Модифицируйте дешевый конденсаторный микрофон LDC: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Я долгое время занимался аудиотехникой и заядлым домашним мастером. Это означает, что мои любимые проекты связаны со звуком. Я также твердо верю, что для того, чтобы проект DIY был крутым, должен быть один из двух результатов, чтобы сделать проект стоящим. Это должно быть что-то, что вы не можете получить коммерчески, или что-то, что вы можете построить самостоятельно, что намного дешевле, чем покупать то, что доступно на рынке. Это проект второго типа. Сделайте дешевый, но хороший микрофон LDC. LDC означает «конденсатор с большой диафрагмой». Этот проект может быть построен примерно за 50 долларов по частям, а микрофоны конкурентов стоят намного дороже. Он тихий, звучит очень нейтрально и выдерживает высокие уровни звукового давления (SPL).

Сначала немного истории микрофонов. Существуют три основных типа микрофонов, используемых для студийного и живого звука; динамические микрофоны, ленточные микрофоны и конденсаторные микрофоны. Динамический микрофон похож на динамик, но наоборот. Маленькая диафрагма соединена с катушкой из проволоки, которая движется при попадании звука на диафрагму. Катушка находится в магнитном поле. Когда он движется, генерируется небольшой электрический сигнал, который затем можно усилить или записать, представляющий звук. Ленточный микрофон аналогичен, за исключением ленты, тонкая полоска фольги, обычно алюминия, помещается в магнитное поле. Звуковые волны заставляют ленту двигаться в поле и генерируется электрический сигнал. Подробнее здесь: микрофоны

Конденсаторный микрофон начинается с очень тонкой мембраны, на которую напыляется металл, поэтому она проводит электричество. Мембрана растягивается и помещается очень близко к задней пластине, образуя конденсатор. Дедушка Ryckebusch называл конденсаторы конденсаторами, и теперь вы знаете, что мы должны называть их конденсаторными микрофонами … Когда звуковые волны ударяют по диафрагме, и она движется, емкость изменяется. Если на конденсаторе есть заряд, произойдет изменение напряжения, соответствующее звуку. Как и в случае с двумя другими микрофонами, приведенными выше, если вы усиливаете или записываете напряжение, вы получаете звук. Есть два стиля конденсаторных микрофонов. Некоторые используют высокое напряжение (50-70 вольт) для зарядки конденсаторной капсулы, а другие используют так называемую электретную капсулу. Электрет (электростатический) имеет постоянный заряд, связанный с ним, прочтите здесь: Электрет.

Для нас это означает, что если мы используем электретный капсюль, нет необходимости прикладывать к нему 50-60 вольт, что означает более простую схему.

Одним из преимуществ конденсаторного микрофона является то, что диафрагма может быть очень легкой, и с ее помощью легче получить более плавную частотную характеристику. Обратной стороной является то, что вы должны быть очень осторожны при снятии сигнала с диафрагмы, не добавляя шума, который подводит нас к электронике.

Чтобы снять сигнал с капсулы, вам понадобится устройство с очень высоким импедансом. Трубки покрыты этим, и это был основной способ, которым это было достигнуто 40 лет назад. Согласитесь, чтобы не вступать в споры о звуковом качестве ламп с чем-либо еще; использование трубки внутри корпуса микрофона не дает простоты. Или нормальные навыки DIY! После лампы был изобретен полевой транзистор или полевой транзистор. Так сегодня работает большинство конденсаторных микрофонов. Даже у действительно недорогих микрофонных капсюлей один установлен внутри. Немецкая компания Schoeps. возможно, один из ведущих производителей микрофонов в мире разработал схему для конденсаторных микрофонов, которая определила, как это было сделано очень давно. Подробности см. На трассе Шопса. (Если вы погуглите «Схема Шопса», вот что вы найдете!) Схема питается фантомным питанием от микрофонного предусилителя. Часть этой схемы используется для генерации стабильного высокого напряжения для зарядки капсулы. В нашем случае это нам не понадобится. Сообщество DIY упростило эту схему до ее базовой формы для электретных капсул, которая почти идентична оригинальной схеме Schoeps. Скотт Хельмке разработал версию этой схемы для своего микрофона «Алиса». Я использую ту же схему с немного другими значениями и другим транзистором FET. Я выбрал J305, который используется несколькими производителями высокого класса. Я нашел это здесь. Вы, безусловно, можете использовать список запчастей от Скотта. Его последний список датирован 2013 годом, и детали доступны как у Mouser, так и у Digikey. Я построил схему на небольшой перфорированной плате, которая идеально подходит для размещения внутри корпуса микрофона.

Вот как работает схема; посмотрим на путь прохождения сигнала, затем на мощность:

Резистор 1 Гиг (да, один гигом…) формирует сигнал, исходящий от капсулы. Полевой транзистор и два резистора 2,43 кОм образуют фазоразделитель и преобразователь импеданса. Два конденсатора емкостью 0,47 мкФ передают сигналы на два биполярных транзистора. Это транзисторы PNP, настроенные как эмиттерные повторители. Два резистора 100 кОм смещают транзисторы. Убер просто. Если вас интересует резистор на 1 гигабайт, это ключ к конденсаторному микрофону. Это также самый дорогой компонент, который от Digikey стоит около 2 долларов за штуку. На стороне питания мы подключаем микрофон к фантомному питанию от микшера или предусилителя. Это подает 48 вольт на контакты 2 и 3 разъема XLR и два транзистора. ОБНОВЛЕНИЕ Октябрь 2015: Я добавил два конденсатора 22 нФ на гнездах XLR и два резистора 49 Ом 1% на входах транзисторов для подавления ВЧ-шума. Я не осознавал этого, пока не использовал другой микрофонный предусилитель в «шумной» обстановке. Схема обновлена! Резистор 6,8 кОм и стабилитрон понижают его до 12 В. Конденсаторы 10 мкФ и 68 мкФ вместе с резистором 330 Ом фильтруют это и обеспечивают стабильное напряжение для схемы полевого транзистора. Еще раз очень просто и элегантно. Важнейшим компонентом, о котором мы еще не говорили, является сама капсула. Я использую TSB2555B от JLI electronics. это капсула Transound, и это то, что делает этот проект тем, чем он является. Он стоит 12,95 долларов, а на диафрагме используется никель вместо золота. Он также используется в коммерческих целях по крайней мере в одном известном мне микрофоне - CAD e100s.

Теперь, когда у нас есть капсула и электроника, вы можете встроить один из них в любой корпус, какой захотите. Я пробовал это и узнал пару вещей. Из-за высокого импеданса капсулы и электроники на полевых транзисторах провод между ними действует как антенна, и если все это полностью не экранировано металлическим или металлическим экраном, у вас будут всевозможные шумы: гул 60 Гц и белый шум. от всей просачивающейся в него РФ. По сути, вам нужно поместить капсулу и электронику в клетку Фарадея.

Я нашел способ попроще, чем построить свой собственный. Оказывается, есть несколько действительно дешевых микрофонов китайского производства, у которых действительно есть отличные металлические корпуса, несколько приличная электроника (очень похожая схема…) и небольшой капсюль. И стоимость около 20 баксов. Из них получается отличное донорское тело, для чего мы его и используем. Найдите их на eBay, выполнив поиск микрофонов «BM700» и «BM800». Я купил свой примерно за 22 доллара. Что интересно, как вы можете видеть на фотографиях, на нем нет надписи BM800. Он также поставлялся в бумажном почтовом ящике с пенопластом, но без коробки. Хорошо, теперь, когда мы рассмотрели фон, давайте создадим его!

Редактировать: 9 октября: вот аудио с этими записями моего детского школьного оркестра: Guyer HS Intermezzo Orchestra

Шаг 1: Шаг первый: электроника

Раздел электроники легко собирается на какой-нибудь перфокарте. Я уменьшил свой до 1 дюйма примерно на 1,5 дюйма, а затем заселил его от транзисторов PNP, работающих к концу полевого транзистора. Важнейшей частью здесь является соединение затвора полевого транзистора и резистора на 1 гигабайт. Обратите внимание, что я «плаваю» отведений. Здесь подключается затвор полевого транзистора к проводу капсулы. Мы не хотим, чтобы это касалось чего-либо или использовалась печатная плата, которая имеет остатки флюса или притягивает влагу в среде с высокой влажностью. Также посмотрите на расположение полевого транзистора. Смотрите техпаспорт в статье. Мой контакт 1 полевого транзистора был повернут назад, пока я не понял, что положение, упомянутое в таблице данных, представляет собой вид сверху на транзистор, а не снизу. Если вы используете полевой транзистор, рекомендованный компанией Scotts, загрузите техническое описание и прочтите его! С одной стороны я оставил место, которое позволяло мне просверлить отверстие достаточно большого размера, чтобы крепежный винт мог прикрепить его к корпусу. Мне на самом деле здесь повезло … Я построил это, прежде чем подумал, как я собираюсь его смонтировать.

Шаг 2: Шаг второй: разобрать оригинальный микрофон

Возьмите корпус микрофона и открутите основание. Это позволит вам соскользнуть с металлической втулки, закрывающей область цепи. Примечание: ваш микрофон может отличаться. Я купил их у разных продавцов, и они были похожи, но определенно разные. После снятия гильзы выньте два маленьких винта, удерживающих исходную плату. Затем припаяйте три нижних провода. Мы будем использовать их повторно, чтобы прикрепить новую плату к разъему XLR. Вы можете отрезать или отпаять провода капсулы. Мы заменим их.

Теперь удалите два винта, которыми корзина крепится к корпусу. Корзина отрывается и обнажает оригинальную капсулу. Этот оригинал закреплен на поролоне и запрессован в пластиковый держатель капсулы. Сохраните винты!

Пластиковый держатель капсулы крепится к металлической раме двумя винтами. Удалите их и разделите два. Теперь у вас есть полностью разобранный микрофон.

Шаг 3: Шаг третий: подготовьте и установите новую капсулу

Я построил два таких, и держатели капсул были разными. В этом вы можете осторожно вытолкнуть старую капсулу, а затем удалить пену. У другого не было пенопласта, но были небольшие пластиковые боковые удлинения через каждые 90 градусов. Я вырезал их небольшими ножницами, а затем использовал каплю горячего клея, чтобы удерживать новую капсулу на месте. В этом микрофоне я вырезал небольшой кусок поролона и использовал его, чтобы прижать к нему новую капсулу. Перед тем, как сделать это, вам нужно припаять короткие выводы, идущие от капсулы к электронике. Я использовал многожильный провод 24-го калибра, который у меня уже был. При желании вы можете повторно использовать оригинальные капсульные провода. Мне нравится провод с тефлоновой изоляцией. Изоляция не плавится при случайном прикосновении к паяльнику.

Шаг 4: Шаг четвертый: установите на место крепление капсулы

Используя два маленьких винта, снова прикрепите держатель капсулы. Есть четыре маленьких отверстия, но только два из них с резьбой. То же самое было на обоих моих микрофонах. Будьте осторожны, чтобы не пропустить выступ на основании металлического каркаса. Вкладка обращена в сторону звука. Он совпадает с металлической гильзой, на которой напечатано название микрофона. Теперь это может измениться! Один из моих вообще не был помечен. Вы можете прочитать название бренда на этом. Не думайте, что в ближайшее время это имя станет нарицательным. Как только это будет установлено, пропустите маленькие провода для капсулы через другие отверстия в металлической раме.

Шаг 5: Шаг пятый: установите и подключите электронику, затем соберите заново

В моем случае я построил свою печатную плату до того, как понял, как я собираюсь ее смонтировать. Это потребовало просверлить в нем отверстие со всеми уже установленными компонентами. Не лучший способ это сделать. У меня была пара небольших угловых кронштейнов 4-40 для монтажа печатных плат в моем проектном отсеке. Используя один из них, я прикрепил печатную плату к металлической раме. Вы можете установить баорд напрямую, если не создаете шорты.

После установки подключите разъем XLR в соответствии со схемой. Затем подключите капсулу. Позаботьтесь о плюсовом выводе основного капсюля, поскольку он подключается к соединению резистора 1 ГБ и вывода затвора полевого транзистора. Он парит в воздухе, обеспечивая соединение с очень высоким импедансом.

Сдвиньте металлическую втулку корпуса на место. Обратите внимание на язычок и соответствующий небольшой вырез на рукаве.

Прикрутите резьбовое основание и микрофон готов.

Шаг 6. Тестирование, использование и дальнейшие исследования

Подключите новый микрофон к микшеру или микрофонному предусилителю с фантомным питанием и убедитесь, что он работает. Большинство проблем происходит из-за неправильного подключения. Гул или гудение обычно связаны с проводкой заземления.

Этот микрофон стоит там с большинством конденсаторов с большой диафрагмой. У меня есть пара действительно хороших, и она мне подходит. Отлично работает на вокале, акустической гитаре. Я работаю над тем, чтобы записать с ним пару вещей, и когда это сделаю, я добавлю ссылки в Instructable.

Я действительно в восторге от работы этого микрофона. Это все от микрофонного капсюля за 13 долларов (меньше, если вы купите десять …). Я на 90% завершил проект с несколькими капсюлями для записи стерео. Это руководство скоро появится.

Обновление, октябрь 2015 г.: У меня была возможность записать оркестр с помощью этой ссылки на Soundcloud. Я также запустил звук для волонтерского фестиваля Food Truck и имел удовольствие использовать их на сцене с несколькими талантливыми вокалистами и джазовым трио. Микрофон звучал отлично и очень прозрачно.

Для получения дополнительной информации о самодельных микрофонах в целом я настоятельно рекомендую группу производителей микрофонов в группах IO.

А если вы хотите построить или изменить неэлектретный микрофон, ознакомьтесь с разделом «Детали микрофона». Я сделал пару микрофонов, используя его капсулу CK-12.

Удачной записи!

Шаг 7. Обновление января 2016 года! Прокачай этот кругооборот

Построив несколько из них, изучив оригинальную схему Шопса и немного обучившись у некоторых из ветеранов группы производителей микрофонов, я придумал улучшенную схему. Я называю это «Сутенерская Алиса». Есть три основных изменения:

1. Добавление еще двух конденсаторов подавления RF и EMI. Два 470 пФ, которые связывают базу двух PNP-транзисторов с землей. Они помогают со всем, что улавливает полевой транзистор, и ограничивают полосу пропускания последователей эмиттера PNP.

2. Часть, которая обеспечивает 12 В в цепи полевого транзистора, изменена. У нас есть конденсатор емкостью 47 мкФ, который заряжается от фантомного питания, поступающего на микрофон от контактов 2 и 3 XLR через резисторы 49,9 Ом и два транзистора PNP. Они обеспечивают хороший низкоомный тракт для звуковых частот, немного очищающий. Затем мы переходим к резистору 4,7 кОм и стабилитрону. Этот резистор устанавливает и ограничивает ток проводимости, который использует стабилитрон. Стабилитроны могут производить небольшой электрический шум только из-за того, как они работают. Резистор 330 и конденсатор емкостью 100 мкФ фильтруют и поддерживают хорошее чистое постоянное напряжение для полевого транзистора и резисторного фазоразделителя 2,4 кОм.

3. Банка 1Meg новая. Это регулирует смещение на полевом транзисторе. Это, наверное, самое большое улучшение схемы. По мере регулировки потенциометра мы пытаемся разделить напряжение, которое производит стабилитрон, так, чтобы примерно половина падала на полевой транзистор, а другая половина - между двумя резисторами 2,4 кОм. Сделать это довольно просто. Перед подключением собственно микрофонного капсюля вам необходимо подключить схему к микрофонному предусилителю, чтобы мы могли запитать схему. Измерьте напряжение на выводе + конденсатора 100 мкФ относительно земли. В моих «готовых» схемах было от 11,5 до 11,8 вольт. Измерьте напряжение и разделите на четыре. Допустим, напряжение составляет 12 В постоянного тока. Разделив на четыре, мы получим 3 В постоянного тока. Во время измерения в точке «A» (см. Схему) регулируйте потенциометр, пока не получите 3 В постоянного тока. Измерьте напряжение в точке «B», которое должно быть 9 В постоянного тока. Кастрюля на десять оборотов, так что будьте готовы повернуть маленький винт несколько раз. Исторически люди делали это и заменяли постоянные резисторы на значения уставки потенциометра. Хотя это может сэкономить несколько центов, это займет много времени. Использовать горшок намного проще.

Вы можете увидеть мою сборку прототипа спереди и сзади. Две стрелки указывают на коллекторы транзисторов PNP, и именно здесь вы должны подключать резисторы 49,9 Ом на пути к разъему XLR. И снова крышки 22 нФ расположены на разъеме XLR.

Еще одна действительно крутая вещь - член группы Mic Builder на Yahoo построил один из них, используя «Pimped» версию схемы, и отправил его другому участнику, который протестировал микрофон. Читайте об этом на Audioimprov здесь: Сутенерская Алиса Гомеро. Суть в том, что в схеме очень низкие искажения, а электронный шум ниже того, что капсюль излучает в тихой комнате. Кроме того, Homero разработал для этого печатную плату и любезно предоставил для этого всю документацию. Он односторонний и впишется в китайские микрофоны BM-700 и BM-800.

Теперь у меня в шкафчике для микрофона четыре таких штуки, и я очень ими доволен. Заключительные мысли по частям. Приведенный выше полевой транзистор заменяет J305. Либо будет работать. При покупке резисторов и конденсаторов цена значительно снижается, если покупать их в большом количестве. Я настоятельно рекомендую покупать по сотне резисторов за раз, а малогабаритные конденсаторы - то же самое. Я обычно меньше предпочитаю более крупные электролитические. Если вы продолжите заниматься прекрасным хобби электроникой, вы обнаружите, что в какой-то момент у вас уже есть то, что вам нужно для создания следующего проекта.

Спасибо Генри и Гомеро из группы Mic Builder на Yahoo! Поговорите о совместных усилиях строителей, мастеров и мастеров своими руками.

Второй приз в конкурсе DIY Audio and Music