Радиомикрофон своими руками: как сделать для компьютера

Особенности и характеристики самодельных микрофонов

Самодельный микрофон может иметь высокую чувствительность и возможность работать на расстоянии до нескольких метров. Это также дает возможность записывать высококачественный звук с помощью компьютера.

Качество записываемого звука полностью зависит от характеристик звуковой карты ПК.

Самодельные устройства имеют худший звук и акустику, чем заводские, имеют меньший динамический диапазон, чувствительность. Однако эти недостатки компенсируются дешевизной монтажных материалов. Стоимость их будет не более 100 рублей. Цена на самые простые заводские модели начинается от 250 рублей.

Характеристики устройства также различаются в зависимости от его типа. Основная — 6.

Направленный

Предназначен для прослушивания или записи звука, источник которого находится на расстоянии (не должно превышать 100 — 150 м). Минимальная требуемая интенсивность звука должна составлять 45-50 дБ. В большинстве случаев журналисты используют эти устройства для записи во время интервью.

Электретный

Тип, близкий к конденсаторным моделям. Он использует электретную пластину (специальный диэлектрик) в качестве фиксированной обшивки конденсатора и источника постоянного тока).

Студийный

Студийными микрофонами называют конденсаторные микрофоны, которые предназначены для звукозаписи, передачи звука по телевидению или радио. Основным конструктивным элементом является конденсатор, покрытый диэлектрической пленкой, чувствительной к звуковым колебаниям. Когда пленка ловит их, она вибрирует. В результате емкость конденсатора изменяется, звук превращается в электрические колебания.

Самодельный конденсаторный ламповый

Аналог предыдущей версии. Однако в предварительном усилителе используются не транзисторы или микросхемы, а лампы. Это приводит к более теплому и естественному звучанию. Подходит для записи вокальных и инструментальных партий.

Можно сделать самому, из конденсаторного микрофона и лампового предусилителя.

Щелевой из хомутов от транзисторов

Тип направленного микрофона. Основой конструкции является трубка, снабженная пазами. Когда туда проникают звуковые волны, они переходят в противофазу. В результате звук слышен даже на большом расстоянии.

Само устройство можно сделать из зажимов от старых советских транзисторов.

Микрофон из наушников

Самый простой вариант самодельного микрофона. Для создания мембраны используется динамик наушников. Подходит для онлайн-общения. Не подходит для записи: недостаточное качество звука.

Из чего можно сделать микрофон

Чтобы сделать микрофон для компьютера в домашних условиях, используется обычный динамик. Электродинамический микрофон и динамик имеют одинаковую конструкцию, когда катушка с определенным числом витков перемещается в пространстве постоянного магнита, поэтому динамическую головку можно использовать в качестве микрофона. Устройство не подходит для качественной записи, но при необходимости его можно использовать для общения в социальных сетях. Для изготовления домашнего микрофона лучше всего использовать миниатюрные динамики, которые применяются в транзисторных приемниках, но можно использовать любой маломощный динамик.

Вход звуковой карты компьютера рассчитан на подключение голосового устройства сопротивлением 100-200 Ом, а сопротивление электродинамической головки не превышает 8 Ом, поэтому каскад транзисторов соединен на общую основу для согласования. Вместо транзисторов ВС109 можно использовать КТ3102 с любым буквенным индексом. На резистор R5 подается положительное питание от 6 до 9 вольт. Жила экранированного провода припаяна к отрицательному выводу конденсатора С2. Оплетка соединена с землей. К другому концу кабеля припаян разъем мини-джек.

Хорошая заготовка для изготовления микро в домашних условиях — старая гарнитура с наушниками. В центральной коробке с кнопкой «Ответить» находится миниатюрная электретная капсула, которую можно использовать, если она исправна. Для этого осторожно откройте коробку, чтобы получить доступ к грунтовке.

Далее нужно отпаять провода от платы, снять кнопку и печатные дорожки, и с помощью платы закрепить на ней предусилитель. При наличии платы с усилителем капсюль аккуратно выпаивается и устанавливается в новом исполнении.

Пошаговая инструкция и этапы изготовления микрофона для компьютера

Процедуру изготовления устройства можно условно разделить на несколько этапов.

Схемы и чертежи

Перед началом работы лучше начертить чертеж будущего изделия. Это облегчит последующую сборку. Так как это простой вариант, никаких специализированных программ не нужно. Схему можно сделать на бумаге.

Источник питания устройства

В этой версии нет предусилителя. Поэтому вам не нужно дополнительное питание.

Микшер для микрофона

Микшер представляет собой регулятор громкости и частотной характеристики. Самый простой можно приобрести за 3000-4000 рублей. Если вы не хотите тратить на это деньги, вы можете использовать программные микшеры (например, VoiceMeeter Banana или аналогичное программное обеспечение). Его возможности не уступают функциональным возможностям «железных» моделей.

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

Стойка

Если вы не хотите использовать втулку, вы можете сделать подставку для крепления микрофона. Самый простой вариант – сделать светильник из старой настольной лампы. Для этого отсоедините крышку и поставьте на ее место металлический хомут, диаметр которого позволяет зафиксировать корпус самодельного микрофона.

Преимущество такой полки в том, что ее положение можно менять по желанию владельца.

