Электрификация

Справочник домашнего мастера

Схема электретного микрофона

Микрофонный усилитель для компьютера

Нередко возникает необходимость записать на компьютер звук (или видео со звуком). Проблем нет, если источник звука (диктор) рядом с микрофоном, не дальше полуметра. Все компьютерные микрофоны (в том числе и в гарнитурах и в WEB-камерах) имеют низкую чувствительность, даже разговаривая по Skype и используя встроенный в WEB-камеру микрофон приходится почти кричать, сидя в метре от камеры.
В школах при проведении пробных экзаменов требуется записать всё происходящее в классе в течение всего экзамена, причём с хорошим звуком, чтобы можно было услышать подсказки. Поэтому озадачился простеньким микрофонным усилителем, позволяющим сделать разборчивую запись негромкого разговора с пары метров.

Для начала выяснил параметры питания микрофона, которое обеспечивает звуковая карта компьютера. По результатам измерения четырёх компьютеров и двух внешних USB-карт нарисовалась такая картина: напряжение 2,5 В, ток короткого замыкания от 0,5 до 1 мА. Негусто, но для однотранзисторного усилителя вполне хватит. Входы бывают как моно, так и стерео, питание может подаваться как на отдельный от входа контакт гнезда, так и совместно (фантомное питание). Поэтому универсальная схема, которая работает с любым вариантом входа, получилась такая:


Микрофон – любой электретный, мне под руку попалась пара из телефонных трубок, но можно использовать совершенно любые: из магнитол, сотовых телефонов. Все, которые попадали мне в руки, питались током 230…300 мкА и им было достаточно напряжения 1,2 В. Не перепутайте полярность, минусовой вывод микрофона соединён с его корпусом. Дорожки этого соединения видно, если посмотреть на выводы микрофона. Или плюсовой вывод имеет маркировку.


Транзистор – малошумящий, например КТ3102, КТ342, BC945. Вообще, можно поставить трёхконтактный разъём и вставлять в него по очереди все имеющиеся транзисторы, таким образом подобрав самый малошумящий и с максимальным усилением.
Ёмкость С1 некритична, от 0,47 мкФ до 4,7 мкФ. Желательно плёночный, но вполне подходит и керамика. Электролитический здесь ставить нельзя, они все имеют утечку , пусть и небольшую, но нескольких микроампер хватит, чтобы нарушить режим работы транзистора.

С2 ёмкость 47 или 100 мкФ, на любое напряжение более 2.5 вольт, можно как электролитический, так и танталовый или твердотельный полупроводниковый.
Резисторы любые, допустимое отклонение номиналов 20%. Возможно, R3 придётся подобрать, если звук будет искажаться на малой громкости, его номинал зависит от h21э транзистора. Искажения на большой громкости вызываются перегрузкой входа, просто нужно убавить чувствительность в системном микшере Windows.

R1 R2 C2 образуют фильтр питания для микрофона. Одновременно R2 является коллекторной нагрузкой транзистора (по переменному току), которая включена параллельно резистору внутри звуковой карты (который является коллекторной нагрузкой для транзистора по постоянному току). К сожалению, суммарное сопротивление этих двух резисторов получается небольшим, что не позволяет получить значительное усиление. Поэтому схема усиливает всего в 4-5 раз по напряжению. Большее усиление без внешнего питания получить невозможно. Но для большинства практических случаев этого достаточно. Достоинством схемы является простота и отсутствие внешнего питания.

Схему собрал на кусках макетки, вот комплект деталей для двух микрофонов.

Поскольку схема чувствительная, то встаёт вопрос борьбы с фоном и наводками. Лучшее решение – использовать в качестве электростатического экрана металлический корпус. Мне под руку попались контура УПЧИ от ламповых телевизоров. В них и отверстие для микрофона уже есть.


Перед окончательной сборкой.

Распайка шнура:

Задняя крышка деревянная, вырезана из планки от тарного ящика. Крепится к корпусу маленьким шурупом (саморезом). Обратите внимание, к корпусу припаян провод, соединённый с общим проводом схемы. Плата и микрофон фиксируются внутри кусками поролона. Микрофон нужно отцентровать, чтобы его входное отверстие совпало с отверстием в корпусе. Если будет использован другой способ крепления платы, то при необходимости её нужно заизолировать от корпуса изолентой или термоусадкой.

Теперь подключаем наше изделие в микрофонный вход (розовый), в микшере Windows на вкладке «Уровень записи» ставим галки «Откл» на все входы, кроме микрофонного, ставим усиление на максимум.

Также в дополнительных параметрах микрофона включаем дополнительное усиление (это может быть галочка либо ползунок, в зависимости от драйвера).

