Ковровские Летописи Обывателя. Усилитель для конденсаторного микрофона


Предусилитель для микрофона МКЭ-271

Некоторое время назад попался мне в руки этот микрофон. Увидел его на развале и, не долго думая, купил прямо как в рекламе – за сущие копейки! До того времени такого микрофона я в руках не держал и вообще о его свойствах определенной информации не имел, но по маркировке я сразу понял, что это микрофон конденсаторный электретный, а значит из него, при должном подходе, может получиться толк. Тем более, что идея покупки микрофона для разных вечеринок и прочих собраний давно витала в голове. Всяческие китайские поделки в качестве варианта я даже не рассматривал, т.к. еще ни разу не встречал ни одного, чтобы от выдаваемой им муры уши в трубочку не сворачивались. Да и вообще динамические микрофоны всегда звучат тяжело, грубо и малоразборчиво. По крайней мере бюджетные, а небюджетные на мой взгляд, оправдывают себя только там, где они приносят деньги – в студиях и в качестве основного инструмента профессиональных певцов. Но если уж иметь девайс, то качественный! И по этому МКЭ-271 пришелся как раз кстати. Ведь основа любого микрофона – это устройство преобразования звукового давления в электрический сигнал, коим в данном типе микрофонов является всячески любимый мной конденсаторный капсюль. А качественный первичный преобразователь – это главное, остальное мы сделаем.

После покупки порылся в сети и нашел кое-какую инфу про этот микрофон. В основном отмечают хорошее качество звука, но ругают за завал чувствительности на нижних частотах. Техническую информацию по микрофону удалось найти в справочнике Алдошиной «Бытовая электроакустическая аппаратура» (см. рис. 4.33).

Если посмотреть на схему, то можно увидеть, что конденсатор капсюля подключен точно так же как и во всех китайских электретных микрофонах. Биполярный транзистор является преобразователем напряжение-ток, и нагружен на выходной трансформатор. Кроме того имеется цепь частотной коррекции, в которую входит подстроечный резистор R4. Спад чувствительность на низких частотах может быть обусловлен недостаточной емкостью шунтирующего конденсатора С2, плохим качеством выходного трансформатора или обеими причинами. Разбираться с деталями работы этой схемы у меня не было никакого желания, поэтому оставляю это дело более пытливым исследователям, если таковые найдутся.

Надо сказать что переделка встроенного предусилителя предлагалась разными авторами (см. журнал «Радио» №9 за 2004г. и «Радиомир» №4 2005г.). Например А. и К. Филатовы в указанной статье в журнале «Радио» приводят измеренные ими параметры усилителя и микрофона с ним. Очень интересные результаты, но мне не понравилась их схема. В принципе там то же самое, только трансформатор заменен на транзисторный двухтактный каскад с частотной коррекцией. К тому же – делать копии схем, напечатанных кем-то в каких-то журналах – это не спортивно и совсем не интересно. Поэтому я только ознакомился с указанными источниками и приступил к разработке своей схемы.

В начале я подумывал оставить полевой транзистор от заводской схемы – ведь он включен так же, как в электретных капсюлях, для которых я уже делал усилители, значит можно поставить тот же усилитель в эту схему и все будет работать. Но потом, еще немного подумав, решил что это не рационально. В операционнике, который я собирался применить и так входы на полевых транзисторах – зачем еще один, кроме всего прочего имеющий в разы больший собственный шум, чем вся микросхема! Ну, а раз согласующего полевика уже нет, значит схема усилителя должна быть другой. Раньше я применял преобразователь ток-напряжение, а теперь нужен просто усилитель напряжения. В принципе, это простейший усилитель на операционнике из учебника. Но тут есть пара мелочей, которые пришлось обходить. Т.к. питание однополярное, то резистор обратной связи нельзя подключать к земле – получим большое постоянное напряжение на выходе. Можно поставить разделительный конденсатор в цепь обратной связи, но он, во избежание ограничения частоты снизу, должен быть довольно большим, значит придется ставить электролит, что кроме влияния на качество звука (которое может быть не так критично для большинства), имеет свойство высыхать со временем, что приведет к плаванию характеристик во времени, а кроме того - в зависимости от температуры окружающей среды. В общем, я решил не применять конденсатор в цепи обратной связи. К тому же смещение входа тоже нужно как-то задать, т.к. микросхема не сможет усилить напряжение на входе, если оно будет ниже минуса питания.