Этапы сборки

Для сборки устройства потребуется выполнить следующие действия:

• обрежьте концы корпуса закладки, чтобы получилась полая трубка;
• припаять к капсюлю двухжильный кабель;
• обмотайте капсулу изоляционной лентой в 2-3 витка (это необходимо для лучшей фиксации в коробке) и вставьте в трубку так, чтобы провод вышел с другой стороны;
• припаяйте противоположный конец кабеля к штекеру 3,5 мм.

Как сделать усилитель

Простейший нерегулируемый предварительный усилитель можно сделать на базе 2-х конденсаторов и 1-го транзистора ВС547.

Для сборки схемы методом поверхностного монтажа потребуются:

• отрицательный вывод электретного капсюля подключить непосредственно к эмиттеру транзистора, а отрицательный вывод к коллектору через 2 резистора по 1 кОм, соединенных последовательно;
• параллельно положительному и отрицательному выводам капсюля припаять керамический конденсатор (емкость значения не имеет);
• параллельно второму резистору и эмиттеру транзистора припаять электролитический конденсатор на 47 мФ (минус должен попадать на эмиттер);
• провода, идущие к выходной вилке, припаять к коллектору и эмиттеру транзистора.

Если вы не смогли найти BC547, не беда. Его можно заменить транзистором КТ3102 отечественного производства, найти который проще.

Как сделать звукоизоляцию

Если вы планируете использовать микрофон для записи голоса, звукоизоляция не помешает. Он сделан из специальных поролоновых пластин, которые можно приобрести в строительном магазине, и фанеры.

Для этого:

• прямоугольный ящик из фанеры без 1 стенки;
• изнутри обклеен пластинами из поролона.

Во время записи микрофон помещается внутрь бокса. Там тоже есть человек. В результате 80-90% посторонних звуков не попадает в фонограмму.

Если вы не хотите делать короб, то пластины из поролона можно приклеить в одном из углов комнаты. Звукоизоляция будет несколько хуже.

Как сделать ветрозащиту

Самое простое лобовое стекло можно сделать из куска поролона. Для этого на корпус прибора перед капсулой укладывается слой полимерного материала. Также можно сделать обложку. Его носят снаружи тела.

Благодаря ветровому стеклу во время речи отсутствуют посторонние звуковые сигналы из-за ветра или дыхания.

Конденсаторные микрофоны

Конденсаторный микрофон был изобретен в 1916 году Эдуардом Венте. Такие микрофоны, как видно из названия, делаются на основе конденсатора. Устройство такого микрофона можно увидеть на рисунке ниже:

Одна из пластин конденсатора выполнена из полимерной пленки с металлизацией, эта пленка, колеблясь со звуковой частотой, изменяет емкость конденсатора. Такие микрофоны имеют очень высокое сопротивление на выходе и требуют предусилителя. На фото студийный конденсаторный микрофон:

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

Правильный выбор микрофона — треть успеха качественной записи голоса (или речи). Неподходящий или некачественный микрофон испортит звучание вокалиста (или диктора). Поэтому к выбору звукозаписывающего устройства следует подойти со всей ответственностью. Что делать, если выбор сделан неправильно? Можно ли это исправить?

В этой статье я расскажу, как я модернизировал популярный китайский микрофон ВМ-700, а также сравним результаты проделанной работы с электретным и конденсаторным капсюлями.
Скажу сразу, что современный микрофон представляет собой достаточно сложную систему акустомеханических (таких как: различные пространства, отверстия, объемы и пористые материалы), электромеханических (преобразование звуковых колебаний в ЭДС) и электронных (соответствие сторон преобразователь с задним усилителем.

Чтобы разобраться в классификации микрофонов, кратко рассмотрим их устройство и принцип работы.
По принципу преобразования механических (звуковых) колебаний в электрические микрофоны делятся на несколько типов. В студийной практике, как правило, используются электродинамические (катушечные и ленточные) и конденсаторные (в том числе электретные) микрофоны. У электродинамических микрофонов выходное напряжение пропорционально скорости колебаний подвижной системы, а у конденсаторных микрофонов (да и вообще у всех остальных) пропорционально колебательному смещению.

Принцип работы микрофона с электродинамической катушкой заключается в следующем (см рисунок выше).

В кольцевом пространстве 4 магнитной системы, имеющей постоянный магнит 5, расположена звуковая катушка 1, прикрепленная к диафрагме 2 на опорном фланце 3. При воздействии звукового давления на диафрагму она начинает колебаться вместе с звуковая катушка. За счет этого в витках катушки появляется напряжение, перерезающее магнитные силовые линии, что и является выходным сигналом микрофона.

Электродинамический микрофон стабилен, имеет достаточно широкий частотный диапазон и относительно небольшую неравномерность АЧХ.

Устройство электродинамического ленточного 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 тонкая (около 2 мкм) гофрированная лента, обычно изготовленная из алюминия, 1 начинает колебаться, пересекая магнитная сила линий, в результате чего на их концах возникает напряжение. Так как сопротивление ленты очень мало, то для уменьшения падения напряжения в соединительных проводниках напряжение, развиваемое на концах ленты, подается на первичную обмотку повышающего трансформатора, расположенного вплотную к ленте. Напряжение вторичной обмотки трансформатора является выходным сигналом микрофона.

Частотный диапазон этого микрофона также достаточно широк, а неравномерность АЧХ небольшая.

