Ako vyrobiť stereo mikrofón pre počítač so slušnou kvalitou zvuku

Každý používateľ počítača môže potrebovať mikrofón, či už na nahrávanie hlasovej správy v messenger, hovory alebo videohovory, nahrávanie hlasu alebo hudobného nástroja. Lacné mikrofóny sa predávajú na každom rohu, no častokrát nespĺňajú najzákladnejšie požiadavky – ľahko sa preťažia, majú nízku amplitúdu výstupného signálu alebo sú úplne zlé.

Nákup drahého mikrofónu na jednoduché domáce použitie nie je vždy opodstatnený, ale môžete si ho ľahko vyrobiť sami pomocou lacných komponentov. Všeobecná koncepcia mikrofónu je celkom štandardná: zvuk je zachytený elektretovými kapsulami, zosilnený operačným zosilňovačom a privádzaný do linkového vstupu počítača. Na napájanie zosilňovača v mikrofóne bude potrebných 5 voltov, ktoré je možné odobrať z neďalekého USB výstupu počítača.

Popis schémy

Všeobecný diagram je uvedený nižšie.

Bežne sa dá rozdeliť do 4 blokov.Prvým z nich je napájací menič (ľavý horný roh), ktorý z unipolárneho napätia 5 voltov prichádzajúceho na vstup z USB konektora vytvára v každom ramene bipolárne napätie 5 voltov, takže celkový swing bude 10 voltov. Bipolárne napätie je po prvé potrebné na prevádzku operačného zosilňovača (op-amp) s premenlivým zvukovým signálom a po druhé, amplitúda 5 voltov jednoducho nestačí pre čip operačného zosilňovača. Prevodník obsahuje minimum súčiastok, z ktorých najdôležitejšie sú dióda - musí to byť Schottky a indukčnosť 1000 μH vystačí s feritovým jadrom. Prevodník pracuje na mikroobvode MC33063, ktorý sa často používa na vytváranie rôznych impulzných meničov a predáva sa v akomkoľvek obchode s rádiom.

Druhou časťou je dvojčlánkový CLC filter (pravý horný roh), ktorý čistí napájanie mikrofónu od rôznych rušení, ktoré sa doslova hemžia napätím prijímaným z USB výstupu a ktoré je navyše vytvárané prevodníkom impulzov. Obe výkonové ramená sú filtrované a pre najkvalitnejšie filtrovanie sú potrebné dva články pre každé rameno, respektíve budete potrebovať 4 tlmivky po 2000-3000 μH a 6 kondenzátorov. Každý elektrolytický kondenzátor je prepojený s tantalom (môžete použiť keramiku) pre dodatočné filtrovanie RF rušenia. Ak je to potrebné, obvod môže byť napájaný z akéhokoľvek 9-12 voltového zdroja, čím sa vytvorí umelý stred pomocou rezistorového deliča namiesto bipolárneho napájania; v tomto prípade nie je potrebný konvertor ani CLC filter, ale napájanie cez USB je veľmi pohodlné pre počítačový mikrofón.

Časti 3 a 4 sú priame zosilňovače, identické pre pravý a ľavý kanál, takže zvuk z mikrofónu bude v stereo formáte. Použitý je nízkošumový operačný zosilňovač NE5532, namiesto neho môžete použiť aj TL072 alebo TL082, všetky sú duálne, na zosilnenie dvoch kanálov je potrebný len jeden čip. Pomocou trimovacích odporov PR1, PR2 môžete nastaviť zosilnenie individuálne pre každý kanál. Po zložení mikrofónu ich bude potrebné upraviť tak, aby amplitúda signálu v oboch kanáloch bola rovnaká a úroveň signálu nepreťažovala vstup počítača. Samotné snímače sú elektretové kapsulové mikrofóny, presne tie isté, aké sa používajú v mobilných telefónoch alebo náhlavných súpravách.

Zostava mikrofónu

Aby elektronika mikrofónu nezaberala veľa miesta a bez problémov sa zmestila do akéhokoľvek vhodného puzdra, sú na montáž použité SMD komponenty. Z výstupných sú v CLC filtri použité len elektrolytické kondenzátory a väzbové kondenzátory v zosilňovačoch, keďže je vhodnejšie použiť filmové kondenzátory. Induktory vo filtri môžu byť tiež použité ako výstupné, ak nemáte po ruke SMD, ako som to urobil ja. Samotná doska plošných spojov je vyrobená metódou LUT, v archíve nájdete nákres tratí pre tlač a schému usporiadania prvkov.

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

Elektretové kapsuly sú prispájkované priamo na dosku od konca. Na druhej strane dosky sú svorky pre pripojenie výstupov (pravý, ľavý) a 5 voltového napájania. Napájanie mínus a signálová zem sú rovnaké kontakty. Po spájkovaní sa doska musí umyť z taviva (fotografia ukazuje proces montáže).

Inštalácia v puzdre

Doska je inštalovaná v puzdre, ktoré vám umožní nielen pohodlné používanie mikrofónu, ale zároveň ochráni elektroniku pred elektromagnetickým rušením. Puzdro môže mať akýkoľvek tvar, hlavná vec je, že je kov - bude potrebné ho pripojiť k zemi obvodu. Dobrou možnosťou by bolo zbytočné puzdro z lacného mikrofónu, ktorý si môžete kúpiť doslova za 100 - 200 rubľov. Perfektne sa do nej zmestí obdĺžniková doska, na pripojenie výstupu môžete použiť štandardný XLR konektor, alebo jednoducho vyviesť pevný tienený vodič s vodičmi pre pravý a ľavý kanál a 5V linkou, na ktorej prispájkujete 3,5mm a USB konektory. koniec.

Testy mikrofónov

Správne zostavený mikrofón s upravenou úrovňou zosilnenia vytvára signál dostatočnej amplitúdy s prirodzeným, čistým zvukom. Video nižšie je príkladom záznamu akustickej gitary zhotoveného pomocou zostaveného mikrofónu.