Главная » Предусилители
Призовой фонд
на декабрь 2020 г.
1. 250 руб.
От пользователей

Похожие статьи:



Нагрузочные сопротивления 5...100 Вт

Микрофонный усилитель для компьютера

Нередко возникает необходимость записать на компьютер звук (или видео со звуком). Проблем нет, если источник звука (диктор) рядом с микрофоном, не дальше полуметра.  Все компьютерные микрофоны (в том числе и в гарнитурах и в WEB-камерах) имеют низкую чувствительность,  даже разговаривая по Skype и используя встроенный в WEB-камеру микрофон приходится почти кричать, сидя в метре от камеры.
В школах при проведении пробных экзаменов требуется записать всё происходящее в классе в течение всего экзамена, причём с хорошим звуком, чтобы можно было услышать подсказки. Поэтому озадачился простеньким микрофонным усилителем, позволяющим сделать разборчивую запись негромкого разговора с пары метров. 

Для начала выяснил параметры питания микрофона, которое обеспечивает звуковая карта компьютера. По результатам измерения четырёх компьютеров и двух внешних USB-карт нарисовалась такая картина: напряжение 2,5 В, ток короткого замыкания от 0,5 до 1 мА. Негусто, но для однотранзисторного усилителя вполне хватит. Входы бывают как моно, так и стерео, питание может подаваться как на отдельный от входа контакт гнезда, так и совместно (фантомное питание). Поэтому универсальная схема, которая работает с любым вариантом входа,  получилась такая:

Схема
Микрофон – любой электретный, мне под руку попалась пара из телефонных трубок, но можно использовать совершенно любые: из магнитол, сотовых телефонов. Все, которые попадали мне в руки, питались током 230…300 мкА и им было достаточно напряжения 1,2 В. Не перепутайте полярность, минусовой вывод микрофона соединён с его корпусом. Дорожки этого соединения видно, если посмотреть на выводы микрофона. Или плюсовой вывод имеет маркировку.

Микрофоны
Транзистор – малошумящий, например КТ3102, КТ342, BC945. Вообще, можно поставить трёхконтактный разъём и вставлять в него по очереди все имеющиеся транзисторы, таким образом подобрав самый малошумящий и с максимальным усилением.
Ёмкость С1 некритична, от 0,47 мкФ до 4,7 мкФ. Желательно плёночный, но вполне подходит и керамика. Электролитический здесь ставить нельзя, они все имеют утечку , пусть и небольшую, но нескольких микроампер хватит, чтобы нарушить режим работы транзистора.

С2 ёмкость 47 или 100 мкФ, на любое напряжение более 2.5 вольт, можно как электролитический, так и танталовый или твердотельный полупроводниковый.
Резисторы любые, допустимое отклонение номиналов 20%. Возможно, R3 придётся подобрать, если звук будет искажаться на малой громкости, его номинал зависит от h21э транзистора. Искажения на большой громкости вызываются перегрузкой входа, просто нужно убавить чувствительность в системном микшере Windows.

R1 R2 C2 образуют фильтр питания для микрофона. Одновременно R2 является коллекторной нагрузкой транзистора (по переменному току), которая включена параллельно резистору внутри звуковой карты (который является коллекторной нагрузкой для транзистора по постоянному току). К сожалению, суммарное сопротивление этих двух резисторов получается небольшим, что не позволяет получить значительное усиление. Поэтому схема усиливает всего в 4-5 раз по напряжению. Большее усиление без внешнего питания получить невозможно. Но для большинства практических случаев этого достаточно. Достоинством схемы является простота и отсутствие внешнего питания.

Схему собрал на кусках макетки, вот комплект деталей для двух микрофонов.

Комплект деталей

Поскольку схема чувствительная, то встаёт вопрос борьбы с фоном и наводками. Лучшее решение – использовать в качестве электростатического экрана металлический корпус. Мне под руку попались контура УПЧИ от ламповых телевизоров. В них и отверстие для микрофона уже есть.

Корпуса


Перед окончательной сборкой.

Перед сборкой

Перед сборкой

Распайка шнура:

Шнур

 

Перед сборкой

Задняя крышка  деревянная, вырезана из планки от тарного ящика. Крепится к корпусу маленьким шурупом (саморезом). Обратите внимание, к корпусу припаян провод, соединённый с общим проводом схемы. Плата и микрофон фиксируются внутри кусками поролона. Микрофон нужно отцентровать, чтобы его входное отверстие совпало с отверстием в корпусе. Если будет использован другой способ крепления платы, то при необходимости её нужно заизолировать от корпуса изолентой или термоусадкой. 

