Blog

Особенности и характеристики самодельных микрофонов

Сделанный собственноручно микрофон может обладать большой чувствительностью и способностью работать на расстоянии до нескольких метров. Он также дает возможность записать качественный звук при помощи компьютера.

Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками

Качество записываемого звука полностью зависит от характеристик звуковой карты в ПК.

Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками

У самодельных устройств звук и акустика хуже, чем у фабричных, т.к. у них ниже динамический диапазон, чувствительность. Однако эти недостатки компенсируются низкой стоимостью материалов для сборки. Расходы на них составят не больше 100 руб. Цена самых простых фабричных моделей начинается от 250 руб.

Характеристики прибора также отличаются в зависимости от его разновидности. Основных — 6.

Направленный

Предназначен для прослушивания или записи звука, источник которого находится на расстоянии (оно не должно превышать 100 — 150 м). Минимально необходимая сила звука должна составлять 45-50 дБ. Чаще всего такие устройства применяются журналистами для записи во время интервью.
Направленный микрофон

Электретный

Тип, близкий к конденсаторным моделям. Использует в качестве фиксированной обкладки конденсатора и перманентного источника тока пластину из электрета (особого диэлектрика).

Студийный

Студийными называют конденсаторные микрофоны, которые предназначены для звукозаписи, передачи звука на телевидении или радио. Основной элемент конструкции — конденсатор, покрытый диэлектрической пленкой, чувствительной к звуковым колебаниям. Когда пленка их улавливает, она вибрирует. Вследствие этого емкость конденсатора меняется, звук превращается в электрические колебания.
Студийный микрофон

Самодельный конденсаторный ламповый

Аналог предыдущего варианта. Однако в предусилителе используются не транзисторы или микросхемы, а лампы. Благодаря этому удается достичь более теплого, естественного звука. Подходит для записи вокальных и инструментальных партий.

Изготовить можно самому — из конденсаторного микрофона и лампового предусилителя.

Щелевой из хомутов от транзисторов

Разновидность направленного микрофона. Основа конструкции — трубка, снабженная щелями. Когда звуковые волны туда проникают, они вступают в противофазу. В результате можно слышать звук даже на большом расстоянии.

Самому прибор можно сделать из хомутов от старых советских транзисторов.

Микрофон из наушников

Простейший вариант самодельного микрофона. Для создания мембраны используют динамик от наушников. Подойдет для онлайн-связи. Для записи не годится — качество звука недостаточное.
Наушники

Из чего можно сделать микрофон

сделать в домашних условиях микрофон для компа

Чтобы сделать в домашних условиях микрофон для компа, используется обычный громкоговоритель. Электродинамический микрофон и динамик имеют одинаковую конструкцию, когда в зазоре постоянного магнита перемещается катушка с определённым количеством витков, поэтому динамическая головка может использоваться как микро. Для качественной записи устройство не подойдёт, но, в случае необходимости его можно использовать для общения в социальных сетях. Чтобы сделать свой домашний микрофон лучше использовать миниатюрные громкоговорители, применяемые в транзисторных приёмниках, но можно взять любой маломощный динамик.

сделать свой домашний микрофон

Вход звуковой карты компьютера рассчитан на подключение голосового прибора с сопротивлением 100-200 Ом, а сопротивление электродинамической головки не превышает 8 Ом, поэтому для согласования используется транзисторный каскад, включенный с общей базой. Вместо транзисторов ВС109 можно использовать КТ3102 с любым буквенным индексом. На резистор R5 подаётся плюс питания от 6 до 9 вольт. К минусовому выводу конденсатора С2 припаивается жила экранированного провода. Оплётка соединяется с землёй. На другой конец кабеля впаивается штекер mini-jack.

Хорошей заготовкой для изготовления микро в домашних условиях служит старая гарнитура с наушниками. В центральной коробочке с кнопкой «Ответ» имеется миниатюрный электретный капсюль, который можно использовать, если он исправен. Для этого нужно аккуратно вскрыть коробочку чтобы получить доступ с капсюлю.

плата с усилителем микрофона

Далее, от платы нужно отпаять провода, убрать кнопку и печатные дорожки, а пластину использовать для монтажа на ней предварительного усилителя. Если плата с усилителем имеется, то капсюль осторожно выпаивается и устанавливается на новую конструкцию.

Пошаговая инструкция и этапы изготовления микрофона для компьютера

Процедуру изготовления прибора условно можно разделить на несколько этапов.

Схемы и чертежи

Перед началом работы лучше набросать чертеж будущего изделия. Это облегчит последующую сборку. Поскольку это простой вариант, специализированные программы не нужны. Схему можно сделать на бумаге.

Схема для микрофона

Источник питания устройства

В рассматриваемом варианте нет предусилителя. Поэтому дополнительное питание ему не нужно.

Микшер для микрофона

Микшер представляет собой регулятор громкости и амплитудно-частотных характеристик. Простейший можно купить за 3000-4000 руб. Если нет желания тратить на него деньги, можно использовать программные микшеры (например, VoiceMeeter Banana или похожий софт). Их возможности не уступают функциональности «железных» моделей.

Если вы не планируете использовать прибор для записи, ему будет достаточно встроенного микшера Windows.

Стойка

Если нет желания использовать петличку, для фиксации микрофона можно сделать стойку. Самый простой вариант – изготовить аксессуар из старой настольной лампы. Для этого отсоединяют плафон и на его место приделывают металлический хомутик, диаметр которого позволяет зафиксировать корпус самодельного микрофона.

Плюс такой стойки в том, что ее положение можно менять в соответствии с потребностями владельца.

