Schema de conectare pentru un microfon electret. Microfon de înaltă calitate pentru computer

Acest document conține diagrame de circuite electrice și informații despre cum să alimentați microfoanele electret. Documentul este scris pentru persoanele care pot citi scheme electrice simple.

  1. Introducere
  2. Introducere în microfoanele Electret
  3. Circuite de alimentare de bază pentru microfoanele electret
  4. Placi de sunet si microfoane electret
  5. Putere de conectare
  6. Putere fantomă în echipamente audio profesionale
  7. T-Powering
  8. Alte informatii utile

1. Introducere

Cele mai multe tipuri de microfoane necesită putere pentru a funcționa, de obicei microfoane cu condensator, precum și microfoane similare acestora ca principiu de funcționare. Este necesară alimentarea pentru a opera preamplificatorul intern și pentru a polariza membranele capsulei microfonului. Dacă nu există o sursă de alimentare încorporată (baterie, acumulator) în microfon, tensiunea este furnizată microfonului prin aceleași fire ca și semnalul de la microfon la preamplificator.

Există momente în care un microfon este confundat cu unul stricat doar pentru că nu știu despre necesitatea de a-i furniza alimentare fantomă sau de a introduce o baterie.


2. Introducere în microfoanele Electret

Microfoanele Electret au cel mai bun raport preț/calitate. Aceste microfoane pot fi foarte sensibile, destul de durabile, extrem de compacte și, de asemenea, au un consum redus de energie. Microfoanele Electret sunt utilizate pe scară largă datorită dimensiunilor lor compacte, sunt adesea încorporate în produsele finite, păstrând în același timp caracteristicile de înaltă performanță. Potrivit unor estimări, microfonul electret este folosit în 90% din cazuri, ceea ce, având în vedere cele de mai sus, este mai mult decât justificat. Cele mai multe microfoane lavalier, microfoane utilizate în camerele video de amatori și microfoane utilizate împreună cu plăcile de sunet ale computerelor sunt microfoane electret.

Microfoanele electret sunt similare cu microfoanele cu condensator în principiul conversiei vibrațiilor mecanice într-un semnal electric. Microfoanele cu condensator transformă vibrațiile mecanice într-o modificare a capacității condensatorului, obținută prin aplicarea tensiunii membranelor capsulei microfonului. O modificare a capacității, la rândul său, duce la o schimbare a tensiunii pe plăci proporțional cu undele sonore. În timp ce capsula unui microfon cu condensator necesită alimentare externă (fantomă), membrana capsulei unui microfon electret are propria sa încărcătură de câțiva volți. Are nevoie de putere pentru preamplificatorul tampon încorporat și nu pentru polarizarea membranei.

O capsulă tipică de microfon electret (Fig. 01) are doi pini (uneori trei) pentru conectarea la o sursă de curent de 1-9 volți și, de regulă, consumă mai puțin de 0,5 mA. Această putere este folosită pentru a alimenta un preamplificator tampon miniatural încorporat în capsula microfonului, care servește pentru a se potrivi cu impedanța mare a microfonului și a cablului conectat. De reținut că cablul are propria capacitate, iar la frecvențe peste 1 kHz rezistența sa poate ajunge la câțiva 10 kOhmi.
Rezistorul de sarcină determină rezistența capsulei și este proiectat să se potrivească cu preamplificatorul cu zgomot redus. Acesta este de obicei 1-10 kOhm. Limita inferioară este determinată de zgomotul de tensiune al amplificatorului, în timp ce limita superioară este determinată de zgomotul de curent al amplificatorului. În cele mai multe cazuri, o tensiune de 1,5-5V este furnizată microfonului printr-un rezistor de câțiva kOhmi.

Datorită faptului că microfonul electret conține un preamplificator tampon, care adaugă propriul zgomot la semnalul util, acesta determină raportul semnal-zgomot (de obicei în jur de 94 dB), care este echivalent cu un semnal acustic-zgomot. raport de 20-30 dB.

Microfoanele Electret necesită o tensiune de polarizare pentru preamplificatorul tampon încorporat. Această tensiune trebuie să fie stabilizată și să nu conțină ondulații, altfel vor ajunge la ieșire ca parte a semnalului util.

3. Circuite de alimentare de bază pentru microfoanele electret


3.1 Schema circuitului



Figura Fig.02 prezintă circuitul de alimentare de bază pentru un microfon electret și ar trebui să fie menționat atunci când se ia în considerare conectarea oricărui microfon electret. Rezistența de ieșire este determinată de rezistențele R1 și R2. În practică, rezistența de ieșire poate fi luată ca R2.

3.2 Alimentarea microfonului electret de la o baterie (baterie)

Acest circuit (Fig. 04) poate fi utilizat împreună cu casetofonele și plăcile de sunet de uz casnic, concepute inițial pentru a funcționa cu microfoane dinamice. Odată ce asamblați acest circuit în interiorul corpului microfonului (sau într-o cutie externă mică), microfonul dvs. electret va avea aplicații versatile.