Запускаем программу «Звукозапись» (находится в Пуск — > Все программы -> Стандартные -> Развлечения) и делаем пробную запись.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
R1, R2 Резистор 1 кОм 2 Поиск в Utsource В блокнот
R3 Резистор 330 кОм 1 Возможно, потребуется подобрать Поиск в Utsource В блокнот
С1 Конденсатор 1 мкФ 1 Плёночный или керамический Поиск в Utsource В блокнот
С2 Конденсатор 47…100 мкФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
VT1 Биполярный транзистор КТ3102 1 Малошумящий Поиск в Utsource В блокнот
BM1 Микрофон электретный 1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

  • Микрофон

УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО МИКРОФОНА

В большинстве онлайн игр есть функция «голосового чата», в которой участвует микрофон. После некоторых попыток нормально «переговариваться» оказалось, что меня плохо слышно, даже на максимальной мощности. Решением этой проблемы было либо громче говорить, либо спаять усилитель для электретного микрофона. Естественно я выбрал второй вариант. Итак, начнем со схемы:

Схему выбирал по таким критериям: во-первых, чтоб по питанию только 1,5в (хотелось от пальчиковой батарейки питать), во-вторых, простенькую, наиболее малую. Собрал все по схеме, конденсатор по питанию (С2) поставил 6,3в 100мкФ и С3 — 10нФ. Прежде чем подключать все к компьютеру, надо было все это проверить и замерить токопотребление с напряжениями входов/выходов.

Парматеры микрофонного усилителя

>> Напряжение питания (в нагрузке) — 1,44в (батарейка ААА).
>> Потребление в режиме молчания (тишина) — 0,22мА.
>> Потребление в режиме звука (громкая музыка) — 0,24мА.
>> Выходное напряжение звукового сигнала до — 60мВ (Достаточно для того, чтобы услышать музыку в близ лежащих наушниках).
Также мне захотелось проверить все осциллографом, результаты теста вы можете увидеть ниже:

Далее микрофонный усилитель поместил в корпус от старого сетевого адаптера, убрал штырьки, сделал отверстия под штекер, шнур и выключатель:

Благодаря малому потреблению тока, можно припаять проводки питания непосредственно к контактам батареи. Если применить SMD детали, то можно сделать устройство очень малых размеров.

Примеры записи тихой музыки на компьютере:

На скриншоте программы звукозаписи заметно достаточное усиление звука, но также и шумов. Однако они сильно не влияют на качество усиленного звука. Большинство шумов выдает сама программа, которой я все проверял, и ее програмные усилители микрофона. В итоге получился удобный и хороший девайс для усиления звука голоса с электретного микрофона. С вами был BFG5000

Форум по схемам микрофонных усилителей

Обсудить статью УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО МИКРОФОНА

Сделай сам своими рукамиО бюджетном решении технических, и не только, задач.

Как сделать простой направленный стерео микрофон из всякого хлама?

Как сделать простой направленный стерео микрофон из всякого хлама?

Я уже описывал одну конструкцию микрофона, предназначенного для ЦФК, но его эксплуатация выявила ряд недостатков, о которых рассказано ниже. Поэтому я попытался изготовить более совершенную модель.

В результате, получилось два разных микрофона, один монофонический, а другой стереофонический.

Самые интересные ролики на Youtube

Близкие темы.

Самодельный микрофон для записи видеороликов на цифровую фотокамеру.

Как самому изготовить электретный микрофон для компьютера?

Простой микрофонный усилитель для компьютера своими руками.

Как припаять штекер к экранированному аудио кабелю.

Пролог.

Первый мой самодельный микрофон имел слишком неравномерную АЧХ из-за резонанса, возникающего в трубке. Кроме этого, он позволял записывать только монофонический звук. Было решено построить более совершенную модель микрофона, но как всегда обойтись без токарно-фрезерных работ.

В ходе размышлений пришло несколько идей по изготовлению трубки щелевого микрофона без использования станков, да и самой трубки.

Трубка щелевого микрофона из шайб.

Трубу щелевого микрофона можно изготовить из шайб большого диаметра. Если в каждой шайбе просверлить по два отверстия, то можно при помощи двух шпилек собрать многослойный сандвич, а размер щелей отрегулировать с помощью мелких шайб.

У этой идеи, на мой взгляд, есть только один существенный недостаток. Для того чтобы с достаточной точностью просверлить в каждой шайбе отверстия, пришлось бы изготовить небольшой кондуктор.

Трубка щелевого микрофона из транзисторных хомутов.

Если вместо шайб использовать хомуты от транзисторов старого типа, то сверлить и вовсе ничего не придётся. Останется только собрать трубку.

Недостаток трубы, собранной из стандартных хомутов от транзисторов типа П213… П217 – большой вес. Если же применить дюралюминиевые хомуты от транзисторов типа КТ801, то можно получить достаточно лёгкую трубку. Правда, в такой трубке будет сложно разместить сразу два микрофонных капсюля, поэтому для стерео мокрофона придётся искать другое решение.

Трубка щелевого микрофона из металлической ленты.

Трубку щелевого микрофона можно изготовить из узкой металлической ленты, если свернуть её в винтовую линию на шаблоне нужного диаметра. Тогда ширину щелей можно будет регулировать изменением шага винта.

На основе этих идей я изготовил два микрофона – монофонический и стереофонический.

В этот раз я опустил некоторые подробности, касающиеся сборки микрофонов и изготовления деталей, так как в одной из предыдущих статей их уже подробно освещал.

Щелевой микрофон из хомутов от транзисторов.

Это чертёж, по которому был изготовлен щелевой микрофон из транзисторных хомутов.

  1. Хомут от транзисторов – дюраль.
  2. Гайка – сталь, М2.
  3. Шайба-гровер – сталь, М2.
  4. Шпилька – сталь, М2.
  5. Капсюль электретного микрофона – Ø10х7мм.
  6. Прокладка – кембрик.
  7. Экранированный кабель – Ø2мм.
  8. Проходная втулка – резина Ø11мм.
  9. Винтовая спираль – припой Ø2мм.
  10. Корпус – шприц медицинский – 5гр.
  11. Задняя стенка – шприц медицинский – 5гр.