Готово!
Теперь подключаем наше изделие в микрофонный вход (розовый), в микшере Windows на вкладке «Уровень записи» ставим галки  «Откл» на все входы, кроме микрофонного, ставим усиление на максимум.

Микшер

Также в дополнительных параметрах микрофона включаем  дополнительное усиление (это может быть галочка либо ползунок, в зависимости от драйвера).

Дополнительные параметры

Запускаем программу «Звукозапись» (находится в Пуск - > Все программы -> Стандартные -> Развлечения) и делаем пробную запись. 

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
R1, R2 Резистор
1 кОм
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3 Резистор
330 кОм
1 Возможно, потребуется подобратьПоиск в магазине ОтронВ блокнот
С1 Конденсатор1 мкФ1 Плёночный или керамическийПоиск в магазине ОтронВ блокнот
С2 Конденсатор47...100 мкФ1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
КТ3102
1 МалошумящийПоиск в магазине ОтронВ блокнот
BM1 Микрофонэлектретный1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (12) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
Insane Engineer #
А почему бы не сделать УНЧ на 5В? Так ведь выходной сигнал мощнее будет, а
следовательно, можно усиление выставить поменьше ==> фон ниже
Ответить
0

[Автор]
oldmao #
А откуда взять эти 5 вольт? Если с USB или PS/2, то нужен преобразователь для гальванической развязки. Попробуйте просто воткните микрофон и соедините общий провод микрофонного гнезда с общим проводом любого USB-порта (желательно не пустого, например флэшку воткните). Будете неприятно удивлены... Особенно это заметно на ноутбуках.
Ответить
0
BARS_ #
Попробуйте просто воткните микрофон и соедините общий провод микрофонного гнезда с общим проводом любого USB-порта
Открою страшную тайну. Они и так соединены =)
Ответить
0

[Автор]
oldmao #
Угу. Только по дорожкам ещё и другие токи бегают, кроме микрофонных. Недаром разводка общего провода - вещь критическая. Особенно в малосигнальных цепях. На эти грабли я уже наступил, предлагаю походить и вам.
Ответить
0
Example #
На скринах старая добрая ХРюшка. ХРюшечка. А под Ebuntu будет Job-ить? Можно ли сделать так, чтоб на фронт панель HD-Audio со всеми 9 задействованными пинами шла земля с материнки только на микрофон, а на наушники и USB шла земля с корпуса? И поможет ли такое разделение земель если задний микрофон тоже шумит?
Ответить
0

[Автор]
oldmao #
Увы, разводка материнок часто неоптимальна, и на это мы никак повлиять не можем. Разделить земли на переднюю панель тоже невозможно. Единственный выход - повысить соотношение сигнал/шум+помеха увеличением сигнала с микрофона.
Работать будет под любой ОС.
Собственно, внешние звуковые карты и делают потому, что добиться приемлемого качества с интегрированной невозможно. Даже дискретная, вставляемая в PCI-слот, может ловить наводки с материнки.
Ответить
+1
SchevchenkoAP #
Какой критерий для таких устройств оптимальности у Вас? Вы хоть одну плату (не говорю уже про многослойную) разводили? Разводка материнок часто оптимальна по поводу всех высокоскоростных обменов на шинах. Там настолько всё оптимально, что даже выравнивают задержки тактовых линий скоростных сигналов. Иначе бы просто вообще ничего не работало. А то, какие там шумы у дешёвой звуковой карты на борту, это уже десятый вопрос. Никому не нужно вообще серьёзно относиться к качеству аналогового модуля на такой высокоскоростной цифровой платы. Тем более, эта ценовая категория не предполагает вылизывания "аналога". Не говоря уже о том, что и назначение этого звука тоже. Поговорите с теми, кто занимается ламповыми усилителями мощности. Они звук с ПК за звук не считают. Или делают внешний ЦАП.
Ответить
0
Example #
В одном компьютере я так отделил землю микрофона от всего остального. Панелька там была AC-97 без обратной связи, но подключалась к HD-Audio, и микрофонный вход был стерео. На наушники кажется использовал земляной проводок в USB кабеле, отрезав от него на плате панельки землю USB. USB порты довольствовались прямой связью с корпусом. Микрофон перестал возбуждаться на наушники и ловить наводки с флешек, а мне в популярном тогда скайпе надо было слышать себя. Даже на максимальном встроенном усилении "+20 dB" звук стал чистый. Сейчас компьютер не у меня, наверное и по сей день всё работает. А тут у меня сейчас HD-Aedio. Когда буду разбирать компьютер, чтоб не снимать фронт панель и не возиться с кабелями, подключу к материнке другую панельку отдельным кабелем, без USB и контакта с корпусом компьютера, и послушаю микрофон. Если будет такой же розовый шум, а он скорее всего будет потому что задний микрофон тоже шумит розовым, тогда наверное и возиться не стоит с разделением земель. Тогда только усилитель в корпусе деки, он со всех сторон экранирован. Как лучше согласовать выход усилителя с микрофонным входом собственно материнки? Наверное лучше транзистором/оптопарой имитировать электретный микрофон. Микрофонный вход спокойно относится к замыканию на землю, но при втыкании вытыкании микрофона на выходе усилителя будет положительный потенциал, и я не знаю переживет ли это микрофонный вход, поэтому транзистор или оптопара. Думаю двух ОУ на два канала хватит.
Ответить
0

