Jak vyrobit stereofonní počítačový mikrofon se slušnou kvalitou zvuku

Každý uživatel počítače může potřebovat mikrofon, ať už k nahrávání hlasové zprávy v messengeru, hovorům nebo videohovorům, nahrávání hlasu nebo hudebního nástroje. Levné mikrofony se prodávají na každém rohu, ale často nesplňují ty nejzákladnější požadavky – snadno se přetěžují, mají malou amplitudu výstupního signálu nebo jsou úplně špatné.

Nákup drahého mikrofonu pro jednoduché domácí použití není vždy oprávněný, ale můžete si jej snadno vyrobit sami pomocí levných komponentů. Obecná koncepce mikrofonu je vcelku standardní: zvuk je zachycován elektretovými kapslemi, zesílen operačním zesilovačem a přiváděn do linkového vstupu počítače. Pro napájení zesilovače v mikrofonu bude zapotřebí 5 voltů, které lze odebírat z nedalekého USB výstupu počítače.

Popis schématu

Obecný diagram je uveden níže.

Obvykle se dá rozdělit do 4 bloků.Prvním z nich je napájecí měnič (levý horní roh), který z unipolárního napětí 5 voltů přicházejícího na vstup z USB konektoru vytváří v každém rameni bipolární napětí 5 voltů, takže celkový swing bude 10 voltů. Bipolární napětí je za prvé nezbytné pro provoz operačního zesilovače (op-amp) s proměnným zvukovým signálem a za druhé, amplituda 5 voltů je pro čip operačního zesilovače prostě nedostačující. Převodník obsahuje minimum dílů, z nichž nejdůležitější jsou dioda - musí to být Schottkyho, a indukčnost 1000 μH postačí jakákoliv s feritovým jádrem. Převodník pracuje na mikroobvodu MC33063, který se často používá k vytváření různých pulsních převodníků a prodává se v jakémkoli rádiovém obchodě.

Druhou částí je dvoučlánkový CLC filtr (pravý horní roh), který čistí napájení mikrofonu od různých rušení, které se doslova hemží napětím přijímaným z USB výstupu a které navíc vytváří pulzní převodník. Obě výkonová ramena jsou filtrována a pro nejkvalitnější filtraci jsou pro každé rameno zapotřebí dva spoje, respektive budete potřebovat 4 induktory po 2000-3000 μH a 6 kondenzátorů. Každý elektrolytický kondenzátor je propojen s tantalem (můžete vzít keramiku) pro dodatečné filtrování RF rušení. V případě potřeby lze obvod napájet z libovolného 9-12 voltového zdroje, čímž se vytvoří umělý střed pomocí odporového děliče místo bipolárního napájení; v tomto případě není potřeba převodník ani CLC filtr, ale napájení z USB je velmi vhodné pro počítačový mikrofon.

Části 3 a 4 jsou přímé zesilovače, shodné pro pravý a levý kanál, takže zvuk z mikrofonu bude ve stereo formátu. Je použit nízkošumový operační zesilovač NE5532, místo něj lze použít i TL072 nebo TL082, všechny jsou duální, pro zesílení dvou kanálů je potřeba pouze jeden čip. Pomocí trimovacích rezistorů PR1, PR2 můžete nastavit zesílení individuálně pro každý kanál. Po sestavení mikrofonu bude nutné je upravit tak, aby amplituda signálu v obou kanálech byla stejná a úroveň signálu nepřetěžovala vstup počítače. Samotné snímače jsou elektretové kapslové mikrofony, přesně stejné jako ty, které se používají v mobilních telefonech nebo náhlavních soupravách.

Sestava mikrofonu

Aby elektronika mikrofonu nezabírala mnoho místa a snadno se vešla do jakéhokoli vhodného pouzdra, jsou pro montáž použity SMD součástky. Z výstupních jsou v CLC filtru použity pouze elektrolytické kondenzátory a vazební kondenzátory v zesilovačích, protože je vhodnější použít filmové kondenzátory. Induktory ve filtru lze také použít jako výstupní, pokud nemáte po ruce SMD, jako já. Samotná deska plošných spojů je vyrobena metodou LUT, v archivu naleznete nákres drah pro tisk a schéma uspořádání prvků.

plata.zip [454,04 Kb] (staženo: 122)

Elektretové kapsle jsou z konce připájeny přímo k desce. Na druhé straně desky jsou svorky pro připojení výstupů (pravý, levý) a napájení 5 voltů. Napájení mínus a signálová zem jsou stejný kontakt. Po pájení musí být deska omyta z tavidla (fotografie ukazuje proces montáže).

Instalace do pouzdra

Deska je instalována v pouzdře, které vám umožní nejen pohodlné používání mikrofonu, ale také ochrání elektroniku před elektromagnetickým rušením. Pouzdro může mít jakýkoli tvar, hlavní věc je, že je kovová - bude muset být připojen k zemi obvodu. Dobrou volbou by bylo zbytečné pouzdro z levného mikrofonu, které si můžete koupit doslova za 100-200 rublů. Perfektně se do ní vejde obdélníková deska, pro připojení výstupu můžete použít standardní XLR konektor, nebo jednoduše vyvést pevný stíněný vodič s vodiči pro pravý a levý kanál a 5V linkou, připájet k ní konektory 3,5 mm a USB. konec.

Testy mikrofonů

Správně sestavený mikrofon s upravenou úrovní zisku vytváří signál dostatečné amplitudy s přirozeným, čistým zvukem. Níže uvedené video je příkladem záznamu akustické kytary pořízeného sestaveným mikrofonem.