Când construiți acest circuit, va fi util să adăugați un comutator pentru a opri bateria atunci când microfonul nu este utilizat. De remarcat faptul că nivelul de ieșire al acestui microfon este semnificativ mai mare decât cel obținut cu un microfon dinamic, de aceea este necesar să se controleze câștigul la intrarea plăcii de sunet (amplificator/consola de mixare/recorder etc.). Dacă nu se face acest lucru, nivelurile ridicate ale semnalului de intrare pot duce la supramodulare. Impedanța de ieșire a acestui circuit este de aproximativ 2 kOhm, așa că nu este recomandat să folosiți un cablu de microfon prea lung. În caz contrar, poate acționa ca un filtru trece jos (câțiva metri nu vor avea prea mult efect).


3.3 Cel mai simplu circuit de alimentare pentru un microfon electret

În cele mai multe cazuri, este acceptabil să folosiți una/două baterii de 1,5 V (în funcție de microfonul utilizat) pentru alimentarea microfonului. Bateria este conectată în serie cu microfonul (Fig.05).
Acest circuit funcționează atâta timp cât curentul DC furnizat de la baterie nu afectează negativ preamplificatorul. Acest lucru se întâmplă, dar nu întotdeauna. De obicei, un preamplificator acționează doar ca un amplificator de curent alternativ, iar componenta de curent continuu nu are niciun efect asupra acestuia.

Dacă nu cunoașteți polaritatea corectă a bateriei, încercați să o întoarceți în ambele direcții. În marea majoritate a cazurilor, polaritatea incorectă la tensiune scăzută nu va cauza nicio deteriorare a capsulei microfonului.

4. Placi de sunet si microfoane electret

Această secțiune discută opțiunile pentru alimentarea microfoanelor de pe plăcile de sunet.

4.1 Varianta Sound Blaster

Plăcile de sunet Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) de la Creative Labs folosesc mufe stereo de 3,5 mm pentru a conecta microfoanele electret. Pinoutul mufei este prezentat în Figura 06.
Creative Labs oferă specificații pe site-ul său web. pe care un microfon conectat la plăcile de sunet Sound Blaster trebuie să aibă:
  1. Tip de intrare: dezechilibrat (neechilibrat), impedanță scăzută
  2. Sensibilitate: aproximativ -20dBV (100mV)
  3. Impedanță de intrare: 600-1500 ohmi
  4. Conector: mufă stereo de 3,5 mm
  5. Pinout: Figura 07

Fig.07 - Pinout-ul conectorului de pe site-ul Creative Labs
Figura de mai jos (Fig.08) prezintă un exemplu de diagramă a circuitului de intrare atunci când conectați un microfon la o placă de sunet Sound Blaster.

Fig.08 - Intrare microfon a plăcii de sunet Sound Blaster


4.2 Alte opțiuni pentru conectarea unui microfon la o placă de sunet


Plăcile de sunet de la alte modele/producători pot folosi metoda discutată mai sus sau pot avea propria lor versiune. Plăcile de sunet care folosesc o mufă mono de 3,5 mm pentru a conecta microfoanele au de obicei un jumper care vă permite să alimentați microfonul sau să îl opriți dacă este necesar. Dacă jumperul se află într-o poziție în care tensiunea este furnizată microfonului (de obicei +5V printr-un rezistor de 2-10 kOhm), atunci această tensiune este furnizată prin același fir ca și semnalul de la microfon la placa de sunet (Fig. 09). ).

Intrările plăcii de sunet au în acest caz o sensibilitate de aproximativ 10 mV.
Această conexiune este utilizată și pe computerele Compaq care vin cu o placă de sunet Compaq Business Audio (microfonul Sound Blaster funcționează bine cu Compaq Deskpro XE560). Tensiunea de compensare măsurată la ieșirea Compaq este de 2,43 V. Curent de scurtcircuit 0,34 mA. Acest lucru sugerează că tensiunea de polarizare este aplicată printr-un rezistor de aproximativ 7 kOhm. Inelul jack de 3,5 mm nu este folosit și nu este conectat la nimic. Manualul utilizatorului Compaq spune că această intrare pentru microfon este utilizată numai pentru a conecta un microfon electret cu alimentare fantomă, cum ar fi unul furnizat de Compaq însuși. Potrivit Compac, această metodă de livrare a energiei se numește alimentare fantomă, dar acest termen nu trebuie confundat cu ceea ce este folosit în echipamentele audio profesionale. Conform caracteristicilor tehnice declarate, impedanța de intrare a microfonului este de 1 kOhm, iar nivelul maxim admisibil al semnalului de intrare este de 0,013V.

4.3 Aplicarea tensiunii de polarizare la capsula microfonului electret cu trei fire de pe placa de sunet

Acest circuit (Figura 10) este potrivit pentru conectarea unei capsule de microfon electret cu trei fire la o placă de sunet Sound Blaster care menține o sursă de tensiune de polarizare (BV) la microfonul electret.



4.4 Aplicarea tensiunii de polarizare la o capsulă de microfon electret cu două fire de pe o placă de sunet

Acest circuit (Fig. 11) este potrivit pentru interfața unei capsule electret cu două fire cu o placă de sunet (Sound Blaster) care suportă alimentarea cu tensiune de polarizare.