Для качественных электроакустических трактов чаще всего используется конденсаторный микрофон (см рисунок выше).

Принципиально он работает следующим образом: сильно растянутая мембрана 1 с эффективным диаметром D под действием звукового давления может колебаться относительно неподвижного электрода 4, являясь вместе с ним обкладками электрического конденсатора с зазором d, образованным изолирующей Кольцо 2 имеет второй акустический вход через специальные отверстия во вставке 5 и отверстия в неподвижном электроде 3. Этот конденсатор включен в электрическую цепь последовательно с источником постоянного тока Gb1 и активным нагрузочным резистором Rn. При вибрации мембраны емкость конденсатора изменяется в зависимости от частоты звукового давления, действующего на мембрану.

Следует отметить, что сопротивление нагрузки должно быть очень большим (порядка 1 ГОм), чтобы падение напряжения на ней не уменьшалось существенно на низких частотах, где емкость конденсатора (мембрана — неподвижный электрод) очень велика и использование такого микрофона было бы невозможно из-за сравнительно небольшого сопротивления нагрузки. По этой причине конденсаторные микрофоны имеют усилители, конструктивно связанные с самим микрофоном и имеющие низкий коэффициент усиления (порядка единицы), высокое входное и низкое выходное сопротивление.

Конденсаторные микрофоны отличаются высочайшим качеством: широкий частотный диапазон, низкочастотная характеристика, низкие перекрестные помехи (то есть способность достоверно воспроизводить звуки с резким краем), высокая чувствительность и низкий уровень шума.
Электретные микрофоны по сути то же самое, что и конденсаторные микрофоны, но постоянное напряжение для них обеспечивается не обычным источником, а электрическим зарядом мембраны или неподвижного электрода, материалы которых отличаются тем, что могут запасать этот заряд в течение долгое время. Однако поляризация электрета постепенно снижается и через несколько лет его необходимо заменить. Это главный недостаток такого типа микрофона.

Одним из существенных преимуществ электретных микрофонов перед конденсаторными микрофонами является то, что при одинаковых значениях напряжения смещения (в случае электретных — эквивалентных) в электретных системах можно использовать меньшую величину зазора dy, поэтому добиться более высоких чувствительность, не опасаясь «прилипания» мембраны к неподвижному электроду. Это объясняется тем, что заряд электрета находится в связанном виде, в результате чего он не может «стекать» к центру мембраны, когда изгибается к неподвижному электроду под действием напряжения смещения и его центром оказывается ближайшая к электроду точка.

Итак, подкрепив (или освежив) теоретические знания, предлагаю перейти к практической части.
Сегодня, как многие уже поняли из названия статьи, речь пойдет о конденсаторных микрофонах.
В моем распоряжении оказался один из самых дешевых (и потому популярных?) китайских микрофонов — ВМ-700 со следующими официальными характеристиками (конечно, далекими от истины).

Частотный ответ давать не буду, потому что изображение (т.е изображение, а не график) не имеет ничего общего с реальностью; Мы внесем ясность в эту тему чуть позже.

После разборки корпуса микрофона (делается это, кстати, очень просто: нужно открутить нижнюю круглую гайку и два винта от защитной решетки) мы видим следующую картину: 16мм электретный капсюль и пластина с одним из простейшие схемы на транзисторе 2СК596С-Б (использован, конечно, не оригинал, потому что снят с производства, а китайская копия К596-Б).

Одним из основных недостатков этого микрофона является очень высокий уровень собственных шумов. Также к недостаткам можно отнести его недостаточную чувствительность для комфортной работы. Корректировка этих параметров будет основной задачей при модернизации.

Чувствительность микрофона можно повысить, увеличив напряжение смещения и увеличив площадь мембраны.

Первый вариант не подходит, так как увеличению напряжения смещения препятствует малое расстояние между электродами, а также недостаточная диэлектрическая прочность воздуха и тонкий диэлектрический слой мембраны. Поэтому было решено пойти вторым путем — заменить капсюль на другой, с широким раскрытием. Выбор пал на капсюль 25мм. Ниже приведена сравнительная таблица с характеристиками обоих.

По сравнению с оригинальным 16-миллиметровым новым праймером он производит очень сильное впечатление.

праймер 25 мм идеально вписывается в модифицированное штатное крепление (нужно всего лишь выбрать ребра для установки предыдущего праймера дремелем и заполнить зазор ~1 мм по контуру пористой лентой).


Проблему с низкой чувствительностью можно считать закрытой, и пора решать проблему с высоким уровнем собственных шумов. Кроме того, этот шум вносит не столько сам капсюль, сколько плохая схема штатного усилителя. Считаю нецелесообразным пытаться исправить ситуацию заменой разделительных конденсаторов и установкой дополнительных фильтров в цепи питания. Поэтому вдохновившись рассказом Дага Форда (Doug Ford) на YouTube-канале EEVblog, я решил полностью переделать усилитель, отправив старый туда, где он и должен был быть изначально — в мусорное ведро.

В основу нового усилителя легла схемотехника «самого тихого студийного конденсаторного микрофона» — RØDE NT1-A. Напрямую, конечно, не копировал (хотя решение очень простое и изящное), а смоделировал в Multisim, оптимизировав компонентную базу. В результате получается линейный усилитель (до 100 кГц) с коэффициентом усиления по напряжению, равным единице, и коэффициентом нелинейных искажений ≤ 0,04% (на частоте 10 кГц) при амплитуде выходного сигнала 1 В, т.е при максимальной мощности.

