Sie die Kopfhörer auch erst nach dem Einschalten des Mikrofonverstärkers aufsetzen.

Allerdings ist der Stromverbrauch dieser Schaltung mit nur 1,5 V so gering, dass weder die Kopfhörer noch andere Teile der Schaltung durch den geringen Gleichstromanteil Schaden nehmen sollten.

Aufbau der Mikrofonverstärker-Schaltung

Diese Schaltung ist sehr kompakt und lässt sich auch einfach auf einer Lochrasterplatine aufbauen. Einstellungen oder Anpassungen sind nicht notwendig. Ob die Lautstärke nun einmalig über ein Trimmpotentiometer oder einen von außen zugänglichen Lautstärkeregler erfolgen soll, bleibt natürlich Ihnen überlassen.

Die im folgenden Bild zu sehende, auf einer Lochrasterplatine aufgebaute Mikrofonverstärker-Schaltung funktioniert hervorragend. Das Elektret-Kondensatormikrofon nimmt selbst leiseste Geräusche auf, diese werden so verstärkt, dass sie deutlich hörbar sind. Durch die sehr geringe Stromaufnahme von nur etwa 10 Milliampere (Ruhestrom) hält die Batterie sehr lange.

Mikrofonverstärker mit ALC auf Lochrasterplatine
Mikrofonverstärker mit automatischer Lautstärkeregelung auf Lochrasterplatine aufgebaut.

Die im Bild zu sehende Schaltung verwendet statt der BC547-Transistoren welche des Typs BC338 (T1 bis T3), als Endstufentransistor dient ein BC548.

Hier ist noch die Teileliste für den Kopfhörer-Mikrofonverstärker

Die für diese Mikrofonverstärker-Schaltung benötigten Bauteile dürften bei der Beschaffung keine Probleme verursachen, da es sich um leicht erhältliche Standardbauteile handelt. Die Schaltung dürfte auch mit anderen NPN-Transistoren funktionieren wie BC548 oder Vergleichstypen. Ich habe das allerdings nicht ausprobiert. Hier ist also die Bauteileliste:

0,25 Watt Widerstände, Toleranz: 5 Prozent

  • R1, R9: 10K
  • R2: 1M
  • R3: 4,7K
  • R4, R7: 100K
  • R5: 3,9K
  • R6: 1,5K
  • R8: 100Ω
  • VR1: 50K (A) Potentiometer

Kondensatoren

  • C1, C2: 0,1µF 50V
  • C7: 470pF 50V

Elektrolytkondensatoren

  • C3, C6: 1µF 50V
  • C4: 10µF 25V
  • C5: 470µF 16V

Halbleiter:

  • T1, T2, T3: BC547, 45V 100mA NPN-Transistor oder ähnliche
  • T4: BC337, 45V 800mA NPN-Transistor oder ähnlich
  • D1: 1N4148 oder ähnlich

Andere Bauteile für die Schaltung:

  • Kopfhörer mit 2x 16 Ohm Impedanz
  • Bat1: 1,5V Batterie (AA oder AAA) mit geeignetem Batteriehalter
  • S1: Ein-Aus-Schalter

Hier sind ein paar weitere Verstärkerschaltungen zum Ausprobieren:

Das LM386-Verstärker-IC eignet sich sehr gut zum Aufbau von Verstärkerschaltungen mit geringem Aufwand. Wollen Sie einen Gegentaktverstärker aufbauen und interessieren Sie sich, wie ein Gegentaktverstärker mit Transistoren funktioniert? Dann lesen Sie hier weiter. Und wenn Ihnen der hier gezeigte Mikrofonverstärker mit ALC zu kompliziert ist, versuchen Sie die einfache variente für einen Mikrofonverstärker für 1,5 Volt Batteriespannung.