Fig. 12 - Cel mai simplu circuit care funcționează cu SB16
Acest circuit (Fig. 12) funcționează deoarece puterea de +5V este furnizată printr-un rezistor de 2,2k Ohm încorporat în placa de sunet. Acest rezistor funcționează bine ca limitator de curent și ca rezistor de 2,2k Ohm. Această conexiune este utilizată în microfoanele computerului Fico CMP-202.

4.5 Sursă de alimentare pentru microfoane electret cu mufă mono de 3,5 mm de la SB16

Circuitul de alimentare de mai jos (Fig. 13) poate fi utilizat cu microfoane a căror tensiune de polarizare este furnizată de-a lungul aceluiași fir prin care este transmis semnalul audio.

4.6 Conectarea microfonului receptorului la placa de sunet

Conform unor articole de știri de pe comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech, circuitul poate fi utilizat pentru a conecta o capsulă electret a telefonului la o placă de sunet Sound Blaster. În primul rând, trebuie să vă asigurați că microfonul din receptorul selectat este electret. Dacă acesta este cazul, atunci trebuie să deconectați tubul, să îl deschideți și să găsiți plusul capsulei microfonului. După aceasta, capsula este conectată așa cum se arată în figura de mai sus (Fig. 13). Dacă doriți să utilizați conectorul RJ11 al receptorului, atunci microfonul este conectat la firele perechii externe. Telefoane diferite au niveluri de ieșire diferite, iar unele pot să nu fie la niveluri suficiente pentru a fi utilizate cu o placă de sunet Sound Blaster.

Dacă doriți să utilizați difuzorul receptorului, conectați-l la vârf și introduceți-l în placa de sunet. Înainte de a face acest lucru, asigurați-vă că are o rezistență mai mare de 8 ohmi, altfel amplificatorul de la ieșirea plăcii de sunet se poate arde.

4.7 Alimentarea microfonului multimedia de la o sursă externă


Ideea de bază de alimentare a unui microfon multimedia (MM) este prezentată mai jos (Fig. 14).

Circuitul general de alimentare pentru un microfon de computer proiectat să funcționeze cu Sound Blaster și alte plăci de sunet similare este prezentat în figura de mai jos (Fig. 15):


Fig. 15 - Circuit general de alimentare pentru un microfon de calculator
Nota 1: Ieșirea acestui circuit este de câțiva volți de curent continuu. Dacă acest lucru creează probleme, va trebui să adăugați un condensator în serie cu ieșirea microfonului.

Nota 2: De obicei, tensiunea de alimentare pentru microfoanele conectate la o placă de sunet este de aproximativ 5 volți, furnizată printr-un rezistor de 2,2 kOhm. Capsulele microfonului nu sunt în general sensibile la 3 până la 9 volți de curent continuu și vor funcționa (deși nivelul tensiunii aplicate poate afecta tensiunea de ieșire a microfonului).

4.8 Conectarea unui microfon multimedia la o intrare de microfon obișnuită



Tensiunea de +5V poate fi obținută de la o tensiune mai mare folosind un regulator de tensiune, cum ar fi 7805. Alternativ, puteți utiliza trei baterii de 1,5V în serie sau puteți utiliza o baterie de 4,5V. Ar trebui să fie pornit așa cum se arată în figura de mai sus (Fig. 16).

4.9 Putere de conectare


Multe camere video și recordere mici folosesc o mufă de microfon stereo de 3,5 mm pentru a conecta microfoanele stereo. Unele dispozitive sunt proiectate pentru microfoane alimentate extern, în timp ce altele furnizează energie prin aceeași mufă care transportă semnalul audio. În caracteristicile dispozitivelor care furnizează energie capsulelor printr-o intrare de microfon, această intrare se numește „Putere de conectare”.

Pentru dispozitivele care utilizează conexiunea de alimentare plug-in pentru microfoane electret, diagrama este prezentată mai jos (Fig. 17):
Tehnologie pentru conectarea microfoanelor de alimentare cu plug-in din punctul de vedere al circuitelor dispozitivului de înregistrare (Fig. 18):


Fig. 18 - Circuitul conectorului de alimentare plug-in
Valorile elementelor din circuit pot varia în funcție de producătorul echipamentului. Cu toate acestea, este evident că tensiunea de alimentare este de câțiva volți, iar valoarea rezistenței este de câțiva kilo-ohmi.

Note


Un preamplificator tampon de microfon electret este, de asemenea, pur și simplu un preamplificator, un convertor de tensiune, un repetor, un tranzistor cu efect de câmp, un adaptor de impedanță.

Schema 1

Propun o diagramă pentru conectarea unei căști de calculator la transceiver-ul FT-840.

Toate elementele discrete (R) sunt plasate în carcasa conectorului căștii, lipite direct la pinii unui conector standard pentru transceiver-uri FT (conectorul nativ al microfonului căștii poate fi tăiat), iar partea bloc a conectorului microfonului instalată în transceiver se modifică după cum urmează: Eliberați pinul 2 al conectorului (în transceiver este conectat la masă), pentru a face acest lucru, tăiați cu atenție conductorul imprimat cu un bisturiu și aplicați-i o tensiune de 9 volți, care este îndepărtat din pinul 2 al Conector JP7201 (motor cu rezistență VR7201-1 VR-B-UNIT). Orez. 1

Rezistoarele R1 și R2 sunt selectate astfel încât borna plus a microfonului electret să aibă o tensiune de aproximativ 1-1,5 V. Este recomandabil să păstrați rezistențele specificate la aceeași valoare. Pentru ca transceiver-ul să funcționeze cu un microfon standard după modificare, este necesar să lipiți conductorul care merge la pinul 2 la pinul 5 sau 7 în conectorul microfonului standard (plata pentru săpun).

Potrivit recenziilor corespondenților din aer, semnalul de la marea majoritate a căștilor moderne de computer pe care le-am testat a primit note mari. În timpul funcționării, am construit un adaptor pentru o intrare de microfon de la un conector de transceiver standard, după care nu a fost nevoie să decupez conectorul standard la schimbarea căștilor.

Un adaptor pentru mufa telefonică poate fi achiziționat de la un magazin de radio.

Schema 2 Orez. 2

Schema de conectare (opțiunea 2)

Adesea, atunci când lucrați la aer, este necesar să aveți mâinile libere. De exemplu, folosind un computer. În plus, atunci când lucrezi la aer pentru o lungă perioadă de timp, mâna ta obosește să țină un microfon standard de tip point-and-shoot. Prin urmare, vă propun următoarea diagramă de conectare a căștilor, care este folosită pentru multimedia de computer și este vândută în magazinele de calculatoare. Toate elementele discrete (R, C) sunt plasate în carcasa conectorului căștilor (vechiul conector a fost tăiat), iar partea bloc a conectorului microfonului a fost modificată. Prin eliberarea pinului 2 (prin tăierea conductorului imprimat cu un bisturiu) și aplicarea acestuia a 9 volți, care sunt îndepărtați din pinul 2 al conectorului JP7201 (motor cu rezistență VR7201-1 VR-B-UNIT).

Încercările de a conecta un microfon obișnuit dinamic sau electret se termină de obicei cu un eșec - nivelul unui astfel de microfon nu este în mod clar suficient pentru a „amplifica” placa de sunet. În plus, necunoașterea circuitului de intrare al plăcilor de sunet afectează și conectarea incorectă a unui microfon dinamic completează problema. Asamblați un amplificator de microfon și conectați-l „înțelept”? Ar fi frumos, dar este mult mai ușor să folosești un microfon IEC-3, care odată a fost folosit pe scară largă în echipamentele portabile și este încă destul de comun. Dar, desigur, va trebui să vă conectați „înțelept”.

Acest microfon electret are caracteristici destul de înalte (gama de frecvență, de exemplu, se află în intervalul 50 - 15.000 Hz) și, cel mai important, are un follower sursă încorporat asamblat pe un tranzistor cu efect de câmp, care nu numai că se potrivește impedanța mare a microfonului cu amplificator, dar are și un nivel de semnal de ieșire mai mult decât suficient pentru orice placă de sunet. Poate singurul dezavantaj este că microfonul necesită putere. Dar consumul său de curent este atât de mic încât două baterii AA conectate în serie vor dura mai multe luni de funcționare continuă. Să aruncăm o privire la circuitul intern al microfonului, care se află într-o cupă de aluminiu, și să ne gândim cum să-l conectăm la un computer:

Culoarea gri indică sticla de aluminiu, care este un ecran și este conectată la firul comun al circuitului. După cum am spus deja, un astfel de microfon necesită alimentare externă, iar minus 3-5 V trebuie să fie furnizat rezistenței (fir roșu) și plus celui albastru. Vom ridica un semnal util din alb.

Acum să aruncăm o privire la circuitul de intrare al microfonului computerului:

Se pare că semnalul ar trebui să fie furnizat doar până la vârful conectorului, marcat cu verde, iar placa de sunet în sine furnizează +5 V celui roșu printr-un rezistor. Acest lucru se face pentru a alimenta preamplificatoarele căștilor, dacă sunt utilizate. Nu vom folosi această tensiune din două motive: în primul rând, avem nevoie de o polaritate diferită, iar dacă pur și simplu „întoarcem” firele, microfonul va produce mult zgomot. În al doilea rând, sursa de alimentare a PC-ului se schimbă și interferența la acești cinci volți va fi considerabilă. Utilizarea elementelor galvanice în ceea ce privește interferența este ideală - „constantă” pură, fără cea mai mică pulsație. Deci, diagrama completă pentru conectarea microfonului nostru la un computer va arăta astfel.

