Hoe maak je een stereocomputermicrofoon met een behoorlijke geluidskwaliteit?

Elke computergebruiker heeft mogelijk een microfoon nodig, of het nu gaat om het opnemen van een gesproken bericht in een messenger, bellen of video-oproepen, het opnemen van een stem of een muziekinstrument. Goedkope microfoons worden op elke hoek verkocht, maar voldoen vaak niet aan de meest elementaire eisen: ze raken gemakkelijk overbelast, hebben een lage uitgangssignaalamplitude of zijn volkomen slecht.

Een dure microfoon kopen voor eenvoudig thuisgebruik is niet altijd verantwoord, maar met goedkope componenten kun je er gemakkelijk zelf een maken. Het algemene concept van de microfoon is vrij standaard: het geluid wordt opgevangen door electretcapsules, versterkt door een operationele versterker en ingevoerd in de lijningang van de computer. Om de versterker in de microfoon van stroom te voorzien, is 5 volt nodig; deze kan worden afgenomen van een nabijgelegen USB-uitgang van de computer.

Beschrijving van het schema

Het algemene diagram wordt hieronder weergegeven.

Conventioneel kan het in 4 blokken worden verdeeld.De eerste is een stroomomvormer (linkerbovenhoek), die in elke arm een bipolaire spanning van 5 volt creëert uit een unipolaire spanning van 5 volt die naar de ingang van de USB-connector komt, dus de totale swing zal 10 volt zijn. Bipolaire spanning is ten eerste nodig voor de werking van een operationele versterker (op-amp) met een variabel audiosignaal, en ten tweede is een amplitude van 5 volt simpelweg niet genoeg voor een op-amp-chip. De omzetter bevat een minimum aan onderdelen, waarvan de belangrijkste een diode zijn - het moet Schottky zijn en een inductie van 1000 μH, alles met een ferrietkern is voldoende. De converter werkt op de MC33063-microschakeling, die vaak wordt gebruikt om verschillende pulsconverters te maken en in elke radiowinkel wordt verkocht.

Het tweede deel is een CLC-filter met twee koppelingen (rechterbovenhoek), dat de voeding van de microfoon reinigt van verschillende interferentie die letterlijk wemelt van de spanning die wordt ontvangen van de USB-uitgang, en die bovendien wordt gecreëerd door de pulsomzetter. Beide stroomarmen zijn gefilterd en voor filtering van de hoogste kwaliteit zijn voor elke arm twee schakels nodig. Je hebt respectievelijk 4 inductoren van elk 2000-3000 μH en 6 condensatoren nodig. Elke elektrolytische condensator is overbrugd met tantaal (je kunt keramiek nemen) voor extra filtering van RF-interferentie. Indien gewenst kan het circuit worden gevoed vanuit elke 9-12 volt bron, waardoor een kunstmatig middelpunt wordt gecreëerd met behulp van een weerstandsdeler in plaats van bipolaire voeding; in dit geval is noch een converter, noch een CLC-filter nodig, maar USB-voeding is erg handig voor een computermicrofoon.

Delen 3 en 4 zijn directe versterkers, identiek voor het rechter- en linkerkanaal, dus het geluid uit de microfoon is in stereoformaat. Er wordt gebruik gemaakt van een ruisarme operationele versterker NE5532, in plaats daarvan kun je ook TL072 of TL082 gebruiken, ze zijn allemaal dubbel, er is slechts één chip nodig om twee kanalen te versterken. Met behulp van de trimweerstanden PR1, PR2 kunt u de versterking voor elk kanaal individueel aanpassen. Na het monteren van de microfoon moeten ze zo worden aangepast dat de signaalamplitude in beide kanalen hetzelfde is en dat het signaalniveau de computeringang niet overbelast. De pickups zelf zijn electret-capsulemicrofoons, precies dezelfde als die gebruikt in mobiele telefoons of headsets.

Microfoon montage

Om ervoor te zorgen dat de microfoonelektronica niet veel ruimte in beslag neemt en gemakkelijk in elke geschikte behuizing past, worden voor de montage SMD-componenten gebruikt. Van de uitgangscondensatoren worden alleen elektrolytische condensatoren gebruikt in het CLC-filter en koppelcondensatoren in versterkers, omdat het de voorkeur verdient om filmcondensatoren te gebruiken. De smoorspoelen in het filter kunnen ook als uitgangsspoelen worden gebruikt als je, zoals ik, geen SMD bij de hand hebt. De printplaat zelf is gemaakt met behulp van de LUT-methode; in het archief vindt u een tekening van de te printen sporen en een diagram van de rangschikking van de elementen.

plata.zip [454,04 Kb] (downloads: 122)

Electret-capsules worden vanaf het uiteinde rechtstreeks op het bord gesoldeerd. Aan de andere kant van het bord bevinden zich klemmen voor het aansluiten van uitgangen (rechts, links) en 5 volt voeding. Vermogensminus en signaalaarde zijn hetzelfde contact. Na het solderen moet het bord van het vloeimiddel worden afgewassen (de foto toont het montageproces).

Installatie in de behuizing

Het bord is geïnstalleerd in een behuizing waarmee u niet alleen gemakkelijk de microfoon kunt gebruiken, maar die ook de elektronica beschermt tegen elektromagnetische interferentie. De behuizing kan elke vorm hebben, het belangrijkste is dat het van metaal is - het moet op de aarde van het circuit worden aangesloten. Een goede optie zou een onnodige behuizing zijn van een goedkope microfoon, die je voor letterlijk 100-200 roebel kunt kopen. Er past perfect een rechthoekig bord in; om de uitgang aan te sluiten, kunt u een standaard XLR-connector gebruiken, of eenvoudigweg een solide afgeschermde draad uitvoeren met geleiders voor de rechter- en linkerkanalen en een 5 volt-lijn, waarbij u 3,5 mm- en USB-stekkers aan de uitgang soldeert einde.

Microfoon testen

Een goed gemonteerde microfoon met een aangepast versterkingsniveau produceert een signaal met voldoende amplitude en een natuurlijk, helder geluid. De onderstaande video is een voorbeeld van een akoestische gitaaropname gemaakt met een gemonteerde microfoon.