Jeder Computerbenutzer benötigt möglicherweise ein Mikrofon, sei es zum Aufzeichnen einer Sprachnachricht in einem Messenger, für Anrufe oder Videoanrufe, zum Aufzeichnen einer Stimme oder eines Musikinstruments. Billigmikrofone werden an jeder Ecke verkauft, erfüllen aber oft nicht die grundlegendsten Anforderungen – sie sind leicht überlastet, haben eine geringe Ausgangssignalamplitude oder sind völlig schlecht.
Der Kauf eines teuren Mikrofons für den einfachen Heimgebrauch ist nicht immer gerechtfertigt, aber Sie können es mit preiswerten Komponenten leicht selbst herstellen. Das grundsätzliche Konzept des Mikrofons ist durchaus Standard: Der Ton wird von Elektretkapseln aufgenommen, von einem Operationsverstärker verstärkt und in den Line-Eingang des Computers eingespeist. Um den Verstärker im Mikrofon mit Strom zu versorgen, werden 5 Volt benötigt; diese können über einen nahegelegenen USB-Ausgang des Computers entnommen werden.
Beschreibung der Schaltung
Das allgemeine Diagramm ist unten dargestellt.
Herkömmlicherweise kann es in 4 Blöcke unterteilt werden.Der erste von ihnen ist ein Stromwandler (obere linke Ecke), der aus einer unipolaren Spannung von 5 Volt, die vom USB-Anschluss zum Eingang kommt, eine bipolare Spannung von 5 Volt in jedem Arm erzeugt, sodass der Gesamthub 10 Volt beträgt. Bipolare Spannung ist erstens für den Betrieb eines Operationsverstärkers (Op-Amp) mit variablem Audiosignal notwendig und zweitens reicht eine Amplitude von 5 Volt für einen Operationsverstärker-Chip einfach nicht aus. Der Wandler enthält ein Minimum an Teilen, die wichtigsten davon sind eine Diode – es muss eine Schottky-Diode sein, und eine Induktivität von 1000 μH, alle mit einem Ferritkern reichen aus. Der Konverter arbeitet mit der Mikroschaltung MC33063, die häufig zur Herstellung verschiedener Impulswandler verwendet wird und in jedem Radiogeschäft erhältlich ist.
Der zweite Teil ist ein zweigliedriger CLC-Filter (obere rechte Ecke), der die Stromversorgung des Mikrofons von verschiedenen Störungen reinigt, die buchstäblich von der vom USB-Ausgang empfangenen Spannung überschwemmt werden und zusätzlich vom Impulswandler erzeugt werden. Beide Leistungszweige sind gefiltert, und für die Filterung höchster Qualität sind für jeden Zweig zwei Verbindungen erforderlich. Sie benötigen jeweils 4 Induktoren mit jeweils 2000–3000 μH und 6 Kondensatoren. Jeder Elektrolytkondensator ist mit Tantal (Sie können Keramik verwenden) überbrückt, um HF-Störungen zusätzlich zu filtern. Falls gewünscht, kann die Schaltung von einer beliebigen 9-12-Volt-Quelle mit Strom versorgt werden, wodurch mithilfe eines Widerstandsteilers anstelle von bipolarer Stromversorgung ein künstlicher Mittelpunkt erzeugt wird. In diesem Fall ist weder ein Wandler noch ein CLC-Filter erforderlich, die Stromversorgung über USB ist jedoch sehr wichtig praktisch für ein Computermikrofon.
Bei den Teilen 3 und 4 handelt es sich um Direktverstärker, die für den rechten und linken Kanal identisch sind, sodass der Ton vom Mikrofon im Stereoformat vorliegt. Zum Einsatz kommt ein rauscharmer Operationsverstärker NE5532, stattdessen kann man auch TL072 oder TL082 verwenden, alle sind dual, es wird nur ein Chip benötigt, um zwei Kanäle zu verstärken. Mit den Trimmwiderständen PR1, PR2 können Sie die Verstärkung für jeden Kanal individuell anpassen. Nach dem Zusammenbau des Mikrofons müssen diese so eingestellt werden, dass die Signalamplitude in beiden Kanälen gleich ist und der Signalpegel den Computereingang nicht überlastet. Die Tonabnehmer selbst sind Elektret-Kapselmikrofone, genau wie sie auch in Mobiltelefonen oder Headsets verwendet werden.
Mikrofonmontage
Damit die Mikrofonelektronik nicht viel Platz beansprucht und problemlos in jedes passende Gehäuse passt, werden für die Montage SMD-Bauteile verwendet. Von den Ausgangskondensatoren werden im CLC-Filter nur Elektrolytkondensatoren und in Verstärkern Koppelkondensatoren verwendet, da vorzugsweise Folienkondensatoren verwendet werden. Die Induktivitäten im Filter können auch als Ausgangsinduktivitäten verwendet werden, wenn man wie ich kein SMD zur Hand hat. Die Leiterplatte selbst wird im LUT-Verfahren hergestellt, eine Zeichnung der Leiterbahnen zum Drucken und ein Diagramm der Anordnung der Elemente finden Sie im Archiv.
Elektretkapseln werden vom Ende her direkt auf die Platine gelötet. Auf der anderen Seite der Platine befinden sich Klemmen zum Anschluss der Ausgänge (rechts, links) und der 5-Volt-Stromversorgung. Power Minus und Signalmasse sind der gleiche Kontakt. Nach dem Löten muss die Platine vom Flussmittel abgewaschen werden (das Foto zeigt den Montagevorgang).
Einbau in das Gehäuse
Die Platine ist in einem Gehäuse verbaut, das nicht nur eine komfortable Nutzung des Mikrofons ermöglicht, sondern auch die Elektronik vor elektromagnetischen Störungen schützt. Das Gehäuse kann jede beliebige Form haben, Hauptsache es ist aus Metall – es muss mit der Masse des Stromkreises verbunden werden. Eine gute Option wäre ein unnötiges Gehäuse aus einem billigen Mikrofon, das man für buchstäblich 100-200 Rubel kaufen kann. Eine rechteckige Platine passt perfekt hinein; zum Anschluss des Ausgangs können Sie einen Standard-XLR-Stecker verwenden oder einfach ein solides abgeschirmtes Kabel mit Leitern für den rechten und linken Kanal und eine 5-Volt-Leitung anschließen und 3,5-mm- und USB-Stecker daran anlöten Ende.
Mikrofontests
Ein ordnungsgemäß montiertes Mikrofon mit angepasster Verstärkung erzeugt ein Signal mit ausreichender Amplitude und einem natürlichen, klaren Klang. Das folgende Video ist ein Beispiel einer Akustikgitarrenaufnahme, die mit einem zusammengebauten Mikrofon erstellt wurde.
Ein einfaches DIY-Computermikrofon – https://den.washerhouse.com/4420-mikrofon-dlya-kompyutera-svoimi-rukami.html