Se întâmplă ca firma KENWOOD (spre deosebire de ICOM), urmând o tradiție îndelungată, să-și echipeze transceiverele cu undă scurtă cu microfoane dinamice. Ca rezultat, intrarea microfonului este concepută în primul rând pentru conectarea lor. Trecerea la un microfon electret necesită un mic upgrade, iar aceasta va necesita o sursă de tensiune constantă, iar upgrade-ul în sine va presupune adăugarea mai multor elemente. Este bine că KENWOOD a prevăzut prezența unei surse de tensiune constantă de joasă tensiune, așa-numita. alimentare fantomă și l-a adus la al 5-lea pin al conectorului microfonului (rotund, cu 8 pini).

Cineva va spune: „Și eu am o problemă...”. Cu toate acestea, destul de des întâlnesc conversații în direct pe acest subiect, iar întrebarea este „Cum să mă conectez?” este încă relevantă. Cineva a citit ceva undeva, a vorbit cu cineva, a spus ceva cuiva, iar conversațiile despre „IT” sunt în desfășurare.

Aș dori să mă concentrez pe următoarele. Conectarea - după cum înțelegeți, nu este deloc dificilă, există mai multe opțiuni. Vom folosi cea mai simplă și tipică diagramă de conectare. Este destul de cunoscut și conține doar câteva detalii. Și totuși...

Mulți dintre cei cu care am avut ocazia să vorbesc s-au plâns - ei spun că sursa de +8V, care „stă” pe al 5-lea pin al conectorului microfonului din transceiver-urile KENWOOD, s-a ars cu mult timp în urmă și nu pot folosi această metodă.

Într-adevăr, această sursă este foarte slabă în manualul de utilizare despre ea este scris că capacitatea sa de încărcare nu este mai mare de YumA. Pe lângă toate celelalte, este neprotejat - cel mai mic scurtcircuit și... mulțumesc pentru companie. Multă vreme am evitat să pornesc un microfon electret în acest fel. Până acum, cel mai adesea, folosesc energie externă, și... puterea bateriei. Dar asta nu înseamnă că ar trebui să renunți la această metodă de conectare.

Cumva, trebuia să conectez o cască telefonică taiwaneză la TS-570. Fără ezitare, am lipit un circuit folosind elemente SMD pe o batistă minusculă - a ocupat foarte puțin spațiu. Și pentru a preveni un scurtcircuit în magistrala +8V, am aprins un LED minuscul în serie, unul dintre acelea care strălucește puternic la un curent direct slab, ceva în jur de 1mA. Încercați să scurtați intrarea microfonului cu o pensetă și se va aprinde imediat.

Varietatea de microfoane electret este uriașă, dar modelele ieftine de căști multimedia conțin de obicei microfoane de joasă tensiune cu o sursă de alimentare de 1,5....5V. Cele profesionale sunt alimentate de la o sursă de alimentare fantomă de +48V.

În acest caz, alegerea rezistenței de limitare nu are o importanță fundamentală deosebită. Folosesc această regulă: aleg un rezistor pe baza tensiunii de alimentare. Pentru fiecare volt de alimentare de la 7500m la 1kOhm. Cu o tensiune de alimentare de 8V, rezistența totală va fi în intervalul 6,2...7,5 kOhm (ținând cont de căderea de tensiune pe LED).

Tensiunea de ieșire (vârf) a unor microfoane electret, chiar și la o sarcină de impedanță relativ scăzută, poate atinge câțiva volți, mai ales atunci când sunt situate aproape de difuzor. Prin instalarea unui mic rezistor variabil, puteți selecta nivelul necesar. Și, dacă este combinat cu un comutator, cu atât mai bine. Este indicat să îl porniți exact așa cum este indicat în diagramă, după condensatorul constant, și nu înaintea acestuia. Ideea este că o bobină dinamică a microfonului este conectată la intrarea de microfon a transceiver-ului, scurtând componenta DC la ecran (AGND).
În cele mai multe cazuri, mufa pentru microfon a căștilor telefonice ieftine (multimedia) de la diferiți producători este o minijack (3,5 inchi). Și există o modalitate foarte specifică de a le conecta. La rândul său, cablarea conectorului de împerechere poate fi făcută pentru a se potrivi nevoilor dumneavoastră. Este exact cu ce m-am lovit prima dată când mi-am pornit căștile. După ce am dezlipit conectorul de răspuns pentru un microfon de casă, totul a funcționat conform așteptărilor. De fapt, nici nu mi-am imaginat că voi vedea vreodată strălucirea LED-ului limită. Dar nu, am conectat căștile și ledul s-a aprins. Pentru a spune ușor, eram deja „blocat”.
S-a dovedit că cablarea din fabrică a acestei căști a fost făcută într-un mod la care nu mă așteptam. LED-ul strălucitor mi-a spus că intrarea microfonului a ajuns „la pământ” și nu era nimic pe care să mă bazez pentru un semnal - trebuia să îmi dau seama ce se întâmplă! S-a dovedit că contactul din mijloc al conectorului acestei căști a fost închis cu scutul firului de conectare, iar în conectorul meu de împerechere a fost paralel cu contactul central (aparent un defect din fabrică). A trebuit să-l aduc în conformitate - totul a fost restaurat și funcțional. N-ar părea nimic deosebit, dar a trebuit să ne chinuim.
Și încă un lucru. Ați conectat un microfon necunoscut. Conectorul este conectat corect și LED-ul este aprins. Aceasta înseamnă că acest microfon este fie defect (scurtcircuit), fie dinamic, a cărui bobină a închis circuitul de alimentare fantomă la masă (are o ușoară rezistență la curentul continuu).

Condensatorul de 1000pF trebuie lipit direct la pinii mufei microfonului. Încercați să asamblați circuitul cât mai compact posibil, fără fire lungi de conectare.

Acest document conține diagrame de circuite electrice și informații despre cum să alimentați microfoanele electret. Documentul este scris pentru persoanele care pot citi scheme electrice simple.

  1. Introducere
  2. Introducere în microfoanele Electret
  3. Circuite de alimentare de bază pentru microfoanele electret
  4. Placi de sunet si microfoane electret
  5. Putere de conectare
  6. Putere fantomă în echipamente audio profesionale
  7. T-Powering
  8. Alte informatii utile

1. Introducere

Cele mai multe tipuri de microfoane necesită putere pentru a funcționa, de obicei microfoane cu condensator, precum și microfoane similare acestora ca principiu de funcționare. Este necesară alimentarea pentru a opera preamplificatorul intern și pentru a polariza membranele capsulei microfonului. Dacă nu există o sursă de alimentare încorporată (baterie, acumulator) în microfon, tensiunea este furnizată microfonului prin aceleași fire ca și semnalul de la microfon la preamplificator.

Există momente în care un microfon este confundat cu unul stricat doar pentru că nu știu despre necesitatea de a-i furniza alimentare fantomă sau de a introduce o baterie.


2. Introducere în microfoanele Electret

Microfoanele Electret au cel mai bun raport preț/calitate. Aceste microfoane pot fi foarte sensibile, destul de durabile, extrem de compacte și, de asemenea, au un consum redus de energie. Microfoanele Electret sunt utilizate pe scară largă datorită dimensiunilor lor compacte, sunt adesea încorporate în produsele finite, păstrând în același timp caracteristicile de înaltă performanță. Potrivit unor estimări, microfonul electret este folosit în 90% din cazuri, ceea ce, având în vedere cele de mai sus, este mai mult decât justificat. Cele mai multe microfoane lavalier, microfoane utilizate în camerele video de amatori și microfoane utilizate împreună cu plăcile de sunet ale computerelor sunt microfoane electret.

Microfoanele electret sunt similare cu microfoanele cu condensator în principiul conversiei vibrațiilor mecanice într-un semnal electric. Microfoanele cu condensator transformă vibrațiile mecanice într-o modificare a capacității condensatorului, obținută prin aplicarea tensiunii membranelor capsulei microfonului. O modificare a capacității, la rândul său, duce la o schimbare a tensiunii pe plăci proporțional cu undele sonore. În timp ce capsula unui microfon cu condensator necesită alimentare externă (fantomă), membrana capsulei unui microfon electret are propria sa încărcătură de câțiva volți. Are nevoie de putere pentru preamplificatorul tampon încorporat și nu pentru polarizarea membranei.

O capsulă tipică de microfon electret (Fig. 01) are doi pini (uneori trei) pentru conectarea la o sursă de curent de 1-9 volți și, de regulă, consumă mai puțin de 0,5 mA. Această putere este folosită pentru a alimenta un preamplificator tampon miniatural încorporat în capsula microfonului, care servește pentru a se potrivi cu impedanța mare a microfonului și a cablului conectat. De reținut că cablul are propria capacitate, iar la frecvențe peste 1 kHz rezistența sa poate ajunge la câțiva 10 kOhmi.
Rezistorul de sarcină determină rezistența capsulei și este proiectat să se potrivească cu preamplificatorul cu zgomot redus. Acesta este de obicei 1-10 kOhm. Limita inferioară este determinată de zgomotul de tensiune al amplificatorului, în timp ce limita superioară este determinată de zgomotul de curent al amplificatorului. În cele mai multe cazuri, o tensiune de 1,5-5V este furnizată microfonului printr-un rezistor de câțiva kOhmi.

Datorită faptului că microfonul electret conține un preamplificator tampon, care adaugă propriul zgomot la semnalul util, acesta determină raportul semnal-zgomot (de obicei în jur de 94 dB), care este echivalent cu un semnal acustic-zgomot. raport de 20-30 dB.

Microfoanele Electret necesită o tensiune de polarizare pentru preamplificatorul tampon încorporat. Această tensiune trebuie să fie stabilizată și să nu conțină ondulații, altfel vor ajunge la ieșire ca parte a semnalului util.

3. Circuite de alimentare de bază pentru microfoanele electret


3.1 Schema circuitului



Figura Fig.02 prezintă circuitul de alimentare de bază pentru un microfon electret și ar trebui să fie menționat atunci când se ia în considerare conectarea oricărui microfon electret. Rezistența de ieșire este determinată de rezistențele R1 și R2. În practică, rezistența de ieșire poate fi luată ca R2.

