Povezivanje dinamičkog mikrofona s računalom.
Mikrofonski ulaz zvučnih kartica namijenjen je za spajanje elektretnih (vrsta kondenzatorskih) mikrofona. Kondenzatorski mikrofon ima ugrađeno pojačalo i stoga je izlazni signal dosta jak.
Slika 1. Dijagram kondenzatorskog mikrofona.
U većini slučajeva, elektret mikrofoni imaju lošije performanse od dinamičkih mikrofona. Ako vam je potrebna visokokvalitetna snimka zvuka, ima smisla koristiti kvalitetniji (u usporedbi s onim što je instalirano, na primjer, u slušalicama) dinamički mikrofon, koji je mogao ostati iz vremena SSSR-a, na primjer iz magnetofona , ili je mikrofon došao s DVD-a s karaokama. Na fotografiji je prikazano nekoliko primjera dinamičkih mikrofona.
Slika 2. Dinamički mikrofon s DVD playera s karaokama.
Sl.3 Dinamički mikrofon Octave MD-47. Godina proizvodnje 1972. Predivan zvuk.
Slika 4 Dinamički mikrofon. DEMSH-1A kapsula.
Slika 5. Elegantne retro slušalice s dinamičkim mikrofonom.
Spajanjem dinamičkog mikrofona na mikrofonski ulaz zvučne kartice nije moguće postići normalnu razinu signala, barem ako ne vičete u ovaj mikrofon. Potrebno je jačanje.
Za razliku od dinamičkih mikrofona, svi kondenzatorski mikrofoni zahtijevaju napajanje iz pojačala. Za rad pojačala ugrađenog u kondenzatorski mikrofon, približno 3 volta struje dovodi se do srednjeg kontakta - Vbias (na slici 8 - +V). Strujni krug pojačala za dinamički mikrofon sličan je ugrađenom pojačalu za kondenzatorski mikrofon.
Slika 7 Krug pojačala za dinamički mikrofon.
Slika 8 Utikač mikrofona.
Vrijednosti dijelova uvelike variraju.
Tranzistor V1 n-p-n tipa. Na primjer S945, KT315B, KT3102. Otpornik R1 je unutar 47..100 kOhm, preporučljivo je instalirati trimer i dovesti tranzistor u optimalni način rada, a zatim izmjeriti otpor otpornika za podešavanje i postaviti konstantu slične vrijednosti. Iako će sklop odmah raditi s bilo kojim tranzistorom i otpornikom s oznakom unutar ovih granica. Kondenzatori C1, C2 od 10 μF do 100 μF, optimalno 47 μF na 10 V. Otpornik R2 1..4.7 kOhm
Preporučljivo je sklop smjestiti u samo tijelo mikrofona, što je moguće bliže kapsuli, kako bi se izbjeglo pojačanje buke koja može prodrijeti kroz kabel. Ako se mikrofon treba koristiti za prethodnu namjenu ili je potrebna mogućnost povezivanja različitih dinamičkih mikrofona, tada se sklop može montirati u zasebno oklopljena kućište s priključkom za spajanje mikrofona i kabelom za spajanje na zvučnu karticu.
Gotovo sve slušalice koje su dizajnirane za rad s računalom imaju tako "patetične" karakteristike da ako pokušate koristiti mikrofon iz takvih slušalica za snimanje ili karaoke, nećete dobiti ništa osim razočaranja. Ovdje postoji samo jedan razlog - svi takvi mikrofoni su dizajnirani za prijenos govora i imaju vrlo uzak frekvencijski raspon. Ovo ne samo da smanjuje troškove samog dizajna, već također promiče razumljivost govora, što je glavni zahtjev za slušalice.
Pokušaji povezivanja običnog dinamičkog ili elektretnog mikrofona obično završavaju neuspjehom - razina takvog mikrofona očito nije dovoljna za "pojačavanje" zvučne kartice. Dodatno, nepoznavanje ulaznog kruga zvučnih kartica utječe, a neispravno spajanje dinamičkog mikrofona upotpunjuje stvar. Sastaviti mikrofonsko pojačalo i “pametno” ga spojiti? Bilo bi lijepo, ali puno je lakše koristiti IEC-3 mikrofon, koji je nekada bio naširoko korišten u nosivoj opremi i još uvijek je prilično uobičajen. Ali, naravno, morat ćete se povezati "mudro".
Ovaj elektret mikrofon ima prilično visoke karakteristike (frekvencijski raspon, na primjer, leži u rasponu od 50 - 15 000 Hz) i, što je najvažnije, ima ugrađeni sljedbenik izvora sastavljen na tranzistoru s efektom polja, koji ne samo da odgovara visoka impedancija mikrofona s pojačalom, ali ima i razinu izlaznog signala koja je više nego dovoljna za bilo koju zvučnu karticu. Možda je jedini nedostatak to što mikrofon zahtijeva napajanje. Ali njegova trenutna potrošnja je toliko mala da će dvije AA baterije spojene u seriju trajati više mjeseci neprekidnog rada. Pogledajmo unutarnji krug mikrofona koji se nalazi u aluminijskoj čašici i razmislimo kako ga spojiti na računalo:
Siva boja označava aluminijsko staklo, koje je zaslon i spojeno je na zajedničku žicu kruga. Kao što sam već rekao, takav mikrofon zahtijeva vanjsko napajanje, a minus 3-5 V mora se napajati na otpornik (crvena žica), a plus na plavu. Pokupit ćemo koristan signal od bijelog.
Sada pogledajmo ulazni krug računalnog mikrofona:
Ispada da signal treba dovoditi samo do samog vrha konektora, označenog zelenom bojom, a sama zvučna kartica dovodi +5 V do crvenog preko otpornika. Ovo se radi za napajanje pretpojačala slušalica, ako se koriste. Ovaj napon nećemo koristiti iz dva razloga: prvo, potreban nam je drugačiji polaritet, a ako jednostavno "okrenemo" žice, mikrofon će proizvoditi puno buke. Drugo, PC napajanje se prebacuje i smetnje na ovih pet volti bit će znatne. Korištenje galvanskih elemenata u smislu interferencije je idealno - čista "konstanta" bez i najmanjeg pulsiranja. Dakle, kompletan dijagram za povezivanje našeg mikrofona s računalom izgledat će ovako.
Mikrofoni (elektrodinamički, elektromagnetski, elektretni, karbonski) - osnovni parametri, označavanje i uključivanje u elektroničke sklopove.
U radio elektronici široko se koristi mikrofon - uređaj koji pretvara zvučne vibracije u električne. Mikrofon se obično shvaća kao električni uređaj koji se koristi za otkrivanje i pojačavanje slabih zvukova.
Osnovni parametri mikrofona
Kvalitetu mikrofona karakterizira nekoliko standardnih tehničkih parametara:
- osjetljivost,
- nazivni frekvencijski raspon,
- frekvencijski odziv,
- smjer,
- dinamički raspon,
- modul električne impedancije,
- nazivni otpor opterećenja
- i tako dalje.
Obilježava
Marka mikrofona obično je označena na njegovom tijelu i sastoji se od slova i brojeva. Slova označavaju vrstu mikrofona:
- MD - reel-to-reel (ili “dinamički”),
- MDM - dinamička mala veličina,
- MM - minijaturna elektrodinamička,
- ML - traka,
- MK - kondenzator,
- FEM - elektret,
- MPE - piezoelektrični.
Brojevi označavaju serijski broj razvoja. Nakon brojeva nalaze se slova A, T i B, što znači da je mikrofon izrađen u izvoznoj verziji - A, T - tropski, i B - namijenjen za kućnu radioelektroničku opremu (REA).
Oznaka mikrofona MM-5 odražava njegove karakteristike dizajna i sastoji se od šest simbola:
- prvi i drugi............... MM - minijaturni mikrofon;
- treći................................ 5 - peti dizajn;
- četvrta i peta...... dvije znamenke koje označavaju standardnu veličinu;
- šesto............................. slovo koje karakterizira oblik akustičnog ulaza (O - okrugli otvor, C - cijev, B - kombinirani ).
U praksi radio amatera koristi se nekoliko glavnih vrsta mikrofona: ugljični, elektrodinamički, elektromagnetski, kondenzatorski, elektretni i piezoelektrični.
Elektrodinamički mikrofoni
Naziv ove vrste mikrofona smatra se zastarjelim i ti se mikrofoni sada nazivaju reel-to-reel mikrofoni.
Mikrofone ove vrste vrlo često koriste ljubitelji audio snimanja, zbog njihove relativno visoke osjetljivosti i praktične neosjetljivosti na atmosferske utjecaje, posebice vjetar.
Također su otporni na udarce, jednostavni za korištenje i mogu izdržati visoke razine signala bez oštećenja. Pozitivne kvalitete ovih mikrofona nadmašuju njihov nedostatak: prosječna kvaliteta snimanja zvuka.
Trenutno su mali dinamički mikrofoni proizvedeni u domaćoj industriji, koji se koriste za snimanje zvuka, prijenos zvuka, pojačanje zvuka i razne komunikacijske sustave, od velikog interesa za radio amatere.
Mikrofoni se proizvode u četiri skupine složenosti - 0, 1, 2 i 3. Mali mikrofoni skupine složenosti 0, 1 i 2 koriste se za prijenos zvuka, snimanje zvuka i pojačavanje zvuka glazbe i govora, a skupine 3 - za zvuk. prijenos, snimanje zvuka i pojačavanje zvuka govora.
Simbol mikrofona sastoji se od tri slova i broja. Na primjer, MDM-1, dinamički kompaktni mikrofon prvog dizajna.
Posebno su zanimljivi elektrodinamički minijaturni mikrofoni serije MM-5, koji se mogu zalemiti izravno u ploču pojačala ili koristiti kao ugrađeni element elektroničke opreme.
Mikrofoni pripadaju četvrtoj generaciji komponenti koje su namijenjene elektroničkim uređajima na tranzistorima i integriranim krugovima.
Mikrofon MM-5 dostupan je u jednoj vrsti u dvije verzije: visoke impedancije (600 Ohm) i niske impedancije (300 Ohm), kao i trideset osam standardnih veličina, koje se razlikuju samo u otporu namota istosmjerne struje, lokaciji akustičnog ulaza i njegove vrste.
Glavni elektroakustički parametri i tehničke karakteristike mikrofona serije MM-5 dani su u tablici. 1.
Stol 1.
| Vrsta mikrofona | MM-5 | |
| Mogućnost izvršenja | nizak otpor | visoka otpornost |
| Nazivni raspon radne frekvencije, Hz |
500...5000 | |
| Puni modul električni otpornost namota, Ohm |
135115 | 900±100 |
| Osjetljivost uključena frekvencija 1000 Hz, µV/Pa, ne manje (otpor opterećenja) |
300 (600 Ohma) | 600 (300 Ohma) |
| Prosječna osjetljivost u raspon 500...5000 Hz, µV/Pa, ne manje (otpor opterećenja) |
600 (600 Ohm) | 1200 (3000 Ohma) |
| Neujednačenost frekvencije karakteristike osjetljivosti unutar nominalnog raspona frekvencije, dB, ne više |
24 | |
| Težina, g, ne više | 900±100 | |
| Vijek trajanja, godina, ne manje | 5 | |
| Dimenzije, mm | 9,6x9,6x4 | |
Riža. 1. Shema uključivanja ulaza ultrazvučnog zvučnika kao mikrofona.
U nedostatku dinamičkog mikrofona, radio amateri često umjesto njega koriste konvencionalni elektrodinamički zvučnik (slika 1).
Elektromagnetski mikrofoni
Za niskofrekventna pojačala sastavljena s tranzistorima i koja imaju nisku ulaznu impedanciju obično se koriste elektromagnetski mikrofoni.
Elektromagnetski mikrofoni su reverzibilni, što znači da se mogu koristiti i kao telefoni. Takozvani diferencijalni mikrofon tipa DEMSH-1 i njegova modifikacija DEMSH-1A naširoko se koriste.
Dobri rezultati postižu se korištenjem, umjesto elektromagnetskih mikrofona DEMSH-1 i DEM-4M, konvencionalnih elektromagnetskih slušalica od slušalica TON-1, TON-2, TA-56 itd. (Sl. 2 - 4).
Riža. 2. Shematski dijagram spajanja elektromagnetske slušalice na ultrazvučni ulaz kao mikrofona.
Riža. 3. Shema uključivanja elektromagnetskog mikrofona na ulazu ultrazvučne sonde pomoću tranzistora.
Riža. 4. Shema uključivanja elektromagnetskog mikrofona na ulazu ultrazvučnog pojačala na operacijskom pojačalu.
Elektronski mikrofoni
Nedavno se elektretni kondenzatorski mikrofoni koriste u kućnim magnetofonima. Najširi frekvencijski raspon imaju elektretni mikrofoni - 30...20000 Hz.
Mikrofoni ove vrste proizvode električni signal dvostruko veći od konvencionalnih karbonskih.
Industrija proizvodi elektret mikrofone MKE-82 i MKE-01 po veličini slične karbonskim mikrofonima MK-59 i sličnim, koji se mogu ugraditi u obične telefonske slušalice umjesto karbonskih bez ikakve izmjene na telefonskom aparatu.
Ovaj tip mikrofona je mnogo jeftiniji od konvencionalnih kondenzatorskih mikrofona, te je stoga pristupačniji radio amaterima.
Domaća industrija proizvodi široku paletu elektretnih mikrofona, među kojima su jednosmjerni MKE-2 za magnetofone klase 1 na kolut i za integraciju u radio-elektroničku opremu - MKE-3, MKE-332 i MKE-333.
Za radio amatere od najvećeg je interesa kondenzatorski elektretni mikrofon MKE-3 mikrominijaturnog dizajna.
Mikrofon se koristi kao ugrađeni uređaj u domaćim magnetofonima, radijima i magnetofonima, kao što su Sigma-VEF-260, Tom-303, Romantic-306 itd.
Mikrofon MKE-3 proizvodi se u plastičnom kućištu s prirubnicom za montažu na prednju ploču radijskog uređaja s unutarnje strane. Mikrofon je višesmjeran i ima kružni uzorak.
Mikrofon ne dopušta udarce i jaka podrhtavanja. U tablici Slika 2 prikazuje glavne tehničke parametre nekih marki minijaturnih kondenzatorskih elektret mikrofona.
Tablica 2.
| Vrsta mikrofona | MKE-3 | MKE-332 | MKE-333 | MKE-84 |
| Nazivni raspon radne frekvencije, Hz |
50...16000 | 50... 15000 | 50... 15000 | 300...3400 |
| Osjetljivost po slobodno polje na frekvencija 1000 Hz, µV/Pa |
ne više od 3 | najmanje 3 | najmanje 3 | A - 6...12 V - 10...20 |
| Neujednačenost frekvencijski odziv osjetljivost u raspon 50... 16000 Hz, dB, ne manje |
10 | - | - | - |
| Puni modul električni otpor na 1000 Hz, Ohm, ne više |
250 | 600 ±120 | 600 ± 120 | - |
| Ekvivalentna razina zvučni pritisak, uvjetovan vlastitim šum mikrofona, dB, ne više |
25 | - | - | - |
| Prosječna razlika u razini osjetljivost "prednji - stražnji", dB |
- | ne, manje od 12 | ne više od 3 | - |
| Uvjeti korištenja: temperatura, C relativna vlažnost zrak, ne više |
5...30 85% na 20 "C |
-10...+50 95±3% na 25"C |
10...+50 95±3% na 25"C |
0...+45 93% na 25"C |
| Napon napajanja, V | - | 1,5...9 | 1,5...9 | 1,3...4,5 |
| Težina, g | 8 | 1 | 1 | 8 |
| dimenzije (promjer x duljina), mm |
14x22 | 10,5 x 6,5 | 10,5 x 6,5 | 22,4x9,7 |
Na sl. Slika 5 prikazuje dijagram spajanja elektretnog mikrofona tipa MKE-3, koji je uobičajen u dizajnu radioamatera.
Riža. 5. Shematski dijagram spajanja mikrofona tipa MKE-3 na ulazu tranzistorskog ultrazvučnog zvučnika.
Riža. 6. Fotografija i unutarnji dijagram kruga mikrofona MKE-3, mjesto obojenih vodiča.
Karbonski mikrofoni
Unatoč činjenici da se karbonski mikrofoni postupno zamjenjuju drugim vrstama mikrofona, zbog svoje jednostavnosti dizajna i prilično visoke osjetljivosti, oni još uvijek nalaze svoje mjesto u različitim komunikacijskim uređajima.
Najčešći su karbonski mikrofoni, takozvane telefonske kapsule, posebno MK-10, MK-16, MK-59 itd.
Najjednostavniji krug za spajanje karbonskog mikrofona prikazan je na sl. 7. U ovom krugu transformator mora biti pojačani, a za ugljični mikrofon s otporom od R = 300 ... 400 Ohma, može se namotati na željeznu jezgru u obliku slova W s poprečnim presjekom. od 1...1,5 cm2.
Primarni namot (I) sadrži 200 zavoja žice PEV-1 promjera 0,2 mm, a sekundarni namot (II) sadrži 400 zavoja PEV-1 promjera 0,08...0,1 mm.
Karbonske mikrofone, ovisno o njihovoj dinamičkoj otpornosti, dijelimo u 3 skupine:
- niske impedancije (oko 50 Ohma) s opskrbnom strujom do 80 mA;
- srednji otpor (70... 150 Ohm) s opskrbnom strujom ne većom od 50 mA;
- visokog otpora (150 ... 300 Ohm) s opskrbnom strujom ne većom od 25 mA.
Iz toga slijedi da je u krugu karbonskog mikrofona potrebno postaviti struju koja odgovara vrsti mikrofona. U suprotnom, pri visokoj struji, ugljični prah će početi sinterirati i mikrofon će se pokvariti.
U tom slučaju pojavljuju se nelinearna izobličenja. Pri vrlo niskim strujama, osjetljivost mikrofona naglo opada. Karbonske kapsule također mogu raditi na smanjenoj struji napajanja, posebno u cijevnim i tranzistorskim pojačalima.
Smanjenje osjetljivosti sa smanjenom snagom mikrofona kompenzira se jednostavnim povećanjem pojačanja audio pojačala.
U ovom slučaju, frekvencijski odziv je poboljšan, razina buke je značajno smanjena, a stabilnost i pouzdanost rada povećana.
Riža. 7. Shematski dijagram spajanja karbonskog mikrofona pomoću transformatora.
Na sl. 8 prikazana je opcija za spajanje karbonskog mikrofona na tranzistorski pojačalni stupanj.
Mogućnost spajanja ugljičnog mikrofona u kombinaciji s tranzistorom na ulazu cijevnog audio pojačala prema dijagramu na Sl. 9 omogućuje visoko naponsko pojačanje.
Riža. 8. Shematski dijagram spajanja karbonskog mikrofona na ulazu tranzistorskog ultrazvučnog sondera.
Riža. 9. Shematski dijagram spajanja karbonskog mikrofona na ulazu hibridnog ultrazvučnog zvučnika sklopljenog na tranzistoru i elektronskoj cijevi.
Literatura: V.M. Pestrikov - Enciklopedija radioamatera.
Mikrofoni se koriste za pretvaranje energije zvučnih vibracija u izmjenični električni napon. Prema klasifikaciji, akustični mikrofoni se dijele u dvije velike skupine:
Visoki otpor (kondenzator, elektret, piezoelektrični);
Mali otpor (elektrodinamički, elektromagnetski, ugljični).
Mikrofoni prve skupine mogu se konvencionalno predstaviti kao ekvivalentni
promjenjivi kondenzatori, a mikrofoni druge skupine - u obliku induktora s pokretnim magnetima ili u obliku promjenjivih otpornika.
Među mikrofonima visoke impedancije, elektretni mikrofoni su pristupačniji. Njihovi parametri standardizirani su u standardnom audio frekvencijskom rasponu, koji se popularno naziva "dva po dvadeset" (20 Hz ... 20 kHz). Ostale značajke: visoka osjetljivost, široka propusnost, uzak dijagram zračenja, nisko izobličenje, nizak šum.
Postoje elektretni mikrofoni s dva i tri terminala (slika 3.37, a, b). Kako bi se lakše prepoznale žice koje izlaze iz mikrofona, one su namjerno raznobojne, na primjer bijele, crvene, plave.
Slika, 3.37. Unutarnji sklopovi elektretnih mikrofona: a) dvije komunikacijske žice; b) tri komunikacijske žice.
Unatoč tranzistorima unutar mikrofona, kratkovidno je poslati signal s njega izravno na MK ulaz. Potrebno je predpojačalo. U ovom slučaju, nema razlike je li pojačalo ugrađeno u MK ADC kanal ili je to zasebna vanjska jedinica sastavljena na tranzistorima ili mikro krugovima.
Electret mikrofoni slični su piezo senzorima vibracija, ali za razliku od potonjih imaju linearni prijenos i širi frekvencijski odziv. To vam omogućuje obradu zvučnih signala ljudskog govora bez izobličenja, što je zapravo izravna svrha mikrofona.
Ako razvrstate elektret mikrofone proizvedene u zemljama ZND-a prema poboljšanju njihovih parametara, dobit ćete sljedeći redak: MD-38, MD-59,
MK-5A, MKE-3, MKE-5B, MKE-19, MK-120, KMK-51. Radni frekvencijski raspon je od 20…50 Hz do 15…20 kHz, neujednačenost amplitudno-frekvencijskog odziva je 4…12 dB, osjetljivost na frekvenciji od 1 kHz je 0,63…10 mV/Pa.
Na sl. 3.38, a, b prikazuje dijagrame izravnog povezivanja elektretnih mikrofona s MK Na sl. 3.39, a...k prikazuje krugove s tranzistorskim pojačalima, a na sl. 3.40, a...p - s pojačalima na mikro krugovima.
Riža. 3.38. Sheme za izravno spajanje elektretnih mikrofona na MK:
a) izravno spajanje mikrofona VM1 na MK moguće je ako ADC kanal ima unutarnje pojačalo signala s koeficijentom najmanje 100. Filter R2, C/ smanjuje niskofrekventnu pozadinu od valova +5 V napona napajanja;
b) spajanje stereo mikrofona VMI na dvokanalni ADC MK, koji ima interno pojačalo. Otpornici R3 ograničavaju struju kroz MK diode tijekom jakih udaraca na tijelo mikrofona ili na samu piezoelektričnu ploču.
c) VTI tranzistor mora imati najveće moguće pojačanje (koeficijent hjy^)’,
d) otpornik R3 odabire napon na kolektoru tranzistora VT1, blizu polovine napajanja (kako bi se simetrično ograničio signal iz mikrofona VM 1)\
e) lanac /?/, C1 smanjuje amplitudu mreškanja mreže iz +5 V napajanja, a samim tim se smanjuje i neželjena “tutnjava” frekvencije 50/100 Hz. Ovdje i ubuduće, slova "c", "b", "k" označavat će boju žica mikrofona "plava", "bijela", "crvena";
e) pojednostavljeno spajanje tropinskog BMI mikrofona. Odsutnost otpornika u emiteru VTI tranzistora smanjuje ulazni otpor stupnja;
g) daljinski "mikrofon s dva priključka" s fantomskim napajanjem za tranzistore VTI, VT2 kroz otpornik R5. Otpornik R1 odabire napon +2,4…+2,6 V na emiteru tranzistora VT2. Analogni komparator MK bilježi trenutke kada je signal iz mikrofona veći od određenog praga koji se postavlja otpornikom R7\0.
h) tranzistor radi u režimu prekida, zbog čega sinusoidni zvučni signali iz VMI mikrofona postaju pravokutni impulsi;
i) spajanje tropinskog VMI mikrofona pomoću dvožilnog kruga. Mikrofon VM1 i otpornik R1 mogu se zamijeniti. Otpornik R2 odabire napon na MK ulazu, blizu polovine snage;
j) otpornik se koristi za odabir napona na ulazu MK, blizu +1,5 V.
a) izolacija transformatora omogućuje pomicanje elemenata BM1, DAI, GBJ, T1 na veliku udaljenost, dok MK ulaz treba zaštititi Schottky diodama. Trenutna potrošnja DA čipa je ultra niska, što vam omogućuje da izbjegnete postavljanje prekidača u krug baterije GB1\
Riža. 3.40. Dijagrami za spajanje elektretnih mikrofona na M K preko pojačala do
mikrosklopovi (nastavak):
b) pojačalo za mikrofon “lagana glazba”. Otpornik R4 postavlja prag odziva analognog komparatora MK unutar 0…+3 V;
c) "elektronički mjerač razine zvuka". Pozitivni izlaz analognog komparatora MK prima izglađeni napon proporcionalan prosječnoj razini signala iz mikrofona VM1. "Pila" se programski generira na negativnom izlazu analognog komparatora;
d) otpornik R3 regulira simetriju signala, a otpornik R5 pojačanje op-amp DAL.Detektirani signal (elementi VDI, VD2, SZ, C4) dovodi se na ulaz MK. Prosječna razina zvuka mjeri se internim ADC-om;
e) nestandardna upotreba "LED" mikro kruga Z) / l / od Panasonica. Moguće zamjene su LB1423N, LB1433N (Sanyo), BA6137 (ROHM). Prekidač ZL1 postavlja osjetljivost u pet stupnjeva na logaritamskoj skali: -10; -5; 0; +3; +6 dB;
e) pojačanje kaskade operacijskog pojačala Z)/4/ ovisi o omjeru otpora otpornika R4, R5. Frekvencijski odziv u niskofrekventnom području određen je kondenzatorom C/;
g) pojačanje kaskade operacijskog pojačala Z)/l / dano je omjerom otpora otpornika R5, R6. Simetričnost ograničenja signala ovisi o omjeru otpornika R3, R7\
h) mikrofonsko pojačalo sa kontinuiranim podešavanjem razine zvuka pomoću otpornika R5\
i) dvostupanjsko pojačalo s raspodijeljenim pojačanjem: Ku= 100 (DAI.I), Ku= 5 (DAI.2). Razdjelnik na otpornicima R4, /?5 postavlja prednapon, koji je nešto manji od polovine napajanja. To je zbog činjenice da DA / operacijsko pojačalo nema karakteristiku "rail-to-rail";
Riža. 3.40. Sheme za spajanje elektret mikrofona na MK preko pojačala na
mikrosklopovi (nastavak):
j) kapacitet kondenzatora C4b u nekim krugovima povećan je na 10 ... 47 μF (poboljšanje parametara testirano je eksperimentalno);
k) "lijeva" polovica DAI op-amp pojačava signal, a "desna" polovica je spojena prema krugu sljedbenika napona. Ovo se rješenje obično koristi kada se MC nalazi na znatnoj udaljenosti od pojačala ili je potrebno granati signal u nekoliko smjerova;
m) otpornici R2, R4 prebacuju pretvarače DDI logičkog čipa u način pojačanja. Otpornik R3 može se zamijeniti kondenzatorom kapaciteta 0,15 μF;
m) specijalizirani čip DA1 (Motorola) reagira samo na audio signale glasa osobe;
o) utikač umetnut u utičnicu XS1 automatski prekida vezu između kondenzatora C/ i C2, dok je unutarnji mikrofon VM1 isključen, a vanjski audio signal šalje se na DAL/ ulaz. Oba pojačala Z)/l/ čipa imaju rail-to-rail izlazne razine;
n) otpornik postavlja simetriju ograničenja signala na pin 1 mikro kruga DA 1. VTI tranzistor, zajedno s elementima R5, SZ, obavlja funkciju detektora.^
3.5.2. Elektrodinamički mikrofoni
Glavni konstrukcijski elementi elektrodinamičkih mikrofona su zavojnica induktiviteta, dijafragma i magnet.Membrana mikrofona pod utjecajem zvučnih vibracija približava/udaljava magnet od zavojnice, pa se u potonjoj pojavljuje izmjenični napon. Sve je kao u školskim eksperimentima iz fizike.
Signal iz elektrodinamičkog mikrofona je preslab, pa se obično instalira pojačalo za povezivanje s MK. Njegova ulazna impedancija može biti niska. Spojne žice od mikrofona do ulaznog pojačala moraju biti oklopljene ili smanjene u duljini na 10 ... 15 cm Kako biste uklonili lažne alarme, preporuča se omotati kapsulu pjenastom gumom i ne pričvrstiti mikrofon čvrsto na stijenku kućišta. .
Tipični parametri elektrodinamičkih mikrofona: otpor namota 680…2200 Ohm, maksimalni radni napon 1,5…2 V, radna struja 0,5 mA. Važna praktična posljedica su elektrodinamički mikrofoni
lako razlikovati od elektreta (kondenzator, piezokeramika) po prisutnosti omskog otpora između terminala. Iznimka od pravila su industrijski mikrofonski moduli koji u kućištu sadrže tranzistor ili integrirano pojačalo.
Elektrodinamički mikrofon možete zamijeniti elektretnim putem adaptera prikazanog na sl. 3.41. Kondenzator C2 ispravlja frekvencijski odziv u području visokih frekvencija. Razdjelnik na otpornicima R1 stvara radni napon za BML mikrofon, a kondenzator C1 služi kao filtar napajanja.
Riža. 3.43. Dijagrami za spajanje dinamičkih zvučnika na ulaz MK:
a) tranzistorsko pojačalo s udarnim senzorom pomoću BAI zvučnika. Osjetljivost se podešava otpornicima RI, R2. Kondenzator C2 izglađuje vrhove signala. Kondenzator C/ je neophodan tako da baza tranzistora VT1 nije spojena na zajedničku žicu kroz niski otpor zvučnika BAI;
b) VTI tranzistor je pojačalo sa zajedničkom bazom. Njegova značajka je niska ulazna impedancija, koja se dobro slaže s parametrima BAI zvučnika. Otpornik RI postavlja radnu točku tranzistora VTI (napon na njegovom kolektoru) kako bi se dobilo simetrično ili asimetrično rezanje signala. Otpornik R3 regulira prag (osjetljivost, pojačanje);
c) funkciju mikrofona obavljaju BAI slušalice. Ima veći otpor namotaja od zvučnika niske impedancije, što povećava osjetljivost i olakšava spajanje na MCU. Otpornik RI regulira amplitudu signala;
Na sl. 3.43, a...d prikazuje dijagrame za spajanje dinamičkih zvučnika na MK ulaz kao mikrofona.
d) dio interfonskog kruga, u kojem se BAI zvučnik izmjenjuje kao mikrofon i zvučnik. MK određuje stanje "Primanje/Odašiljanje" pomoću razine LOW/HIGH na ulaznoj liniji (razina HIGH od otpornika R4 i LOW od BAI). Ako MK ima ADC s unutarnjim pojačalom, tada možete "slušati" razgovor u stazi. Osim toga, ako se linija MK prebaci u izlazni način rada, tada se može koristiti za generiranje različitih zvučnih signala u ULF (preko R3, VD1, R2, C2).
Ovaj dokument sadrži dijagrame električnog kruga i informacije o tome kako napajati elektret mikrofone. Dokument je napisan za ljude koji mogu čitati jednostavne električne dijagrame.
- Uvod
- Uvod u elektret mikrofone
- Osnovni strujni krugovi za elektret mikrofone
- Zvučne kartice i elektret mikrofoni
- Priključna snaga
- Fantomsko napajanje u profesionalnoj audio opremi
- T-Powering
- Ostale korisne informacije
1. Uvod
Većina vrsta mikrofona zahtijeva napajanje za rad, obično kondenzatorski mikrofoni, kao i mikrofoni slični njima po principu rada. Za rad unutarnjeg pretpojačala i polarizaciju membrana kapsule mikrofona potrebno je napajanje. Ako u mikrofonu nema ugrađen izvor napajanja (baterija, akumulator), napon se do mikrofona dovodi preko istih žica kao i signal od mikrofona do pretpojačala.
Postoje slučajevi kada se mikrofon pogrešno smatra pokvarenim samo zato što ne znaju za potrebu napajanja fantomskim napajanjem ili umetanjem baterije.
2. Uvod u elektret mikrofone
Electret mikrofoni imaju najbolji omjer cijene i kvalitete. Ovi mikrofoni mogu biti vrlo osjetljivi, prilično izdržljivi, iznimno kompaktni, a također imaju nisku potrošnju energije. Elektronski mikrofoni naširoko se koriste; zbog svoje kompaktne veličine često se ugrađuju u gotove proizvode, zadržavajući visoke karakteristike performansi. Prema nekim procjenama elektretni mikrofon se koristi u 90% slučajeva, što je s obzirom na navedeno više nego opravdano. Većina lavalier mikrofona, mikrofona koji se koriste u amaterskim video kamerama i mikrofona koji se koriste u kombinaciji sa zvučnim karticama računala su elektret mikrofoni.
Po principu pretvaranja mehaničkih vibracija u električni signal elektretni mikrofoni slični su kondenzatorskim mikrofonima. Kondenzatorski mikrofoni pretvaraju mehaničke vibracije u promjenu kapacitivnosti kondenzatora, dobivenu dovođenjem napona na membrane mikrofonske kapsule. Promjena kapaciteta pak dovodi do promjene napona na pločama proporcionalno zvučnim valovima. Dok kapsula kondenzatorskog mikrofona zahtijeva vanjsko (fantomsko) napajanje, membrana kapsule elektretnog mikrofona ima vlastiti naboj od nekoliko volti. Treba mu snaga za ugrađeno međuspremnik pretpojačalo, a ne za polarizaciju membrane.
Tipična elektretna mikrofonska kapsula (slika 01) ima dva pina (ponekad tri) za spajanje na izvor struje od 1-9 volti i, u pravilu, troši manje od 0,5 mA. Ova snaga se koristi za napajanje minijaturnog međuspremnika pretpojačala ugrađenog u mikrofonsku kapsulu, koji služi za usklađivanje visoke impedancije mikrofona i spojenog kabela. Treba imati na umu da kabel ima vlastiti kapacitet, a na frekvencijama iznad 1 kHz njegov otpor može doseći nekoliko 10 kOhma.
Otpornik opterećenja određuje otpor kapsule i dizajniran je da odgovara niskošumnom pretpojačalu. To je obično 1-10 kOhm. Donja granica je određena šumom napona pojačala, dok je gornja granica određena šumom struje pojačala. U većini slučajeva, napon od 1,5-5V dovodi se u mikrofon preko otpornika od nekoliko kOhma.
Zbog činjenice da elektretni mikrofon sadrži međuspremnik pretpojačala, koji dodaje vlastiti šum korisnom signalu, on određuje omjer signala i šuma (obično oko 94 dB), što je ekvivalentno akustičkom signalu i šumu omjer 20-30 dB.
Električni mikrofoni zahtijevaju prednapon za ugrađeno međuspremnik pretpojačala. Taj napon mora biti stabiliziran i ne smije sadržavati valove, inače će oni stići na izlaz kao dio korisnog signala.
3. Osnovni krugovi napajanja elektretnih mikrofona
3.1 Dijagram strujnog kruga
Slika Slika 02 prikazuje osnovni strujni krug za elektret mikrofon i na njega se treba pozvati kada razmišljate o spajanju bilo kojeg elektret mikrofona. Izlazni otpor određen je otpornicima R1 i R2. U praksi se izlazni otpor može uzeti kao R2.
3.2 Napajanje elektretnog mikrofona iz baterije (baterije)
Ovaj sklop (Sl. 04) može se koristiti u kombinaciji s kućnim magnetofonima i zvučnim karticama, izvorno dizajniranim za rad s dinamičkim mikrofonima. Nakon što sastavite ovaj krug unutar tijela mikrofona (ili u maloj vanjskoj kutiji), vaš elektretni mikrofon imat će svestrane primjene.Prilikom izgradnje ovog kruga, bit će korisno dodati prekidač za isključivanje baterije kada se mikrofon ne koristi. Treba napomenuti da je izlazna razina ovog mikrofona znatno viša od one dobivene dinamičkim mikrofonom, pa je potrebno kontrolirati pojačanje na ulazu zvučne kartice (pojačalo/mikseta/kazetofon i sl.). Ako se to ne učini, visoke razine ulaznog signala mogu rezultirati prekomjernom modulacijom. Izlazna impedancija ovog sklopa je oko 2 kOhm, pa se ne preporučuje korištenje predugog kabela mikrofona. Inače može djelovati kao niskopropusni filtar (nekoliko metara neće imati puno učinka).
3.3 Najjednostavniji krug napajanja za elektretni mikrofon
U većini slučajeva prihvatljivo je koristiti jednu/dvije baterije od 1,5 V (ovisno o mikrofonu koji se koristi) za napajanje mikrofona. Baterija je spojena u seriju s mikrofonom (Sl.05). Ovaj krug radi sve dok istosmjerna struja koja se dovodi iz baterije ne utječe negativno na pretpojačalo. To se događa, ali ne uvijek. Tipično, pretpojačalo djeluje samo kao AC pojačalo, a istosmjerna komponenta nema utjecaja na njega.
Ako ne znate točan polaritet baterije, pokušajte je okrenuti u oba smjera. U velikoj većini slučajeva, pogrešan polaritet pri niskom naponu neće uzrokovati oštećenje mikrofonske kapsule.
4. Zvučne kartice i elektret mikrofoni
Ovaj odjeljak govori o mogućnostima napajanja mikrofona sa zvučnih kartica.
4.1 Sound Blaster varijanta
Zvučne kartice Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) tvrtke Creative Labs koriste 3,5 mm stereo priključke za spajanje elektretnih mikrofona. Raspored utikača prikazan je na slici 06.Creative Labs daje specifikacije na svojoj web stranici. koje mora imati mikrofon spojen na Sound Blaster zvučne kartice:
- Vrsta ulaza: neuravnotežen (neuravnotežen), niske impedancije
- Osjetljivost: oko -20dBV (100mV)
- Ulazna impedancija: 600-1500 ohma
- Konektor: 3,5 mm stereo jack
- Pinout: Slika 07
 |
| Slika 07 - Pinout konektora s web stranice Creative Labs |
 |
| Slika 08 - Ulaz za mikrofon zvučne kartice Sound Blaster |
4.2 Ostale opcije za spajanje mikrofona na zvučnu karticu
Zvučne kartice drugih modela/proizvođača mogu koristiti gore opisanu metodu ili mogu imati vlastitu verziju. Zvučne kartice koje koriste 3,5 mm mono utičnicu za spajanje mikrofona obično imaju kratkospojnik koji vam omogućuje napajanje mikrofona ili ga isključite ako je potrebno. Ako je kratkospojnik u položaju gdje se napon dovodi do mikrofona (obično +5 V kroz otpornik od 2-10 kOhm), tada se ovaj napon dovodi kroz istu žicu kao i signal od mikrofona do zvučne kartice (Sl.09). ).
Ulazi zvučne kartice u ovom slučaju imaju osjetljivost od oko 10 mV.
Ova se veza također koristi na Compaq računalima koja dolaze sa zvučnom karticom Compaq Business Audio (mikrofon Sound Blaster dobro radi s Compaq Deskpro XE560). Napon pomaka izmjeren na Compaq izlazu je 2,43 V. Struja kratkog spoja 0,34mA. Ovo sugerira da se prednapon primjenjuje kroz otpornik od oko 7 kOhm. 3.5mm jack ring nije korišten i nije spojen ni na što. Compaqov korisnički priručnik kaže da se ovaj mikrofonski ulaz koristi samo za spajanje elektretnog mikrofona s fantomskim napajanjem, poput onog koji isporučuje sam Compaq. Prema Compacu, ovaj način isporuke energije naziva se fantomsko napajanje, ali ovaj izraz ne treba brkati s onim što se koristi u profesionalnoj audio opremi. Prema navedenim tehničkim karakteristikama, ulazna impedancija mikrofona je 1 kOhm, a maksimalno dopuštena razina ulaznog signala je 0,013V.
4.3 Primjena prednapona na trožilnu elektretnu mikrofonsku kapsulu sa zvučne kartice
Ovaj sklop (Sl. 10) prikladan je za spajanje trožilne elektret mikrofonske kapsule na Sound Blaster zvučnu karticu koja podržava prednapon (BC) na elektret mikrofon.
4.4 Primjena prednapona na dvožičnu elektretnu mikrofonsku kapsulu sa zvučne kartice
Ovaj sklop (Sl. 11) prikladan je za povezivanje dvožične elektret kapsule sa zvučnom karticom (Sound Blaster) koja podržava napajanje prednaponom. |
| Slika 12 - Najjednostavniji sklop koji radi sa SB16 |
4.5 Napajanje za elektret mikrofone sa 3,5 mm mono priključkom od SB16
Strujni krug ispod (Sl. 13) može se koristiti s mikrofonima čiji se prednapon dovodi duž iste žice kroz koju se prenosi audio signal.4.6 Spajanje mikrofona slušalice na zvučnu karticu
Prema nekim novinskim člancima na comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech, sklop se može koristiti za spajanje elektret kapsule slušalice na zvučnu karticu Sound Blaster. Prije svega, morate biti sigurni da je mikrofon u odabranoj slušalici elektret. Ako je to slučaj, tada morate odvojiti cijev, otvoriti je i pronaći plus kapsule mikrofona. Nakon toga, kapsula se spaja kao što je prikazano na gornjoj slici (Sl. 13). Ako želite koristiti RJ11 konektor slušalice, tada se mikrofon spaja na žice vanjskog para. Različiti uređaji imaju različite izlazne razine, a neki možda neće biti na dovoljnim razinama za korištenje sa Sound Blaster zvučnom karticom.Ako želite koristiti zvučnik slušalice, spojite ga na Tip i umetnite u zvučnu karticu. Prije nego što to učinite, provjerite ima li otpor veći od 8 Ohma, inače bi pojačalo na izlazu zvučne kartice moglo izgorjeti.
4.7 Napajanje multimedijskog mikrofona iz vanjskog izvora
Osnovna ideja napajanja multimedijskog (MM) mikrofona prikazana je u nastavku (Sl. 14).
Opći krug napajanja za računalni mikrofon dizajniran za rad sa Sound Blasterom i drugim sličnim zvučnim karticama prikazan je na donjoj slici (Sl. 15):
 |
| Slika 15 - Opći krug napajanja za računalni mikrofon |
Napomena 2: Tipično, napon napajanja za mikrofone spojene na zvučnu karticu iznosi oko 5 volti, a napaja se preko otpornika od 2,2 kOhma. Kapsule mikrofona općenito nisu osjetljive na 3 do 9 volti istosmjerne struje i radit će (iako razina primijenjenog napona može utjecati na izlazni napon mikrofona).
4.8 Spajanje multimedijskog mikrofona na uobičajeni ulaz za mikrofon
Napon od +5 V može se dobiti iz većeg napona pomoću regulatora napona kao što je 7805. Alternativno, možete koristiti tri baterije od 1,5 V u nizu ili možete koristiti jednu bateriju od 4,5 V. Treba ga uključiti kao što je prikazano na gornjoj slici (Sl. 16).
4.9 Utičnica
Mnoge male video kamere i snimači koriste stereo mikrofonski utikač od 3,5 mm za spajanje stereo mikrofona. Neki uređaji dizajnirani su za mikrofone s vanjskim napajanjem, dok drugi napajaju preko istog priključka koji prenosi audio signal. U karakteristikama uređaja koji osiguravaju napajanje kapsulama preko ulaza za mikrofon, ovaj ulaz se naziva "Plug-in napajanje".
Za uređaje koji koriste Plug-in priključak napajanja za elektret mikrofone, dijagram je prikazan u nastavku (Sl. 17):
Tehnologija za spajanje Plug-in power mikrofona sa stajališta strujnog kruga uređaja za snimanje (Sl. 18):
 |
| Slika 18 - Strujni krug priključka za napajanje |
Bilješke
Predpojačalo međuspremnika elektretnog mikrofona također je jednostavno pretpojačalo, pretvarač napona, repetitor, tranzistor s efektom polja, uređaj za usklađivanje impedancije.
