Úprava lacného kondenzátorového mikrofónu LDC: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Bol som audio chlapík už dlho a zanietený kutil. To znamená, že moje obľúbené druhy projektov sa týkajú zvuku. Som tiež pevne presvedčený, že na to, aby bol kutilský projekt v pohode, musí existovať jeden z dvoch výstupov, aby sa projekt oplatil urobiť. Buď to musí byť niečo, čo nemôžete dostať komerčne, alebo to, čo si môžete vybudovať sami, čo je oveľa lacnejšie ako kupovať to, čo je komerčne dostupné. Tento projekt je druhého druhu. Postavte si lacný, ale dobrý mikrofón LDC. LDC znamená „kondenzátor s veľkou membránou“. Tento projekt je možné postaviť za približne 50 dolárov na súčiastky a konkurovať mikrofónom stojí oveľa viac. Je tichý, znie veľmi neutrálne a zvládne veľké hladiny hluku (SPL).

Najprv malá história mikrofónov. Používajú sa tri základné typy na použitie v štúdiu a na živý zvuk; dynamické mikrofóny, stužkové mikrofóny a kondenzátorové mikrofóny. Dynamický mikrofón je ako reproduktor, ale naopak. Malá membrána je spojená s cievkou z drôtu, ktorá sa pohybuje, keď zvuk zasiahne membránu. Cievka je v magnetickom poli. Keď sa pohybuje, generuje sa malý elektrický signál, ktorý môžete potom zosilniť alebo nahrať, ktorý predstavuje zvuk. Stužkový mikrofón je podobný, okrem pásky, tenký pásik fólie, zvyčajne hliníkový, je umiestnený v magnetickom poli. Zvukové vlny spôsobujú pohyb pásky v poli a generovanie elektrického signálu. Prečítajte si viac tu: Mikrofóny

Kondenzátorový mikrofón začína veľmi tenkou membránou, na ktorú je rozprášený kov, takže vedie elektrický prúd. Membrána je natiahnutá a umiestnená veľmi blízko k zadnej doske, aby sa vytvoril kondenzátor. Dedko Ryckebusch nazýval kondenzátory kondenzátormi a teraz viete, že by sme im mali volať kondenzátorové mikrofóny … Keď zvukové vlny narazia na membránu a tá sa pohne, kapacita sa zmení. Ak je na kondenzátore náboj, dôjde k zmene napätia, ktoré zodpovedá zvuku. Rovnako ako ostatné dva vyššie uvedené návrhy mikrofónov, ak zosilňujete alebo zaznamenávate napätie, dostanete zvuk. Existujú dva štýly kondenzátorových mikrofónov. Niektoré používajú vysoké napätie (50-70 voltov) na nabitie kapsuly kondenzátora a iné používajú takzvanú elektretovú kapsulu. Elektret (elektrostatický) má s ním spojený trvalý náboj, prečítajte si ho tu: Elektret.

Čo to pre nás znamená, že ak použijeme kapsulu Electret, nie je potrebné na ňu aplikovať 50-60 voltov, čo znamená jednoduchšie obvody.

Jednou z výhod kondenzátorového mikrofónu je, že membrána môže byť veľmi ľahká a je jednoduchšie s ňou dosiahnuť plynulejšiu frekvenčnú odozvu. Temnejšou stránkou veci je, že musíte byť veľmi opatrní pri odvádzaní signálu z membrány bez pridávania šumu, ktorý nás privádza k elektronike.

Na vytiahnutie signálu z kapsuly potrebujete zariadenie s veľmi vysokou impedanciou. Rúrky majú túto zakrytú a boli hlavným spôsobom, ako sa to dosiahlo pred 40 rokmi. Musíte sa priznať, že aby ste sa nedostali do debaty o zvukovej kvalite elektrónok proti čomukoľvek inému; použitie elektrónky v tele mikrofónu sa neponúka k jednoduchosti. Alebo bežné kutilské schopnosti! Po elektrónke bol vynájdený tranzistor s efektom poľa alebo FET. Takto dnes funguje väčšina kondenzátorových mikrofónov. Aj tie skutočne lacné mikrofónové kapsuly majú jednu vnútorne uloženú. Nemecká spoločnosť Schoeps. pravdepodobne jeden z najlepších výrobcov mikrofónov na svete, navrhol obvod pre kondenzátorové mikrofóny, ktorý definoval, ako sa to už dávno robilo. Podrobnosti nájdete na Schoepsovom okruhu. (Ak si zadáte do googlu „Schoepsov obvod“, toto nájdete!) Obvod vyčerpá fantómové napájanie z predzosilňovača mikrofónu. Časť tohto obvodu sa používa na generovanie stabilného vysokého napätia na nabitie kapsuly. V našom prípade to nepotrebujeme. Komunita pre kutilov tento obvod zjednodušila až na základný tvar pre elektretové kapsuly, ktorý je takmer identický s pôvodným obvodom Schoeps. Scott Helmke navrhol verziu tohto obvodu pre svoj mikrofón „Alice“. Používam rovnaký obvod s mierne odlišnými hodnotami a iným tranzistorom FET. Vybral som si J305, ktorý používa niekoľko špičkových výrobcov. Našiel som to tu. Zoznam dielov od spoločnosti Scott určite môžete použiť. Jeho najnovší zoznam je z roku 2013 a diely sú k dispozícii od spoločností Mouser a Digikey. Obvod som postavil na malej perfboarde, ktorá je ideálna na umiestnenie do tela mikrofónu.

Tu je návod, ako obvod funguje; pozrime sa na cestu signálu a potom na silu:

Rezistor 1Gig (Áno jeden gigohm …) vyvíja signál vychádzajúci z kapsuly. FET a dva odpory 2.43K tvoria fázový rozdeľovač a impedančný prevodník. Dva kondenzátory.47uF spájajú signály s dvoma bipolárnymi tranzistormi. Toto sú tranzistory PNP nastavené ako sledovače emitorov. Dva 100K odpory ovplyvňujú tranzistory. Uber jednoduchý. Ak vás zaujíma odpor 1gig, je kľúčový pre kondenzátorový mikrofón. Je to tiež najdrahší komponent, každý za zhruba 2 doláre od spoločnosti Digikey. Na strane napájania pripájame mikrofón k fantómovému napájaniu z mixéra alebo predzosilňovača. To prináša 48 voltov na piny 2 a 3 XLR konektora a dvoch tranzistorov. AKTUALIZÁCIA Október 2015: Pridal som dva 22nF kondenzátory do konektorov XLR a dva 49% ohmové 1% rezistory na vstupy do tranzistorov na potlačenie šumu RF. Uvedomil som si to, kým som v „hlučnom“prostredí nepoužil iný mikrofónny predzosilňovač. Schéma aktualizovaná! Odpor 6,8 K a zenerova dióda to vezmú a znížia na 12 voltov. Kondenzátory 10uF a 68uf spolu s odporom 330Ohm to filtrujú a poskytujú obvodom FET stabilné napätie. Ešte raz, veľmi jednoduché a elegantné. Kritickou zložkou a tou, o ktorej sme ešte nehovorili, je samotná kapsula. Používam TSB2555B od elektroniky JLI. je to kapsula Transound a robí tento projekt tým, čím je. Stojí 12,95 dolára a na membránu používa namiesto zlata nikel. Komerčne sa používa aj v najmenej jednom mikrofóne, o ktorom viem, v CAD e100s.

Teraz, keď máme kapsuly a elektroniku všetky pripravené, môžete jednu z nich skutočne zabudovať do akéhokoľvek bývania, ktoré chcete. Skúsil som to a naučil som sa pár vecí. Vzhľadom na vysokú impedanciu kapsuly a elektroniky FET funguje drôt medzi nimi ako anténa a pokiaľ nie je celá vec úplne tienená kovovou alebo kovovou obrazovkou, budete mať všetky druhy šumu. Hluk aj biely šum 60 Hz zo všetkých RF, ktoré do nej unikajú. V zásade musíte kapsulu a elektroniku umiestniť do Faradayovej klietky.

Našiel som jednoduchší spôsob, ako si postaviť vlastný. Ukazuje sa, že existuje niekoľko čínskych vyrábaných skutočne lacných mikrofónov, ktoré majú v skutočnosti skvelé kovové puzdrá, slušnú elektroniku (veľmi podobný obvod …) a malú kapsulu. A stálo to asi 20 dolárov. Sú skvelým darcovským telom, na čo ho používame. Vyhľadajte ich na eBay vyhľadaním mikrofónov „BM700“a „BM800“. Dostal som svoje za približne 22 dolárov. Je zaujímavé, že z obrázkov môžete vidieť, že na nich nie je napísané BM800. Prišiel aj v papierovom poštovom prostriedku s penovým puzdrom, ale bez škatule. OK, teraz, keď sme pokryli pozadie, poďme si ich postaviť!

Upraviť: 9. októbra: Tu je zvuk s týmito nahrávkami môjho stredoškolského orchestra pre deti: Intermezzo Orchestra Guyera HS

Krok 1: Prvý krok: elektronika

Elektronická časť je ľahko postavená na nejakej výkonnej doske. Môj som skrátil na 1”asi o 1,5” a osadil som ho tranzistormi PNP pracujúcimi smerom k koncu FET. Kritickou časťou je križovatka brány FET a 1gig rezistora. Všimnite si, že „plávam“zvodmi. Tu sa spája brána FET s káblom kapsuly. Nechceme, aby sa niečo dotýkalo alebo používalo obvodovú dosku, ktorá má zvyšky taviva alebo priťahuje vlhkosť v prostredí s vysokou vlhkosťou. Pozrite sa tiež na umiestnenie FET. Pozrite si technický list v článku. Mal som svoj kolík 1 FET dozadu, kým som si neuvedomil, že poloha uvedená v údajovom liste je pohľad zhora na tranzistor, nie zdola. Ak používate FET odporúčaný spoločnosťou Scotts, stiahnite si list s údajmi a prečítajte si ho! Nechal som na jednu stranu miesto, ktoré mi umožnilo vyvŕtať otvor dostatočne veľký na to, aby ho montážna skrutka držala v podvozku. Tu som mal vlastne šťastie … postavil som to, než som premýšľal, ako to namontujem.

Krok 2: Krok dva: Demontujte pôvodný mikrofón

Vezmite telo mikrofónu a odskrutkujte základňu. To vám umožní skĺznuť z kovového puzdra, ktoré pokrýva oblasť obvodu. Poznámka: Váš mikrofón sa môže líšiť. Kúpil som ich od rôznych dodávateľov a boli si podobní, ale rozhodne odlišní. Po vysunutí objímky vyberte dve malé skrutky, ktoré držia na pôvodnej doske s plošnými spojmi. Potom odspájkujte spodné tri vodiče. Znovu ich použijeme na pripojenie novej dosky k konektoru XLR. Drôty kapsúl môžete odstrihnúť alebo odspájkovať. Tie nahradíme.

Teraz odstráňte dve skrutky, ktoré držia kôš v kryte. Kôš sa vysunie a odhalí pôvodnú kapsulu. Tento originál je namontovaný v troche peny a vtlačený do plastového držiaka kapsúl. Uložte skrutky!

Existujú dve skrutky, ktoré držia plastový držiak kapsuly na kovovom ráme. Odstráňte ich a oddeľte ich. Teraz máte úplne rozobraný mikrofón.

Krok 3: Krok tri: Príprava a inštalácia novej kapsuly

Postavil som dva z nich a držiaky kapsúl boli odlišné. V tomto môžete opatrne vytlačiť starú kapsulu a potom odstrániť penu. Ten druhý nemal penu, ale malé plastové bočné predĺženia každých 90 stupňov. Vystrihol som ich malými odrezkami a potom kvapkou horúceho lepidla držal novú kapsulu na mieste. Do tohto mikrofónu som odrezal malý kúsok peny a stlačil ním novú kapsulu. Predtým to budete chcieť spájkovať na krátkych vodičoch, aby ste prešli z kapsuly do elektroniky. Použil som nejaký lanko s priemerom 24, ktoré som už mal. Pôvodné drôty kapsuly môžete znova použiť, ak chcete. Mám rád teflonový izolovaný drôt. Pri náhodnom dotyku spájkovačky sa izolácia neroztopí.

Krok 4: Krok štyri: Znova pripevnite držiak kapsuly

Pomocou dvoch malých skrutiek znova pripevnite držiak kapsuly. Existujú štyri malé otvory, ale iba dva z nich majú závit. To isté bolo na oboch mojich mikrofónoch. Dávajte si pozor, aby ste nenašli úchytku na spodnej časti kovového rámu. Karta smeruje k smeru zvuku. Je v súlade s kovovým rukávom, na ktorom je vytlačený názov mikrofónu. Teraz sa to môže líšiť! Jeden z mojich nebol vôbec označený. Tu si môžete prečítať názov značky. Nemyslite si, že sa to v blízkej dobe stane známym menom. Akonáhle je namontovaný, preveďte malé drôty pre kapsulu cez ostatné otvory v kovovom ráme.

Krok 5: Krok päť: Namontujte a pripojte elektroniku a potom znova zmontujte

V mojom prípade som zostavil svoju obvodovú dosku skôr, ako som prišiel na to, ako ju namontujem. To si vyžiadalo vyvŕtať do neho dieru so všetkými komponentmi, ktoré už na nej boli. Nie je to najlepší spôsob, ako to urobiť. V projektovom koši som mal niekoľko malých 4-40 uhlových konzol na montáž dosiek s plošnými spojmi. Pomocou jedného z nich som namontoval dosku s plošnými spojmi na kovový rám. Baord môžete namontovať priamo, pokiaľ nevytvoríte žiadne šortky.

Po namontovaní zapojte konektor XLR podľa schémy. Potom spojte kapsulu. Dávajte pozor na kladný vodič hlavnej kapsuly, pretože sa pripája k spojeniu 1g ohmového odporu a vstupného vodiča FET. Ten pláva vo vzduchu a zaisťuje veľmi vysoké impedančné spojenie.

Zasuňte kovovú objímku puzdra späť na miesto. Všimnite si záložky a zodpovedajúceho malého výrezu na rukáve.

Naskrutkujte závitovú základňu a mikrofón je hotový.

Krok 6: Testovanie, používanie a ďalší prieskum

Pripojte svoj nový mikrofón k mixéra alebo mikrofónovému predzosilňovaču s fantómovým napájaním a zaistite, aby fungoval. Väčšina problémov je spôsobená nesprávnym zapojením. Hučanie alebo bzučanie je zvyčajne problémom uzemnenia.

Tento mikrofón tam stojí s väčšinou veľkých membránových kondenzátorov. Vlastním pár skutočne dobrých a funguje to. Funguje skvele na vokály, akustickú gitaru. Pracujem na tom, aby som s tým zaznamenal niekoľko vecí, a keď to urobím, vložím odkazy do inštrukcií.

Som skutočne nadšený výkonom tohto mikrofónu. Všetko je to z 13 -miliónovej kapsuly (menej, ak si kúpite desať …) Na 90% dokončujem projekt s viacerými kapsulami na nahrávanie stereofónneho zvuku. Ten Instructable príde onedlho.

Aktualizácia október 2015: Mal som možnosť nahrať orchester pomocou tohto odkazu na Soundcloud. Spustil som aj zvuk pre dobrovoľníkov Food Truck fest a bavilo ma ich používať na pódiu s niekoľkými talentovanými spevákmi a jazzovým triom. Mikrofón znel skvele a veľmi transparentne.

Ak chcete získať ďalšie informácie o mikrofónoch pre domácich majstrov vo všeobecnosti, dôrazne odporúčam skupinu výrobcov mikrofónov v skupine IO.

A ak chcete postaviť alebo upraviť neelektretový mikrofón, pozrite sa na časti mikrofónu. Postavil som pár mikrofónov pomocou jeho CK-12 Capsule.

Šťastné nahrávanie!

Krok 7: Aktualizujte január 2016! Zaplaťte ten obvod

Potom, čo som postavil niekoľko z nich, študoval som pôvodný obvod Schoeps a trochu som sa zaškolil od niektorých veteránov zo skupiny staviteľov mikrofónov, som prišiel s vylepšeným obvodom. Hovorím tomu „Pimped Alice“Existujú tri hlavné zmeny:

1. Pridanie ďalších dvoch odrušovacích kondenzátorov RF a EMI. Dva 470 pF, ktoré spájajú základňu dvoch tranzistorov PNP so zemou. Pomáhajú so všetkým, čo FET zachytáva, a obmedzujú šírku pásma sledovateľov vysielačov PNP.

2. Časť, ktorá poskytuje 12 V obvodu FET, sa zmení. Máme kondenzátor 47uF, ktorý sa nabíja z fantómového napájania prichádzajúceho do mikrofónu z XLR pinov 2 a 3 cez 49,9 ohmové odpory a dva PNP tranzistory. Dodáva peknú cestu s nízkou impedanciou pre zvukové frekvencie, ktorá veci trochu vyčistí. Odtiaľ potom prejdeme na odpor 4,7K k zenerovej dióde. Tento odpor nastavuje a obmedzuje vodivý prúd, ktorý používa zenerova dióda. Zenerove diódy môžu produkovať malé množstvo elektrického šumu len kvôli tomu, ako fungujú. Odpor 330 kondenzátora a kondenzátor 100uF, ktoré filtrujú a udržujú pekné čisté jednosmerné napätie pre fázový rozdeľovač rezistorov FET a 2,4K.

3. Hrniec 1Meg je nový. Toto upravuje zaujatosť na FET. Toto je asi najväčšie zlepšenie na okruhu. Keď je hrniec nastavený, pokúšame sa rozdeliť napätie, ktoré zener produkuje, takže asi polovica klesne cez FET a druhá polovica sa rozdelí medzi dva 2,4K odpory. Je to celkom jednoduché. Pred pripojením skutočnej kapsuly mikrofónu musíte obvod pripojiť k predzosilňovaču mikrofónu, aby sme mohli obvod napájať. Zmerajte napätie na pine + kondenzátora 100uF, ktorý sa vzťahuje k zemi. V mojich „ako postavených“obvodoch som mal asi 11,5 až 11,8 voltov. Zmerajte napätie a rozdeľte ho na štyri. Povedzme, že napätie je 12 VDC. Delenie štyrmi nám dáva 3 VDC. Pri meraní v bode „A“(pozri obvod) upravte hrniec, kým nedosiahnete 3 VDC. Zmerajte napätie v bode „B“, mali by ste mať 9 VDC. Hrniec je desaťotáčkový, takže sa pripravte na to, aby ste skrutkou niekoľkokrát otočili. Historicky by to ľudia robili a hodnoty nastavenia hrnca nahradili pevnými odpormi. Aj keď to môže ušetriť niekoľko centov, je to časovo náročné. Použitie hrnca je oveľa jednoduchšie.

Môžete vidieť, ako môj protoboard stavia spredu aj zozadu. Dve šípky ukazujú na tranzistory PNP tranzistora a sú miestom, kde by ste cestou k XLR konektoru pripojili odpory 49,9 ohmov. Na konektore XLR sú opäť umiestnené kryty 22nF.

Ďalšou skutočne skvelou vecou je, že člen skupiny Mic Builder na Yahoo jednu z nich postavil pomocou „obvodovej“verzie obvodu a poslal ju ďalšiemu členovi, ktorý mikrofón testoval. Prečítajte si o tom na stránke Audioimprov tu: Homerova Pimped Alice. Synopsa je, že obvod má veľmi nízke skreslenie a elektronický šum je nižší ako to, čo kapsula vydá v pokojnej miestnosti. Homero na to navrhol aj dosku PC a milostivo poskytol všetky dokumenty. Je jednostranný a zapadne do čínskeho klepania mikrofónov BM-700 a BM-800

Teraz mám štyri z nich v skrinke pre mikrofón a som s nimi veľmi spokojný. Záverečné myšlienky o častiach. FET vyššie je náhradou za J305. Buď bude fungovať. Pri nákupe rezistorov a kondenzátorov cena výrazne klesá, ak kupujete množstvo. Vrelo odporúčam kúpiť odpory naraz po sto a malé kondenzátory rovnako. Väčšinou chodím menej na tie väčšie elektrolytické. Ak budete pokračovať v nádhernom koníčku elektroniky, v určitom okamihu zistíte, že už máte to, čo potrebujete na stavbu ďalšieho projektu.

Vďaka Henrymu a Homerovi zo skupiny Mic Builder na Yahoo! Hovorte o veľkom spoločnom úsilí staviteľov, tvorcov a domácich majstrov.

Druhá cena v audio a hudobnej súťaži DIY