Обдумав все вышеизложенное, я решил организовать виртуальную землю и все подключить к ней. Простой делитель на резисторах не подходит – либо у него низкое сопротивление (желательно чтобы оно было вообще нулевое), тогда ток через него становится больше чем потребление всего усилителя, либо сопротивление высокое и тогда в цепи обратной связи тоже должны быть мегаомные резисторы, что приведет к большому резистивному шуму. Поэтому я после делителя поставил повторитель на операционном усилителе и уже его выход использовал в качестве виртуальной земли. Это не потребовало особых усилий – все равно я использовал операционник с двумя ОУ в одном корпусе. Пришлось добавить всего три резистора и один конденсатор для фильтрации шума с резистивного делителя. Для тестового образца я на выход усилителя поставил неполярный электролит (в схеме не показан), т.к. в тот момент ничего лучшего под рукой не оказалось, но разводка платы сделана с расчетом на установку пленочника с расстоянием между выводами от 20 до 23 мм. Отечественные К73-17 на 4,7мкФ, 63В встают без проблем, хотя внутри корпуса микрофона он размещается с трудом. В схеме из книжек в затворе полевика указан резистор 560 Мом, однако на плате в действительности я обнаружил резистор на 820 Мом, что дает полосу пропускания усилителя по уровню -3 дб от 6,5Гц, до 388 кГц. Усиление сигнала – 34дБ. Симулятор показывает коэффициент гармоник 0,002%, собственно это показатель примененной микросхемы и пока амплитуда на выходе не приблизится к ограничению, этот показатель особенно не изменится. Конечно, реальная величина будет больше, т.к. конденсатор в капсюле тоже имеет свою нелинейность, однако с ней мы ничего поделать не можем. Коррекция передаточной характеристики усилителя не применялась, т.к. микросхема AD8620 в ней не нуждается, однако имеет смысл поставить конденсатор порядка 600пФ параллельно резистору R3, что ограничит полосу пропускания до примерно 43кГц (для фильтрации теоретически возможных вч помех, хотя их в цельнометаллическом корпусе и не будет), что для такого капсюля хватит с запасом. На приведенной схеме модель микросхемы другая – AD8610, но на самом деле они идентичны, т.к. AD8620 – это та же самая схема, просто их две в одном корпусе. Тут хочу указать одну вещь – в схеме все же есть один скользкий момент. Заключается он в том, что из-за большой разницы в сопротивлениях на инвертирующем и неинвертирующем входах усилителя (820 Мом и около 100 Ом), входные токи тоже будут сильно отличаться. А это, в свою очередь, даст сдвиг постоянного напряжения на выходе. По этому вопросу я доверился симулятору, т.к. в модели микросхемы входные токи указаны точно. Симулятор давал очень большой сдвиг - порядка 4 Вольт. Пришлось подстраивать делитель так, чтобы постоянное напряжение на выходе пришло в норму. А после сборки, оказалось, что реальный сдвиг напряжения гораздо меньше, в результате я получил постоянку на выходе не 6В, как планировал, а около 4В. Учитывая ограничение по амплитуде – 2 вольта от напряжения питания, получилось, что выходное напряжение усилителя ограничено амплитудой +-2В, вместо +-4В. Поэтому советую применить номиналы резисторов делителя как указано на схеме, а после сборки проверить постоянку – при ее отклонении от желаемой более 0,5В – подстроить номиналы резисторов делителя для точного соответствия. Можно, конечно, и подстроечник поставить, но т.к. нет необходимости часто изменять настройку (она делается однократно), а надежность подстроечника оставляет желать лучшего, то лучше все же впаять постоянные резисторы.

Коррекция АЧХ микрофона не вводилась по трем причинам. Во первых, не зная точной ачх получившегося микрофона, не имеет смысла вносить в нее какие-либо изменения. Во вторых, лишнее усложнение схемы частото-задающими цепочками может привести к ухудшению ее параметров (хотя бы потому что любые аналоговые фильтры вносят фазовые искажения в сигнал). А в третьих, это и не нужно, т.к. при желании, запись с микрофона в наше время можно на компьютере подвергнуть самым изощренным преобразованиям без всякого труда – было бы желание. Так что я даже и не планировал встраивать в усилитель какие-либо фильтры.