[Автор]
oldmao #
Не нужно ничего имитировать, достаточно подать сигнал на микрофонный вход через разделительный конденсатор (ориентировочно 10 мкФ). В некоторых (встречал в старых) материнках питание на микрофонный вход подаётся через джамперы на материнке. Можно снять эти джамперы, тогда снизятся наводки с блока питания.
Ответить
0
Example #
Нашел даташит на Realtek ALC662. Передний и задний микрофоны на микросхеме отдельные входы, и оба стерео. По идее передний микрофон не должен наводить шум на задний, но чем черт не шутит, вдруг разводка земли для переднего микрофона на материнке окажется более удачной. Пока не знаю когда смогу поэкспериментировать с отдельной землей для микрофона. Без подключения USB и без контакта с корпусом, и не используя выход на наушники. Пока из даташита узнал, что входное напряжение АЦП по всем входам 0 dB 1.6 Vrms, это примерно 4,5 пик-пик или 2,25 амплитудного. По даташиту сигнал с микрофона идет на АЦП напрямую, без всякого предварительного усиления. На микрофонном входе микросхемы уже есть конденсатор. На переднем микрофонном входе без нагрузки 2,7 вольта. То есть до 2 вольт амплитудного можно раскачивать спокойно и даже без конденсаторов, но резисторы ом так на 100-500 на всякий случай не помешают. LM324 от USB больше и не даст, но никто не мешает сделать прямоход вольт так на 7 с развязкой по земле и мягкое ограничение. Подключение джеков детектируется электрически изолированным механическим переключателем, так что встроить предварь можно.
Ответить
0
Example #
С декой передней панели оказалось все в порядке. Контакт с корпусом компьютера не влияет на уровень шума от слова вообще. Задний микрофон оказался даже шумнее. Как проводилось сравнение. В Windows 7 скачал Audacity. Положил микрофон рядом с телефоном около 10 см от динамика и включил онлайн радио на громкости чуть больше минимальной. Уровень записи на микрофоне 100%, усиление ноль. Записал фрагмент звука, остановил радио, записал тишину, нормализовал до 0 дБ, вывел анализ спектра тишины. На заднем пик шума около -24 дБ, на переднем -47 дБ пик на 100 Гц, это скорее всего наводки от выпрямителя блока питания. Без нормализации на переднем уровень шума с подключенным микрофоном ниже 90 дБ, ниже спектр просто не показывается, предел шкалы. Отдельно сравнил шумность микрофона с усилением "+20dB" + нормализация в Audacity и без усиления одна нормализация. С усилением шумит больше, просто результат двойного преобразования. А в Ubuntu Studio, хоть он и предназначен для работы с видео и звуком, микрофон шумит гораздо больше. Скорее всего программная обработка в самой убунте. В консольном Alsamixer домнога регуляторов, влияющих на уровень записи в Audacity, и в самом Audacity дополна повторяющихся источников записи, но я так и не подобрал комбинацию, при которой программная обработка меньше и шумов меньше.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор для сборки: предусилитель на лампе 6N3
Конструктор для сборки: предусилитель на лампе 6N3
iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов Мультиметр Mastech MS8239C
вверх