Стойка для микрофона

Этапы сборки

Чтобы собрать прибор, потребуется выполнить следующие действия:

  • отрезать концы корпуса маркера так, чтобы получилась полая трубка;
  • припаять к капсюлю двухжильный провод;
  • обмотать капсюль изолентой в 2-3 витка (это нужна для лучшей фиксации в корпусе) и ввести его в трубку так, чтобы провод вышел с другой стороны;
  • припаять противоположный конец провода к штекеру 3,5 мм.

Усилитель микрофона

Как сделать усилитель

Простейший нерегулируемый предусилитель можно изготовить на базе 2 конденсаторов и 1 транзистора ВС547.

Для сборки схемы методом навесного монтажа нужно:

  • минусовой выход электретного капсюля напрямую подсоединить к эмиттеру транзистора, а минусовой – к коллектору через 2 резистора на 1 кОм каждый, соединенных последовательно;
  • параллельно плюсовому и минусовому выходам капсюля припаять керамический конденсатор (емкость не важна);
  • параллельно второму резистору и эмиттеру транзистора припаять электролитический конденсатор на 47 мФ (минус должен приходиться на эмиттер);
  • к коллектору и эмиттеру транзистора припаивают провода, ведущие к выходному штекеру.

Если не удалось найти ВС547 – не проблема. Его может заменить транзистор отечественного производства КТ3102, который проще найти.

Сборка усилителя

Как сделать звукоизоляцию

Если микрофон планируют использовать для записи голоса, не помешает звукоизоляция. Ее делают из специальных поролоновых пластин, которые можно купить в строительном магазине, и фанеры.

Для этого:

  • из фанеры изготавливают прямоугольный короб без 1 стенки;
  • изнутри его обклеивают поролоновыми пластинами.

Во время записи микрофон помещают внутрь короба. Там же размещается человек. В результате 80-90% посторонних звуков не попадают на звуковую дорожку.

Если нет желания делать короб, пластинами из поролона можно обклеить один из углов комнаты. Звукоизоляция при этом будет несколько хуже.

Как сделать ветрозащиту

Простейшую ветрозащиту можно сделать из кусочка поролона. Для этого в корпус прибора перед капсюлем помещают прослойку из полимерного материала. Также можно изготовить чехол. Его надевают на наружную часть корпуса.

Благодаря ветрозащите не появляются посторонние звуковые сигналы из-за ветра или придыханий во время речи.

Конденсаторные микрофоны

Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками

Конденсаторный микрофон изобрел в 1916 году Эдуард Венте. Такие микрофоны, как становится ясно из названия, сделаны на основе конденсатора. Устройство такого микрофона можно видеть на рисунке ниже:
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками

Одна из обкладок конденсатора сделана из полимерной пленки с металлизацией, эта пленка при колебании со звуковой частотой, изменяет емкость конденсатора. Такие микрофоны на выходе имеют очень большое сопротивление и нуждаются в предусилителе. На фотографии изображен студийный конденсаторный микрофон:

Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками

Вокально-речевой студийный конденсаторный микрофон или сверхглубокая модернизация китайского BM-700 / BM-800

Подобрать правильный микрофон – значит, обеспечить треть успеха качественной записи вокала (или речи). Неподходящий или некачественный микрофон испортит звучание вокалиста (или диктора). Поэтому к выбору звукозаписывающего устройства нужно подходить со всей ответственностью. Что же делать, если выбор сделан неверно? Можно ли это исправить?
В данной статье расскажу, как я модернизировал популярный китайский микрофон BM-700, а так же сравню результаты проделанной работы с применением электретного и конденсаторного капсюлей.
Скажу сразу, что современный микрофон – это достаточно сложная система из акустико-механических (таких как: различные зазоры, отверстия, объемы и пористые материалы), электромеханических (преобразующих звуковые колебания в ЭДС) и электронных (согласующих сторону преобразователя с последующим усилительным устройством) звеньев.
Для понимания классификации микрофонов рассмотрим вкратце их устройство и принцип действия.
В зависимости от принципа преобразования механических (звуковых) колебаний в электрические микрофоны делятся на несколько типов. В студийной практике, как правило, используются электродинамические (катушечные и ленточные) и конденсаторные микрофоны (в том числе электретные). В электродинамических микрофонах выходное электрическое напряжение пропорционально скорости колебаний подвижной системы, а в конденсаторных (и вообще всех остальных) – пропорционально колебательному смещению.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Принцип действия электродинамического катушечного микрофона состоит в следующем (см. рисунок выше).
В кольцевом зазоре 4 магнитной системы, имеющей постоянный магнит 5, находится подвижная катушка 1, скреплённая с диафрагмой 2 на опорном фланце 3. При воздействии на диафрагму звукового давления она вместе с подвижной катушкой начинает колебаться. В силу этого в витках катушки, перерезающих магнитные силовые линии, возникает напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.

Электродинамический микрофон стабилен, имеет довольно широкий частотный диапазон и сравнительно небольшую неравномерность частотной характеристики.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Устройство ленточного электродинамического микрофона несколько отличается от устройства катушечной модификации (см. рисунок выше).
Здесь магнитная система микрофона состоит из постоянного магнита 4 и полюсных наконечников 2 со сквозными отверстиями 3, между которыми натянута легкая, обычно алюминиевая, тонкая (порядка 2мкм) гофрированная лента 1. При воздействии звукового давления на обе её стороны возникает сила, под действием которой лента начинает колебаться, пересекая при этом магнитные силовые линии, вследствие чего на её концах развивается напряжение. Так как сопротивление ленты очень мало, то для уменьшения падения напряжения на соединительных проводниках, развиваемое на концах ленты напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора, размещаемого в непосредственной близости от ленты. Напряжение вторичной обмотки трансформатора является выходным сигналом микрофона.