Вопрос питания решен следующим образом. Я думал-рядил так и сяк – что бы засунуть в микрофон в качестве источника питания для усилителя. Нужно напряжение выше 5,5 Вольт, что является нижним пределом для микросхем. Была мысль поставить крону или похожий на нее аккумулятор цилиндрической формы. К сожалению, ни то ни другое в корпусе не помещается по ширине. Думал взять батарейку от автосигнализации, но она очень маленькой емкости, к тому же под нее не нашел батарейный отсек. Проглядев весь ассортимент батареек и аккумуляторов в магазинах, нашел 6-вольтовые батарейки (см. рисунок в начале статьи), которые по толщине равны обычным «пальчиковым» элементам типа АА, а в длину ровно в два раза меньше. Эврика воскликнул я (мысленно) и купил парочку, в комплекте с батарейным отсеком на одну пальчиковую батарейку. Получился источник питания на 12 вольт. Бытарейный отсек легко помещается внутрь штатного батарейного отсека и еще место остается. Провода от него я припаял к соответствующим контактам. Особенно объяснять нечего – кроме пайки ничего делать не нужно. Еще один вариант – использовать литиевый аккумулятор. Он по размерам такой же как и два элемента, на которые рассчитан штатный отсек микрофона, но дает даже большее напряжение – 4,2В. СтОит такой аккумулятор у нас 265р, учитывая его большую емкость и низкий саморазряд, его можно было бы не вынимать при не очень длительном хранении. К сожалению его напряжения не достаточно для примененной мной микросхемы, но если кто-то использует другую, с напряжением питания, допустим, от 2,5 вольт, то такой вариант очень удачен. Правда заряжать такой аккумулятор нужно специальной зарядкой, которых пока не густо – это единственный минус, но он не непреодолим. Можно с той же целью применить два никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумулятора – они имеют те же размеры что и батареи, на которые микрофон рассчитан изначально, хотя и имеют более низкое напряжение – 1,4В (пара будет давать 2,8). У них тоже достаточно большая емкость, но саморазряд намного больше чем у литиевой, зато зарядка самая обычная. Ну, тут можно до бесконечности перечислять варианты, но на чем-то нужно остановиться.

В дополнении к вышеописанному я поменял провод от микрофона. Тот, что был с завода, имел слабую экранировку, к тому же из-за длительного хранения весь стал мятым и жестким. Поэтому я взял нормальный микрофонный кабель и… Правда вышло все не так просто – микрофон разбирается путем отвинчивания защитного колпачка. После того, как колпачок отвинчен, с каркаса снимается трубчатый корпус, после чего можно производить работы по замене схемы и батарей. А вот задняя часть, откуда выходит провод, разбирается сложнее. Она состоит из нескольких частей, последовательно соединенных махонькими винтиками, а провода от платы сначала припаиваются к промежуточной плате, а уже к ней – провода от кабеля. А сам кабель прочно и надежно закреплен в основании хомутом. При осмотре сего чуда отечественной механики на ум приходят ассоциации с советской военной техникой. Самое неприятное, что размер отверстия в основании уж очень точно подогнан к заводскому кабелю. Нормальный современный кабель туда лезть никак не хотел – пришлось рассверливать. В итоге все собралось очень плотно, но без выпираний во все стороны. На другом конце кабеля качественный миниджек фирмы Neutrik.

К сожалению каких-либо измерений я не проводил – не было времени. Тестирование в основном вживую. Впечатления полностью положительные – звук, записанный микрофоном кажется очень естественным. Не смотря на то, что неравномерность АЧХ микрофона по заводским достигает 14дБ, никаких назойливых «цыканий» и свистов нет, видимо это связано с тем, что неравномерность в области средних частот гораздо меньше и не имеет пиков, т.е. она очень гладкая. А плавный подъем в сторону вч дает только ощущение прозрачности звучания. Кстати, горбик в районе 7-8 кГц обусловлен не резонансом мембраны или чего-то еще в конструкции, а размерами переднего торца микрофона! Это легко проверить в программе edge. А раз так, то этот подъем не будет сопровождаться длительным затуханием сигналов на этой частоте (звоном), потому и не будет заметен.

Еще одно интересное свойство получившегося микрофона – он очень слабо взаимодействует с источниками звука, т.е. с колонками. Обычно если поднести микрофон к динамику, сразу возникает генерация, а этот микрофон я подносил к динамику, удивлялся, прибавлял громкость (но не сильно, т.к. боязно), еще больше удивлялся… После этого возникла мысль что что-то где-то не работает, но постукивание по колпачку микрофона этот вариант отбросило. Специально добиваться возбуда системы я не стал, но просто отметил для себя этот факт. Может это особенность получившейся системы, т.к. я понимаю, что как бы то ни было, по ходу всей системы (в том числе в воздухе между динамиком и микрофоном) происходит задержка распространения сигнала, которая вносит фазовый сдвиг. На какой-то частоте этот сдвиг составит 180 градусов и сигнал ослабится, а на какой-то – 360 и должна возникнуть генерация. Но почему-то в моих условиях она не возникала, значит положительная обратная связь через воздух была по крайней мере меньше 1. Какая бы ни была причина – свойство имеет место быть и это дополнительный плюс.

В целом, микрофон оставил приятное впечатление, жаль что сейчас нам приходится наблюдать обилие импортной техники с посредственными качествами, в то время как свои неплохие разработки прошлых времен даже неизвестны большинству заинтересованных людей. Надеюсь мой опыт будет им полезен. Чтобы скачать печатную плату в формате Sprint Layout, кликните по картинке ниже.

Дмитрий Лобков ака Fenyx, участник форума vLab.

 

 

 

 

cxo.lv

Усилитель для микрофона на КР140УД1208 микросхеме

При подключении обычного динамического микрофона к усилителю или звукозаписывающему устройству с помощью достаточно длинного экранированного провода, часто наблюдается заметный низкочастотный фон (частотой 50 или 100 Гц).

Сильные электромагнитные поля, создаваемые мощными устройствами и электропроводкой, могут наводить хорошо слышимые помехи, даже в том случае, если микрофон подключен к устройству с помощью дорогого кабеля с хорошей экранирующей оплеткой.

Чтобы снизить чувствительность к помехам, обычно первые каскады усиления располагают в самом микрофоне, а питание на них подают по соединительному кабелю от звуковоспроизводящего устройства. При всех своих достоинствах, этот способ имеет тот недостаток, что такой микрофон будет работать не с каждым аудиоустройством, поскольку далеко не у всех них на гнездо для подключения микрофона подается требуемое микрофону напряжение питания.

Чтобы микрофон со встроенным предварительным усилителем мог работать при подключении к любому устройству, желательно и источник питания разместить в самом микрофоне, а чтобы предотвратить напрасный расход энергии, предусмотреть его автоматический выключатель.

Усилитель микрофона схема приведена на рис.1 простого усилителя для динамического микрофона. Кроме усилителя звука, в состав устройства входит сенсорный выключатель питания. Микрофонный усилитель своими руками построен на широко распространенном микромощном операционном усилителе с программно-управляемым током смещения КР140УД1208. Эта микросхема работоспособна в диапазоне питающих напряжений 1,5-18 В, имеет высокое входное сопротивление и малый ток потребления.

Коэффициент усиления определяется отношением R4/R5 и в данном случае составляет около 20. Ток покоя зависит от сопротивления R3 (в схеме — около 160 мкА). Сенсорный выключатель питания выполнен на полевом р-канальном транзисторе VT1. Когда микрофон берется в руку, сенсорные токопроводящие контакты Е1 и Е2 замыкаются через относительно низкое сопротивление кожи, напряжение затвор-исток VT1 превышает 1,5 В, VT1 открывается, и на операционный усилитель DA1 поступает напряжение питания.

Биполярный транзистор VT2 включен как микромощный защитный стабилитрон, предотвращающий повреждение полевого транзистора статическим электричеством и токами утечки от усилителя, подключенного к сети питания. Сенсорное реле на VT1, VT2 несложно превратить в реле времени, для чего нужно увеличить емкость конденсатора С5 до нескольких микрофарад, сопротивление R7 уменьшить до 1 кОм, а вместо сенсоров Е1, Е2 установить миниатюрную кнопку.

Данное устройство вполне подходит и для работы с электретным микрофоном. Капсюль электретного микрофона включается в цепь по одной из типовых схем, а подбором сопротивления R4 устанавливается требуемый коэффициент усиления. Вместо микросхемы микромощного ОУ усилитель можно собрать на двух транзисторах.

Схема усилителя для динамического микрофона

Схема такого усилителя приведена на рис.2. На полевом транзисторе VT1 выполнен усилитель, а эмиттерный повторитель на VT2 уменьшает выходное сопротивление этого усилительного каскада. Детали. Эта конструкция создавалась для динамического микрофона МД-201, которым ранее комплектовались почти все выпускаемые в СССР бытовые магнитофоны.

В качестве источника питания в устройстве можно применять аккумуляторы для солнечных батарей или никель-кадмиевые аккумуляторы Д-0,03 размещеные внутри корпуса микрофона. Слева и справа на пластмассовом корпусе расположены сенсоры, сделанные, например, из хромированных велосипедных спиц.

Резисторы желательны малогабаритные (мощностью 0,05 Вт). Оксидные конденсаторы также желательно применить миниатюрные, например, из неисправных сотовых телефонов или телефонных трубок радиоудлинителей. Микросхему КР140УД1208 можно заменить на К140УД12, которая выполнена в другом корпусе, но имеет ту же цоколевку.

Импортные аналоги — MA776C, MC1776G. Также можно применить и микросхему КР1407УД2, но в этом случае правый по схеме вывод резистора R3 соединяется с выводом 7 DA1. Подбором этого резистора устанавливается ток покоя выходного каскада микросхемы. Чем этот ток меньше, тем более экономичным получается устройство, но качество усиленного звукового сигнала хуже. Поэтому приходится выбирать компромиссное решение.

Полевой транзистор КП501В можно заменить любым из серий КП501, КП504, КП505 или ZVN2120. Желательно подобрать экземпляр с возможно меньшим пороговым открывающим напряжением затвор-исток. Вместо КТ315Б может работать любой из КТ315, КТ312, КТ342, SS9014. Транзистор 2П103Б можно заменить на 2П103А, КП103Е, КП103ЕР, КП103Ж, КП103ЖР Вместо КТ3107Д можно установить любой из серий КТ3107, КТ361, SS9015.

При монтаже транзисторов КП501 или аналогичных следует учитывать, что они чувствительны к повреждению статическим электричеством, и на время сборки конструкции выводы этого транзистора должны быть замкнуты проволочной перемычкой. Если чувствительности сенсорного реле окажется недостаточно, то сопротивление R9 следует увеличить с 10 до 20…30 МОм.

Помехи электретного микрофона

Электретные микрофоны МКЭ-3-1, МКЭ-31 и их зарубежные аналоги (CZN-15E) широко применяются в телефонных аппаратах и других электронных системах. Почти все микрофонные усилители телефонных аппаратов построены по однотипной схеме с использованием таких микрофонов.

Принцип работы электретных микрофонов (иногда их называли конденсаторными) основан на изменении емкости при воздействии звуковых волн Электретные микрофоны (ЭМ) обладают высокой чувствительностью и малыми габаритами, что позволяет применять их в устройствах подслушивания, диктофонах и слуховых аппаратах.

Однако высокая чувствительность ЭМ, как ни странно, может оказаться и недостатком. В телефонных аппаратах (ТА) с АОНом иногда наблюдается такой эффект: при разговоре по телефону в трубке слышны какие-то помехи, но достаточно прикоснуться рукой к проводу от трубки к аппарату, как помехи исчезают.

Есть два простых способа избавиться от таких помех:

  • подключить параллельно ЭМ (непосредственно у его выводов) резистор сопротивлением 1 МОм и тем самым понизить чувствительность микрофонного усилителя,
  • поменять местами полярность подключения выводов ЭМ так, чтобы вывод корпуса ЭМ соединялся с общим проводом схемы.

После этого никакие помехи и сетевые наводки беспокоить не будут.

www.radiochipi.ru

Простенькие схемки микрофонных усилителей | Ковровские Летописи Обывателя

Как самостоятельно сделать элитный эффективный электретный микрофон с простейшим усилителем для компа  Как сделать элементарный усилитель для обычных электретных микрофонов и повысить их громкость и качество воспроизведения речи в компьютере для связи  в Скайпе, Аське, Майл.ру и прочих подобных сервисов, дающих отличную возможность для живого непосредственного общения, - является достаточно востребованным вопросом для многих пользователей.

 Современные Китайские гарнитуры всегда оставляют желать более лучшего, так как их конструкции дают весьма слабый сигнал (да и зачастую с заметными искажениями) практически всегда сопровождаемый шумами. Кроме того они требуют обязательного расположения микрофонов почти у самого рта, а это весьма и весьма неудобно.Интернет предлагает сотни всевозможных рабочих схем усиления, но практически все они требуют источников дополнительного питания, что однозначно увеличивает габариты микрофонных конструкций и навязывает использование батареек, либо аккумуляторов.