3.2 Alimentarea microfonului electret de la o baterie (baterie)

Acest circuit (Fig. 04) poate fi utilizat împreună cu casetofonele și plăcile de sunet de uz casnic, concepute inițial pentru a funcționa cu microfoane dinamice. Odată ce asamblați acest circuit în interiorul corpului microfonului (sau într-o cutie externă mică), microfonul dvs. electret va avea aplicații versatile.

Când construiți acest circuit, va fi util să adăugați un comutator pentru a opri bateria atunci când microfonul nu este utilizat. De remarcat faptul că nivelul de ieșire al acestui microfon este semnificativ mai mare decât cel obținut cu un microfon dinamic, de aceea este necesar să se controleze câștigul la intrarea plăcii de sunet (amplificator/consola de mixare/recorder etc.). Dacă nu se face acest lucru, nivelurile ridicate ale semnalului de intrare pot duce la supramodulare. Impedanța de ieșire a acestui circuit este de aproximativ 2 kOhm, așa că nu este recomandat să folosiți un cablu de microfon prea lung. În caz contrar, poate acționa ca un filtru trece jos (câțiva metri nu vor avea prea mult efect).


3.3 Cel mai simplu circuit de alimentare pentru un microfon electret

În cele mai multe cazuri, este acceptabil să folosiți una/două baterii de 1,5 V (în funcție de microfonul utilizat) pentru alimentarea microfonului. Bateria este conectată în serie cu microfonul (Fig.05).
Acest circuit funcționează atâta timp cât curentul DC furnizat de la baterie nu afectează negativ preamplificatorul. Acest lucru se întâmplă, dar nu întotdeauna. De obicei, un preamplificator acționează doar ca un amplificator de curent alternativ, iar componenta de curent continuu nu are niciun efect asupra acestuia.

Dacă nu cunoașteți polaritatea corectă a bateriei, încercați să o întoarceți în ambele direcții. În marea majoritate a cazurilor, polaritatea incorectă la tensiune scăzută nu va cauza nicio deteriorare a capsulei microfonului.

4. Placi de sunet si microfoane electret

Această secțiune discută opțiunile pentru alimentarea microfoanelor de pe plăcile de sunet.

4.1 Varianta Sound Blaster

Plăcile de sunet Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) de la Creative Labs folosesc mufe stereo de 3,5 mm pentru a conecta microfoanele electret. Pinoutul mufei este prezentat în Figura 06.
Creative Labs oferă specificații pe site-ul său web. pe care un microfon conectat la plăcile de sunet Sound Blaster trebuie să aibă:
  1. Tip de intrare: dezechilibrat (neechilibrat), impedanță scăzută
  2. Sensibilitate: aproximativ -20dBV (100mV)
  3. Impedanță de intrare: 600-1500 ohmi
  4. Conector: mufă stereo de 3,5 mm
  5. Pinout: Figura 07

Fig.07 - Pinout-ul conectorului de pe site-ul Creative Labs
Figura de mai jos (Fig.08) prezintă un exemplu de diagramă a circuitului de intrare atunci când conectați un microfon la o placă de sunet Sound Blaster.

Fig.08 - Intrare microfon a plăcii de sunet Sound Blaster


4.2 Alte opțiuni pentru conectarea unui microfon la o placă de sunet


Plăcile de sunet de la alte modele/producători pot folosi metoda discutată mai sus sau pot avea propria lor versiune. Plăcile de sunet care folosesc o mufă mono de 3,5 mm pentru a conecta microfoanele au de obicei un jumper care vă permite să alimentați microfonul sau să îl opriți dacă este necesar. Dacă jumperul se află într-o poziție în care tensiunea este furnizată microfonului (de obicei +5V printr-un rezistor de 2-10 kOhm), atunci această tensiune este furnizată prin același fir ca și semnalul de la microfon la placa de sunet (Fig. 09). ).

Intrările plăcii de sunet au în acest caz o sensibilitate de aproximativ 10 mV.
Această conexiune este utilizată și pe computerele Compaq care vin cu o placă de sunet Compaq Business Audio (microfonul Sound Blaster funcționează bine cu Compaq Deskpro XE560). Tensiunea de compensare măsurată la ieșirea Compaq este de 2,43 V. Curent de scurtcircuit 0,34 mA. Acest lucru sugerează că tensiunea de polarizare este aplicată printr-un rezistor de aproximativ 7 kOhm. Inelul jack de 3,5 mm nu este folosit și nu este conectat la nimic. Manualul utilizatorului Compaq spune că această intrare pentru microfon este utilizată numai pentru a conecta un microfon electret cu alimentare fantomă, cum ar fi unul furnizat de Compaq însuși. Potrivit Compac, această metodă de livrare a energiei se numește alimentare fantomă, dar acest termen nu trebuie confundat cu ceea ce este folosit în echipamentele audio profesionale. Conform caracteristicilor tehnice declarate, impedanța de intrare a microfonului este de 1 kOhm, iar nivelul maxim admisibil al semnalului de intrare este de 0,013V.

4.3 Aplicarea tensiunii de polarizare la capsula microfonului electret cu trei fire de pe placa de sunet

Acest circuit (Figura 10) este potrivit pentru conectarea unei capsule de microfon electret cu trei fire la o placă de sunet Sound Blaster care menține o sursă de tensiune de polarizare (BV) la microfonul electret.



4.4 Aplicarea tensiunii de polarizare la o capsulă de microfon electret cu două fire de pe o placă de sunet

Acest circuit (Fig. 11) este potrivit pentru interfața unei capsule electret cu două fire cu o placă de sunet (Sound Blaster) care suportă alimentarea cu tensiune de polarizare.

Fig. 12 - Cel mai simplu circuit care funcționează cu SB16
Acest circuit (Fig. 12) funcționează deoarece puterea de +5V este furnizată printr-un rezistor de 2,2k Ohm încorporat în placa de sunet. Acest rezistor funcționează bine ca limitator de curent și ca rezistor de 2,2k Ohm. Această conexiune este utilizată în microfoanele computerului Fico CMP-202.

4.5 Sursă de alimentare pentru microfoane electret cu mufă mono de 3,5 mm de la SB16

Circuitul de alimentare de mai jos (Fig. 13) poate fi utilizat cu microfoane a căror tensiune de polarizare este furnizată de-a lungul aceluiași fir prin care este transmis semnalul audio.

4.6 Conectarea microfonului receptorului la placa de sunet

Conform unor articole de știri de pe comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech, circuitul poate fi utilizat pentru a conecta o capsulă electret a telefonului la o placă de sunet Sound Blaster. În primul rând, trebuie să vă asigurați că microfonul din receptorul selectat este electret. Dacă acesta este cazul, atunci trebuie să deconectați tubul, să îl deschideți și să găsiți plusul capsulei microfonului. După aceasta, capsula este conectată așa cum se arată în figura de mai sus (Fig. 13). Dacă doriți să utilizați conectorul RJ11 al receptorului, atunci microfonul este conectat la firele perechii externe. Telefoane diferite au niveluri de ieșire diferite, iar unele pot să nu fie la niveluri suficiente pentru a fi utilizate cu o placă de sunet Sound Blaster.

Dacă doriți să utilizați difuzorul receptorului, conectați-l la vârf și introduceți-l în placa de sunet. Înainte de a face acest lucru, asigurați-vă că are o rezistență mai mare de 8 ohmi, altfel amplificatorul de la ieșirea plăcii de sunet se poate arde.

4.7 Alimentarea microfonului multimedia de la o sursă externă


Ideea de bază de alimentare a unui microfon multimedia (MM) este prezentată mai jos (Fig. 14).

Circuitul general de alimentare pentru un microfon de computer proiectat să funcționeze cu Sound Blaster și alte plăci de sunet similare este prezentat în figura de mai jos (Fig. 15):


Fig. 15 - Circuit general de alimentare pentru un microfon de calculator
Nota 1: Ieșirea acestui circuit este de câțiva volți de curent continuu. Dacă acest lucru creează probleme, va trebui să adăugați un condensator în serie cu ieșirea microfonului.

Nota 2: De obicei, tensiunea de alimentare pentru microfoanele conectate la o placă de sunet este de aproximativ 5 volți, furnizată printr-un rezistor de 2,2 kOhm. Capsulele microfonului nu sunt în general sensibile la 3 până la 9 volți de curent continuu și vor funcționa (deși nivelul tensiunii aplicate poate afecta tensiunea de ieșire a microfonului).

4.8 Conectarea unui microfon multimedia la o intrare de microfon obișnuită



Tensiunea de +5V poate fi obținută de la o tensiune mai mare folosind un regulator de tensiune, cum ar fi 7805. Alternativ, puteți utiliza trei baterii de 1,5V în serie sau puteți utiliza o baterie de 4,5V. Ar trebui să fie pornit așa cum se arată în figura de mai sus (Fig. 16).

4.9 Putere de conectare


Multe camere video și recordere mici folosesc o mufă de microfon stereo de 3,5 mm pentru a conecta microfoanele stereo. Unele dispozitive sunt proiectate pentru microfoane alimentate extern, în timp ce altele furnizează energie prin aceeași mufă care transportă semnalul audio. În caracteristicile dispozitivelor care furnizează energie capsulelor printr-o intrare de microfon, această intrare se numește „Putere de conectare”.

Pentru dispozitivele care utilizează conexiunea de alimentare plug-in pentru microfoane electret, diagrama este prezentată mai jos (Fig. 17):
Tehnologie pentru conectarea microfoanelor de alimentare cu plug-in din punctul de vedere al circuitelor dispozitivului de înregistrare (Fig. 18):


Fig. 18 - Circuitul conectorului de alimentare plug-in
Valorile elementelor din circuit pot varia în funcție de producătorul echipamentului. Cu toate acestea, este evident că tensiunea de alimentare este de câțiva volți, iar valoarea rezistenței este de câțiva kilo-ohmi.

Note


Un preamplificator tampon de microfon electret este, de asemenea, pur și simplu un preamplificator, un convertor de tensiune, un repetor, un tranzistor cu efect de câmp, un adaptor de impedanță.