Частотный диапазон данного микрофона так же довольно широк, а неравномерность частотной характеристики невелика.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Для высококачественных электроакустических трактов наибольшее распространение получил конденсаторный микрофон (см. рисунок выше).
Принципиально он работает следующим образом: жёстко натянутая мембрана 1 с эффективным диаметром D под воздействием звукового давления может колебаться относительно неподвижного электрода 4, являясь вместе с ним обкладками электрического конденсатора с зазором d, образованным изоляционным кольцом 2. Односторонняя направленность конденсаторного микрофона достигается тем, что капсюль имеет второй акустических вход через специальные отверстия во вкладыше 5 и отверстия в неподвижном электроде 3. Данный конденсатор включается в электрическую цепь последовательно с источником постоянного тока Gb1 и активным нагрузочным сопротивлением Rн. При колебаниях мембраны ёмкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления, в связи с чем в электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении возникает падение напряжения, являющееся выходным сигналом микрофона.

Следует отметить, что нагрузочное сопротивление должно быть весьма большим (порядка 1ГОм), что бы падение напряжения на нем не значительно уменьшалось на низких частотах, где ёмкостное сопротивление конденсатора (мембрана – неподвижный электрод) очень велико и использование такого микрофона было бы невозможно из-за сравнительно небольшого сопротивления нагрузки. По этой причине у конденсаторных микрофонов предусмотрены конструктивно связанные с самим микрофоном усилители, имеющие малый коэффициент усиления (порядка единицы), высокое входное и низкое выходное сопротивления.
Конденсаторные микрофоны имеют самые высокие качественные показатели: широкий частотный диапазон, малую неравномерность частотной характеристики, низкие переходные искажения (т.е. способность верно воспроизводить звуки с крутым фронтом), высокую чувствительность и низкий уровень шумов.
Электретные микрофоны, по существу, те же конденсаторные, но постоянное напряжение для них обеспечивается не обычным источником, а электрическим зарядом мембраны или неподвижного электрода, материалы которых отличаются тем, что способны сохранять этот заряд длительное время. Однако поляризация электрета постепенно уменьшается, и через несколько лет требуется его замена. В этом скрывается основной недостаток микрофонов данного типа.
Одним из существенных преимуществ электретных микрофонов перед конденсаторными является то, что при одинаковых значениях поляризующего напряжения (в случае электретного – эквивалентного) в электретных системах можно использовать меньшее значение зазора d и, стало быть, реализовать большую чувствительность, не опасаясь «прилипания» мембраны к неподвижному электроду. Объясняется это тем, что заряд электрета находится в связанной форме, вследствие чего не может «стекаться» к центру мембраны, когда она под действием поляризующего напряжения прогибается в сторону неподвижного электрода и её центр оказывается наиболее близкой к электроду точкой.
Итак, подтянув (или освежив) теоретические знания, предлагаю перейти к практической части.
Сегодня, как уже многим стало понятно из названия статьи, речь пойдет именно о конденсаторных микрофонах.
В моем распоряжении оказался один из самых дешевых (и поэтому популярных?) китайских микрофонов – BM-700 со следующими официальными характеристиками (конечно же, далекими от истины).
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
АЧХ приводить не буду, т.к. картинка (именно картинка, а не график) не имеет ничего общего с действительностью – свет на этот вопрос прольем немного позже.
Разобрав корпус микрофона (делается это, к слову, очень просто – необходимо открутить нижнюю круглую гайку и два винта от защитной решетки), видим следующую картину: 16мм электретный капсюль и плату с одной из самых простейших схем на транзисторе 2SK596S-B (используется, конечно, не оригинал, вследствие его снятия с производства, а китайская копия K596-B).
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Одним из самых главных недостатков данного микрофона является очень высокий уровень собственного шума. Так же к недостаткам можно отнести его недостаточную для комфортной работы чувствительность. Исправление этих параметров и будет основными задачами при модернизации.
Повысить чувствительность микрофона можно за счёт увеличения поляризующего напряжения и увеличения площади мембраны.
Первый вариант не подходит потому, что повышению поляризующего напряжения препятствует малое расстояние между электродами, а так же недостаточная электрическая прочность воздуха и тонкого слоя диэлектрика мембраны. Поэтому было принято решение пойти вторым путем – заменить капсюль на другой, с широкой диафрагмой. Выбор пал на 25мм капсюль. Сравнительная таблица с характеристиками обоих приведена ниже.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
В сравнении со штатным 16мм, новый капсюль кажется очень внушительным.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
25мм капсюль отлично вписывается в доработанное штатное крепление (необходимо лишь дремелем выбрать ребра для установки старого капсюля, а зазор ~1мм по контуру заполнить пористой лентой).
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Вопрос с низкой чувствительностью можно считать закрытым, и пора решать проблему с высоким уровнем собственного шума. Причем этот шум вносит не столько сам капсюль, сколько убогое схемное решение штатного усилителя. Пытаться улучшить ситуацию заменой разделительных конденсаторов и монтажом дополнительных фильтров в цепи питания я считаю нецелесообразным. Поэтому, вдохновившись рассказом Дага Форда (Doug Ford) на YouTube-канале EEVblog, решил полностью переработать усилитель, отправив старый туда, где ему полагается быть изначально – в мусорное ведро.