Но существуют и простейшие схемы (кстати, очень эффективные) повышения чувствительности микрофонов с непосредственным питанием от самих компьютеров или с так называемым *фантомным питанием*. Качество звука, а также громкость при их использовании совместно с любыми микрофонами - заметно превышает многие промышленные образцы.

 Для изготовления подобного простейшего усилителя для электретных микрофонов любой модификации понадобится в первую очередь - сам микрофон. Стоимость его - сущие копейки, но его вполне можно взять и от любого старого кассетника-магнитофона, сломанного записывающего плеера, обычного сотового телефона и прочее.Внешне электретные микрофоны выглядят так

Любой электретный микрофон – это стандартный электретный капсюль, имеющий два вывода, один из которых непосредственно соединен с корпусом.  В корпусе электретного капсюля находится полевой транзистор, который составляет уже встроенный усилитель.

 Питание этого встроенного усилителя для электретного микрофона всегда можно использовать от существующей звуковой карты компьютера. А подается это специфическое, так называемое *питание фантомное* - по общим проводам используемого микрофона.

Схемка такого усилителя для компьютерных электретных микрофонов достаточно проста и элементарна в исполнении.

Эта же схема усилителя для микрофона в другом видовом варианте Резисторы R1 и R2 осуществляют это самое *фантомное питание* микрофонного капсюля. Нежелательная отрицательная обратная связь успешно нейтрализуется имеющимся конденсатором - C1. На микрофон подается напряжение подведенного питания равное падению напряжения на транзисторном p-n переходе. Сигнал с микрофонного капсюля как обычно выделяется на первом резисторе - R1 и подается на базу единственного транзистора VT1 для последующего усиления. Сам транзистор VT1 включен по привычной распространенной схеме с общим эмиттером и с нагрузкой на резистор R2.  Требуемая величина отрицательная обратная связь по постоянным токам осуществляется через резистор R1, а резистор R2 обеспечивает относительную стабильность тока через транзистор.

При сборке усилителя необходимо грамотно распаять имеющиеся выводы штекера. Правильная распайка их видна из рисунка.

Вся конструкция собирается элементарным навесным монтажом в практически любом понравившемся миниатюрном корпусе, либо прямо на используемой микрофонной гарнитуре. Такой усилитель для электретных компьютерных микрофонов усиливает входящий сигнал в min = 10 раз, то есть на ~ 22дБ. Элементарно качаем любое видео При изготовлении исполнении этого усилителя, обязательна его тщательная экранировка фольгой, что гарантированно обеспечит отсутствие нежелательных наводок. Экран должен иметь надежные контакты с самим микрофонным капсюлем. Данный Усилитель был испробован в различных компах и с транзисторами БЕЗ всякого подбора.  Результаты оказались - отличными!

Статья В ТЕМУ - Справа по ссылке!!!

Другие подобные схемы усилителей для электретных микрофонов представлены далее.Простенькая схема микрофонного усилителя на микросхемке

Еще одна эффективнвая схема микрофонного  усилителя на импортной микросхеме Универсальная схема усилителя для любых микрофонов выглядит так В заключении делюсь эксклюзивным секретом КАК СКАЧАТЬ ЛЮБОЕ ВИДЕО БЕЗ ВСЯКИХ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОГРАММ. И обязательно прочитайте еще одну интересную статью на родственную тему СПАСАЕМ СОТОВЫЙ ТЕЛЕФОНЧИК.

kovrovnews.blogspot.ru

Схема микрофонного усилителя на ОУ для своей домашней студии звукозаписи

Схема микрофонного усилителя, описанного в данной статье имеет два маленьких секрета, которые позволяют делать запись вокала в своей собственной домашней студии звукозаписи практически с таким же качеством, как и в дорогой, профессиональной студии.

Но обо всём - по порядку.

Микрофон для домашней студии

Простое и очень эффективное решение для записи голоса или вокала в своей домашней студии звукозаписи - это применение динамического кардиоидного микрофона. И вот почему:

  • Во-первых, Вам не нужно будет принимать специальные меры по шумоизоляции квартиры;
  • Во-вторых, Вам не нужно будет звукоизолировать тыловое пространство за микрофоном для избавления от реверберации комнаты, так как динамический кардиоидный микрофон хорошо подавляет боковые и тыловые звуки;
  • В-третьих, Вам не надо будет организовывать дополнительное питание как в случае с конденсаторным микрофоном.

Для нашей цели идеально подойдёт микрофон типа Shure sm58 или ему подобный. Например, у меня долгие годы идеально работает микрофон Beyerdynamic Opus39s.

Конечно, для записи голоса существует большое число самых разных решений. Например, Вы можете специально для записи вокала сделать хорошую шумоизоляцию квартиры, приобрести дорогой конденсаторный микрофон с большой мембраной, но это решение уже не такое простое и в разы дороже. Кроме того, микрофонный усилитель для конденсаторного микрофона понадобится немного другой, и об этом мы поговорим в другой статье.

Купить или сделать своими руками?

У микрофонного предусилителя, сделанного своими руками есть три основных преимущества перед теми моделями, которые можно купить в соответствующем магазине:

  1. Цена.
  2. Идеальная адаптация под конкретную задачу.
  3. Качество звука.

Цена

Итак, цена готового изделия, продаваемого в магазине, кроме стоимости комплектующих компонентов, включает в себя плату за бренд, компенсацию рекламных расходов и прибыль, которую получают все: изготовитель, оптовый и розничный продавцы, плюс транспортные расходы. Вот и получается, что в покупном усилителе один только корпус будет стоить дороже, чем весь микрофонный усилитель, сделанный вручную.

Кроме того, существует целый ряд потребительских качеств, которым обязательно следуют практически все изготовители, чтобы достичь определённой универсальности для возможных применений микрофонных предусилителей. Ведь перед разработчиками стоит задача добиться максимальной совместимости со всеми возможными микрофонами и тем оборудованием, с которым он должен будет работать.

Это приводит к тому, что схема микрофонного усилителя приобретает существенную избыточность в виде различных режимов работы, защиты, регуляторов и индикаторов. И чем больше деталей в устройстве, тем большее влияние они оказывают на качество звука, причём не в лучшую сторону.

Адаптация под конкретную задачу

Но в домашней студии звукозаписи микрофонный усилитель обычно работает с одним конкретным микрофоном, в стационарных условиях, и выполняет всегда одну и ту же задачу. А это значит, что большинство универсальных возможностей покупного преампа нам просто не нужны. Но мы можем сосредоточиться на максимальном качестве именно того, что нам нужно, идеально адаптировав собственную конструкцию под конкретную задачу.

Качество звука

Чем отличается хороший микрофонный усилитель для записи вокала от обычного? В первую очередь тем, что хороший предусилитель не вносит в звук собственных артефактов и искажений, и в то же время создаёт для микрофона самое оптимальное согласование для получения максимально возможного качества преобразование звука в электрический сигнал.

Услышать это на слух при обычной проверке затруднительно. Чтобы оценить качество микрофонного усилителя, с ним нужно поработать в реальных условиях, применяя к уже записанному с помощью него вокалу самые различные обработки. Особенно сильно все недостатки проявляются при больших уровнях компрессии и попытках поместить вокал в плотный микс.

Качество звука современных микрофонных предусилителей, особенно брендовых марок, как правило, особых нареканий не вызывает. Но естественное стремление изготовителей максимально удешевить изделие приводит к тому, что формально все характеристики соответствуют заявленным, но компоненты могут быть недорогими, чисто из маркетинговой целесообразности.

Причём проверить, из чего сделан готовый предусилитель, пока Вы его не купили, далеко не всегда возможно.

Так что пока Вы не купите преамп и не поработаете с ним как следует, качество его Вы не оцените. А вот в собственную конструкцию довольно легко можно внести изменения, если что-то не понравится.

И ещё.

Что делать не стоит

Что для своей домашней студии звукозаписи точно не нужно, так это микрофонные усилители с каким-нибудь "особым" звуком, так часто рекламируемым многими изготовителями. Это удел более крупных бюджетов для особых случаев.

На практике специфическая окраска звука крайне редко нужна, а вот избавиться от неё, если она присутствует, очень сложно. Да и возможностей современной DAW - digital audio workstation вполне достаточно для того, чтобы уже при звукорежиссуре придать звуку любую окраску.

Схема микрофонного усилителя на ОУ

Схема микрофонного усилителя представлена на рисунке. Два секрета, о которых было написано вначале статьи, - это согласование микрофона и микрофонного усилителя и схема самого операционного усилителя.

Согласование

Входное сопротивление этой схемы микрофонного предусилителя значительно ниже общепринятых стандартов. Из общей теории электротехники нам известно, что максимальная передача мощности между генератором и нагрузкой происходит при равенстве их сопротивлений. Вот и не будем это нарушать, обеспечив входное сопротивление микрофонного усилителя равным сопротивлению микрофона. При этом никаких переходных конденсаторов мы применять не будем, чтобы не вносить в девственно чистый сигнал асимметрию, фазовые сдвиги и дополнительные источники искажений.

Для избавления от всевозможных помех, в том числе и помех от мобильных телефонов, нам понадобится симметричное подключение микрофона, а значит, у микрофонного усилителя должен быть симметричный вход.

Дифференциальный усилитель, специально спроектированный для таких включений, - это обыкновенный операционный усилитель. Вход здесь симметричный дифференциальный с распределённым входным сопротивлением 600 ом. Резистор R2 3 ом особого значения не имеет, он стоит скорее для корректного изображения дифференциального усилителя.

Подключать можно любой ДИНАМИЧЕСКИЙ микрофон. Но чем качественнее, тем лучше. Обычно сопротивление такого микрофона от 200 до 600 ом, и для чистоты идеи Вы можете сделать сумму R1+R3 равной сопротивлению микрофона (при R1=R3).

Самое главное, что такое включение, благодаря демпфированию подвижной системы микрофона, устраняет окраску звука паразитными резонансами самого микрофона, позволяя получать чистый, ровный звук. Потом, при обработке вокала, можете делать со звуком всё, что угодно. Он податлив, с ним не надо воевать, устраняя всякие призвуки.

Кроме того, помехозащищённость низкоомного входа просто великолепна! Мне приходилось записывать без проблем вокал в комнате, где находилось одновременно более 20-ти мобильных телефонов!

Здесь следует обратить внимание на то, что согласование по-книжному - это как раз измерение параметров и шумов в первую очередь. Нас же шумы не волнуют никак. При использовании ОУ с показателями до 10nV/√Hz про шумы можно забыть. Шумы не мешали жить даже при использовании ОУ TL071, у которого шумы составляют 18nV/√Hz. В реальной работе шум помещения больше, и всё зависит от мастерства звукорежиссёра.

Зато TL071 очень даже хорошо звучит, в отличии от общепризнанной NE5534.

Схема операционного усилителя

Второй секрет этой конструкции - это схема самого операционного усилителя, оказывающая очень большое влияние на звучание.

В этом микрофонном усилителе используется микросхема OPA604.

Самый лучший звук - это когда о звуке не думаешь вовсе, думая лишь о голосе и о музыке. Вот это происходит с OPA604.

Она настолько прозрачна - что даже при самых диких уровнях компрессии никакие артефакты не вылезают.

А секрет, очевидно, в том, что OPA604 - ОДНОКАСКАДНЫЙ операционный усилитель, специально разработанный для профессиональных звуковых применений. (OPA604 PDF) Количество каскадов напрямую влияет на переходную характеристику и на звук в целом. Причём обратно пропорционально. Чем больше каскадов - тем лучше объективные характеристики, а звук хуже.

Осталось дополнить схему микрофонного усилителя регулятором коэффициента усиления, и снабдить весь усилитель нормальным чистым питанием.

Итак, регулятор усиления помещаем в цепь обратной связи. Такое включение позволяет сохранить нулевое выходное сопротивление микрофонного усилителя, благодаря чему практически устраняется влияние на звук соединительного кабеля от преампа до компьютера.

Для организации питания есть изумительный стабилизатор напряжения TL431. Абсолютно чистый, с дифференциальным сопротивлением около 0,2ом. Мне он очень нравится. С ним не бывает проблем. Поставил и забыл.

Вот и всё, схема готова.

Разъёмы я поставил - обыкновенные "джеки", хотя XLR на входе - правильнее.

Корпус - без особых требований. Благодаря симметричному входу, компактности монтажа и низкоомной обвязке, усилитель не нуждается в тщательном экранировании.

Осталось этот микрофонный усилитель спаять, включить и забыть о том, что когда-то была проблема получения качественного звука от микрофона в своей собственной домашней студии звукозаписи.

Сергей Шевгота

artsoundpro.com


Смотрите также