Hoe een elektronische microfoon aan te sluiten. Een dynamische microfoon aansluiten op een computer. Het toepassen van voorspanning op een tweedraads electret-microfooncapsule van een geluidskaart

Een dynamische microfoon aansluiten op een computer.

De microfooningang van geluidskaarten is bedoeld voor het aansluiten van electretmicrofoons (een soort condensatormicrofoon). Een condensatormicrofoon heeft een ingebouwde versterker en daardoor is het uitgangssignaal behoorlijk sterk.

Afb. 1 Schema van een condensatormicrofoon.

In de meeste gevallen presteren electretmicrofoons slechter dan dynamische microfoons. Als je geluidsopname van hoge kwaliteit nodig hebt, is het logisch om een dynamische microfoon van hogere kwaliteit te gebruiken (vergeleken met wat bijvoorbeeld in headsets is geïnstalleerd), die uit de tijd van de USSR had kunnen blijven bestaan, bijvoorbeeld van een bandrecorder , of de microfoon kwam uit een dvd-set met karaoke. De foto toont verschillende voorbeelden van dynamische microfoons.

Fig.2 Dynamische microfoon van een dvd-speler met karaoke.

Afb.3 Dynamische microfoon Octave MD-47. Bouwjaar 1972. Prachtig geluid.

Afb.4 Dynamische microfoon. DEMSH-1A-capsule.

Fig.5 Stijlvolle retro headset met dynamische microfoon.

Door een dynamische microfoon aan te sluiten op de microfooningang van een geluidskaart is het niet mogelijk om een normaal signaalniveau te verkrijgen, tenminste als je niet in deze microfoon schreeuwt. Er is versterking nodig.

In tegenstelling tot dynamische microfoons hebben alle condensatormicrofoons stroom nodig van een versterker. Om de in de condensatormicrofoon ingebouwde versterker te bedienen, wordt ongeveer 3 volt stroom geleverd aan het middelste contact - Vbias (in Afb. 8 - +V). Het versterkercircuit voor een dynamische microfoon is vergelijkbaar met de ingebouwde versterker voor een condensatormicrofoon.

Afb. 7 Versterkercircuit voor een dynamische microfoon.

Afb.8 Microfoonstekker.

Onderdeelwaarden lopen sterk uiteen.

Transistor V1 n-p-n-type. Bijvoorbeeld S945, KT315B, KT3102. Weerstand R1 ligt binnen 47..100 kOhm, het is raadzaam om een trimmer te installeren en de transistor in de optimale modus te brengen, en vervolgens de weerstand van de trimweerstand te meten en een constante van een vergelijkbare waarde in te stellen. Hoewel het circuit onmiddellijk zal werken met elke transistor en weerstand met een classificatie binnen deze limieten. Condensatoren C1, C2 van 10 μF tot 100 μF, optimaal 47 μF bij 10 V. Weerstand R2 1..4,7 kOhm

Het is raadzaam om het circuit in het microfoonlichaam zelf te plaatsen, zo dicht mogelijk bij de capsule, om versterking van ruis die de kabel kan binnendringen te voorkomen. Als de microfoon voor het vorige doel moet worden gebruikt of als de mogelijkheid om verschillende dynamische microfoons aan te sluiten nodig is, kan het circuit in een aparte behuizing worden gemonteerd. afgeschermd koffer met een aansluiting voor het aansluiten van microfoons en een kabel voor aansluiting op een geluidskaart.

Bijna alle headsets die zijn ontworpen om met een pc te werken, hebben zulke ‘zielige’ eigenschappen dat als je de microfoon van zo’n headset probeert te gebruiken voor opnames of karaoke, je alleen maar teleurstelling zult krijgen. Er is hier maar één reden: al deze microfoons zijn ontworpen voor spraakoverdracht en hebben een zeer smal frequentiebereik. Dit verlaagt niet alleen de kosten van het ontwerp zelf, maar bevordert ook de spraakverstaanbaarheid, wat de belangrijkste vereiste van de headset is.

Pogingen om een gewone dynamische of electretmicrofoon aan te sluiten eindigen meestal op een mislukking - het niveau van zo'n microfoon is duidelijk niet genoeg om de geluidskaart te "boosten". Bovendien beïnvloedt onwetendheid over het ingangscircuit van geluidskaarten en een onjuiste aansluiting van een dynamische microfoon de zaak. Een microfoonversterker in elkaar zetten en ‘verstandig’ aansluiten? Het zou mooi zijn, maar het is veel gemakkelijker om een IEC-3-microfoon te gebruiken, die ooit veel werd gebruikt in draagbare apparatuur en nog steeds vrij gebruikelijk is. Maar je zult natuurlijk ‘verstandig’ verbinding moeten maken.

Deze electretmicrofoon heeft redelijk hoge eigenschappen (het frequentiebereik ligt bijvoorbeeld in het bereik van 50 - 15.000 Hz) en, belangrijker nog, hij heeft een ingebouwde bronvolger, gemonteerd op een veldeffecttransistor, die niet alleen overeenkomt de hoge impedantie van de microfoon met de versterker, maar hij heeft ook een uitgangssignaalniveau dat ruim voldoende is voor elke geluidskaart. Het enige nadeel is misschien wel dat de microfoon stroom nodig heeft. Maar het stroomverbruik is zo klein dat twee in serie geschakelde AA-batterijen vele maanden onafgebroken kunnen werken. Laten we eens kijken naar het interne circuit van de microfoon, dat zich in een aluminium beker bevindt, en nadenken over hoe we deze op een computer kunnen aansluiten:

De grijze kleur geeft het aluminiumglas aan, dat een scherm is en is aangesloten op de gemeenschappelijke draad van het circuit. Zoals ik al zei, heeft zo'n microfoon externe voeding nodig, en er moet min 3-5 V aan de weerstand (rode draad) worden geleverd, en plus aan de blauwe. We zullen een nuttig signaal van wit oppikken.

Laten we nu eens kijken naar het ingangscircuit van de computermicrofoon:

Het blijkt dat het signaal alleen naar het uiterste puntje van de connector mag worden gevoerd, groen gemarkeerd, en de geluidskaart zelf levert via een weerstand +5 V aan de rode. Dit wordt gedaan om de voorversterkers van de hoofdtelefoon van stroom te voorzien, indien gebruikt. We zullen deze spanning om twee redenen niet gebruiken: ten eerste hebben we een andere polariteit nodig, en als we simpelweg de draden "draaien", zal de microfoon veel geluid produceren. Ten tweede schakelt de pc-voeding en de interferentie bij deze vijf volt zal aanzienlijk zijn. Het gebruik van galvanische elementen in termen van interferentie is ideaal: puur “constant” zonder de minste pulsatie. Het volledige diagram voor het aansluiten van onze microfoon op een computer ziet er dus als volgt uit.

Microfoons (elektrodynamisch, elektromagnetisch, electret, koolstof) - basisparameters, markering en opname in elektronische circuits.

In de radio-elektronica wordt veel gebruik gemaakt van een microfoon: een apparaat dat geluidstrillingen omzet in elektrische trillingen. Onder een microfoon wordt doorgaans verstaan een elektrisch apparaat dat wordt gebruikt om zwakke geluiden te detecteren en te versterken.

Basismicrofoonparameters

De kwaliteit van de microfoon wordt gekenmerkt door verschillende standaard technische parameters:

gevoeligheid,
nominaal frequentiebereik,
frequentierespons,
richting,
dynamisch bereik,
elektrische impedantiemodule,
nominale belastingsweerstand
en etc.

Markering

Het merk van de microfoon staat meestal op de behuizing aangegeven en bestaat uit letters en cijfers. De letters geven het microfoontype aan:

MD - reel-to-reel (of “dynamisch”),
MDM - dynamisch klein formaat,
MM - miniatuur elektrodynamisch,
ML - tape,
MK - condensator,
FEM - electret,
MPE - piëzo-elektrisch.

De cijfers geven het serienummer van de ontwikkeling aan. Na de cijfers staan de letters A, T en B, wat aangeeft dat de microfoon is gemaakt in een exportversie - A, T - tropisch en B - bedoeld voor huishoudelijke radio-elektronische apparatuur (REA).

De markering van de MM-5-microfoon weerspiegelt de ontwerpkenmerken en bestaat uit zes symbolen:

eerste en tweede............... MM - miniatuurmicrofoon;
derde................................ 5 - vijfde ontwerp;
vierde en vijfde...... twee cijfers die de standaardmaat aangeven;
zesde................................ letter die de vorm van de akoestische input karakteriseert (O - rond gat, C - pijp, B - gecombineerd ).

In de praktijk van radioamateurs worden verschillende hoofdtypen microfoons gebruikt: koolstof, elektrodynamisch, elektromagnetisch, condensator, elektreet en piëzo-elektrisch.

Elektrodynamische microfoons

De naam van dit type microfoon wordt als verouderd beschouwd en deze microfoons worden nu reel-to-reel-microfoons genoemd.

Microfoons van dit type worden zeer vaak gebruikt door liefhebbers van audio-opnamen, vanwege hun relatief hoge gevoeligheid en praktische ongevoeligheid voor atmosferische invloeden, in het bijzonder wind.

Ze zijn ook schokbestendig, gemakkelijk te gebruiken en kunnen hoge signaalniveaus zonder schade weerstaan. De positieve eigenschappen van deze microfoons wegen zwaarder dan hun nadeel: gemiddelde geluidsopnamekwaliteit.

Momenteel zijn kleine dynamische microfoons geproduceerd door de binnenlandse industrie, die worden gebruikt voor geluidsopname, geluidsoverdracht, geluidsversterking en verschillende communicatiesystemen, van groot belang voor radioamateurs.

Microfoons worden vervaardigd in vier complexiteitsgroepen: 0, 1, 2 en 3. Kleine microfoons met complexiteitsgroepen 0, 1 en 2 worden gebruikt voor geluidsoverdracht, geluidsopname en geluidsversterking van muziek en spraak, en groep 3 - voor geluid transmissie, geluidsopname en geluidsversterking van spraak.

Het microfoonsymbool bestaat uit drie letters en cijfers. Bijvoorbeeld MDM-1, een dynamische compacte microfoon van het eerste ontwerp.

Van bijzonder belang zijn de elektrodynamische miniatuurmicrofoons uit de MM-5-serie, die rechtstreeks in de versterkerkaart kunnen worden gesoldeerd of kunnen worden gebruikt als een ingebouwd element van elektronische apparatuur.

Microfoons behoren tot de vierde generatie componenten die zijn ontworpen voor elektronische apparaten op transistors en geïntegreerde schakelingen.

De MM-5-microfoon is verkrijgbaar in één type in twee versies: hoge impedantie (600 Ohm) en lage impedantie (300 Ohm), evenals achtendertig standaardformaten, die alleen verschillen in de DC-wikkelingsweerstand, de locatie van de akoestische ingang en het type ervan.

De belangrijkste elektro-akoestische parameters en technische kenmerken van microfoons uit de MM-5-serie worden weergegeven in de tabel. 1.

Tafel 1.

Microfoontype	MM-5
Uitvoering optie	lage weerstand	hoge weerstand
Nominaal bereik bedrijfsfrequenties, Hz	500...5000
Volledige module elektrisch weerstand wikkelingen, Ohm	135115	900 ± 100
Gevoeligheid aan frequentie 1000 Hz, µV/Pa, niet minder (belastingsweerstand)	300 (600 Ohm)	600 (300 Ohm)
Gemiddelde gevoeligheid in bereik 500...5000 Hz, µV/Pa, niet minder (belastingsweerstand)	600 (600 Ohm)	1200 (3000 Ohm)
Frequentie-onevenwichtigheden gevoeligheidskenmerken binnen nominaal bereik frequenties, dB, niet meer	24
Gewicht, g, niet meer	900 ± 100
Levensduur, jaar, niet minder	5
Afmetingen, mm	9,6x9,6x4

Rijst. 1. Schematisch diagram van het inschakelen van de ingang van een ultrasone luidspreker als microfoon.

Bij gebrek aan een dynamische microfoon gebruiken radioamateurs vaak een conventionele elektrodynamische luidspreker (Fig. 1).

Elektromagnetische microfoons

Voor laagfrequente versterkers die zijn samengesteld met transistors en een lage ingangsimpedantie hebben, worden meestal elektromagnetische microfoons gebruikt.

Elektromagnetische microfoons zijn omkeerbaar, wat betekent dat ze ook als telefoon kunnen worden gebruikt. Het zogenaamde differentiële microfoontype DEMSH-1 en de modificatie DEMSH-1A worden veel gebruikt.

Goede resultaten worden verkregen bij gebruik van conventionele elektromagnetische hoofdtelefoons van hoofdtelefoons TON-1, TON-2, TA-56, enz. in plaats van de elektromagnetische microfoons DEMSH-1 en DEM-4M (Fig. 2 - 4).

Rijst. 2. Schematisch diagram van het aansluiten van een elektromagnetische oortelefoon op de ultrasone ingang als microfoon.

Rijst. 3. Schematisch diagram van het inschakelen van een elektromagnetische microfoon aan de ingang van een ultrasone sirene met behulp van transistors.

Rijst. 4. Schematisch diagram van het inschakelen van een elektromagnetische microfoon aan de ingang van een ultrasone versterker op een operationele versterker.

Electret-microfoons

Onlangs zijn electret-condensatormicrofoons gebruikt in huishoudelijke bandrecorders. Electret-microfoons hebben het grootste frequentiebereik: 30...20.000 Hz.

Microfoons van dit type produceren een elektrisch signaal dat twee keer zo groot is als conventionele koolstofmicrofoons.

De industrie produceert electretmicrofoons MKE-82 en MKE-01 in grootte vergelijkbaar met koolstofmicrofoons MK-59 en dergelijke, die in gewone telefoonhoorns kunnen worden geïnstalleerd in plaats van koolstofmicrofoons zonder enige wijziging aan het telefoontoestel.

Dit type microfoon is veel goedkoper dan conventionele condensatormicrofoons en daardoor beter toegankelijk voor radioamateurs.

De binnenlandse industrie produceert een breed scala aan electretmicrofoons, waaronder MKE-2 unidirectioneel voor reel-to-reel bandrecorders van klasse 1 en voor integratie in radio-elektronische apparatuur - MKE-3, MKE-332 en MKE-333.

Voor radioamateurs is de MKE-3 condensator electretmicrofoon, die een microminiatuurontwerp heeft, van het grootste belang.

De microfoon wordt gebruikt als inbouwapparaat in huishoudelijke bandrecorders, radio's en bandrecorders, zoals Sigma-VEF-260, Tom-303, Romantic-306, enz.

De MKE-3-microfoon is vervaardigd in een plastic behuizing met een flens voor montage van binnenuit op het voorpaneel van het radioapparaat. De microfoon is omnidirectioneel en heeft een cirkelpatroon.

De microfoon staat geen schokken of krachtig schudden toe. In tafel Figuur 2 toont de belangrijkste technische parameters van enkele merken miniatuur condensator-electretmicrofoons.

Tafel 2.

Microfoontype	MKE-3	MKE-332	MKE-333	MKE-84
Nominaal bereik bedrijfsfrequenties, Hz	50...16000	50... 15000	50... 15000	300...3400
Gevoeligheid door vrij veld aan frequentie 1000 Hz, µV/Pa	niet meer dan 3	minstens 3	minstens 3	A - 6...12 V-10...20
Oneffenheden frequentierespons gevoeligheid in bereik 50...16000 Hz, dB, niet minder	10	-	-	-
Volledige module elektrische weerstand bij 1000 Hz, Ohm, niet meer	250	600±120	600±120	-
Gelijkwaardig niveau geluidsdruk, geconditioneerd door eigen microfoonruis, dB, niet meer	25	-	-	-
Gemiddeld niveauverschil gevoeligheid "voor - achter", dB	-	nee, minder dan 12	niet meer dan 3	-
Gebruiksvoorwaarden: temperatuur, C relatieve vochtigheid lucht, meer niet	5...30 85% bij 20°C	-10...+50 95±3% bij 25°C	10...+50 95±3% bij 25°C	0...+45 93% bij 25°C
Voedingsspanning, V	-	1,5...9	1,5...9	1,3...4,5
Gewicht, gr	8	1	1	8
dimensies (diameter x lengte), mm	14x22	10,5 x 6,5	10,5 x 6,5	22,4x9,7

In afb. Figuur 5 toont het aansluitschema voor de electretmicrofoon van het type MKE-3, die gebruikelijk is in amateurradio-ontwerpen.

Rijst. 5. Schematisch diagram van het aansluiten van een microfoon van het MKE-3-type aan de ingang van een ultrasone transistorsirene.

Rijst. 6. Foto en intern schakelschema van de MKE-3-microfoon, locatie van gekleurde geleiders.

Koolmicrofoons

Ondanks dat koolstofmicrofoons geleidelijk aan vervangen worden door andere soorten microfoons, vinden ze vanwege hun eenvoud van ontwerp en vrij hoge gevoeligheid nog steeds hun plaats in verschillende communicatieapparatuur.

De meest voorkomende zijn koolstofmicrofoons, de zogenaamde telefooncapsules, met name MK-10, MK-16, MK-59, enz.

Het eenvoudigste circuit voor het aansluiten van een koolstofmicrofoon wordt getoond in Fig. 7. In dit circuit moet de transformator een step-up-transformator zijn, en voor een koolmicrofoon met een weerstand van R = 300...400 Ohm kan deze op een W-vormige ijzeren kern met een doorsnede worden gewikkeld van 1...1,5 cm2.

De primaire wikkeling (I) bevat 200 windingen PEV-1-draad met een diameter van 0,2 mm, en de secundaire wikkeling (II) bevat 400 windingen PEV-1 met een diameter van 0,08...0,1 mm.

Koolmicrofoons zijn, afhankelijk van hun dynamische weerstand, onderverdeeld in 3 groepen:

lage impedantie (ongeveer 50 Ohm) met een voedingsstroom tot 80 mA;
gemiddelde weerstand (70... 150 Ohm) met een voedingsstroom van niet meer dan 50 mA;
hoge weerstand (150...300 Ohm) met een voedingsstroom van maximaal 25 mA.

Hieruit volgt dat het in het koolstofmicrofooncircuit noodzakelijk is om de stroom in te stellen die overeenkomt met het type microfoon. Anders zal bij hoge stroom het koolstofpoeder gaan sinteren en zal de microfoon verslechteren.

In dit geval treden niet-lineaire vervormingen op. Bij zeer lage stromen neemt de gevoeligheid van de microfoon sterk af. Koolcapsules kunnen ook werken met een lagere voedingsstroom, vooral in buizen- en transistorversterkers.

De afname van de gevoeligheid bij verminderd microfoonvermogen wordt gecompenseerd door simpelweg de versterking van de audioversterker te vergroten.

In dit geval wordt de frequentierespons verbeterd, wordt het geluidsniveau aanzienlijk verminderd en wordt de stabiliteit en betrouwbaarheid van de werking vergroot.

Rijst. 7. Schematisch diagram van het aansluiten van een koolstofmicrofoon met behulp van een transformator.

Een optie voor het aansluiten van een koolstofmicrofoon op een transistorversterkertrap wordt getoond in figuur 8.

Een optie voor het aansluiten van een koolstofmicrofoon in combinatie met een transistor aan de ingang van een buizenaudioversterker volgens het diagram in Fig. 9 maakt een hoge spanningsversterking mogelijk.

Rijst. 8. Schematisch diagram van het aansluiten van een koolstofmicrofoon aan de ingang van een ultrasone transistorsirene.

Rijst. 9. Schematisch diagram van het aansluiten van een koolstofmicrofoon aan de ingang van een hybride ultrasone echolood, gemonteerd op een transistor en een elektronenbuis.

Literatuur: V.M. Pestrikov - Encyclopedie van amateurradio.

Microfoons worden gebruikt om de energie van geluidstrillingen om te zetten in elektrische wisselspanning. Volgens de classificatie zijn akoestische microfoons verdeeld in twee grote groepen:

Hoge weerstand (condensator, electret, piëzo-elektrisch);

Lage weerstand (elektrodynamisch, elektromagnetisch, koolstof).

Microfoons van de eerste groep kunnen conventioneel als gelijkwaardig worden weergegeven

variabele condensatoren en microfoons van de tweede groep - in de vorm van inductoren met bewegende magneten of in de vorm van variabele weerstanden.

Onder de microfoons met hoge impedantie zijn electretmicrofoons goedkoper. Hun parameters zijn gestandaardiseerd in het standaard audiofrequentiebereik, dat in de volksmond "twee bij twintig" wordt genoemd (20 Hz ... 20 kHz). Andere kenmerken: hoge gevoeligheid, grote bandbreedte, smal stralingspatroon, lage vervorming, weinig ruis.

Er zijn electretmicrofoons met twee en drie aansluitingen (Fig. 3.37, a, b). Om het gemakkelijker te maken de draden die uit de microfoon komen te identificeren, zijn ze opzettelijk veelkleurig gemaakt, bijvoorbeeld wit, rood, blauw.

Afb. 3.37. Interne circuits van electretmicrofoons: a) twee communicatiedraden; b) drie communicatiedraden.

Ondanks de transistors in de microfoon is het kortzichtig om het signaal daarvan rechtstreeks naar de MK-ingang te sturen. Er is een voorversterker vereist. In dit geval maakt het geen verschil of de versterker in het MK ADC-kanaal is ingebouwd of dat het een afzonderlijke externe eenheid is die is samengesteld op transistors of microschakelingen.

Electret-microfoons lijken op piëzo-trillingssensoren, maar in tegenstelling tot de laatste hebben ze een lineaire transmissie en een bredere frequentierespons. Hierdoor kunt u geluidssignalen van menselijke spraak verwerken zonder vervorming, wat in feite het directe doel van de microfoon is.

Als u electretmicrofoons, geproduceerd in GOS-landen, sorteert in volgorde van verbetering van hun parameters, krijgt u de volgende rij: MD-38, MD-59,

MK-5A, MKE-3, MKE-5B, MKE-19, MK-120, KMK-51. Het werkfrequentiebereik loopt van 20…50 Hz tot 15…20 kHz, de oneffenheid van de amplitude-frequentierespons bedraagt 4… 12 dB, de gevoeligheid bij een frequentie van 1 kHz bedraagt 0,63… 10 mV/Pa.

In afb. 3.38, a, b toont diagrammen van directe aansluiting van electretmicrofoons op MK. 3.39 toont a...k schakelingen met transistorversterkers, en in Fig. 3.40, a...p - met versterkers op microschakelingen.

Rijst. 3.38. Regelingen voor directe aansluiting van electretmicrofoons op MK:

a) directe aansluiting van microfoon VM1 op MK is mogelijk als het ADC-kanaal een interne signaalversterker heeft met een coëfficiënt van minimaal 100. Filter R2, C/ vermindert de laagfrequente achtergrond door rimpelingen van de +5 V voedingsspanning;

b) een stereomicrofoon VMI aansluiten op een tweekanaals ADC MK, die een interne versterker heeft. Weerstanden R3 beperken de stroom door de MK-diodes tijdens sterke schokken op het microfoonlichaam of op de piëzo-elektrische plaat zelf.

c) de VTI-transistor moet de hoogst mogelijke versterking hebben (coëfficiënt hjy^)’,

d) weerstand R3 selecteert de spanning op de collector van transistor VT1, bijna de helft van de voeding (om het signaal van microfoon VM 1 symmetrisch te beperken)\

e) keten /?/, C1 vermindert de amplitude van netwerkrimpels van de +5 V-voeding, en daarom wordt het ongewenste "gerommel" met een frequentie van 50/100 Hz verminderd. Vanaf nu geven de letters “c”, “b”, “k” de kleur van de microfoondraden “blauw”, “wit”, “rood” aan;

e) vereenvoudigde aansluiting van een driepolige BMI-microfoon. De afwezigheid van een weerstand in de emitter van de VTI-transistor vermindert de ingangsweerstand van de trap;

g) externe "microfoon met twee aansluitingen" met fantoomvoeding voor transistors VTI, VT2 via weerstand R5. Weerstand R1 selecteert de spanning +2,4…+2,6 V aan de emitter van transistor VT2. De analoge comparator MK registreert momenten waarop het signaal van de microfoon groter is dan een bepaalde drempel, die wordt ingesteld door weerstand R7\0

h) de transistor werkt in de afsnijmodus, waardoor sinusoïdale geluidssignalen van de VMI-microfoon rechthoekige pulsen worden;

i) het aansluiten van een drie-pins VMI-microfoon met behulp van een tweedraads circuit. Microfoon VM1 en weerstand R1 kunnen worden verwisseld. Weerstand R2 selecteert de spanning aan de MK-ingang, bijna de helft van het vermogen;

j) er wordt een weerstand gebruikt om de spanning aan de ingang van de MK te selecteren, dichtbij +1,5 V.

a) Dankzij de transformatorisolatie kunnen de elementen BM1, DAI, GBJ, T1 over een lange afstand worden verplaatst, terwijl de MK-ingang moet worden beschermd met Schottky-diodes. Het stroomverbruik van de DA-chip is ultralaag, waardoor u geen schakelaar in het GB1\-batterijcircuit hoeft te plaatsen

Rijst. 3.40. Schema's voor het aansluiten van electretmicrofoons M K via versterkers naar

microschakelingen (voortzetting):

b) versterker voor microfoon “lichte muziek”. Weerstand R4 stelt de responsdrempel van de analoge comparator MK in binnen 0…+3 V;

c) “elektronische geluidsniveaumeter”. De positieve uitgang van de analoge comparator MK ontvangt een afgevlakte spanning die evenredig is met het gemiddelde signaalniveau van microfoon VM1. Er wordt programmatisch een "zaag" gegenereerd aan de negatieve uitgang van de analoge comparator;

d) weerstand R3 regelt de symmetrie van het signaal, en weerstand R5 regelt de versterking van de op-amp DAL. Het gedetecteerde signaal (elementen VDI, VD2, SZ, C4) wordt geleverd aan de ingang van de MK. Het gemiddelde geluidsniveau wordt gemeten door een interne ADC;

e) niet-standaard gebruik van de “LED”-microschakeling Z) / l / van Panasonic. Mogelijke vervangingen zijn LB1423N, LB1433N (Sanyo), BA6137 (ROHM). Schakelaar ZL1 stelt de gevoeligheid in vijf gradaties in op een logaritmische schaal: -10; -5; 0; +3; +6 dB;

e) de versterking van de op-amp-cascade Z)/4/ hangt af van de verhouding van de weerstanden van weerstanden R4, R5. De frequentierespons in het lage frequentiegebied wordt bepaald door de condensator C/;

g) de versterking van de op-amp-cascade Z)/l / wordt gegeven door de verhouding van de weerstanden van weerstanden R5, R6. De symmetrie van de signaalbeperking hangt af van de verhouding van weerstanden R3, R7\

h) microfoonversterker met traploos regelbaar geluidsniveau via weerstand R5\

i) tweetrapsversterker met verdeelde versterking: Ku= 100 (DAI.I), Ku= 5 (DAI.2). De verdeler op weerstanden R4, /?5 stelt de bias in, die iets minder is dan de helft van de voeding. Dit komt doordat de DA/opamp geen “rail-to-rail” karakteristiek heeft;

Rijst. 3.40. Regelingen voor het aansluiten van electret-microfoons op MK via versterkers aan

microschakelingen (voortzetting):

j) de capaciteit van condensator C4b in sommige circuits wordt verhoogd tot 10...47 μF (de verbetering van de parameters wordt experimenteel getest);

k) de "linker" helft van de DAI-op-amp versterkt het signaal, en de "rechter" helft is aangesloten volgens het spanningsvolgcircuit. Deze oplossing wordt meestal gebruikt als de MC zich op aanzienlijke afstand van de versterker bevindt of als het signaal in verschillende richtingen moet worden vertakt;

m) weerstanden R2, R4 schakelen de inverters van de DDI-logica-chip naar de versterkingsmodus. Weerstand R3 kan worden vervangen door een condensator met een capaciteit van 0,15 μF;

m) gespecialiseerde chip DA1 (Motorola) reageert alleen op audiosignalen van iemands stem;

o) een stekker die in aansluiting XS1 wordt gestoken, verbreekt automatisch de verbinding tussen condensatoren C/ en C2, terwijl de interne microfoon VM1 wordt uitgeschakeld en een extern audiosignaal naar de DAL/-ingang wordt gestuurd. Beide versterkers van de Z)/l/-chip hebben rail-to-rail uitgangsniveaus;

n) de weerstand stelt de symmetrie in van de signaalbegrenzing op pin 1 van de microschakeling DA 1. De VTI-transistor vervult samen met de elementen R5, SZ de functie van een detector.^

3.5.2. Elektrodynamische microfoons

De belangrijkste ontwerpelementen van elektrodynamische microfoons zijn een inductiespoel, een diafragma en een magneet.Het microfoonmembraan brengt de magneet onder invloed van geluidstrillingen dichter bij/weg van de spoel, waardoor er een wisselspanning ontstaat in deze laatste. Alles is zoals in schoolexperimenten in de natuurkunde.

Het signaal van een elektrodynamische microfoon is te zwak, dus wordt er meestal een versterker geïnstalleerd als interface met de MK. De ingangsimpedantie kan laag zijn. De aansluitdraden van de microfoon naar de ingangsversterker moeten afgeschermd zijn of in lengte worden verkleind tot 10...15 cm. Om vals alarm te voorkomen, wordt aanbevolen om de capsule met schuimrubber te omwikkelen en de microfoon niet stevig aan de behuizingswand vast te schroeven .

Typische parameters van elektrodynamische microfoons: wikkelingsweerstand 680…2200 Ohm, maximale bedrijfsspanning 1,5…2 V, bedrijfsstroom 0,5 mA. Een belangrijk praktisch gevolg zijn elektrodynamische microfoons

gemakkelijk te onderscheiden van electret (condensator, piëzokeramiek) door de aanwezigheid van ohmse weerstand tussen de aansluitingen. De uitzondering op de regel vormen industriële microfoonmodules die een transistor of geïntegreerde versterker in de behuizing bevatten.

U kunt de elektrodynamische microfoon vervangen door een electret-microfoon via de adapter weergegeven in Afb. 3.41. Condensator C2 corrigeert de frequentierespons in het hoge frequentiegebied. Een verdeler op weerstanden R1 creëert een bedrijfsspanning voor de BML-microfoon, condensator C1 dient als voedingsfilter.

Rijst. 3.43. Schema's voor het aansluiten van dynamische luidsprekers op de ingang MK:

a) transistorschoksensorversterker met behulp van een BAI-luidspreker. De gevoeligheid wordt aangepast door weerstanden RI, R2. Condensator C2 strijkt signaalpieken glad. Condensator C/ is nodig zodat de basis van transistor VT1 niet is verbonden met de gemeenschappelijke draad via de lage weerstand van de luidspreker BAI;

b) de VTI-transistor is een gemeenschappelijke basisversterker. Het kenmerk is de lage ingangsimpedantie, die goed overeenkomt met de parameters van de BAI-luidspreker. Weerstand RI stelt het werkpunt van de transistor VTI in (spanning op zijn collector) om symmetrische of asymmetrische signaalclipping te verkrijgen. Weerstand R3 regelt de drempel (gevoeligheid, versterking);

c) de microfoonfunctie wordt uitgevoerd door de BAI-headset. Het heeft een hogere wikkelweerstand dan een luidspreker met lage impedantie, wat de gevoeligheid verhoogt en het gemakkelijker maakt om verbinding te maken met de MCU. Weerstand RI regelt de signaalamplitude;

In afb. 3.43, ad...d toont diagrammen voor het aansluiten van dynamische luidsprekers op de MK-ingang als microfoons.

d) deel van het intercomcircuit, waarin de BAI-luidspreker afwisselend als microfoon en luidspreker fungeert. De MK bepaalt de status "Ontvangen/verzenden" door het LAAG/HOOG niveau op de ingangslijn (HOOG niveau van weerstand R4 en LAAG van BAI). Als de MK een ADC heeft met een interne versterker, dan kun je onderweg naar het gesprek ‘luisteren’. Als de MK-lijn bovendien in de uitgangsmodus wordt gezet, kan deze worden gebruikt om verschillende geluidssignalen in de ULF te genereren (via R3, VD1, R2, C2).

Dit document bevat elektrische schakelschema's en informatie over het voeden van electretmicrofoons. Het document is geschreven voor mensen die eenvoudige elektrische schema's kunnen lezen.

Invoering
Inleiding tot electretmicrofoons
Basisstroomcircuits voor electretmicrofoons
Geluidskaarten en electretmicrofoons
Stekkervoeding
Fantoomvoeding in professionele audioapparatuur
T-aangedreven
Andere nuttige informatie

1. Inleiding

De meeste soorten microfoons hebben stroom nodig om te kunnen werken, meestal condensatormicrofoons, maar ook microfoons die er qua werkingsprincipe op lijken. Er is stroom nodig om de interne voorversterker te laten werken en de microfooncapsulemembranen te polariseren. Als er geen ingebouwde stroombron (batterij, accu) in de microfoon zit, wordt er spanning aan de microfoon geleverd via dezelfde draden als het signaal van de microfoon naar de voorversterker.

Er zijn momenten waarop een microfoon alleen voor een kapotte microfoon wordt aangezien, omdat ze niet weten of er fantoomvoeding aan moet worden geleverd of een batterij moet worden geplaatst.

2. Inleiding tot electret-microfoons

Electret-microfoons hebben de beste prijs-kwaliteitverhouding. Deze microfoons kunnen zeer gevoelig, behoorlijk duurzaam, extreem compact zijn en hebben ook een laag stroomverbruik. Electret-microfoons worden veel gebruikt; vanwege hun compacte formaat worden ze vaak ingebouwd in eindproducten, terwijl de hoge prestatiekenmerken behouden blijven. Volgens sommige schattingen wordt in 90% van de gevallen de electretmicrofoon gebruikt, wat gezien het bovenstaande meer dan gerechtvaardigd is. De meeste lavaliermicrofoons, microfoons die worden gebruikt in amateurvideocamera's en microfoons die worden gebruikt in combinatie met computergeluidskaarten zijn electretmicrofoons.

Electretmicrofoons zijn vergelijkbaar met condensatormicrofoons in het principe van het omzetten van mechanische trillingen in een elektrisch signaal. Condensatormicrofoons zetten mechanische trillingen om in een verandering in de capaciteit van de condensator, verkregen door spanning aan te leggen op de membranen van de microfooncapsule. Een verandering in capaciteit leidt op zijn beurt tot een verandering in spanning op de platen in verhouding tot de geluidsgolven. Terwijl de capsule van een condensatormicrofoon externe (fantoom)voeding nodig heeft, heeft het membraan van de capsule van een electretmicrofoon een eigen lading van enkele volts. Er is stroom nodig voor de ingebouwde buffervoorversterker, en niet voor membraanpolarisatie.

Een typische electret-microfooncapsule (Fig. 01) heeft twee pinnen (soms drie) voor aansluiting op een stroombron van 1-9 volt en verbruikt in de regel minder dan 0,5 mA. Deze stroom wordt gebruikt om een miniatuurbuffervoorversterker te voeden die in de microfooncapsule is ingebouwd en die dient om de hoge impedantie van de microfoon en de aangesloten kabel te evenaren. Houd er rekening mee dat de kabel zijn eigen capaciteit heeft en dat bij frequenties boven 1 kHz de weerstand enkele 10 kOhm kan bereiken.
De belastingsweerstand bepaalt de weerstand van de capsule en is ontworpen om te passen bij de ruisarme voorversterker. Dit is meestal 1-10 kOhm. De ondergrens wordt bepaald door de spanningsruis van de versterker, terwijl de bovengrens wordt bepaald door de stroomruis van de versterker. In de meeste gevallen wordt via een weerstand van enkele kOhm een spanning van 1,5-5V aan de microfoon geleverd.

Omdat de electretmicrofoon een buffervoorversterker bevat, die zijn eigen ruis aan het bruikbare signaal toevoegt, bepaalt deze de signaal-ruisverhouding (meestal rond de 94 dB), wat overeenkomt met een akoestisch signaal-ruisverhouding. verhouding van 20-30 dB.

Electret-microfoons vereisen een voorspanning voor de ingebouwde buffervoorversterker. Deze spanning moet gestabiliseerd zijn en mag geen rimpelingen bevatten, anders komen deze als onderdeel van het nuttige signaal bij de uitgang terecht.

3. Basisvoedingscircuits voor electretmicrofoons

3.1 Schakelschema

Figuur Fig.02 toont het basisstroomcircuit voor een electretmicrofoon. Hier moet naar worden verwezen als u overweegt een electretmicrofoon aan te sluiten. De uitgangsweerstand wordt bepaald door weerstanden R1 en R2. In de praktijk kan de uitgangsweerstand worden genomen als R2.

3.2 De electret-microfoon van stroom voorzien via een batterij (batterij)

Dit circuit (Fig. 04) kan worden gebruikt in combinatie met huishoudelijke bandrecorders en geluidskaarten, oorspronkelijk ontworpen om met dynamische microfoons te werken. Zodra u dit circuit in de microfoonbehuizing (of in een kleine externe doos) hebt gemonteerd, heeft uw electretmicrofoon veelzijdige toepassingen.

Bij het bouwen van dit circuit is het handig om een schakelaar toe te voegen om de batterij uit te schakelen als de microfoon niet in gebruik is. Opgemerkt moet worden dat het uitgangsniveau van deze microfoon aanzienlijk hoger is dan dat van een dynamische microfoon, dus het is noodzakelijk om de versterking aan de ingang van de geluidskaart (versterker/mengpaneel/bandrecorder enz.) te regelen. Als dit niet gebeurt, kunnen hoge ingangssignaalniveaus tot overmodulatie leiden. De uitgangsimpedantie van dit circuit ligt rond de 2 kOhm, dus het wordt afgeraden om een te lange microfoonkabel te gebruiken. Anders kan het fungeren als een laagdoorlaatfilter (een paar meter heeft niet veel effect).

3.3 Het eenvoudigste voedingscircuit voor een electretmicrofoon

In de meeste gevallen is het acceptabel om één/twee batterijen van 1,5 V te gebruiken (afhankelijk van de gebruikte microfoon) om de microfoon van stroom te voorzien. De batterij is in serie geschakeld met de microfoon (Fig.05).
Dit circuit werkt zolang de door de accu geleverde gelijkstroom de voorversterker niet nadelig beïnvloedt. Dit gebeurt, maar niet altijd. Normaal gesproken fungeert een voorversterker alleen als AC-versterker en heeft de DC-component daar geen effect op.

Als u de juiste polariteit van de batterij niet weet, probeer deze dan in beide richtingen te draaien. In de overgrote meerderheid van de gevallen zal een onjuiste polariteit bij lage spanning geen schade aan de microfooncapsule veroorzaken.

4. Geluidskaarten en electretmicrofoons

In dit gedeelte worden de opties besproken voor het leveren van stroom aan microfoons vanaf geluidskaarten.

4.1 Sound Blaster-variant

Sound Blaster-geluidskaarten (SB16, AWE32, SB32, AWE64) van Creative Labs gebruiken 3,5 mm stereo-aansluitingen om electret-microfoons aan te sluiten. De pin-out van de jack wordt getoond in Figuur 06.
Creative Labs verstrekt specificaties op haar website. waarover een microfoon aangesloten op Sound Blaster-geluidskaarten moet beschikken:

Ingangstype: ongebalanceerd (ongebalanceerd), lage impedantie
Gevoeligheid: ongeveer -20dBV (100mV)
Ingangsimpedantie: 600-1500 ohm
Aansluiting: 3,5 mm stereo-aansluiting
Pin-out: Figuur 07

Fig.07 - Pin-out van de connector van de Creative Labs-website

De onderstaande afbeelding (Fig.08) toont een voorbeeld van een ingangscircuitdiagram bij het aansluiten van een microfoon op een Sound Blaster-geluidskaart.

Afb.08 - Microfooningang van de Sound Blaster-geluidskaart

4.2 Overige mogelijkheden voor het aansluiten van een microfoon op een geluidskaart

Geluidskaarten van andere modellen/fabrikanten kunnen de hierboven besproken methode gebruiken, of een eigen versie hebben. Geluidskaarten die een 3,5 mm mono-aansluiting gebruiken om microfoons aan te sluiten, hebben meestal een jumper waarmee u de microfoon van stroom kunt voorzien of indien nodig kunt uitschakelen. Als de jumper zich in een positie bevindt waar spanning wordt geleverd aan de microfoon (meestal +5V via een weerstand van 2-10 kOhm), dan wordt deze spanning geleverd via dezelfde draad als het signaal van de microfoon naar de geluidskaart (Fig.09 ).

De geluidskaartingangen hebben in dit geval een gevoeligheid van ongeveer 10 mV.
Deze aansluiting wordt ook gebruikt op Compaq computers die worden geleverd met een Compaq Business Audio geluidskaart (de Sound Blaster microfoon werkt goed met de Compaq Deskpro XE560). De offsetspanning gemeten aan de Compaq-uitgang is 2,43 V. Kortsluitstroom 0,34mA. Dit suggereert dat de voorspanning wordt aangelegd via een weerstand van ongeveer 7 kOhm. De 3,5 mm jack-ring wordt niet gebruikt en is nergens op aangesloten. In de gebruikershandleiding van Compaq staat dat deze microfooningang alleen wordt gebruikt om een electretmicrofoon met fantoomvoeding aan te sluiten, zoals een microfoon die door Compaq zelf wordt geleverd. Volgens Compac heet deze manier van stroomvoorziening fantoomvoeding, maar deze term mag niet verward worden met wat in professionele audioapparatuur gebruikt wordt. Volgens de vermelde technische kenmerken is de ingangsimpedantie van de microfoon 1 kOhm en is het maximaal toegestane ingangssignaalniveau 0,013V.

4.3 Voorspanning toepassen op de driedraads electret-microfooncapsule van de geluidskaart

Dit circuit (Fig. 10) is geschikt voor het aansluiten van een driedraads electret-microfooncapsule op een Sound Blaster-geluidskaart die voorspanning (BC) naar de electret-microfoon ondersteunt.

4.4 Voorspanning toepassen op een tweedraads electret-microfooncapsule vanaf een geluidskaart

Dit circuit (Fig. 11) is geschikt voor het koppelen van een tweedraads elektreetcapsule aan een geluidskaart (Sound Blaster) die de toevoer van voorspanning ondersteunt.

Fig. 12 - Het eenvoudigste circuit dat werkt met SB16

Dit circuit (Fig. 12) werkt omdat +5V stroom wordt geleverd via een weerstand van 2,2 kOhm die in de geluidskaart is ingebouwd. Deze weerstand werkt goed als stroombegrenzer en als weerstand van 2,2k Ohm. Deze aansluiting wordt gebruikt in Fico CMP-202 computermicrofoons.

4.5 Voeding voor electretmicrofoons met 3,5 mm mono-jack van SB16

Het onderstaande stroomcircuit (Fig. 13) kan worden gebruikt met microfoons waarvan de voorspanning wordt geleverd langs dezelfde draad waardoor het audiosignaal wordt verzonden.

4.6 De microfoon van de handset aansluiten op de geluidskaart

Volgens sommige nieuwsartikelen op comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech kan het circuit worden gebruikt om een electret-capsule van een handset aan te sluiten op een Sound Blaster-geluidskaart. Allereerst moet u ervoor zorgen dat de microfoon in de geselecteerde handset electret is. Als dit het geval is, moet u de slang loskoppelen, openen en de plus van de microfooncapsule vinden. Hierna wordt de capsule aangesloten zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding (Fig. 13). Als je de RJ11-connector van de handset wilt gebruiken, wordt de microfoon aangesloten op de draden van het externe paar. Verschillende handsets hebben verschillende uitgangsniveaus, en sommige zijn mogelijk niet voldoende voor gebruik met een Sound Blaster-geluidskaart.

Als u de luidspreker van de handset wilt gebruiken, sluit u deze aan op de Tip en plaatst u deze in de geluidskaart. Zorg er voordat u dit doet voor dat deze een weerstand heeft van meer dan 8 Ohm, anders kan de versterker aan de uitgang van de geluidskaart doorbranden.

4.7 De multimediamicrofoon van stroom voorzien via een externe bron

Het basisidee van het voeden van een multimedia (MM) microfoon wordt hieronder weergegeven (Fig. 14).

Het algemene voedingscircuit voor een computermicrofoon die is ontworpen om te werken met Sound Blaster en andere soortgelijke geluidskaarten, wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding (Afb. 15):

Fig. 15 - Algemeen voedingscircuit voor een computermicrofoon

Opmerking 1: De output van dit circuit is een paar volt gelijkstroom. Als dit problemen oplevert, moet u een condensator in serie met de microfoonuitgang toevoegen.

Opmerking 2: Normaal gesproken bedraagt de voedingsspanning voor microfoons die op een geluidskaart zijn aangesloten ongeveer 5 volt, geleverd via een weerstand van 2,2 kOhm. Microfooncapsules zijn over het algemeen niet gevoelig voor 3 tot 9 volt gelijkstroom en werken wel (hoewel het niveau van de aangelegde spanning de uitgangsspanning van de microfoon kan beïnvloeden).

4.8 Een multimediamicrofoon aansluiten op een reguliere microfooningang

De +5V-spanning kan worden verkregen uit een hogere spanning met behulp van een spanningsregelaar zoals de 7805. Als alternatief kunt u drie 1,5V-batterijen in serie gebruiken, of u kunt één 4,5V-batterij gebruiken. Het moet worden ingeschakeld zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding (Fig. 16).

4.9 Stekkervoeding

Veel kleine videocamera's en recorders gebruiken een 3,5 mm stereomicrofoonstekker om stereomicrofoons aan te sluiten. Sommige apparaten zijn ontworpen voor extern gevoede microfoons, terwijl andere apparaten stroom leveren via dezelfde aansluiting die het audiosignaal draagt. In de kenmerken van apparaten die capsules van stroom voorzien via een microfooningang, wordt deze ingang “Plug-in power” genoemd.

Voor apparaten die de plug-in stroomaansluiting voor electretmicrofoons gebruiken, wordt het diagram hieronder weergegeven (afb. 17):
Technologie voor het aansluiten van plug-in powermicrofoons vanuit het oogpunt van de circuits van het opnameapparaat (Fig. 18):

Afb. 18 - Schakelcircuits voor de stroomconnector

De waarden van de elementen in het circuit kunnen variëren, afhankelijk van de fabrikant van de apparatuur. Het is echter duidelijk dat de voedingsspanning enkele volts bedraagt, en de weerstandswaarde enkele kilo-ohm.