Основой нового усилителя стала схема «самого тихого студийного конденсаторного микрофона» – RØDE NT1-A. Безусловно, в лоб я её копировать не стал (хотя решение весьма простое и элегантное), а промоделировал в Multisim, оптимизировав компонентную базу. В результате получился линейный (вплоть до 100кГц) усилитель с коэффициентом усиления по напряжению равным единице и коэффициентом нелинейных искажений ≤ 0,04% (при 10 кГц) при амплитуде выходного сигнала 1В, т.е. при максимальной мощности.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Определившись со схемным решением будущего усилителя, переходим к трассировке печатной платы. Основной задачей проектирования платы является минимизация её влияния на работу схемы. Реализовать это требование в двухслойной плате порой сродни искусству. Что бы прийти к окончательному варианту мне понадобилось аж пять опытных образцов! Для обеспечения наилучших результатов пришлось полностью отказаться от применения компонентов для монтажа в отверстия, сделав при этом все цепи минимально короткими без паразитных переходных ёмкостей и индуктивностей.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Печатная плата была заказана в Китае с использованием сервиса JLCPCB. На данный момент, по моему мнению, это лучший по соотношению цена/качество вариант заказа прототипов плат размером до 100*100мм. Единственный минус в том, что они в последних моих заказах не используют вакуумную упаковку – просто запаивают в герметичный пакет с силикагелем. При этом платы приезжают немного потёртыми, что особенно заметно на чёрной маске. На пайку и работоспособность не влияет, но «осадочек остался». 🙂
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Необходимые электронные компоненты были заказаны в той же группе компаний, что и JLCPCB – LCSC, что позволило сэкономить на доставке, т.к. у них есть возможность объединения заказов печатных плат и компонентов (UPD: теперь нет). Доставка почтой занимает порядка 2..2,5 недель.
Однако на 100% закрыть потребность в них не удалось, несмотря на достаточно широкий ассортимент на складе. Транзисторы, как ни странно, оказалось дешевле всего заказать в ЧИП и ДИП, а высокоомные резисторы пришлось брать аж на 1688.com через посредника.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Итак, можно приступать к сборке.
Я использовал паяльную станцию ATTEN 8586. Вариант не идеальный – мощности паяльника порой недостаточно (приходится иногда поднимать температуру выше 300°C).
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Флюс KINGBO RMA-218, паяльную пасту MECHANIC XG-Z40, пинцет ESD-15 и припой FELDER ISO-Core ELR.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Несмотря на то, что флюс и паяльная паста являются безотмывочными, для достижения наилучшего результата их всё равно лучше отмыть. Для этих целей у меня есть SOLINS FLUX-OFF.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Готово, смотрим на результат.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Окончательный монтаж – это соединение капсюля, платы усилителя и XLR-разъема проводами. Для этой цели я использовал посеребренный провод в тефлоновой (PTFE) изоляции FF46-2.
Так же после монтажа желательно изолировать чувствительную область усилителя от влаги, например при помощи лака на основе акриловой смолы PLASTIK 71.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Казалось бы, микрофон уже собран, но внутренний перфекционист и желание сделать ещё лучше не позволили остановиться на достигнутом. Было принято решение сделать ещё один вариант, на этот раз уже не электретный, а конденсаторный с внешней поляризацией. Электромеханическим преобразователем в данном случае был выбран 34мм капсюль (UPD: продавец, на фоне популярности данной статьи и спроса на этот капсюль, поднял цену более чем в два раза — к приобретению не рекомендую!).
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Общая сравнительная таблица характеристик представлена ниже.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Так как капсюль не имеет защитных элементов мембраны – она полностью открыта, то он поставляется в пластиковой коробочке исключающей механические повреждения.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
К слову сказать, это уже не конденсаторный капсюль в чистом виде, а акустически комбинированный. В нём не одна мембрана, а две с разных сторон – одна электрически активная (рабочая) с покрытием из золота, а вторая пассивная (необходима для формирования однонаправленных свойств).
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Параметры данного капсюля на странице продавца вызывают некоторые сомнения, поэтому я нашёл аналогичный на Taobao – K14. Измеренная продавцом АЧХ имеет следующий вид. Резкий спад ниже 80Гц, скорее всего, обусловлен АЧХ источника звука при проведении измерений, нежели самим капсюлем.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Крепление для 34мм капсюля необходимо изготовить самостоятельно, т.к. все имеющиеся в продаже, которые я видел, не подходят для имеющегося корпуса микрофона. Заготовку по сконструированной модели вырежем лазером из листа акрила, а отверстия просверлим потом, уже вручную. Крепление должно быть обязательно из изоляционного материала, т.к. на корпус капсюля будет подводиться поляризующее напряжение.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Раму микрофона так же необходимо доработать, просверлив отверстия под виброизолирующие втулки. Сверлится очень легко, т.к. она отлита из алюминиевого сплава. Чтобы получить более точные отверстия я сначала просверлил их сверлом меньшего диаметра, а потом прошёлся разверткой.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Крепёж и виброизоляторы, необходимые для сборки, на фото ниже.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Устанавливаем крепление капсюля на раму. Самоконтрящиеся гайки с нейлоновым кольцом позволяют отрегулировать предварительное сжатие виброизоляторов и исключить разбалтывание системы подвеса в будущем.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Далее перейдём к электронной части – к уже отработанной схеме усилителя необходимо добавить блок формирования поляризующего напряжения. Выполним его на триггерах Шмитта (в качестве генератора) и несимметричном умножителе напряжения, добавив выходной CRC-фильтр.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Разводя печатную плату, в данном случае пришлось перейти на двусторонний монтаж – это позволило разместить фильтрующие конденсаторы цепей питания в непосредственной близости от потребителей. Это позволяет распределить рабочий ток между ними, используя низкоимпедансные пути прохождения тока. Практически это означает, что данные конденсаторы непосредственно обслуживают компоненты, в то время как источник питания занимается их перезарядом.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
В заказ эта плата ушла вместе с предыдущей с задержкой в один день, благо сервис JLCPCB позволяет объединять заказы до момента отгрузки.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Переход на двусторонний монтаж SMD-компонентов несколько осложняет сборку. При серийном производстве большие конденсаторы с обратной стороны платы пришлось бы закреплять при помощи клея.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Внешний вид после окончательного монтажа показан на фото ниже.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Остаётся только прикрутить защитную решетку и полностью собрать корпус микрофона. Отличить его от предыдущего можно разве что по изменившемуся весу, т.к. новый капсюль весит порядка 50 грамм.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
И теперь уже вроде бы можно отложить в сторону паяльник и приступать к тестированию, но нет – осталась ещё одна немаловажная часть – коммутация. Комплектный микрофонный кабель мало того что ужасного качества, но и является несимметричным (имеет один сигнальный проводник), т.е. абсолютно не подходит для микрофонов требующих фантомное питание. Поэтому отправляем его к штатному капсюлю и плате усилителя – в мусорное ведро.
Основой нового кабеля станет один из лучших, по моему мнению, микрофонных кабелей, которые можно купить за вменяемые деньги – японский Canare L-2T2S. Это 2-проводной (симметричный) кабель диаметром 6мм и сечением 60-жильных проводников 23AWG (0,258кв.мм) с лужёным медным экраном высокой плотности (заполнение более 94%) в ПВХ изоляции со следующими характеристиками.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Признаться честно, разделка этого кабеля – сущий ад. Экран настолько плотный, что на его «распушение» без повреждения уходит очень много времени. Однако конечный результат не может не радовать.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
XLR-разъемы были выбраны производства Neutrik Group, а именно китайской компанией Ningbo Neutrik® Trading Co., Ltd. под брендом «Yongsheng» – YS176 (мама) и YS177 (папа).
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Очень приятные как при сборке, так и в эксплуатации разъёмы. Металлическая защёлка увеличенного размера овальной формы не люфтит при установке в оборудование, полиуретановая манжета защищает кабель от повреждения при изгибах, а эргономичный корпус не скользит в руке.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
После окончательной сборки трёхметровый кабель выглядит следующим образом.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Перейдём непосредственно к тестированию. Именно к тестированию, а не измерениям, т.к. измерить все электроакустические параметры микрофона по ГОСТ Р 53576-2009 в домашних условиях не представляется возможным, к сожалению. Ограничимся снятием приведённой АЧХ и тестовой записью для каждого из трех микрофонов.
Интересующий нас диапазон частот – 80Гц..7кГц. Он выбран из тех соображений, что микрофон я делал вокально-речевой, а полоса частот речевого сигнала для мужских голосов составляет 80Гц..5кГц, а для женских 220Гц..7кГц.
АЧХ будем измерять именно приведённую, т.е. без использования измерительно микрофона (т.к. у меня его попросту нет) – по существу, обмерим источник звука испытуемым микрофоном, условившись, что в измеряемом диапазоне источник звука линеен. На самом деле это, конечно же, не так, но для общего представления вполне достаточно, т.к. основная энергия речевого сигнала сосредоточена в достаточно узкой полосе частот – 250..500Гц и спад в сторону высоких частот составляет 6дБ на октаву. Среднестатистическое распределение спектральной плотности средней мощности речевого сигнала приведено на графике ниже.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Для проведения тестов я воспользовался своим домашним оборудованием – звуковым USB-интерфейсом Roland QUAD-CAPTURE (UA-55) и программой SpectraPLUS.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Источником звука выступил активный 5″ монитор ближнего поля Pioneer S-DJ50X с диапазоном воспроизводимых частот 50Гц..20кГц.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Измеренная с расстояния 1м, приведённая АЧХ показана ниже. Тестовым сигналом послужил логарифмический свип-тон (sweep tone), представляющий из себя синусоиду с постоянно увеличивающейся частотой. Огибающая его пиковых значений явилась зависимостью амплитуды выходного от частоты входного сигнала.
Зеленая линия – это передаточная характеристика звукового интерфейса (когда вход и выход соединены). Бирюзовая – микрофон BM-700. Фиолетовая – ECM-1A, на электретном 25мм капсюле (грубо говоря, этот график и есть АЧХ источника звука, с явным резонансом в области 100Гц и провалом на 850Гц). Малиновая – CM-1A, на конденсаторном 34мм капсюле. Серым цветом выделен интересующий нас диапазон.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
В области максимума спектральной плотности речи (выделен розовым) оба модернизированных микрофона имеют приблизительно одинаковую, близкую к линейной (если абстрагироваться от источника звука), АЧХ, в отличие от исходного BM-700, который имеет в данном диапазоне спад порядка 3дБ. Этот спад нежелателен и обусловлен недостаточным входным сопротивлением штатного усилителя. На практике он заставляет вокалиста (или диктора) приближаться к микрофону, со всеми вытекающими последствиями – неестественность звучания, «взрывные» согласные, «бочковатый» окрас.
Анализируя полученные данные, можно сказать, что для записи речи и вокала наиболее предпочтительным оказался классический конденсаторный микрофон, т.к., имея более рельефную АЧХ с подъемом на верхних частотах, он позволяет улучшить разборчивость голоса.
Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками
Наконец пришло время ответить на главный вопрос – «Как звучит каждый микрофон?» Для этого по эталонному файлу запишем звук с каждого из микрофонов без какой-либо обработки. Уровень сигнала для каждого из них устанавливался регулятором чувствительности индивидуально по отсутствию клиппинга (clipping), т.е. без ограничения амплитуды. Расстояние записи – 0,4м.
Шум в паузах у модернизированных микрофонов обусловлен больше гулом от кулеров компьютера и общей зашумлённостью помещения, нежели собственным шумом.
Подводя итог, следует отметить, что выбор оптимального микрофона, который наиболее точно передаст всю красоту и оригинальность голоса конкретного исполнителя – это задача сложная и разрекламированным дешевым китайским ширпотребом решить её, увы, нельзя. Однако, грамотно применив знания по акустике и электронике, можно своими руками сделать относительно недорогой высококачественный микрофон, который не будет уступать моделям именитых брендов.
В заключении хочу всем пожелать только качественных и чистых записей, небольшого количества дублей, успешного сведения и, если не отсутствия, то хотя бы минимального количества ошибок.

Принципиальная схема радиомикрофона

Как сделать микрофон в домашних условиях своими руками

Радиомикрофон выполнен на трех транзис­торах, питается от источника напряжением 1,5V. Дальность приема на приемник на основе микросхемы К174ХА34 (или её анало­гах) в открытом пространстве достигает 50 метров. В помещении в кирпичном доме, через стену не более 10-15 метров, но этого более чем достаточно.

Работает он на частоте в диапазоне 88-100 Мгц. Частоту устанавливают при налаживании подстройкой контурной катушки (сжатие — растягивание витков). В дальнейшем при эксплуатации настройка не предусмотрена. Однако, если конденсатор С4 заменить подстроечным, и сделать в корпусе изделия отверстие для доступа отверткой к нему, то микрофон можно будет оперативно настраивать на другую частоту. Например, это может приго­диться если в радиусе действия должны независимо работать два таких или аналогичных микрофона.

Звук принимает микрофон М1, — это обычный динамический микрофон (на подставке и без источника питания). Но вместо него можно использовать практически любой другой микрофон, динамический или электромагнитный. Можно даже вместо микрофона подключить динамик. Можно использовать чувствительный электретный микрофон, для него нужно подать питание. Схема включения такого микрофона на схеме в конце статьи.

Сигнал от микрофона подается на двухкаскадный усилитель-ограничитель на транзисторах VT1 и VT2. Усилитель усиливает сигнал по напряжению. С коллектора VT2 усиленное напряжение 34 поступает на варикап VD1. Резистор R7 служит для разделения ВЧ и НЧ составляющих и уменьшения влияния низкочастотного усилителя на режим работы высокочастотного генератора.

Генератор ВЧ выполнен на транзисторе VT3. Транзистор включен по схеме с общей базой. Напряжение смещения на базе создается резисторами R10 и R11. Конденсатор С7 «притягивает» базу транзистора по ВЧ к общему проводу. Обратная связь, необходимая зля запуска генератора задается конденсаторами С6 и С5, а так же сопротивлением резистора R8. Это нужно учесть при налаживании генератора. — если не будет запускаться попробовать подобрать номиналы этих деталей.

Катушка L1 намотана проводом диаметром 0,8 мм, бескаркасная, для диапазона 88-100МГц она должна содержать 1 + 1+3 витков. Предварительно намотку делают на оправке диаметром 6-7 мм (в качестве оправки можно использовать хвостовик сверла соответствующего диаметра).

Антенна представляет собой кусок монтажного провода длиной не менее 0,5 метра. От длины антенны зависит дальность приема. Наибольшая дальность достигается при двухметровой длине антенны. Описание укороченной антенны в следующей статье.

Транзисторы С2347 можно попробовать заменить транзисторами КТ3102, КТ315 или другими аналогичными. Варикап можно заменить практически любым варикапом или даже стабилитроном. Неплохо в качестве варикапов работают стабилитроны серии Д814.

Схема радиомикрофона на одном транзисторе

Радиомикрофон своими руками

Данные катушки: L1 содержит 4 витка эмалированного провода, диаметр 0,8, намотанных на оправке 3мм. Питается от двух пальчиковых батареек. Транзистор можно использовать отечественный КТ368.

Схема радиомикрофона на одной микросхеме

Радиомикрофон своими руками

Как сделать печатную плату с помощью фоторезиста?

Изготовление печатной платы своими руками
В построении электронных схем можно пользоваться универсальной печатной платой с отверстиями без дорожек, но удобнее использовать печатную плату, изготовленную согласно этой схеме.

Простой стабильный радиомикрофон

Предлагаю схему очень стабильного радиомикрофона. К созданию данной схемы подтолкнула необходимость в качественном жуке, со стабильной частотой, не уходящей при приближении человека, или перемещении устройства. В итоге была разработана и собрана данная схема. Даже если вертеть устройство в руках, скручивать и раскручивать антенну- частота совсем не уходит. О том, как добиться стабильности, будет сказано ниже.

Итак, отличительные качества данного радиомикрофона:
— регулируемая звуковая чувствительность
— крайне стабильная работа
— регулируемая мощность

Характеристики:
Мощность: 30-300мВт
Напряжение питания: 3-15В
Диапазон: 70-140МГц

Схема простого стабильного радиомикрофона

Описание работы схемы

Через R1 подается питание на электретный капсюль, далее с помощью C1 полезный сигнал отделяется от постоянной составляющей питания и попадает на базу VT1. На VT1 собран УЗЧ, необходимый для предварительного усиления сигнала с микрофона. Обыкновенный каскад с общим эмиттером, в котором R3 задает смещение базе, а R2 является нагрузочным. R4 ограничивает ток каскада, что необходимо для регулировки усиления каскада, а С4 шунтирует его по переменному току, тоесть пропуская только полезный сигнал. R5 ограничивает ток НЧ части, и вместе с С2 выступает в роли Г-фильтра, предохраняющего схему от самовозбуждения. Через С3 сигнал поступает на базу VT2, на котором выполнен ГВЧ. R6 и R7 задают смещение базе, R8 ограничивает ток каскада. С5 шунтирует базу на общий вывод, за что такой каскад получил название каскада с общей базой. С7 создает обратную связь, а С8 шунтирует R8, позволяя ВЧ сигналу свободно проходить. На L1 и C6 собран параллельный колебательный контур, от которого и зависит частота генерации. Через С9 уже сгенерированный VT2 ВЧ сигнал, и модулированный НЧ сигналом с VT1, он попадает на базу VT3, на котором собран УВЧ. R9 и R10 задают смещение на базе VT3. R11 ограничивает ток каскада и позволяет изменять выходную мощность устройства. L2 и С10 образуют колебательный контур аналогичный и резонансный контуру ГВЧ. Конденсатор С11 является разделительным, между УВЧ и антенной. С12 шунтирует схему по ВЧ, что предупреждает самовозбуждение на высоких частотах.

Используемые элементы и взаимозаменяемость

VT1- 9014; VT2, VT3- 9018.
L1, L2- 6 витков проводом 0.5мм, на каркасе диаметром 3мм.
Антенна — кусок провода 20-60см.
Все резисторы 0.125-0.5Вт. Конденсаторы С1, С2, С3  и С4 электролитические, остальные керамические.

Источник питания: любой напряжением 3-15В, в моем случае 2 литиевые таблетки типоразмера CR2032.
VT1 можно заменить транзистором КТ315, BC33740 или практически любым маломощным транзистором NPN структуры имеющим достаточный коэффициент усиления. VT2, VT3 можно заменить транзистором КТ368, или любыми другими маломощными имеющими граничную частоту не менее 200МГц.

Настройка

Настройка сводится к установке чувствительности микрофона, установке частоты и настройке контура УВЧ в резонанс.
При помощи R4 необходимо настроить чувствительность каскада УНЧ так, чтобы разговор вблизи не вызывал перегрузки, а чувствительность была все еще достаточной чтобы слышать его в пределах комнаты или квартиры.

При помощи С6 производится грубый выбор частоты, для более точной подстройки необходимо изменять геометрию L1 путем растяжения витков. С помощью С10 контур УВЧ необходимо настроить в резонанс с несущей. От значения R11 зависит выходная мощность.

Сборка

Сборку необходимо производить выполняя основные правила ВЧ монтажа- выводы элементов максимально укорачивать, исключить большие и толстые дорожки и контакты способные к паразитным емкостям, применить экранировку.

В моем варианте сборки устройство было собрано на двустороннем фольгированном стеклотекстолите. На одной стороне непосредственно схема поверхностным монтажом, на второй были организованы колодки для 2х литиевых батареек таблеток типа CR2032. Одна из особенностей- использование ключа в качестве выключателя питания. Для того чтобы активировать устройство необходимо вставить ключ в разъем, это было сделано для удобного и надежного включения.

Простой стабильный радиомикрофон

На фото собранный и обтянутый термотрубкой жук, а так же ключ. К концу антенны был припаян кусочек жести, для возможности более удобного крепления конца антенны.

Методы повышения стабильности радиомикрофонов

Многие начинающие радиолюбители решившие попробовать простые и интересные схемы “жучков” часто не могут настроить схему после сборки. И столкнувшись с проблемой в лучшем случае докучают на форумах, в худшем- бросают эту затею. Одной из самых распространенных проблем в таких конструкциях является нестабильная работа и уход частоты.

В первую очередь рассмотрим факторы влияющие на работу ГВЧ, от которого и зависит стабильность несущей. Большинство “жуков” создается используя ГВЧ типа трехточки на одном транзисторе. Рассмотрим несколько факторов влияющих на стабильность генерации.

1. Случай в котором антенна цепляется непосредственно к ГВЧ и влияние антенны.

Подключение антенны

Антенна подключенная через конденсатор или индуктивную связь непосредственно к ГВЧ по сути становится приемной, а не только передающей, т.к. ее емкость, а так-же расположение в пространстве и наводимые в нее посторонние ВЧ токи передаются в цепи ГВЧ и здорово влияют на его работу. Это все равно, что подключить к ГВЧ источник помех.

Решением данной проблемы является простой каскад УВЧ, или же повторитель, то есть УВЧ практически не имеющий усиления, необходимый только для ограничения ГВЧ от обратной связи с антенной. Пример простейшего маломощного УВЧ приведен ниже.

Простейший маломощный УВЧ

2. Колебательный контур.
Влияние качества катушки колебательного контура на стабильность работы так же имеет место. Катушка из слишком тонкого провода, не имеющая корпуса и не залитая ничем будет менять свою геометрию при физическом воздействии на устройство, тоесть при перемещениях и прочих вибрациях. Изменение геометрии вызовет изменение индуктивности, а она в свою очередь уход частоты.

Решением данной проблемы является проклейка катушек, намотка их на каркас, намотка катушек более толстым проводом.

3. Питание.
Работа устройства в общем всегда зависит от источника питания. Батареи со временем своей работы будут довольно значительно менять вольтаж, что так-же выразится постепенным уходом частоты.
Решением является использование стабилизаторов, и схемотехнических решений не имеющих сильной зависимости от источника питания.

4. Экранировка.
При приближении металлических или прочих предметов имеющих электропроводность они влияют на индуктивное и ёмкостное окружение схемы. Так например металлическая экранировка проходящая рядом с колебательным контуром будет влиять на его индуктивность, повышая ее, и понижая частоту. Постоянная экранировка с неизменяемой геометрией оказывающая постоянное воздействие проблемой не является, наоборот огораживает устройство от внешних воздействий. В другом случае, когда устройство кладут на металлическое основание, оно возможно окажет влияние на работу. Решением является применение экранировки, использование корпуса из толстого пластика, ограничивающего минимально возможное расстояние до платы.

Радиомикрофон — схема и её описание

Схема радиомикрофона
Первый каскад на транзисторе VT1 — КТ3102 усиливает сигнал с конденсаторного «пуговичного» микрофона, а также задаёт режим по постоянному току генератора на транзисторе VT2. В качестве него можно использовать КТ368, как наиболее стабильный в работе.
Усилитель на транзисторе VT3 работает в классе С с высоким КПД. При разряде питающей батареи ниже 5В, VT3 закрывается и сигнал с генератора в антенну идёт через проходную ёмкость база-коллектор.
Данные номиналы радиоэлементов многократно повторялись, поэтому настройка заключается лишь в растяжении и сжатии катушки L1 для выбора нужной частоты. Схему будет полезно снабдить светодиодом, сигнализирующем о включении и достаточном напряжении питания. Небольшое повышение потребляемого тока (приблизительно на 2 мА) компенсируется удобством контроля.

Монтаж радиомикрофона своими руками — полезные рекомендации

Катушка L1 содержит 8 витков провода ПЭЛ 0.8 с отводом от середины, намотанном на оправке диаметром 4 мм. Некоторые мотали на 4,5, это не страшно. В таком случае получалось 9 витков провода 0.5–0.8 мм по 4 витка в сторону к выводам. На среднем получившемся витке нужно делать отвод мягким тонким проводком.
Дроссель Др1 намотан на кольце из феррита К7х4х2 и содержит 5–10 витков провода ПЭЛ 0.2. Для антенны берётся 80 см провода диаметром 1–1.5 мм и наматывается равномерно на пальчиковую батарейку типа АА.

Конструктивные элементы радиомикрофона
Вся конструкция отлично вмещается в пачку из-под сигарет, жук можно брать в руки и ухода частоты практически не наблюдается. Можно упростить схему, исключив ВЧ усилитель. Потребляемый ток при этом снижается до 5 мА, а дальность уменьшается до 50 м. Ниже приведено фото готового радиомикрофона, выполненного на планарных деталях.

Готовый самодельный радиомикрофон
Конденсатор С3 служит для предотвращения самовозбуждения радиомикрофона по ВЧ и его ёмкость выбирается в пределах 100–1000 пф.

Резистор R6 определяет мощность сигнала задающего генератора и глубину его модуляции звуком, а следовательно — чувствительность. Так, при увеличении номинала этого резистора до 1 кОм отмечается повышение чувствительности устройства к окружающим звукам. Если же схему предполагается использовать в качестве радиомикрофона, сопротивление резистора R6 можно уменьшить до 100 Ом.
Ёмкость разделительного конденсатора С7 выбрана столь малой с целью уменьшить влияние антенны и выходного каскада на частоту задающего генератора. Повысить мощность излучения радиомикрофона, и как следствие дальность можно, увеличив номинал этого конденсатора до 10 пф, однако возрастёт и влияние антенны на стабильность частоты.
Задающий генератор сохраняет свою работоспособность даже при уменьшении напряжения питания до 0.8В! Поэтому если необходимо запитывать схему от низковольтного источника с напряжением 3–5 В, выходной каскад на транзисторе VT3 следует перевести в режим А. Для этого, между базой и плюсом питания ставим подстроечный резистор на 100 кОм. Выставив с его помощью ток покоя выходного каскада в пределах 5–10 мА и измерив получившееся сопротивление омметром, заменяем его на постоянный.
При сборке многие пользователи отмечали, что выбирать лучше батарейку Крона покачественнее (от 50 руб по ценовой шкале), поскольку дешевые быстро выходят из строя.
На практике было также показано, что ток потребления колеблется в пределах 18–25 мА в зависимости от того, как настроили. На токе 15 мА примерно начинает срываться генерация в генераторе. Свыше 25 мА на указанных деталях (в частности транзисторах) может перегреваться УВЧ из-за высокого уровня сигнала, что приводит к излишнему токопотреблению, неэфективномку использованию и как следствие выходу из строя третьего транзистора.
На токе 20 мА, как правило, ВЧ индикатор зашкаливает у антены. Если транзистор греется на токе в 20 мА, значит что-то не так настроили или неправильно сделали, вероятно рассогласовка каскадов генератора и УВЧ. Некоторые пользователи почему-то ставят туда конденсатор свыще 30 пф и считают это нормой. Место там конденсатору 3–10 пф и не больше. УВЧ незачем перегружать и выводить из режима, лучше настройте генератор, чем грузить гармоникой и плохой узкой девиацией.
В УНЧ резистор вместо 400 с лишним кОм лучше ставить на 100 кОм. Конденсатор, который подает сигнал на базу в 0.01 мкф больше приведет к запиранию по уровню. С такими параметрами УНЧ звук получается четким и хороший новый микрофончик ловит даже, как переворачиваешь страницы в книге на расстояние 6–7 метров!
Микрофон сам по себе выдает мощный сигнал. В однотранзисторных жуках без усилителя он может выдавать 3–4 метра хорошей слышимости, так что вгонять УНЧ в крайние режимы тоже ни к чему, чтобы потом не мучиться вопросом, как убрать искажения.
В УВЧ хорошо себя ведут транзисторы кроме с9018, а в генераторе это оптимальный вариант.
УНЧ можно ставить с9014, как вариант что-то советское, благо такого разноцвета много (КТ315, допустим )
Ещё про конденсатор. Как правило в контуре оптимальный вариант 12 пф. Паяем его ближе к контуру и впоследствии заливаем силиконом вместе с катушкой и транзистором генератора. По питанию дроссель импортный малогабаритный на 100 микрогенри. Если поставить конденсатор 47 мкф, это сгладит все лишнее.
Ниже представлены фото готового радиомикрофона, собранного своими руками по представленной схеме:
Радиомикрофон своими руками

Радиомикрофон своими руками

Радиомикрофон своими руками
Видео, как сделать простой радиомикрофон на 1 транзисторе начинающим: