Amplificator de microfon ultrasensibil de casă. Microfon de înaltă sensibilitate direcțional Microfon de înaltă sensibilitate

Microfonul poate fi folosit atât pentru înregistrarea muzicii acasă, streaming sau karaoke, cât și pentru concerte și înregistrarea unei întregi orchestre. Microfoanele dinamice, care pot rezista la schimbări bruște ale presiunii sonore, sunt adesea folosite pentru a capta cu precizie sunetul tobelor, în timp ce microfoanele cu condensator pot înregistra chiar și cele mai silentioase sunete.

Microfoane cu condensator și dinamice

Microfoanele cu condensator sunt mai sensibile și au un larg gama de frecvente, transmit sunetul mai fiabil și poate fi foarte compact. Dar sunt prea sensibili la căderi sau șocuri și nu pot lucra în frig. În plus, un microfon cu condensator necesită o sursă de alimentare suplimentară de 48 V pentru a funcționa. Această caracteristică se găsește în multe console de mixare, preamplificatoare, plăci de sunet externe și alte dispozitive cu intrare pentru microfon. Dacă nu îl aveți, puteți achiziționa suplimentar o unitate cu alimentare fantomă. Microfoanele cu condensator sunt cel mai des folosite în studiourile de înregistrare, televiziune și înregistrări video.

Microfoanele dinamice pot rezista la sunete bruște sau modificări ale presiunii sonore, motiv pentru care sunt adesea folosite pentru a înregistra kituri de tobe. Designul lor este mai fiabil și mai puțin predispus la eșec după o cădere. Este mai puțin probabil ca microfoanele dinamice să aibă această problemă. feedback„, captează mai puțin zgomot de joasă frecvență sau tonuri. Dar nu au cea mai largă gamă de frecvență și o fiabilitate mai scăzută a transmisiei sunetului. Microfoanele dinamice sunt folosite în studiouri, la locație, la concerte, în teatre și acasă.

Caracteristicile microfonului

Sensibilitatea microfonului este indicată în dB, iar cu cât această valoare absolută este mai mică, cu atât este mai ușor pentru microfon să înregistreze sunete liniștite. Unele microfoane dinamice au o sensibilitate destul de scăzută de -70 dB, în timp ce multe microfoane cu condensator au mai mult sensibilitate ridicată la niveluri de la -46 la -35 dB și mai sus. Dacă trebuie să înregistrați în imediata apropiere a microfonului, nu este nevoie să urmăriți dispozitivele cu sensibilitate ridicată și invers, dacă sarcina implică îndepărtarea suficientă sunete liniştiteîntr-o atmosferă de cameră (chitară acustică, cvartet de coarde), trebuie să ai grijă de un microfon cu o sensibilitate mai mare.

Nivelul maxim de presiune a sunetului (SPL) indică cât de tare este proiectat să suporte un microfon. Valorile ridicate ale nivelului de presiune sonoră sunt indicatori de peste 90 dB. Acest zgomot poate fi simțit lângă Cascada Niagara sau la un concert rock. Nivelul de zgomot într-un studio de înregistrare liniștit este de 10 dB, iar un avion cu reacție care decolează poate genera o presiune sonoră apropiată de pragul de durere umană de 130 dB. Microfoanele cu un nivel maxim ridicat de presiune sonoră ar trebui alese pentru concerte sau orice altă zonă în care sursa de sunet este foarte puternică.

Unul dintre cei mai importanți parametri ai unui microfon este gama dinamică (abilitatea de a reproduce cele mai silențioase și cele mai sunete puternice fără distorsiuni) și raportul semnal-zgomot (diferența în dB dintre intervalul dinamic de 94 dB al microfonului și zgomotul propriu). Cu cât această valoare este mai mare, cu atât mai bine - veți obține un sunet mai curat, mai transparent și mai dinamic.