Собрать микрофон из хомутов от транзисторов оказалось проще простого. Вот, что было использовано для сборки.

  1. Шайба-гровер – сталь, М2.
  2. Кабель экранированный с разъёмом Джек 3,5мм.
  3. Винтовая спираль – припой Ø2мм.
  4. Втулка проходная – резина Ø11мм.
  5. Бархат.
  6. Капсюль электретного микрофона – Ø10х7мм.
  7. Хомут от транзисторов типа КТ801, КТ602, КТ604.
  8. Шприц медицинский – 5 гр.
  9. Шпилька, гайка – сталь, М2 (шпильки были изготовлены из велосипедной спицы).

Для того чтобы сделать внешний вид более презентабельным, я обтянул корпус микрофона, изготовленного из шприца, термоусадочной трубкой. Сначала усадил переднюю часть, а в конце сборки вставил крышку и усадил хвостовую часть.

Вот, что получилось.

Направленный щелевой стерео микрофон из металлической ленты.

Это чертёж, по которому был изготовлен направленный стерео микрофон из металлической ленты.

  1. Винт – М1,6х5.
  2. Гайка – М1,6.
  3. Хомут – сталь, S0,3мм. (жесть от консервной банки).
  4. Лента – сталь, S0,5х8х50мм.
  5. Капсюль электретного микрофона – Ø6х6мм.
  6. Винт – М1,6х5.
  7. Перегородка – шприц медицинский 20гр.
  8. Втулка проходная – резина Ø11мм.
  9. Груз – припой Ø2мм.
  10. Крпус – шприц медицинский 20гр.

Для этого микрофона понадобилось совсем мало деталей.

  1. Кабель экранированный моно – Ø2мм.
  2. Кабель экранированный стерео – Ø3мм.
  3. Винт – М1,6х5.
  4. Втулка проходная – резина Ø11мм.
  5. Хомут – сталь, S0,3мм. (из консервной банки).
  6. Винт, гайка, шайба – М1,6.
  7. Груз – припой Ø2мм.
  8. Капсюль электретного микрофона – Ø6х6мм.
  9. Шприц медицинский 20гр.
  10. Лента – сталь, S0,5х8х50мм.
  11. Термоусадочная трубка – Ø8мм.

Для того чтобы не заниматься покраской, я покрыл стальную ленту термоусадочной трубкой, а затем свернул в винтовую спираль поз.1 на корпусе 10-ти граммового шприца.

Из корпуса 20-ти граммового шприца я изготовил корпус микрофона поз.3, а перегородку поз.2 из поршня того же шприца.

На этом этапе можно просверлить три отверстия для крепления трубки к корпусу и нарезать резьбу.

Чтобы уменьшить длину неэкранированных проводов, идущих к микрофонным капсюлям, удлинил стерео шнур двумя небольшими отрезками моно шнура. На картинке видно, как это было сделано. В качестве изоляции применена плотная бумага.

Корпус микрофона, как и в предыдущей конструкции, был обтянут термоусадочной трубкой.

Ещё одна картинка, поясняющая порядок сборки.

Вот, что получилось.

to see this player.

А вот, как это работает.

Мелкие подробности.

При испытаниях первой пары микрофонных капсюлей выяснилось, что их АЧХ слишком сильно разнятся. В ожидании базарного дня, даже собрал небольшой стенд для проверки микрофонов без применения пайки. Купил ещё несколько капсюлей по 0,4$, чтобы было из чего выбирать. Но, первая же пара, взятая из этой покупки, оказалась согласованной по АЧХ. Больше я экспериментировать не стал.

21 Январь, 2012 (13:24) в Аудио — Видео, Бюджетная фотография, Сделай сам

Тема: Самодельный shotgun микрофон — теория, практика, оценка результатов

в данной теме я буду освещать процесс создания направленного микрофона с нуля.
предыстория…
идея создания направленного микрофона родилась у меня тогда, когда я снимал свою первую короткометражку и попросту завалил весь звук, используя паршивенькую китайскую пушку и такого же паршивенького звукача, который её держал… звук был тихим, шумным, полным паразитной реверберации, ненужных звуков и хреновой АЧХ. было решено создать качественный, остронаправленный микрофон, не потратив на это каких-то глобальных сумм денег. за основу будущего микрофона был взят капсюль из накамерного профессионального микрофона-пушки Sony ECM XM1. при жизни этот микрофон не хватал звёзд с небес — трудился себе на моей плечевой камере, записывал худо-бедно интершум на видео, да и ладно… с расстояния в 2 метра звук говорящего человека с него уже можно было считать браком. я почему-то грешил на схему его преампа и акустическое решение его интерференционной трубы без задней камеры:

внутри соневской пушки оказался капсюль трёхпроводного исполнения, который позволяет использовать самые различные схемы включения полевого транзистора. в родной схеме ток, протекающий через полевой транзистор, был примерно 0.13мА. первый свой микрофон (кардиоида) я сделал на таком же капсюле, с преампом по схеме Fenyx*а http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=2822 с ФВЧ второго порядка с частотой среза 100Гц, с которым мне помог мой хороший друг Maxim_Sed. акустическое оформление микрофона было открытым, без интерференционной трубы, в последствии сверху всё было обтянуто металлической сеткой + нейлоновой тканью:

микрофон получился неплохим, очень малошумящим, с хорошей АЧХ и хорошо защищённым от порывов ветра, но хотелось больше направленности. так же хотелось другого преампа, с более грамотной схемой включения полевика. были промоделированы различные схемы на дискретных элементах, ОУ общего назначения и недешёвых инструментальных усилителях типа INA163 (которую я таки заказал, хотя мне она ,в общем-то, уже не нужна):

схему в студию!
после долгих скитаний моделирований, с помощью толковых советов Tetragramaton*а и Begemot*а с http://www.audio-perfection.com/forum/ я остановил свой выбор на минимизации искажений в ущерб немного более низкому шуму и выбрал схему Tetragramaton*а отсюда http://www.audio-perfection.com/foru…6.html#pid1566, у нас похожую схему прорабатывал в симуляторе semimat http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=66583:

поговорим об акустическом оформлении микрофона.
задав себе в качестве сверхзадачи определённые параметры микрофона, перелопатив море фоток самых разных направленных микрофонов и разобрав несколько из них я пришёл к выводу, что мне нужен суперкардиоидный микрофон по архитектуре и геометрическим параметрам схожий с Sennheiser MKH 8070 и Sennheiser MKH 416. судя по тому, что мне удалось понять из фотографий потрошков данных микрофонов и почитав немного yahoo-группу micbilders https://groups.yahoo.com/neo/groups/…messages/23691 я пришёл к выводу, что в отличии от Sony ECM XM1 длинные суперкардиоидные пушки делаются с одной трубой, поперечными щелями малой ширины, малого интервала и с задней камерой с такой же интерференционной трубой. по технологическим соображениям я выбрал для своего микрофона интервал щелей 2.5мм и ширину щелей 1.2мм — очень близко к MKH8070 с его 1мм щелью и 2мм интервалом (для сравнения, у широко распространённых китайских пушек типа такой http://www.dx.com/p/professional-sta…3#.VTQb9JPpi_Z ширина щелей 2.1мм при интервале в 3.5мм).
по совету Begemot*а я пролистал по этой теме пару интересных книжек Вахитовых http://www.twirpx.com/file/711378/ http://www.twirpx.com/file/121767/ — в них было сказано, что акустическое сопротивление щелей должно возрастать при приближении к капсюлю, а акустическое сопротивление задней части капсюля должно быть значительно выше, чем передней — в моей пушке я решу это с помощью последовательного уменьшения поперечной ширины щели от начала микрофона до капсюля и с помощью уменьшения внутреннего объёма в закапсюльном пространстве, как и у Sennheiser MKH416 (акустическое сопротивление тут автоматически увеличивается, потому как там проходит металлическая трубка с преампом диаметром 14мм — по узкому межтрубному пространству звуковой волне бежать сложнее).
перейдём к размерам!
таким образом, у меня вырисовались основные геометрические параметры будущего микрофона — материал Д1Т (смог достать только это), диаметр 20мм, толщина стенки 1мм, длина интерференционной части трубы до капсюля 260мм (104 щели) и после капсюля 110мм (44 щели), полная длина порядка 470мм.
переднюю и заднюю части интерференционной трубы я сделал различными по длине исключительно из соображения получения приемлемых геометрических размеров микрофона. вполне возможно, что в следующем своём микрофоне я сделаю их по классике, равной длины. правда, у меня есть подозрение, что в Sennheiser MKH 8070 капсюль установлен не посередине интерференционной трубы, а на самом её конце, ближе к разъёму и имеет заднее пространство с очень большим акустическим сопротивлением. в таком случае, возможно, что капсюль в этом микрофоне имеет круговую диаграмму направленности — о таких микрофонах есть упоминание у того же Вахитова.
отвлечёмся от схем, немного технологии…
как я уже говорил, материал корпуса микрофона это дюраль Д1Т с толщиной стенки 1мм. технологий изготовления узких ровных щелей в моих условиях мне виделось две, но отобрана была идеальная для меня — была собрана несложная приспособа для токарного станка, которая устанавливается вместо резцедержателя и в которой закрепляется труба микрофона. в ходе тестового пропила было обнаружено, что очень желательно внутрь трубки залить воск, в идеале сплав с капроном — тогда внутри не будет заусенцев и не будут возникать паразитные высокочастотные резонансы в процессе обработки. так же оказалось, что поверхность трубы надо мазать густым маслом типа Литол-24 — тогда на внешней части трубы не будет заусенцев и края щелей будут идеальными. сам процесс ясен из фоток:
в качестве защитной сетки для интерференционной трубы поначалу планировалось использовать нержавеющую сетку с ячейкой 0.4мм и толщиной 0.5мм, но на просторах интернета я нашёл упоминание о металлической маске кинескопа, которая имеет очень хорошие ветрозащитные свойства. такая сетка была приобретена и из неё были сделаны вставки в трубу. внутренняя часть сеток задемпфирована клеевой тканью, которая так же, как и сама сетка, не пропускает ветер (при этом со звуком проблем нет):
на этом пока всё, но продолжение обязательно последует!!!

Микрофоны и принципы их работы 29 августа 2013
Микрофон — устройство, предназначенное для преобразования акустических колебаний в электрические колебания.
Микрофоны классифицируются по способу преобразования акустических колебаний в электрические, а также по функциональному назначению.
По способу преобразования выделяют несколько типов микрофонов:

  • Конденсаторные
  • Электретные
  • Динамические микрофоны (катушечного типа и ленточного типа)
  • Угольные
  • Оптоакустическе
  • Пьезоэлектрические

Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

  1. Чувствительность микрофона — это отношение напряжения на выходе микрофона к воздействующему на него звуковому давлению при заданной частоте (как правило 1000 Гц), выраженное в милливольтах на паскаль (мВ/Па). Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.
  2. Номинальный диапазон рабочих частот — диапазон частот, в котором микрофон воспринимает акустические колебания и в котором нормируются его параметры.
  3. Неравномерность частотной характеристики — разность между максимальным и минимальным уровнем чувствительности микрофона в номинальном диапазоне частот.
  4. Модуль полного электрического сопротивления — нормированное значение выходного или внутреннего электрического сопротивления на частоте 1 кГц.
  5. Характеристика направленности — зависимость чувствительности микрофона (в свободном поле на определённой частоте) от угла между осью микрофона и направлением на источник звука.
  6. Уровень собственного шума микрофона — выраженное в децибелах отношение эффективного значения напряжения, обусловленного флуктуациями давления в окружающей среде и тепловыми шумами различных сопротивлений в электрической части микрофона, к напряжению, развиваемому микрофоном на нагрузке при воздействии на микрофон сигнала с эффективным давлением 1 Па.
  7. Динамический диапазон микрофона — это разность между самым тихим сигналом и самым громким, который микрофон может воспроизвести без искажений.

Конденсаторный микрофон — представляет из себя, фактически, конденсатор, включеный в электрическую цепь последовательно с источником напряжения постоянного тока (так называемое «фантомное питание») и активным нагрузочным сопротивлением. Схема, объясняющая конструктивное исполнение данного типа микрофонов изображена на рисунке 1.

Рис 1. Схема и принцип работы конденсаторного микрофона.

Выполненные из электропроводного материала мембрана и электрод разделены изолирующим кольцом и вместе представляют собой конденсатор. Жёстко натянутая мембрана под воздействием звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода.
При колебаниях мембраны ёмкость (а соответственно и заряд) конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления, в электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении возникает переменное напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.
Электретные микрофоны — представляют из себя практически те же конденсаторные микрофоны, но постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета, тонким слоем нанесённого на мембрану и сохраняющим этот заряд продолжительное время (свыше 30 лет).
Поскольку электретные микрофоны обладают высоким выходным импедансом (имеющим емкостный характер, конденсатор ёмкостью порядка десятков пФ), то для его уменьшения, как правило, в корпус микрофона встраивают истоковый повторитель на полевом n-каналыюм транзисторе с р-n переходом. Это позволяет снизить выходное сопротивление и уменьшить потери сигнала при подключении к входу усилителя сигнала микрофона.
Ввиду наличия встроенного транзистора, несмотря на отсутствие необходимости в поляризующем напряжении, такие микрофоны требуют внешний источник электропитания.
Типичная схема подключения электретного микрофона приведена на рисунке 2.

Рис 2. Типичная схема включения электретного микрофона.

Как правило, мембрана электретных микрофонов имеет большую толщину и меньшую площадь, из-за чего характеристики таких микрофонов зачастую уступают конденсаторным.
Динамические микрофоны — микрофоны, схожие по конструкции и обратные по принципу действия динамическим громкоговорителям (динамикам). Данные микрофоны представляют собой мембрану, соединённую с проводником, который помещен в сильное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом. Звуковые колебания воздействуют на мембрану и приводят в движение проводник. Когда проводник пересекает силовые линии магнитного поля, в нём наводится ЭДС индукции. ЭДС индукции пропорциональна как амплитуде колебаний мембраны, так и частоте колебаний. В отличие от конденсаторных, динамические микрофоны не требуют фантомного питания.
По конструктивному исполнению динамические микрофоны делятся на катушечные и ленточные.
В электродинамическом микрофоне катушечного типа мембрана механически жёстко соединена с катушкой, находящейся в кольцевом зазоре магнитной системы (аналогично динамикам). При колебаниях диафрагмы под действием звуковой волны витки катушки пересекают магнитные силовые линии, и в катушке наводится переменная ЭДС. На данный момент это один из наиболее распространнёных типов микрофонов, наряду с электретными. Конструкция микрофонов данного типа изображена на рисунке 3.

Рис 3. Конструкция динамического микрофона катушечного типа.

В электродинамическом микрофоне ленточного типа вместо катушки в магнитном поле располагается гофрированная ленточка из алюминиевой фольги. Считается, что подобная конструкция способствует более точной записи высокочастотного диапазона. Кроме того, данные микрофоны в основной своей массе имеют двусторонню диаграмму направленности (т.н. «восьмёрка»), подходящую для записи «стерео». Конструкция ленточного микрофона изображена на рисунке 4.

Рис 4. Конструкция микрофона ленточного типа.

Следует помнить, что в силу своей конструкции, ленточные микрофоны зачастую более требовательны к условиям хранения, а также могут иметь не высокий порог верхнего звукового давления. В некоторых случаях, например, банальное хранение на боку может привести к растяжению ленты и невозможности рабты микрофона.
Угольный микрофон — микрофон, модуляция акустических колебаний в котором осуществляется посредством изменения сопротивления проводящего материала из угольного порошка, либо изменением площади контакта угольного стержня особой формы (Микрофон Юза).
Ввиду низких характеристик угольные микрофоны сейчас практически не используются. В прошлом наибольшее распространение ранее получили угольные микрофоны, представляющие из себя гермитичную капсулу, содержащую две металлические пластины и заключенный между ними угольный порошок. Стенки капсулы или одна из металлических пластин соединяется с мембраной. При изменении давления на угольный порошок изменяется площадь контакта между отдельными зёрнышками угля, и, в результате, изменяется сопротивление между металлическими пластинами. Если пропускать между пластинами постоянный ток, напряжение между пластинами будет зависеть от давления на мембрану.

Рис 5. Конструкция угольного микрофона.

Оптоакустический микрофон — микрофон, в котором для регистрации акустических колебаний той или иной среды используется свет.
Чаще всего используются отражения света лазера от того или иного рабочего тела, из-за чего подобные микрофоны иногда называют лазерными микрофонами. Существуют варианты в небольшом корпусе с жёстко закреплённой мембраной, колебаний которой регистрируются посредством фиксации отражённого под углом лазерного излучения. Вообще данный тип микрофонов достаточно специфичен и имеет свои узконаправленные сферы применения. Похожий принцип может использоваться в некоторых научных приборах, например, в сейсмографах или высокоточных датчиках расстояний. Следует понимать, что зачастую подобные приборы являются штучными образцами, требующими особых алгоритмов обработки сигнала, а также подстройки компонентов.
Одна из возможных схем работы подобного микрофона приведена на рисунке 6.

Рис 6. Возможная схема работы оптоакустического микрофона.

Пьезоэлектрические микрофоны — микрофоны, работающие на пьезоэлектрическом эффекте. При деформации пьезоэлектриков на их поверхности возникают электрические заряды, величина которых пропорциональна деформирующей силе. Пластинки из искусственно выращенных кристаллов служат основным рабочим элементом пьезоэлектрических микрофонов.
По характеристикам пьезоэлектрические микрофоны уступают большинству конденсаторных и электродинамических микрофонов, однако в некоторых сферах подобные микрофоны всё же применяются, например в бюджетных или устаревших гитарных звукоснимателях.

Рис 7. Конструкция пьезоэлектрического микрофона.

Существуют и другие возможные способы регистрации звуковых колебаний, специфичные для своей среды применения, однако чаще всего они являются той или иной комбинацией конструкций, описанных выше. Примером специфичных микрофонов могут служить ларингофоны или гидрофоны.

KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Микрофонные усилители своими руками.

Усилитель для компьютерного микрофона с фантомным питанием.
Завел я себе на компьютере такую программку как Skype. Но вот одна незадача: микрофон нужно держать около самого рта, что бы собеседник мог тебя хорошо слышать. Я решил, что не хватает чувствительности микрофона. И решил сделать усилитель усилитель.
Поиск в интернете дал десятки схем усилителей. Но всем им требовался отдельный источник питания. Мне же хотелось сделать усилитель без дополнительного источника, с питанием от самой звуковой карты. Что бы не нужно было менять батарейки или тянуть дополнительные провода.
Прежде чем бороться с врагом, нужно знать его в лицо. Поэтому я накопал информации в интернете об устройстве микрофона: https://oldoctober.com/ru/microphone. Статья рассказывает, как сделать компьютерный микрофон своими руками. Заодно я позаимствовал и саму идею: незачем ломать готовое устройство для своих экспериментов, если можно сделать самому. Краткий пересказ статьи сводится к тому, что компьютерный микрофон — это электретный капсюль. Электретный капсюль — это, с электрической точки зрения, полевой транзистор с открытым истоком. Этот транзистор запитывается от звуковой карты через резистор, который одновременно является и преобразователем сигнального тока в напряжение. Два уточнения к статье. Во-первых, нет в капсюле резистора в стоковой цепи, сам видел, когда разобрал. Во-вторых, соединение резистора и конденсатора выполняется в кабеле, а не в звуковой карте. То есть один вывод служит для питания микрофона, а второй — для приема сигнала. То есть получается примерно вот такая схема
Здесь левая часть рисунка — это электретный капсюль (микрофон), правая — звуковая карта компьютера.
Во многих источниках пишут, что питание микрофона осуществляется от напряжения 5В. Это неверно. В моей звуковой карте это напряжение было 2,65В. При замыкании вывода питания микрофона на землю ток составил около 1,5мА. То есть резистор имеет сопротивление около 1,7кОм. Вот от такого источника и требовалось питать усилитель.
В результате экспериментов с microcap родилась вот такая схема.

Через резисторы R1, R2 осуществляется питание капсюля. Для предотвращения отрицательной обратной связи на частотах сигнала используется конденсатор C1. На капсюль подается напряжение питания равное падению напряжения на p-n переходе. Сигнал с капсюля выделяется на резисторе R1 и подается на базу транзистора VT1 для усиления. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером с нагрузкой на резисторы R2 и резистор в звуковой карте. Отрицательная обратная связь по постоянному току через R1, R2 обеспечивает относительное постоянство тока через транзистор.
Вся конструкция была собрана навесным монтажом прямо на микрофонном капсюле. По сравнению с микрофоном без усилителя сигнал увеличился примерно раз в 10 (22дБ).
Вся конструкция была обмотана сначала бумагой для изоляции, а потом фольгой для экранирования. Фольга имеет контакт с корпусом капсюля.
Микрофонный усилитель с однопроводным питанием.
Микрофон, с размещенным в корпусе предусилителем, требуют для подключения к устройству проводов питания (помимо экранированного сигнального провода). С конструктивной точки зрения это не очень удобно. Число соединительных проводов можно уменьшить, подавая напряжение питания через тот же провод, по которому передается сигнал, т. е. центральный проводник кабеля. Именно такой способ подачи питания применен в предлагаемом вниманию читателей усилителе. Его принципиальная схема приведена на рисунке.
Усилитель рассчитан на работу от электретного микрофона любого типа (например, МКЭ-3). Питание на микрофон подается через резистор R1. Звуковой сигнал с микрофона подводится к базе транзистора VT1 через разделительный конденсатор С1. Необходимое смещение на базе этого транзистора (около 0, 5 В) задается делителем напряжения R2R3. Усиленное напряжение звуковой частоты выделяется на нагрузочном резистор R5 и поступает далее на базу транзистора VT2, входящего в составной эмиттерный повторитель, собранный на транзисторах VT2 и VT3. Эмиттер последнего соединен с верхним контактом разъема ХР1 (выходом усилителя), к которому подключен центральный проводник соединительного экранированного кабеля, оплетка которого соединена с общим проводом. Заметим, что наличие на выходе предусилителя эмиттерного повторителя заметно снижает уровень наводок на микрофонный вход.
Около входного разъема устройства, к которому подключается микрофон, смонтированы еще две детали: нагрузочный резистор R6, через который подается питание, и разделительный конденсатор СЗ, служащий для отделения звукового сигнала от постоянной составляющей напряжения питания.
Примененное в данном усилителе схемотехническое решение обеспечивает автоматическую установку и стабилизацию режима его работы. Рассмотрим, как это происходит. После включения питания напряжение на верхнем выводе разъема ХР1 возрастает примерно до 6 В. При этом напряжение на базе транзистора VT1 достигает порога его открывания 0, 5 В и через транзистор начинает протекать ток. Падение напряжения, возникающее в этом случае на резисторе R5, заставляет открыться транзистор составного эмиттерного повторителя. В результате общий ток усилителя возрастает, а вместе с ним увеличивается и падение напряжения на резисторе R6, после чего режим стабилизируется.
Поскольку коэффициент усиления составного эмиттерного повторителя по току (он равен произведению коэффициентов усиления по току транзисторов VT2 и VT3) может достигать нескольких тысяч, стабилизация режима получается очень жесткой. Усилитель в целом работает подобно стабилитрону, фиксирующему выходное напряжение на уровне 6 В независимо от напряжения питания. Тем не менее при использовании источника питания с другим напряжением надо подобрать резисторы делителя R2R3 так, чтобы напряжение на верхнем контакте разъема ХР1 было равно половине напряжения питания. Любопытно, что режим практически нельзя изменить, регулируя сопротивление нагрузочного резистора R5. Падение напряжения на нем всегда равно суммарному напряжению открывания транзисторов составного эмиттерного повторителя (около 1 В), а изменения его сопротивления приводят только к изменению тока через транзистор VT1. То же относится и к резистору R6.
Еще интереснее работа усилителя в режиме усиления переменного тока. Напряжение звуковой частоты с нижнего вывода резистора R5 передается эмиттерным повторителем с очень небольшим ослаблением на верхний вывод — выход усилителя. При этом ток через резистор постоянен и почти не подвержен колебаниям со звуковой частотой. Иными словами, единственный усилительный каскад оказывается нагруженным на генератор тока, т.е. на очень большое сопротивление. Входное сопротивление повторителя тоже очень велико, и в результате коэффициент усиления оказывается очень большим. При негромком разговоре перед микрофоном амплитуда выходного напряжения может достигать нескольких вольт. Цепочка R4C2 не пропускает переменную составляющую сигнала звуковой частоты к цепи питания микрофона и делителя напряжения.
Однокаскадный усилитель совершенно не склонен к самовозбуждению, поэтому и расположение деталей на плате особого значения не имеет, желательно только вход и выход разместить с разных концов платы.
Налаживание сводится к подбору резисторов делителя R2R3 до получения на выходе половины напряжения питания. Полезно еще подобрать и резистор R1, ориентируясь по наилучшему звучанию сигнала, снимаемого с микрофона. Если входное сопротивление радиоаппарата, с которым используется данный усилитель, менее 100 кОм, емкость конденсатора СЗ следует соответственно увеличить.
Подключение динамического микрофона в микрофонный вход звуковой карты компьютера.
Микрофонный вход звуковой карты предназначен для подключения электретного микрофона. Назначение контактов разъёма микрофонного входа показано на Рис. 1. Звуковой сигнал поступает на вход звуковой карты через контакт TIP. Питание электретного микрофона подаётся через резистор R на контакт RING. Контакты TIP и RING соединяются вместе в микрофонном кабеле.
Рис. 1
Практически все мультимедийные микрофоны стоимостью 2-4$ годятся только для распознавания речи, телефонии и т. п. Хотя данные микрофоны, как правило обладают высокой чувствительностью, они имеют высокий уровень нелинейных искажений, недостаточную перегрузочную способность, а так же — круговую диаграмму направленности (то есть одинаково хорошо воспринимают сигналы с любой стороны). Поэтому для записи вокала в домашних условиях необходимо использовать остронаправленный динамический микрофон, позволяющий свести к минимуму посторонние шумы от вентилятора системного блока и других источников.
Динамический микрофон можно подключить непосредственно на микрофонный вход звуковой карты. Сигнальный провод микрофонного кабеля нужно припаять к контакту TIP, экран — к контакту GND, контакт RING нужно оставить свободным. Если у микрофона два сигнальных контакта — HOT и COLD, то контакт HOT подать на контакт TIP, а контакт COLD соединить с GND. Поскольку чувствительность динамического микрофона низкая, по сравнению с электретным, достаточный уровень записи получается только при расположении микрофона на расстоянии 3-5 сантиметров от губ исполнителя. Это не всегда допустимо, поскольку микрофоны некоторых типов будут «заплёвываться», несмотря на встроенную ветрозащиту. Такие микрофоны необходимо располагать дальше от исполнителя, а для получения достаточного уровня записи — воспользоваться предусилителем. Схема простейшего предусилителя с питанием от разъёма микрофонного входа показана на Рис. 2.
Рис. 2
Данная схема у меня прилично работает при следующих номиналах: R1,R3 — 100 кОм, R2 — 470 кОм, C1,C2 — 47мкФ, VT1 — кт3102ам (можно заменить на кт368, кт312, кт315).
В основу схемы положен классический транзисторный каскад с общим эмиттером. Нагрузкой каскада служит резистор R звуковой карты (Рис. 1). Коэффициент усиления зависит от параметров транзистора VT1, величины резистора обратной связи R2 и величины резистора R звуковой карты. Конденсатор C1 необходим для развязки по постоянному току. Резистор R1 служит для устранения щелчков при подключении микрофона «на ходу», при желании можно его исключить.
При более детальном рассмотрении оказалось, что на контакте TIP микрофонного входа моего SB LIVE 5.1 присутствует постоянное напряжение около 2 В. Исследовать причину, и характерно ли это только для моего экземпляра звуковой карты или для всех, возможности не было. Но абсолютно точно, что работоспособность схемы практически не изменяется при исключении элементов C2, R3.
Достоинством данной схемы является простота. К недостаткам следует отнести большие нелинейные искажения — около 1%(1 кГц) при 1 мВ на входе. Уменьшить нелинейные искажения до 0,1% можно с помощью дополнительного резистора 100 Ом, включаемого между эмиттером транзистора VT1 и шиной GND, при этом коэффициент усиления уменьшается с 40 дБ до 30 дБ. Изменения показаны на Рис. 3.
Рис. 3
Более высокие параметры можно получить, используя внешний микрофонный усилитель с автономным питанием, подключаемый к линейному входу звуковой карты. Например — собранный по схеме с симметричным входом.
Микрофонный усилитель своими руками.
Наверное, у многих из вас, возникала необходимость записи звука на компьютере, например, при озвучивании роликов или создании клипов.Применение китайского недорогого ширпотреба абсолютно нежелательно, во-первых,из-за довольно низкой чувствительности, во-вторых, качество звукозаписи
получается *грязным*, иногда, становится неузнаваем даже свой собственный голос.
Высокие частоты, имеют значительный и неоправданный завал, ну и долговечность их, оставляет желать лучшего.
Высококачественный же микрофон, — увы, нам с вами не по карману!
Но, выход есть! У многих имеются старые, еще советские динамические микрофоны, например МД-52 либо, ему подобные. Да и при их отсутствии, эти экземпляры можно купить, за *сущие копейки*.Подключать подобные микрофоны, непосредственно к звуковой карте напрямую не пытайтесь, — слишком мало напряжение ЗЧ на выходе. Поэтому, применим простейший микрофонный усилитель, на широко распространенной микросхеме К538УН3, стоимость ее, менее 50руб. Но мы, использовали старую микросхему, выпаянную из древнего кассетного магнитофона. Непосредственно, сама микросхема, включена по типовой,распространенной схеме включения, с максимальным коэффициентом усиления. Питается усилитель, непосредственно от компьютера, напряжение питания — 12 В, хотя работоспособность сохраняется и при — 5В, в этом случае, питание можно взять с разъема USB.
Микрофонный усилитель. Схема.
Электролитические конденсаторы – любые, на напряжение 16В. Величину ёмкости конденсаторов, возможно изменять в небольших пределах. Устройство, можно собрать, используя простой, навесной монтаж.
Никакой настройки, усилитель не требует и не нуждается в экранировании конструкции. Но, использование экранированных кабелей – желательно и не слишком длинных. Испытания образцов, показали относительно низкий уровень собственных шумов, довольно высокую чувствительность и очень даже приличное качество звука, даже на встроенных компьютерных звуковых картах, типаАС97. Динамический диапазон – около 40 ДБ. Для записи звука на компьютер, использовали программу Sound Forge.
Ну и еще несколько схем к статьям в довесок.
Чистого Вам звука!!!

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх