Upravte levný kondenzátorový mikrofon LDC: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Byl jsem audio chlap po dlouhou dobu a vášnivý kutil. Což znamená, že moje oblíbené druhy projektů se týkají zvuku. Jsem také pevně přesvědčen, že aby byl projekt DIY v pohodě, musí existovat jeden ze dvou výstupů, aby se projekt vyplatil dělat. Buď to musí být něco, co nemůžete získat komerčně, nebo něco, co si můžete vybudovat sami, což je mnohem levnější než nákup toho, co je komerčně dostupné. Tento projekt je druhého druhu. Postavte levný, ale dobrý mikrofon LDC. LDC znamená „velký membránový kondenzátor“. Tento projekt lze postavit za přibližně 50 dolarů na části a konkuruje mikrofonům, které stojí mnohem více. Je tichý, zní velmi neutrálně a zvládne velké úrovně SPL (Sound Pressure Levels).

Nejprve malá historie mikrofonů. Existují tři základní typy používané pro studiové a živé použití zvuku; dynamické mikrofony, páskové mikrofony a kondenzátorové mikrofony. Dynamický mikrofon je jako reproduktor, ale obráceně. Malá membrána je spojena s drátěnou cívkou, která se pohybuje, když zvuk zasáhne membránu. Cívka je v magnetickém poli. Při pohybu je generován malý elektrický signál, který pak můžete zesílit nebo zaznamenat, který představuje zvuk. Pásový mikrofon je podobný s výjimkou stužky, v magnetickém poli je umístěn tenký proužek fólie, obvykle hliníkový. Zvukové vlny způsobují pohyb pásky v poli a generuje se elektrický signál. Více si přečtěte zde: Mikrofony

Kondenzátorový mikrofon začíná velmi tenkou membránou, na kterou je napráskaný kov, takže vede elektrický proud. Membrána je natažena a umístěna velmi blízko k zadní desce za vzniku kondenzátoru. Děd Ryckebusch dříve říkal kondenzátorům kondenzátory a teď víte, že bychom jim měli opravdu říkat kondenzátorové mikrofony … Když zvukové vlny narazí na membránu a ta se pohne, kapacita se změní. Pokud je na kondenzátoru náboj, dojde ke změně napětí, které odpovídá zvuku. Stejně jako ostatní dva výše uvedené návrhy mikrofonů, pokud zesílíte nebo zaznamenáte napětí, získáte zvuk. Existují dva styly kondenzátorových mikrofonů. Někteří používají k nabíjení kondenzátorové kapsle vysoké napětí (50-70 voltů) a jiní používají takzvanou elektretovou kapsli. Electret (elektrostatický) má s sebou spojený trvalý náboj čtěte zde: Electret.

To pro nás znamená, že pokud použijeme kapsli Electret, není třeba na ni aplikovat 50-60 voltů, což znamená jednodušší obvody.

Jednou z výhod kondenzátorového mikrofonu je, že membrána může být velmi lehká a je snazší s ní dosáhnout plynulejší frekvenční odezvy. Temnější stránkou je, že musíte být velmi opatrní při získávání signálu z membrány bez přidávání šumu, který nás přivádí k elektronice.

K odtažení signálu z kapsle potřebujete zařízení s velmi vysokou impedancí. Zkumavky mají tuto krytou a byly hlavním způsobem, jak toho bylo dosaženo před 40 lety. Abyste se nedostali do debaty o zvukové kvalitě elektronek a čehokoli jiného, musíte uznat; použití trubice uvnitř těla mikrofonu nepředstavuje jednoduchost. Nebo normální kutilské dovednosti! Po elektronce byl vynalezen tranzistor s efektem pole nebo FET. Tak dnes funguje většina kondenzátorových mikrofonů. Dokonce i opravdu levné mikrofonní kapsle mají jednu interně namontovanou. Německá společnost Schoeps. pravděpodobně jeden z nejlepších výrobců mikrofonů na světě, navrhl obvod pro kondenzátorové mikrofony, který definoval, jak se to dělalo už dávno. Podrobnosti najdete na Schoeps Circuit. (Pokud vygooglíte „Schoeps obvod“, toto najdete!) Obvod vyčerpá fantomové napájení z mikrofonního předzesilovače. Část tohoto obvodu se používá ke generování stabilního vysokého napětí k nabíjení kapsle. V našem případě to nebudeme potřebovat. Komunita pro kutily tento obvod zjednodušila až na základní formu pro elektretové kapsle, která je téměř identická s původním obvodem Schoeps. Scott Helmke navrhl verzi tohoto obvodu pro svůj mikrofon „Alice“. Používám stejný obvod s mírně odlišnými hodnotami a jiným tranzistorem FET. Vybral jsem J305, který používá několik špičkových výrobců. Našel jsem to tady. Seznam dílů od Scotta určitě můžete použít. Jeho nejnovější seznam je z roku 2013 a díly jsou k dispozici u Mouser i Digikey. Obvod jsem postavil na malé perfboardové desce, která je ideální pro umístění do těla mikrofonu.

Zde je návod, jak obvod funguje; podívejme se na signálovou cestu, pak na sílu:

Rezistor 1Gig (Ano jeden gigohm …) vyvíjí signál vycházející z kapsle. FET a dva odpory 2.43K tvoří fázový rozdělovač a impedanční měnič. Dva kondenzátory 0,47uF spojují signály se dvěma bipolárními tranzistory. Jedná se o PNP tranzistory, které jsou nastaveny jako následovníci emitorů. Dva 100K odpory ovlivňují tranzistory. Uber jednoduchý. Pokud vás zajímá 1gig rezistor, je klíčový pro kondenzátorový mikrofon. Je to také nejdražší komponenta, každá od Digikey za zhruba 2 dolary. Na straně napájení připojujeme mikrofon k fantomovému napájení z mixu nebo předzesilovače. To přináší 48 voltů na piny 2 a 3 XLR konektoru a dvou tranzistorů. AKTUALIZACE Říjen 2015: Přidal jsem dva 22nF kondenzátory na XLR konektory a dva 49Ohm 1% rezistory na vstupy do tranzistorů pro potlačení RF šumu. Neuvědomil jsem si to, dokud jsem v „hlučném“prostředí nepoužil jiný mikrofonní předzesilovač. Schéma aktualizováno! Odpor 6,8 K a zenerova dioda to vezmou a pustí na 12 voltů. Kondenzátory 10uF a 68uf spolu s rezistorem 330Ohm to filtrují a poskytují stabilní napětí obvodům FET. Opět velmi jednoduché a elegantní. Kritickou součástí, o které jsme ještě nemluvili, je samotná kapsle. Používám TSB2555B od JLI electronics. je to kapsle Transound a je to, co dělá tento projekt tím, čím je. Stojí 12,95 $ a na membránu místo zlata používá nikl. Komerčně se také používá alespoň v jednom mikrofonu, o kterém vím, CAD e100s.

Nyní, když máme nastavenou kapsli a elektroniku, můžete jednu z nich skutečně zabudovat do jakéhokoli bydlení, které chcete. Zkusil jsem to a naučil jsem se pár věcí. Vzhledem k vysoké impedanci kapsle a elektroniky FET funguje vodič mezi nimi jako anténa a pokud není celá věc plně stíněna kovovou nebo kovovou obrazovkou, budete mít všechny druhy šumu. 60Hz šum i bílý šum ze všech RF do něj prosakujících. V podstatě musíte kapsli a elektroniku umístit do Faradayovy klece.

Našel jsem jednodušší způsob, než si postavit vlastní. Ukazuje se, že existuje několik čínských vyráběných opravdu levných mikrofonů, které ve skutečnosti mají skvělé kovové pouzdra, slušnou elektroniku (velmi podobný obvod …) a malou kapsli. A cena asi 20 dolarů. Jsou skvělým dárcovským tělem, k čemuž jej používáme. Vyhledejte je na eBay hledáním mikrofonů „BM700“a „BM800“. Svůj jsem dostal za zhruba 22 dolarů. Je zajímavé, že z obrázků vidíte, že na nich není uvedeno BM800. Také přišel v papírovém maileru s pěnovým obalem, ale bez krabice. Dobře, teď, když jsme pokryli pozadí, pojďme ho vytvořit!

Upravit: 9. října: Zde je zvuk s nahrávkou mého dětského středoškolského orchestru: Guyer HS Intermezzo Orchestra

Krok 1: Krok první: elektronika

Sekce elektroniky je snadno postavena na nějaké desce perf. Svůj důl jsem zkrátil na 1”asi o 1,5” a osadil jej tranzistory PNP pracujícími směrem ke konci FET. Kritickou částí je zde spojení brány FET a 1gig rezistoru. Všimněte si, že „plovu“svody. Zde se spojuje FET brána s kabelem kapsle. Nechceme, aby se cokoli dotýkalo nebo používalo desku s obvody, která má zbytky tavidla nebo přitahuje vlhkost v prostředí s vysokou vlhkostí. Podívejte se také na umístění FET. Viz datový list v článku. Měl jsem svůj pin 1 FET dozadu, dokud jsem si neuvědomil, že poloha uvedená v datovém listu je pohled shora na tranzistor, ne dole. Pokud používáte FET doporučený Scotts, stáhněte si datový list a přečtěte si jej! Nechal jsem na jedné straně místo, které mě přimělo vyvrtat otvor dostatečně velký na to, aby jej montážní šroub držel na podvozku. Tady se mi vlastně poštěstilo … Postavil jsem to, než jsem si promyslel, jak to namontuji.

Krok 2: Krok dva: Demontujte původní mikrofon

Vezměte tělo mikrofonu a odšroubujte základnu. To vám umožní sklouznout z kovového pouzdra, které pokrývá oblast obvodu. Poznámka: Váš mikrofon se může lišit. Koupil jsem si koudel těchto od různých prodejců a byli podobní, ale rozhodně odlišní. Po sejmutí pouzdra vyjměte dva malé šrouby, které drží na původní desce s obvody. Poté odspájkujte spodní tři vodiče. Znovu je použijeme k připojení nové desky ke konektoru XLR. Dráty kapsle můžete odříznout nebo odspájkovat. Vyměníme je.

Nyní vyšroubujte dva šrouby přidržující koš k pouzdru. Koš se vysune a odhalí původní kapsli. Tento originál je namontován v troše pěny a vtlačen do plastového držáku kapslí. Šrouby uložte!

Existují dva šrouby, které drží držák plastových kapslí na kovovém rámu. Odstraňte je a oddělte je. Nyní máte plně rozebraný mikrofon.

Krok 3: Krok třetí: Připravte a nainstalujte novou kapsli

Postavil jsem dva z nich a oba držáky kapslí se lišili. V tomto můžete opatrně vytlačit starou kapsli a poté odstranit pěnu. Ten druhý neměl pěnu, ale každých 90 stupňů malá plastová boční rozšíření. Vystřihl jsem je malými nůžkami a poté kapkou horkého lepidla přidržel novou kapsli na místě. V tomto mikrofonu jsem odřízl malý kousek pěny a stiskl ji novou kapsli. Než to uděláte, budete chtít pájet na krátké vodiče, abyste se dostali z kapsle do elektroniky. Použil jsem nějaký splétaný drát o rozměru 24, který jsem již měl. Pokud chcete, můžete původní dráty kapsle znovu použít. Mám rád teflonem izolovaný drát. Při náhodném dotyku páječky se izolace netaví.

Krok 4: Krok čtyři: Znovu připojte držák kapsle

Pomocí dvou malých šroubků znovu připevněte držák kapsle. Existují čtyři malé otvory, ale pouze dva z nich mají závit. To bylo stejné na obou mých mikrofonech. Dávejte si pozor, abyste se nedostali na poutko na základně kovového rámu. Karta směřuje ke směru zvuku. Je v souladu s kovovým pouzdrem, na kterém je vytištěn název mikrofonu. Nyní se to může lišit! Jeden z mých nebyl vůbec označen. Zde si můžete přečíst název značky. Nemyslete si, že se to brzy stane domácím jménem. Jakmile je namontován, protáhněte malé dráty pro kapsli skrz ostatní otvory v kovovém rámu.

Krok 5: Krok pět: Namontujte a připojte elektroniku a poté znovu sestavte

V mém případě jsem postavil desku s obvody, než jsem přišel na to, jak ji namontuji. To si vyžádalo vyvrtat do něj díru se všemi součástmi, které už na ní byly. Není to nejlepší způsob, jak to udělat. Měl jsem pár malých 4-40 úhlových držáků pro montáž desek s obvody do mého projektového koše. Pomocí jednoho z nich jsem namontoval desku s obvody na kovový rám. Baord můžete připojit přímo, pokud nevytvoříte žádné šortky.

Po montáži připojte konektor XLR podle schématu. Poté připojte kapsli. Dávejte pozor na kladný vodič hlavní kapsle, protože se připojuje ke spojení odporu 1 g ohm a vodiče brány FET. Ten se vznáší ve vzduchu a zajišťuje velmi vysoké impedanční spojení.

Zasuňte kovové pouzdro pouzdra zpět na místo. Všimněte si jazýčku a odpovídajícího malého výřezu na rukávu.

Zašroubujte základnu se závitem a mikrofon je hotový.

Krok 6: Testování, používání a další průzkum

Připojte svůj nový mikrofon k mixážnímu pultu nebo mikrofonnímu předzesilovači s fantomovým napájením a ujistěte se, že funguje. Většina problémů je způsobena nesprávným zapojením. Hluk nebo bzučení je obvykle problém s uzemněním.

Tento mikrofon tam stojí s většinou velkých membránových kondenzátorů. Vlastním pár opravdu dobrých a přináší to. Funguje skvěle na zpěv, akustickou kytaru. Pracuji na tom, abych s tím zaznamenal pár věcí, a až to udělám, vložím odkazy do Instructable.

Jsem opravdu nadšený výkonem tohoto mikrofonu. Všechno je to z 13miliónové kapsle (méně, když si koupíte deset …) Jsem z 90% hotový na projektu s několika kapslemi pro nahrávání stereo. Ten Instructable brzy přijde.

Aktualizace říjen 2015: Měl jsem šanci nahrát orchestr s tímto odkazem Soundcloud. Také jsem provozoval zvuk pro dobrovolníky Food Truck fest a bavilo mě je používat na jevišti s několika talentovanými zpěváky a Jazz Trio. Mikrofon zněl skvěle a velmi transparentně.

Pro více informací o kutilských mikrofonech obecně vřele doporučuji skupinu stavitelů mikrofonů na Skupinách IO.

A pokud chcete postavit nebo upravit neelektretový mikrofon, podívejte se na části mikrofonu. Postavil jsem pár mikrofonů pomocí jeho CK-12 Capsule.

Šťastné nahrávání!

Krok 7: Aktualizujte leden 2016! Zaplaťte ten obvod

Poté, co jsem postavil několik z nich, prostudoval původní obvod Schoeps a trochu se nechal zaškolit některými veterány ze skupiny stavitelů mikrofonů, přišel jsem s vylepšeným obvodem. Říkám tomu „Pimped Alice“Existují tři hlavní změny:

1. Přidání dalších dvou odrušovacích kondenzátorů RF a EMI. Dva 470 pF, které spojují základnu dvou tranzistorů PNP se zemí. Ty pomáhají s čímkoli, co FET zachycuje, a omezují šířku pásma následovníků emitorů PNP.

2. Část, která poskytuje 12 V obvodu FET, se změní. Kondenzátor 47uF se nabíjí z fantomového napájení přicházejícího do mikrofonu z XLR pinů 2 a 3 přes 49,9 ohmové odpory a dva PNP tranzistory. Dodává pěknou cestu s nízkou impedancí pro zvukové frekvence, která věci trochu vyčistí. Odtud pak jdeme na odpor 4,7K k zenerově diodě. Tento odpor nastavuje a omezuje vodivý proud, který používá zenerova dioda. Zenerovy diody mohou produkovat malé množství elektrického šumu jen díky tomu, jak fungují. Odpor 330 a kondenzátorový kondenzátor 100uF, které vyzařují a udržují pěkné čisté stejnosměrné napětí pro fázový rozdělovač FET a 2,4K rezistoru.

3. Hrnec 1 Meg je nový. Tím se upraví zkreslení na FET. To je asi největší vylepšení na okruhu. Když je pot nastaven, snažíme se rozdělit napětí, které zener produkuje, takže asi polovina je spuštěna přes FET a druhá polovina rozdělena mezi dva 2,4K odpory. To je docela snadné. Před připojením skutečné kapsle mikrofonu musíte připojit obvod k předzesilovači mikrofonu, abychom mohli obvod napájet. Změřte napětí na pinu + kondenzátoru 100uF vztaženého k zemi. Ve svých obvodech „jak je postaveno“jsem měl asi 11,5 až 11,8 voltů. Změřte napětí a vydělte čtyřmi. Řekněme, že napětí je 12 VDC. Děleno čtyřmi nám dává 3 VDC. Při měření v bodě „A“(viz obvod) upravte hrnec, dokud nedosáhnete 3 VDC. Změřte napětí v bodě „B“, měli byste mít 9 VDC. Hrnec je desetotáčkový hrnec, takže se připravte několikrát otočit malým šroubem. Historicky by to lidé dělali a nahradili hodnoty nastavení hrnce fixními odpory. I když by to mohlo ušetřit pár centů, je to časově náročné. Použití hrnce je mnohem jednodušší.

Můžete vidět mého protoboarda stavět vpředu i vzadu. Dvě šipky ukazují na tranzistory PNP tranzistoru a jsou místem, kde byste připojili rezistory 49,9 ohmů cestou ke konektoru XLR. Na konektoru XLR jsou opět umístěny kryty 22nF.

Další opravdu skvělá věc je, že člen skupiny Mic Builder na Yahoo jednu z nich postavil pomocí „obvodové“verze obvodu a poslal ji jinému členovi, který mikrofon testoval. Přečtěte si o tom na Audioimprově zde: Homerova Pimped Alice. Synopse je, že obvod má velmi nízké zkreslení a elektronický šum je nižší než to, co kapsle vydá v klidné místnosti. Homero k tomu také navrhl desku PC a laskavě poskytl všechny dokumenty. Je jednostranný a vejde se do čínského klepání mikrofonů BM-700 a BM-800

Nyní mám ve skříňce na mikrofon čtyři z nich a jsem s nimi velmi spokojený. Závěrečné myšlenky na části. Výše uvedený FET je náhradou za J305. Buď bude fungovat. Při nákupu rezistorů a kondenzátorů cena výrazně klesá, pokud nakupujete v množství. Důrazně doporučuji koupit rezistory po stovkách a malé kondenzátory stejné. Většinou chodím méně na ty větší elektrolytické. Pokud budete pokračovat v nádherné zálibě v elektronice, zjistíte, že v určitém okamžiku již máte to, co potřebujete k vybudování dalšího projektu.

Díky Henrymu a Homerovi ze skupiny Mic Builder na Yahoo! Mluvte o velké spolupráci mezi staviteli, tvůrci a kutily.

Druhá cena v audio a hudební soutěži DIY