Определившись с компоновкой схемы будущего усилителя, переходим к трассировке печатной платы. Основная задача конструкции платы — минимизировать ее влияние на работу схемы. Реализация этого требования в двухслойной плате иногда аналогична ст. Мне потребовалось до пяти прототипов, чтобы добраться до финальной версии! Чтобы обеспечить наилучшие результаты, нам пришлось полностью отказаться от использования сквозных компонентов, сделав все цепи максимально короткими без паразитных переходных емкостей и индуктивностей.

Печатная плата была заказана из Китая через сервис JLCPCB. На данный момент, на мой взгляд, это лучший вариант по соотношению цена/качество для заказа макетных плат размером до 100*100 мм. Единственный минус в том, что в моих последних заказах не используют вакуумную упаковку, а просто запаивают в герметичный пакет с силикагелем. При этом платы приходят немного потертые, что особенно заметно на черной коже. На сварку и работоспособность не влияет, но «осадок остался». 🙂

Необходимые электронные компоненты были заказаны у той же группы компаний, что и JLCPCB — LCSC, что позволило нам сэкономить на доставке, т.к у них есть возможность группировать заказы на печатные платы и компоненты (UPD: больше не доступно). Доставка почтой занимает примерно 2..2.5 недели.

Однако закрыть потребность в них на 100% не удалось, несмотря на достаточно широкий ассортимент на складе. Транзисторы, как ни странно, оказались самыми дешевыми для заказа на ЧИП и ДИП, а высокоомные резисторы уже пришлось брать на 1688.com через посредника.

Итак, можно приступать к сборке.
Я использовал паяльную станцию ​​ATTEN 8586. Вариант не идеальный: мощности паяльника иногда не хватает (иногда приходится поднимать температуру выше 300°С).

Флюс KINGBO RMA-218, паяльная паста MECHANIC XG-Z40, пинцет ESD-15 и припой FELDER ISO-Core ELR.

Хотя флюс и паяльная паста не требуют очистки, для достижения наилучших результатов лучше их очистить. Для этих целей у меня есть SOLINS FLUX-OFF.

Готово, смотрим на результат.

Окончательная сборка — соединение капсюля, платы усилителя и разъема XLR кабелями. Для этого я использовал серебряный провод с тефлоновой изоляцией FF46-2.
Также после установки удобно изолировать чувствительную зону усилителя от влаги, например, при помощи лака на основе акриловой смолы ПЛАСТИК 71.

Казалось бы, микрофон уже собран, но внутренний перфекционизм и желание сделать его еще лучше не позволили нам остановиться на достигнутом. Было решено сделать другой вариант, на этот раз не электретный, а конденсаторный с внешним смещением. В данном случае в качестве электромеханического преобразователя был выбран 34-мм патрон (UPD: продавец, в контексте популярности данной позиции и востребованности данного патрона, повысил цену более чем в два раза, покупать не рекомендую!).

Ниже приведена общая сравнительная таблица характеристик.

Так как капсула не имеет защитных элементов мембраны, она полностью открыта, поставляется в пластиковой коробке, исключающей механические повреждения.

Кстати, это уже не конденсаторный капсюль в чистом виде, а акустически комбинированный. У него не одна мембрана, а две с разных сторон: одна электрически активная (работает) с золотым покрытием, а вторая пассивная (необходима для формирования односторонних свойств).


Параметры этой капсулы на странице продавца вызывают некоторые вопросы, поэтому нашел аналогичную на Таобао — К14. Измеренная частотная характеристика продавца выглядит следующим образом. Резкое падение ниже 80 Гц, вероятно, связано с частотной характеристикой источника звука во время измерений, а не с самой капсулой.

Крепление для капсюля 34мм нужно делать самому, т.к все, что я видел в продаже, не подойдут к имеющемуся корпусу микрофона. Вырежем заготовку по разработанной модели лазером из листа акрила, а затем просверлим отверстия, уже вручную. Крепление должно быть выполнено из изоляционного материала, так как на корпус капсулы будет подаваться напряжение смещения.

Каркас микрофона также необходимо доработать, просверлив отверстия для виброизолирующих втулок. Очень легко сверлится, т.к отлит из алюминиевого сплава. Чтобы получить более точные отверстия, я сначала просверлил их сверлом меньшего диаметра, а затем пропустил через развертку.

Необходимый для монтажа крепеж и виброизоляторы на фото ниже.

Установите держатель капсулы на раму. Самостопорящиеся нейлоновые кольцевые гайки позволяют регулировать предварительное сжатие виброизоляторов и предотвращают расшатывание системы подвески в будущем.

Далее переходим к электронной части: в уже отработанную схему усилителя необходимо добавить блок формирования напряжения смещения. Давайте запустим его с триггерами Шмитта (как генератор) и несимметричным умножителем напряжения, добавив выходной CRC-фильтр.

При проектировании печатной платы в этом случае пришлось перейти на двухстороннее крепление; это позволило разместить фильтрующие конденсаторы силовых цепей в непосредственной близости от потребителей. Это позволяет распределять рабочий ток между ними, используя пути тока с низким импедансом. На практике это означает, что эти конденсаторы непосредственно обслуживают компоненты, а блок питания заботится об их подзарядке.

Этот тариф поступил в заказ вместе с предыдущим с задержкой в ​​один день, так как сервис JLCPCB позволяет объединять заказы до момента отгрузки.

Переход на двухсторонний монтаж SMD-компонентов несколько усложняет монтаж. При массовом производстве большие конденсаторы на обратной стороне платы приходилось приклеивать.

Внешний вид после окончательной установки показан на фото ниже.

Осталось только прикрутить защитную решетку и полностью собрать корпус микрофона. Отличить его от предыдущего можно только по изменению веса, т.к. Новая капсула весит около 50 грамм.

И вот вроде бы можно отложить паяльник и приступить к тестированию, но нет, осталась еще одна важная часть — менять. Весь микрофонный кабель не только некачественный, но и несимметричный (имеет сигнальный проводник), т.е абсолютно не подходит для микрофонов, требующих фантомного питания. Так что отправляем его в штатный картридж, а плату усилителя в мусорное ведро.
Основой нового кабеля станет, на мой взгляд, один из лучших микрофонных кабелей, которые можно купить за небольшие деньги: японский Canare L-2T2S. Представляет собой 2-жильный (симметричный) кабель диаметром 6 мм и сечением 60 жил 23AWG (0,258 мм2) с экраном из луженой меди высокой плотности (заполнение более 94%) в ПВХ-изоляции со следующими характеристиками.

Честно говоря, резать этот кабель — ад. Экран настолько плотный, что «протирать» его, не повредив, приходится долго. Однако конечный результат не может не радовать.

Разъемы XLR были выбраны Neutrik Group, то есть китайской компанией Ningbo Neutrik® Trading Co., Ltd под брендом Yongsheng — YS176 (мама) и YS177 (папа).

Очень приятные разъемы как в сборке, так и в работе. Крупногабаритная металлическая защелка овальной формы не срабатывает при установке на оборудование, полиуретановая втулка защищает кабель от повреждений при изгибе, а эргономичная втулка не скользит в руке.

После окончательной сборки трехметровый кабель выглядит так.

Перейдем непосредственно к тестам. Именно для проверки, а не для измерения, т.к. К сожалению, измерить все электроакустические параметры микрофона по ГОСТ Р 53576-2009 в домашних условиях не представляется возможным. Мы просто берем приведенную выше частотную характеристику и тестируем запись для каждого из трех микрофонов.

Нас интересует диапазон частот от 80 Гц до 7 кГц. Он был выбран из соображений, что я делал вокальный речевой микрофон, а полоса частот речевого сигнала для мужских голосов от 80 Гц до 5 кГц, а для женских голосов от 220 Гц до 7 кГц.

АЧХ будет измеряться точно, т.е без использования измерительного микрофона (потому что его у меня просто нет) — по сути, мы измеряем источник звука с тестируемым микрофоном, соглашаясь с линейностью источника звука во времени диапазон. На самом деле это, конечно, не так, но для общего представления достаточно, потому что основная энергия речевого сигнала сосредоточена в довольно узкой полосе частот — 250..500 Гц и спад в сторону высоких частот составляет 6 дБ на октаву. Среднестатистическое распределение спектральной плотности средней мощности речевого сигнала показано на следующем графике.

Для тестирования я использовал свое домашнее оборудование: USB-аудиоинтерфейс Roland QUAD-CAPTURE (UA-55) и программное обеспечение SpectraPLUS.

Источником звука был 5-дюймовый активный монитор ближнего поля Pioneer S-DJ50X с воспроизводимым частотным диапазоном от 50 Гц до 20 кГц.

Результирующая частотная характеристика, измеренная с расстояния 1 м, показана ниже. Тестовый сигнал представлял собой логарифмический свип-тон (сканирующий тон), который представляет собой синусоиду с возрастающей частотой. Огибающей их максимальных значений была зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты входного сигнала.

Зеленая линия — передаточная характеристика аудиоинтерфейса (при соединении входа и выхода). Бирюза — микрофон BM-700. Фиолетовый: ЕСМ-1А, в 25мм электретном капсюле (грубо говоря, этот график — АЧХ источника звука, с явным резонансом в районе 100Гц и спадом на 850Гц). Малиновый — СМ-1А, в 34-мм конденсаторном капсюле. Интересующий нас диапазон выделен серым цветом.

В области максимальной спектральной плотности речи (выделены розовым цветом) оба модернизированных микрофона имеют примерно одинаковую АЧХ, практически линейную (без учета источника звука), в отличие от оригинального ВМ-700, у которого падение этой частоты составляет около 3 дБ диапазон. Это уменьшение нежелательно и связано с недостаточным входным сопротивлением штатного усилителя. На практике вынуждает вокалиста (или диктора) приблизиться к микрофону, со всеми вытекающими последствиями: неестественным звучанием, «взрывными» согласными, «бочковой» окраской.

Анализируя полученные данные, можно сказать, что наиболее предпочтительным для речи и записи голоса оказался классический конденсаторный микрофон, так как обладая более рельефной АЧХ с повышением высоких частот, он улучшает разборчивость речи.