Cu cât intervalul de frecvență este mai larg, cu atât sunetul este mai natural și natural în timpul transmisiei - iar instrumentele de bas nu sunt „devorate”, iar notele înalte sunt clar audibile. Aproape toate microfoanele dinamice au o gamă de la 50 - 80 Hz la 15 kHz - acest lucru este suficient pentru voce și majoritatea instrumentelor acustice, cu excepția celor mai joase și mai înalte frecvențe - contrafagot, tubă, orgă mare, pian, contrabas, tobă. și vioară, chimval și multe instrumente de suflat din lemn. Dacă sarcina este de a înregistra o performanță de înaltă calitate a unei orchestre simfonice, este mai bine să selectați un microfon cu o gamă mai largă - unul cu condensator. Pentru transmiterea simplă a vorbirii, este suficientă o acoperire de 100–10000 Hz.

Cu cât rezistența microfonului este mai mare, cu atât este mai puțin audibilă, cu excepția cazului în care utilizați o consolă de mixare sau o placă de sunet cu preamplificatoare încorporate. Când conectați un microfon cu impedanță ridicată la intrarea standard a unui computer sau a unui aparat de karaoke, sunetul va fi foarte silentios.

Microfoane specializate

Microfoanele pentru comunicarea în rețea sunt ieftine, deoarece nu sunt obligatorii calitate superioară transmisia sunetului. Ele vin în versiuni de masă sau sub formă de „agrafă” pentru atașarea la îmbrăcăminte.

Microfoanele pentru conferințe mari preiau vorbirea clar și elimină sunete străine(tuse, foșnet de hârtii). Acestea pot fi împărțite în microfoane de suprafață de masă, microfoane cu gât de găină, microfoane cu strat limită (încorporate într-o masă sau un pupitru la nivelul suprafeței), precum și microfoane portabile, lavalier și căști.

Când un grup de mai multe persoane se adună în jurul unei mese mici, nu este necesar ca fiecare participant să aibă un microfon separat, este suficient să instalezi un microfon omnidirecțional în centrul mesei; Dacă sunt mulți participanți la conferință și deseori au nevoie să vorbească pe rând sau să vorbească pe rând în fața tuturor, este mai bine să utilizați un microfon cu gât de găină unidirecțional, cardioid sau supercardioid, care preia doar sunetul persoană care vorbește direct în ea.

O opțiune mai avansată sunt sistemele de conferințe mari care constau dintr-o consolă „președinte” (care poate controla alte microfoane), console „delegat” și o unitate principală care permite traducerea, înregistrarea conferinței în sine și repartizarea grupurilor de delegați. Astfel de telecomenzi au un buton pornit/oprit, posibilitatea de a conecta căști, unele au opțiunea de traducere, un difuzor încorporat și o lumină de fundal pe tija microfonului.

Microfoanele pentru înregistrarea video cu o cameră pot fi instalate în „pantacul fierbinte” al camerei și sunt conectate la acesta printr-un conector mini-jack de 3,5 mm (mai rar XLR).

Microfoane fără fir

Microfoanele wireless sunt foarte convenabile și sunt adesea necesare în diferite zone - în teatre, la concerte sau prelegeri în audiente mari. Primul lucru care trebuie luat în considerare aici este distanța la care poate funcționa sistemul, în medie este de 50 - 60 m Dar există și sisteme cu o rază de până la 100 m sisteme radio într-un singur loc, trebuie să luați în considerare cât de mult sistemul radio poate avea frecvențe diferite, astfel încât acestea să nu creeze probleme unul altuia.

Un microfon cu cap sau lavalier care funcționează cu un sistem radio are un transmițător cu centură (sau de buzunar), la care microfonul este conectat cu un cablu scurt. Dar nu orice microfon poate fi conectat la fiecare transmițător. Dezavantajul microfoanelor wireless este necesitatea de a schimba bateriile sau de a reincarca bateriile dupa o medie de 6 ore de functionare.

Nu are rost să achiziționați un microfon profesional scump dacă nu există un echipament adecvat pentru a-l conecta - preamplificatoare sau plăci de sunet de studio și dispozitive profesionale de înregistrare, precum și o cameră pregătită (studio). Nu va putea lucra in astfel de conditii in conformitate cu caracteristicile declarate.

Dacă sunteți în căutarea unui microfon ieftin, dar de înaltă calitate și fiabil pentru acasă, de exemplu, pentru a cânta karaoke acasă sau înregistrarea vocii pe un laptop, este mai bine să alegeți un microfon dinamic, deoarece este cel mai puțin susceptibil la deteriorare din cauza căderilor sau impacturilor accidentale și nu necesită hrana suplimentara. Doar conectați-l la placa de sunet, sistem de karaoke sau consola de mixare.

Dacă este selectat un microfon pentru înregistrarea podcast-urilor acasă, trebuie să luați în considerare cât de sensibil și „capricios” este - un microfon cu condensator cu sensibilitate ridicată va înregistra sunetele de funcționare a aparatelor electrice din cameră. Pentru a le elimina, va trebui să aveți grijă de ele accesorii suplimentare: filtru pop și suport pentru microfon.

Articol de referință bazat pe opinia experților a autorului.

Cândva, am făcut un microfon foarte direcțional, foarte sensibil și am postat rezultatele testelor sale pe Internet. Au trecut mulți ani de atunci, dar încă primesc solicitări de achiziție a acestui produs. În marea majoritate a cazurilor, cei care doresc să cumpere au o idee despre acest produs din lungmetraje, de obicei filme detective. Prin urmare, imediat ce le-am trimis o fotografie, interesul lor pentru ea a dispărut. Pentru cei care sunt cu adevărat interesați de un astfel de dispozitiv, am decis să scriu acest articol în care voi vorbi pe scurt despre cum să-l faci cu propriile mâini.

Din punct de vedere structural, produsul constă dintr-un reflector parabolic, un dispozitiv de recepție situat în centrul său, un amplificator de joasă frecvență, căști și o sursă de alimentare autonomă. Întregul dispozitiv este montat pe o suspensie care îi permite să fie rotit fără probleme în plan orizontal și vertical.
Pentru a imagina scopul fiecărui bloc al dispozitivului, permiteți-mi să vă reamintesc o mică teorie.

Lasă un flux de unde sonore să cadă pe un reflector parabolic. Dacă sursa de sunet este suficient de departe, atunci fluxul de sunet poate fi reprezentat ca un flux de vectori paraleli. Când cad la suprafață, vectorii sunt reflectați în zona focală (vezi Fig. 2). Conform teoriei undelor, diametrul acestei zone d nu poate fi mai mic decât lungimea de undă a sunetului incident pe reflector. Adică d ≥ λ, unde λ = c/f. Aici c este viteza sunetului, f este frecvența acestuia. Vom presupune că forma reflectorului parabolic este ideală și, prin urmare, d = λ. Aceasta implică prima caracteristică cea mai importantă a dispozitivului, câștigul reflectorului său parabolic: Kp = (D/d)2

Sensul acestui raport este foarte simplu. Fluxul sonor cade pe suprafața paraboloidului S = πD2/4. Paraboloidul concentrează energia de curgere la focar pe suprafața dispozitivului receptor cu aria s = πd2/4. Ca urmare, pe această suprafață densitatea de energie a fluxului sonor crește Kp = S/s = (D/d) de 2 ori. În fotografie, diametrul reflectorului parabolic este D = 90 cm Pentru o undă λ = 15 cm (f = 2000 Hz), obținem Kp = (90/15)2 = 36.

Orez. 2

Doilea cea mai importantă caracteristică dispozitivul este directivitatea acestuia. Acest parametru este important deoarece este necesar nu numai amplificarea semnalului sonor, ci și amplificarea semnal util. Pentru a face acest lucru, este necesar să-l „decupați” din fluxul general de sunet folosind modelul direcțional. Mărimea diagramei de radiație a unui reflector parabolic poate fi calculată după cum urmează. Prin rotirea paraboloidul (vezi Fig. 3), îl puteți roti printr-un astfel de unghi α încât zona de concentrare a fluxului de sunet să depășească dispozitivul de recepție. Deoarece dimensiunile dispozitivului de recepție sunt limitate de lungimea de undă a sunetului recepționat λ, unghiul modelului de radiație poate fi exprimat ca o primă aproximare, după cum urmează:
α = arctan(λ/F).

În dispozitivul prezentat în fotografie, reflectorul parabolic are o distanță focală F = 36 cm. Prin urmare, pentru λ = 15 cm, directivitatea dispozitivului va fi egală cu 22 de grade. Acesta este un unghi destul de mic. Din acest motiv, reflectorul parabolic cu dispozitivul de recepție este montat pe o suspensie (vezi foto, Fig. 1) care îi permite să fie rotit fără probleme. Fără această suspensie este extrem de dificilă operarea dispozitivului. La aceasta trebuie adăugat că rapoartele atât ale câștigului (1) cât și ale directivității (2) includ lungimea de undă λ. Pe măsură ce scade, atât câștigul, cât și directivitatea cresc. Acest lucru se observă clar atunci când ascultăm orizontul acustic. Sună cel mai bine auzit frecventa inalta: în natură strigătele păsărilor, într-o zonă rezidențială clinchetul vaselor din ferestre deschise si ferestre.

Orez. 3

În ceea ce privește dispozitivul de recepție, care este situat la focarul paraboloidului (vezi Fig. 4). Partea principală a dispozitivului este suportul. Există o gaură în partea centrală. Pe de o parte, un microfon cu condensator este fixat în el, iar pe de altă parte, un piston de spumă, care este lipit de membrană, intră în el cu un spațiu mic. Membrana în sine este lipită în suport. Suportul are ferestre care leagă volumul limitat de membrană cu volumul corpului. Pentru a crește volumul acustic al carcasei, acesta este umplut cu poliester de căptușeală sau alt material fibros.

Dispozitivul este plasat în centrul unui reflector parabolic și funcționează după cum urmează. Un flux de unde sonore reflectate de un reflector parabolic cade pe membrană și o face să vibreze. Din teoria membranelor rezultă că sub influența presiunii (unda sonoră) membrana se îndoaie sub forma unui paraboloid de gradul al patrulea. Adică, sub influența undelor sonore, se mișcă predominant regiunea centrală a membranei. Aceasta înseamnă că membrana concentrează energia undei sonore incidente în vibrațiile zonei sale centrale. Ca urmare, pistonul, care este lipit în partea centrală a membranei, va excita vibrații în volumul dintre acesta și microfon cu o amplitudine semnificativ mai mare decât amplitudinea undei sonore incidente pe membrană. Câștigul membranei poate fi estimat după cum urmează:
Km = (Dm/dk)2

Valoarea dk, adică dimensiunea zonei de concentrare a deformarii membranei, la o prima aproximare, poate fi luata egala cu dk ≈ 0,2 Dm. Prin urmare, câștigul membranei (pentru Dm = 15 cm) va fi egal cu: Km ≈ 25. Atunci câștigul acustic total al dispozitivului va fi egal cu: K = Kp Km = 36 x 25 = 900.

Unele sfaturi practice pentru producerea unui microfon foarte direcțional, foarte sensibil.

Orez. 4

1. Reflector parabolic

În dispozitivul meu, ca reflector, am folosit un reflector cu focalizare directă al unei antene parabolice cu parametrii: D = 900 mm, F = 360 mm, F/D = 0,4. Materialul reflectorului este tabla de aluminiu cu grosimea de 1 mm. Suspensia (dispozitiv de rotire a reflectorului în două planuri) este standard de la o antenă de satelit. Stand de casa cu trepied.
În zilele noastre nu există antene satelit cu focalizare directă, în special cele din aluminiu. Ele au fost înlocuite cu altele offset din oțel. În principiu, acest lucru nu este atât de semnificativ. Singurul inconvenient este că o placă de oțel este semnificativ mai grea decât una din aluminiu și, datorită formei sale compensate, vectorul modelului său de radiație nu este la fel de clar ca cel al uneia cu focalizare directă. O antenă satelit poate fi achiziționată atât de la firme specializate, cât și de pe piața radio. O Vesta cu o „placă” ar trebui să-și cumpere și suspensia, inclusiv suspensia convertorului. Adică ar trebui să cumperi antenă satelit, dar fără electronică (convertor și tuner). Nu are rost să folosiți o „anteră” cu un diametru mai mic de 900 mm pentru a face un microfon.

2. Receptor

Orice recipient cilindric de dimensiune adecvată (D ≈ 150 mm) poate fi utilizat ca corp al dispozitivului de primire. De exemplu, puteți folosi o cană din oțel inoxidabil. Ei vând multe dintre acestea acum.
În interiorul carcasei se află un amplificator de joasă frecvență pentru microfon. Nu sunt inginer electronic și, prin urmare, am folosit un circuit amplificator gata făcut și un set de piese KIT care îl implementează. Ca microfon am folosit un microfon cu condensator cu un diametru de aproximativ 1 cm am aflat problemele de coordonare a caracteristicilor microfonului si amplificatorului de joasa frecventa de la vanzatorii de seturi KIT.
Ieșirea amplificatorului și sursa de alimentare a acestuia sunt conectate la un conector cu cinci pini încorporat în corpul dispozitivului de recepție (vezi fotografia).

Suportul (vezi Fig. 3) este prelucrat din plastic (eu l-am prelucrat din PCB). Nu dau dimensiunile sale specifice. Este suficient să te întrebi despre diametrul său exterior (al meu este de 150 mm) și despre diametrul microfonului (aproximativ 10 mm). Dimensiunile rămase sunt destul de arbitrare. Raportul lor poate fi luat, de exemplu, din Figura 4.

Am găurit ferestrele suport (3 ferestre sectoriale) și am pilit marginile. Apoi am ridicat un tub metalic cu pereți subțiri, lung de 50...100 de milimetri, cu diametrul exterior egal cu diametrul microfonului. Apoi am făcut o gaură în suport cu un diametru egal cu diametrul exterior al acestui tub. Am ascuțit marginea tubului, astfel încât să am o sculptură din el. Apoi am pregatit o placa de spuma de 5...7 mm grosime. Rotind matrița, am folosit-o pentru a tăia un piston dintr-o placă de spumă. Am lăsat pistonul în tub.

După aceste lucrări pregătitoare, puteți lipi membrana. Din hârtie absorbantă sau altă hârtie subțire, tăiați un cerc egal cu diametrul suportului. Îl lipim în suport folosind adeziv impermeabil (clei de cauciuc, lipici 88, „Moment” (cauciuc), etc.) După ce lipiciul s-a uscat, umezim (de exemplu, un tampon de bumbac) membrana lipită cu apă și lăsăm uscat. După uscare, membrana se va întinde strâns. După aceasta, puteți lipi un piston din plastic spumă în membrană, care este situat într-un tub metalic. Pentru a face acest lucru, ungeți capătul pistonului care iese din tub cu adeziv impermeabil. Dar nu „Moment”, dizolvă intens spuma. Cauciuc sau 88 - oh. Așezăm suportul pe o suprafață plană cu membrana în jos și introducem un tub cu piston în orificiul central. Fără a scoate tubul, împingeți pistonul din acesta până când intră în contact cu membrana. Apoi, apăsând pistonul pe membrană, scoateți cu grijă tubul din orificiul din suport. Întregul piston este lipit. Întrebarea este de ce toate aceste dificultăți? Asigurați-vă că pistonul este instalat în orificiul suportului cu un spațiu minim și strict coaxial.

După ce lipim pistonul pe cealaltă parte a găurii, atașăm microfonul. De exemplu, înfășuram hârtie pe suprafața ei laterală și introducem strâns microfonul în orificiu. Este indicat să faceți detașabilă conexiunea dintre microfon și placa amplificatorului de joasă frecvență. La verificarea și reglarea amplificatorului de joasă frecvență, microfonul va trebui să fie deconectat și conectat la placa amplificatorului de mai multe ori. Suportul cu membrana lipită și microfonul este fixat în corpul dispozitivului de recepție cu ajutorul șuruburilor laterale (șuruburi autofiletante). După ce amplificatorul de joasă frecvență este configurat, placa sa este fixată în corpul dispozitivului de recepție, de exemplu, folosind adeziv topit la cald. După aceasta, carcasa dispozitivului de primire este umplută cu material fibros (sintepon, vată, etc. material fibros) și închisă cu suportul asamblat. Pentru a proteja membrana de hârtie de deteriorare, aceasta trebuie acoperită cu o placă de cauciuc spumă (spumă poliuretanică) nu foarte groasă (8...10 mm). Acoperiți cauciucul spumă cu folie subțire de plastic. O astfel de protecție nu reduce semnificativ calitatea recepției, dar protejează membrana de ploaie și zgomotul vântului.

3. Alimentare

În zilele noastre există o mulțime de baterii reîncărcabile ieftine, de dimensiuni mici, pe baza cărora puteți face o sursă de alimentare pentru un dispozitiv. Pe lângă scopul său direct, este folosit și pentru comutare. Adică baterie este plasat într-o carcasă, care este folosită pentru a asigura următoarele elemente în ea. Comutator de alimentare, rezistor pentru controlul nivelului semnalului de la amplificatorul de joasă frecvență, conector cu cinci pini pentru conectarea dispozitivului de recepție (fotografia arată cablul care conectează conectorul dispozitivului de recepție și sursa de alimentare). În plus, există o mufă pentru conectarea căștilor și, dacă este necesar, un dispozitiv de înregistrare care conține o intrare analogică.

După ce toate blocurile sunt gata, dispozitivul este asamblat ca întreg. Dispozitivul de recepție este fix în locul convertorului focalizat antenă satelit. Folosind o suspensie standard, placa este instalată într-un trepied adecvat. Conectăm sursa de alimentare și dispozitivul de recepție cu un cablu. Conectăm căștile. Gata, microfonul extrem de sensibil foarte direcțional este gata de utilizare. Rămâne doar să porniți puterea și să începeți să ascultați orizontul acustic.

Pentru a asambla circuitul sensibil al microfonului vom avea nevoie de:

1. Tranzistorul BC547 sau KT3102, puteți încerca KT315.
2. Rezistoarele R1 și R2 cu o valoare nominală de 1 kOhm. Pentru a crește sensibilitatea R1 pentru capsulă, evaluată de la 0,5 la 10 kOhm.
4. Condensator ceramic cu disc cu o valoare nominală de 100-300 pF. Poate fi omis dacă inițial nu există „picuri” sau excitații ale amplificatorului.
5. Condensator electrolitic 5-100 µF (6,3 -16 V).

În primul rând, să determinăm polaritatea conectării capsulei microfonului. Acest lucru se face simplu: minusul este întotdeauna conectat la corp. Apoi asamblam circuitul, fie prin montare la suprafata, fie pe o miniplaca. Toată sensibilitatea preamplificator va depinde de câștigul tranzistorului și al rezistenței selectate R1. De obicei, amplificatorul este asamblat și funcționează imediat, sensibilitatea sa ar trebui să fie suficientă cu o rezervă.

Înregistrarea a fost realizată folosind o capsulă fără circuit de preamplificator.

Înregistrarea a fost realizată pe o capsulă dintr-un circuit de preamplificator.

Diferența este vizibilă cu ochiul liber. Acum nu mai trebuie să agățați un microfon de gât și să strigi în el. Îl poți pune cu ușurință pe masă și poți vorbi fără niciun efort suplimentar. Ei bine, dacă sensibilitatea se dovedește a fi prea mare, atunci o puteți reduce oricând fără probleme folosind setările din sistemul de operare.