Наконец, пришло время ответить на главный вопрос: «Как звучит каждый микрофон?» Для этого с помощью эталонного файла запишем звук каждого из микрофонов без какой-либо обработки. Уровень сигнала для каждого из них устанавливался индивидуально регулятором чувствительности по отсутствию клиппирования, то есть без ограничения амплитуды. Расстояние записи составляет 0,4 м.
Шум в паузах обновленных микрофонов обусловлен скорее шумом компьютерных кулеров и общим шумом в помещении, чем собственным шумом.

Вкратце следует отметить, что выбор оптимального микрофона, максимально точно передающего всю красоту и оригинальность голоса конкретного исполнителя, задача непростая, и, к сожалению, с китайским ширпотребом ее не решить. Однако, правильно применив знания в области акустики и электроники, можно своими руками сделать относительно недорогой качественный микрофон, который не будет уступать моделям известных брендов.

В заключение хочу пожелать всем только качественных и чистых записей, небольшого количества дублей, удачного сведения и если не отсутствия, то хотя бы минимального количества ошибок.

Принципиальная схема радиомикрофона

Радиомикрофон выполнен на трех транзисторах, питается от источника 1,5В. Дальность приема приемника на микросхеме К174ХА34 (или ее аналогах) на открытых пространствах достигает 50 метров. Внутри кирпичного дома через стену не более 10-15 метров, но этого более чем достаточно.

Работает на частоте в диапазоне 88-100 МГц.Частота задается при настройке подстройкой контурной катушки (сжатие — растяжение витков). Никаких дополнительных настроек во время работы не предусмотрено. Однако если конденсатор С4 заменить подстроечным и сделать в корпусе изделия отверстие для доступа к нему отверткой, микрофон можно будет быстро настроить на другую частоту. Например, это может быть полезно, если два одинаковых или похожих микрофона должны работать независимо друг от друга в пределах диапазона.

Звук принимает микрофон М1, это обычный динамический микрофон (на стойке и без блока питания). Но вместо него можно использовать почти любой другой микрофон, динамический или электромагнитный. Вы даже можете подключить динамик вместо микрофона. Вы можете использовать чувствительный электретный микрофон, он нуждается в питании. Схема включения такого микрофона есть на схеме в конце статьи.

Сигнал микрофона поступает на двухкаскадный усилитель-ограничитель на транзисторах VT1 и VT2. Усилитель усиливает сигнал напряжения. С коллектора VT2 усиленное напряжение 34 поступает на варикап VD1. Резистор R7 служит для разделения высокочастотных и низкочастотных составляющих и уменьшения влияния усилителя низкой частоты на режим работы генератора высокой частоты.

Генератор ВЧ выполнен на транзисторе VT3. Транзистор включен по схеме с общей базой. Напряжение смещения на базе создается резисторами R10 и R11. Конденсатор С7 «подтягивает» базу транзистора по ВЧ к общему проводу. Обратную связь, необходимую для запуска генератора, дают конденсаторы С6 и С5, а также сопротивление резистора R8. Это необходимо учитывать при настройке генератора. — если не запускается, попробуй собрать значения этих частей.

Катушка L1 намотана проводом диаметром 0,8 мм, без каркаса, для диапазона 88-100 МГц она должна содержать 1+1+3 витка. Предварительную намотку производят на оправку диаметром 6-7 мм (в качестве оправки можно использовать хвостовик сверла соответствующего диаметра).

Антенна представляет собой кусок монтажного кабеля длиной не менее 0,5 метра. Дальность приема зависит от длины антенны. Наибольшая дальность достигается при длине антенны два метра. Описание укороченной антенны в следующей статье.

Можно попробовать заменить транзисторы С2347 на КТ3102, КТ315 или другие подобные транзисторы. Варикап можно заменить практически любым варикапом или даже стабилитроном. Стабилитроны серии Д814 хорошо работают в качестве варикапов.

Схема радиомикрофона на одном транзисторе

Данные катушки: L1 содержит 4 витка эмалированного провода диаметром 0,8, намотанного на оправку 3мм. Работает от двух пальчиковых батареек. Транзистор можно использовать отечественный КТ368.

Схема радиомикрофона на одной микросхеме

Как сделать печатную плату с помощью фоторезиста?

При построении электронных схем можно использовать универсальную печатную плату с отверстиями без дорожек, но удобнее использовать печатную плату, выполненную по этой схеме.

Простой стабильный радиомикрофон

Предлагаю схему очень стабильного радиомикрофона. Создание этой схемы было вызвано потребностью в качественном Жуке, со стабильной частотой, которая не пропадает при приближении человека или перемещении устройства. В результате была разработана и собрана данная схема. Даже если вертеть аппарат в руках, крутить и раскручивать антенну, частота совсем не пропадает. О том, как добиться стабильности, будет сказано ниже.

Итак, отличительные качества этого радиомикрофона:

• регулируемая звуковая чувствительность
• чрезвычайно стабильная работа
• регулируемая мощность

Характеристики:

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

Описание работы схемы

Через R1 подается питание на электретный капсюль, далее с помощью С1 полезный сигнал отделяется от постоянной составляющей питания и поступает на базу VT1. В VT1 собран ультразвуковой преобразователь частоты, необходимый для предварительного усиления сигнала с микрофона. Обычный каскад с общим эмиттером, где R3 задает базовое смещение, а R2 — нагрузку. R4 ограничивает ток каскада, необходимый для регулировки коэффициента усиления каскада, а С4 отводит его переменным током, то есть пропускает только полезный сигнал. R5 ограничивает ток низкочастотной части и вместе с C2 выполняет роль G-фильтра, предохраняющего цепь от самовозбуждения. Через С3 сигнал поступает на базу VT2, на которой выполняется МГРП. R6 и R7 устанавливают базовое смещение.

Используемые элементы и взаимозаменяемость

ВТ1-9014; ВТ2, ВТ3-9018.

L1, L2: 6 витков проводом 0,5мм, на рамке диаметром 3мм.

Антенна: кусок провода 20-60 см.

Все резисторы 0,125-0,5Вт. Конденсаторы С1, С2, С3 и С4 электролитические, остальные керамические.

Питание: любое напряжение 3-15В, в моем случае 2 литиевые таблетки размера CR2032.

VT1 можно заменить транзистором КТ315, ВС33740 или практически любым маломощным NPN транзистором с достаточным коэффициентом усиления. VT2, VT3 можно заменить транзистором КТ368, или любым другим маломощным транзистором с частотой среза не менее 200МГц.

Настройка

Настройка сводится к настройке чувствительности микрофона, настройке частоты и настройке контура УВЧ в резонанс.

С помощью R4 необходимо отрегулировать чувствительность каскада УНЧ, чтобы близкий разговор не вызывал перегрузки, а чувствительность еще была достаточной, чтобы услышать его внутри комнаты или квартиры.

С помощью С6 производится грубый выбор частоты; для более точной подгонки необходимо изменить геометрию L1, растянув витки. С помощью C10 цепь УВЧ должна быть настроена на резонанс с несущей. Выходная мощность зависит от номинала R11.

Сборка

Монтаж следует производить, соблюдая основные правила высокочастотного монтажа: максимально укоротить выводы элементов, исключить большие и толстые дорожки и контакты, способные к возникновению паразитных емкостей, применить экранирование.

В моем варианте сборки устройство было собрано на двухстороннем листе стеклотекстолита. С одной стороны непосредственно схема поверхностного монтажа, с другой — площадки для 2-х планшетных литиевых батареек CR2032. Одной из особенностей является использование ключа в качестве замка зажигания. Для активации устройства необходимо вставить ключ в разъем, это сделано для удобного и надежного зажигания.

На фото жук собранный и обтянутый термотрубкой, а так же ключ. К концу антенны был припаян кусок жести, для возможности более удобной фиксации конца антенны.

Методы повышения стабильности радиомикрофонов

Многим начинающим радиолюбителям, решившим попробовать простые и интересные схемы «жучков», часто не удается настроить схему после сборки. И столкнувшись с проблемой, в лучшем случае заморачиваются на форумах, в худшем — отказываются от этой идеи. Одной из самых распространенных проблем в таких конструкциях является нестабильность и дрейф.

В первую очередь рассмотрим факторы, влияющие на работу МГРП, от которых зависит устойчивость оператора. Большинство «ошибок» создаются при использовании трехточечного MHF на одном транзисторе. Рассмотрим несколько факторов, влияющих на стабильность генерации.

1. Случай, когда антенна напрямую присоединена к МГВ и влияние антенны.

Антенна, непосредственно подключенная к ГВЧ через конденсатор или индуктивную связь, по сути, становится приемником, а не только передатчиком, поскольку ее емкость, а также ее расположение в пространстве и наведенные в ней посторонние ВЧ-токи передаются на схемы МГВ и оказывают большое влияние на ее работу. Это как подключить источник помех к ГВЧ.

Решением этой проблемы является простой каскад УВЧ, или повторитель, то есть УВЧ практически без усиления, необходимый только для ограничения УВЧ от обратной связи антенны. Ниже приведен пример простого УВЧ малой мощности.

2. Колебательный контур.
Также имеет место влияние качества катушки колебательного контура на стабильность работы. Катушка из слишком тонкой проволоки, не имеющая корпуса и ничем не заполненная, будет менять свою геометрию при физическом воздействии на устройство, то есть при движениях и других вибрациях. Изменение геометрии вызовет изменение индуктивности, что, в свою очередь, вызовет падение частоты.

Решение этой проблемы — подогнать катушки по размеру, намотать на каркас, намотать катушки более толстым проводом.

3. Питание.
Работа устройства вообще всегда зависит от блока питания. Аккумуляторы в процессе своей работы будут довольно значительно изменять напряжение, что также будет выражаться в постепенном отклонении частоты.
Решение заключается в использовании стабилизаторов и схемных решений, не имеющих сильной зависимости от источника питания.

4. Скрининг.
При приближении к металлическим или другим предметам с электропроводностью они воздействуют на индуктивную и емкостную среду цепи. Например, металлический экран, проходящий мимо колебательного контура, повлияет на его индуктивность, увеличив ее и понизив частоту. Постоянное экранирование с неизменной геометрией, дающее постоянный эффект, не является проблемой, наоборот, ограждает устройство от внешних воздействий. В противном случае установка устройства на металлическую основу может повлиять на его работу. Решением является использование экранирования с использованием толстого пластикового корпуса, ограничивающего минимально возможное расстояние до платы.

Радиомикрофон — схема и её описание

Первый каскад на транзисторе VT1 — КТ3102 усиливает сигнал с конденсаторного «кнопочного» микрофона, а также задает режим постоянного тока генератора на транзисторе VT2. Так же можно использовать КТ368, как наиболее устойчивый в работе.

Транзисторный усилитель VT3 работает в классе С с высоким КПД. При разрядке питающей батареи ниже 5 В VT3 закрывается и сигнал от генератора на антенну проходит через проходную емкость коллектора базы.

Эти рейтинги радиоэлементов многократно повторялись, поэтому настройка состоит только в растяжении и сжатии катушки L1 для выбора нужной частоты. Нелишним будет снабдить схему светодиодом индикации включения и достаточного напряжения питания. Небольшое увеличение потребляемого тока (примерно 2мА) компенсируется удобством управления.

Монтаж радиомикрофона своими руками — полезные рекомендации

Катушка L1 содержит 8 витков провода ПЭЛ 0,8 с отводом от середины, намотанным на оправку диаметром 4 мм. Некоторые намотали в 4.5, это не страшно. При этом получилось 9 витков провода от 0,5 до 0,8 мм, по 4 витка в сторону выводов. В среднем повороте нужно сделать касание тонким и мягким кабелем.

Дроссель Др1 намотан на ферритовом кольце К7х4х2 и содержит от 5 до 10 витков провода ПЭЛ 0,2. Для антенны берется 80 см провода диаметром от 1 до 1,5 мм и равномерно наматывается на батарейку АА.

Вся конструкция идеально помещается в сигаретную пачку, жука можно подобрать, дрейфа частоты практически нет. Можно упростить схему, удалив ВЧ-усилитель. При этом ток потребления снижается до 5 мА и радиус действия уменьшается до 50 М. Ниже фото готового радиомикрофона, выполненного из плоских деталей.

Конденсатор С3 служит для предотвращения самовозбуждения КВ-радиомикрофона и его емкость выбирают в пределах от 100 до 1000 пФ.

Резистор R6 определяет силу сигнала задающего генератора и глубину его модуляции звуком, а значит и чувствительность. Так, при увеличении значения этого сопротивления до 1 кОм наблюдается увеличение чувствительности прибора к звукам окружающей среды. Если схему предполагается использовать в качестве радиомикрофона, то сопротивление резистора R6 можно уменьшить до 100 Ом.

Емкость разделительного конденсатора С7 выбрана настолько малой, чтобы уменьшить влияние антенны и выходного каскада на частоту задающего генератора. Увеличить мощность излучения радиомикрофона и, как следствие, дальность можно, увеличив номинал этого конденсатора до 10 пФ, однако при этом возрастет и влияние антенны на стабильность частоты.

0,8В! Поэтому при необходимости питания схемы от низковольтного источника напряжением от 3 до 5 В выходной каскад транзистора VT3 необходимо перевести в режим А. Для этого ставим подстроечный резистор номиналом 100 Ом кОм между базой и плюсом блока питания. Установив с его помощью ток покоя выходного каскада в пределах 5–10 мА и измерив омметром полученное сопротивление, заменяем его постоянным.

При сборке многие пользователи отметили, что лучше выбирать более качественный аккумулятор Крона (от 50 рублей по шкале цен), так как дешевые быстро выходят из строя.

На практике также было показано, что ток потребления колеблется в пределах 18-25 мА, в зависимости от того, как он настроен. При токе 15 мА генерация в генераторе начинает сбоить. При токе выше 25 мА в этих частях (особенно транзисторах) УВЧ может перегреваться из-за высокого уровня сигнала, что приводит к чрезмерному потреблению тока, неэффективному использованию и, как следствие, к выходу из строя третьего транзистора.

При токе 20 мА, как правило, на антенне зашкаливает показатель ВЧ. Если транзистор греется до тока 20мА, значит что-то не настроено или сделано не так, возможно несоответствие между генератором и каскадами УВЧ. Почему-то некоторые пользователи ставят конденсатор емкостью более 30 пФ и считают это нормой. Место там для конденсатора от 3 до 10 пФ и не более. Не нужно перегружать и отключать УВЧ, лучше настроить генератор, чем нагружать его гармониками и малой узкой девиацией.
В УНЧ вместо более 400 кОм резистор лучше ставить на 100 кОм. Конденсатор, подающий сигнал на базу 0,01 мкФ, больше приведет к запиранию уровня. При таких параметрах УНЧ звук чистый, а хороший новый микрофон улавливает даже то, как листаешь книгу на расстоянии 6-7 метров!

Сам микрофон выдает мощный сигнал. На однотранзисторных жуках без усилителя он может обеспечить 3-4 метра хорошей слышимости, так что загонять УНЧ в крайние режимы тоже не нужно, чтобы потом не волноваться об устранении искажений.

В УВЧ транзисторы ведут себя хорошо, кроме с9018, а в генераторе это лучший вариант.
УНЧ можно настроить с s9014, как вариант, что-то советское, благо таких цветов много (КТ315 например)

Подробнее о конденсаторе. Как правило, в схеме оптимальным вариантом является 12 пФ. Припаиваем его ближе к схеме и потом заливаем силиконом вместе с катушкой генератора и транзистором. По мощности дроссель импортный небольшой по габаритам на 100 мкГн. Если поставить конденсатор на 47 мкФ, он сгладит все лишнее.

Ниже представлены фотографии готового радиомикрофона, собранного своими руками по представленной схеме:

Видео как сделать простой радиомикрофон на 1 транзисторе для начинающих: