Rediger en billig LDC -kondensatormikrofon: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Jeg har længe været en lydmand og en ivrig DIY'er. Hvilket betyder, at mine foretrukne slags projekter vedrører lyd. Jeg er også fast overbevist om, at et DIY -projekt skal være sejt, skal være et af to udfald for at gøre projektet værd at gøre. Det skal enten være noget, du ikke kan få kommercielt, eller noget du kan bygge selv, der er langt billigere end at købe det, der er tilgængeligt kommercielt. Dette projekt er af anden slags. Byg en billig, men god LDC -mikrofon. LDC står for “Large Membran Condenser”. Dette projekt kan bygges til omkring $ 50 i dele og rivaliserende mikrofoner, der koster langt mere. Det er stille, lyder meget neutralt og vil klare store SPL (lydtryksniveauer).

Først en lille historie om mikrofoner. Der er tre grundlæggende typer i brug til brug i studie og live lyd; dynamiske mikrofoner, båndmikrofoner og kondensatormikrofoner. En dynamisk mikrofon er som en højttaler, men omvendt. En lille membran er koblet til en trådspole, der bevæger sig, når lyden rammer membranen. Spolen er i et magnetfelt. Når den bevæger sig, genereres et lille elektrisk signal, som du derefter kan forstærke eller optage, der repræsenterer lyden. En båndmikrofon er ens bortset fra båndet, en tynd strimmel folie, normalt aluminium, placeres i et magnetfelt. Lydbølger får båndet til at bevæge sig i feltet, og der genereres et elektrisk signal. Læs mere her: Mikrofoner

En kondensatormikrofon starter med en meget tynd membran, der har metal sprøjtet på den, så den leder elektricitet. Membranen strækkes og placeres meget tæt på en bagplade for at danne en kondensator. Bedstefar Ryckebusch kaldte kondensatorer for kondensatorer, og nu ved du, at vi virkelig skulle kalde dem kondensatormikrofoner … Når lydbølger rammer membranen, og den bevæger sig, ændres kapacitansen. Hvis der er en ladning på kondensatoren, vil der være en ændring i spændingen, der svarer til lyden. Ligesom de to andre mikrofon -designs ovenfor, får du lyden, hvis du forstærker eller registrerer spændingen. Der er to stilarter kondensatormikrofoner. Nogle bruger en højspænding (50-70 volt) til at oplade kondensatorkapslen, og andre bruger det, der kaldes en Electret-kapsel. Electret (elektrostatisk) har en permanent ladning forbundet med det læs her: Electret.

Hvad dette betyder for os er, at hvis vi bruger en Electret kapsel, er det ikke nødvendigt at anvende 50-60 volt til det, hvilket betyder enklere kredsløb.

en af fordelene ved en kondensatormikrofon er, at membranen kan være meget let, og det er lettere at få en jævnere frekvensrespons med en. Bagsiden er, at du skal være meget forsigtig, når du får signalet fra membranen uden at tilføje støj, som bringer os til elektronikken.

For at trække signalet ud af kapslen har du brug for en enhed med meget høj impedans. Rør har denne dækket og var den vigtigste måde, dette blev opnået for 40 år siden. For ikke at komme ind i en debat om sonisk kvalitet af rør vs noget andet, må du indrømme; at bruge et rør inde i et mikrofonhus egner sig ikke til enkelhed. Eller normale DIY færdigheder! Efter røret blev Field Effect Transistor eller FET opfundet. Sådan fungerer de fleste kondensatormikrofoner i dag. Selv de virkelig billige mikrofonkapsler har en internt monteret. Et tysk firma Schoeps. uden tvivl en af de største mikrofonproducenter i verden, designet et kredsløb til kondensatormikrofoner, der definerede, hvordan dette blev gjort for længe siden. Se Schoeps -kredsløbet for detaljer. (Hvis du googler “Schoeps-kredsløb” er det dette, du finder!) Kredsløbet løber tør for fantom fra mikrofonforstærkeren. En del af dette kredsløb bruges til at generere en stabil højspænding til opladning af kapslen. I vores tilfælde har vi ikke brug for det. DIY -fællesskabet forenklede dette kredsløb ned til dets grundform for elektretkapsler, der er næsten identisk med det originale Schoeps -kredsløb. Scott Helmke designede en version af dette kredsløb til sin "Alice" -mikrofon. Jeg bruger det samme kredsløb med lidt forskellige værdier og en anden FET -transistor. Jeg valgte J305, som bruges af flere af high -end producenterne. Jeg fandt den her. Du kan bestemt bruge delelisten fra Scott. Hans seneste liste er fra 2013, og delene fås hos både Mouser og Digikey. Jeg byggede kredsløbet på et lille perfboard, som er perfekt til montering inde i mikrofonhuset.

Sådan fungerer kredsløbet; lad os se på signalvejen og derefter strømmen:

1Gig (Yes one gigohm …) modstanden udvikler signalet, der kommer ud af kapslen. FET og de to 2,43K modstande danner en fasedeler og impedansomformer. De to.47uF kondensatorer kobler signalerne til de to bipolare transistorer. Disse er PNP -transistorer opsat som emitter -følgere. De to 100K modstande forspænder transistorerne. Uber enkelt. Hvis du undrer dig over 1gig -modstanden, er det nøglen til en kondensatormikrofon. Det er også den dyreste komponent, der kommer ind på omkring $ 2 hver fra Digikey. På strømforsyningssiden tilslutter vi mikrofonen til fantomstrøm fra en mixer eller forforstærker. Det bringer 48 volt ind i ben 2 og 3 på XLR -stikket og de to transistorer. OPDATERING Oktober 2015: Jeg tilføjede to 22nF kondensatorer ved XLR -stik og to 49Ohm 1% modstande på indgangene til transistorer til undertrykkelse af RF -støj. Jeg var ikke klar over dette, før jeg brugte en anden mikrofonforforstærker i et "støjende" miljø. Skematisk opdateret! 6.8K modstanden og zenerdioden tager det og sænker det til 12 volt. 10uF- og 68uf -kondensatorerne sammen med 330Ohm -modstanden filtrerer dette og giver en stabil spænding til FET -kredsløbet. Endnu en gang meget enkelt og elegant. Den kritiske komponent og en, vi ikke har talt om endnu, er selve kapslen. Jeg bruger TSB2555B fra JLI elektronik. det er en Transound -kapsel og er det, der gør dette projekt til det, det er. Det koster $ 12,95 og bruger nikkel i stedet for guld på mellemgulvet. Det bruges også kommercielt i mindst en mikrofon, jeg kender, CAD e100s.

Nu hvor vi har kapslen og elektronikken klar, kan du faktisk bygge en af disse ind i ethvert hus, du ønsker. Jeg har prøvet dette og lært et par ting. På grund af kapselens høje impedans og FET -elektronikken fungerer ledningen mellem de to som en antenne, og medmindre det hele er fuldstændigt afskærmet af metal- eller metalskærm, vil du have al mulig støj. Både 60hz brummen og hvid støj fra al RF, der lækker ind i den. I det væsentlige skal du lægge kapsel og elektronik i et Faraday -bur.

Jeg fandt en lettere måde end at bygge min egen. Det viser sig, at der er flere kinesisk fremstillede virkelig billige mikrofoner, der faktisk har store metalkasser, noget anstændig elektronik (meget lignende kredsløb …) og en lille kapsel. Og det koster omkring 20 dollars. De udgør en fantastisk donorkrop, og det er det, vi bruger den til. Søg efter dem på eBay ved at søge efter "BM700" og "BM800" mikrofoner. Jeg fik min for omkring $ 22. Interessant som du kan se fra billederne, står der ikke BM800 på den. Det kom også i en papirpost med skumkabinettet men ingen kasse. OK, nu hvor vi har dækket baggrunden, lad os bygge en!

Edit: 9. oktober: Her er lidt lyd med disse optagelser mine børns gymnasium: Guyer HS Intermezzo Orchestra

Trin 1: Trin et: Elektronikken

Elektronikdelen er let bygget på et eller andet perf board. Jeg skar min til 1”med cirka 1,5” og fyldte den derefter fra PNP -transistorer, der arbejdede mod FET -enden. Den kritiske del her er krydset mellem FET -porten og 1gig -modstanden. Læg mærke til, at jeg "flyder" med lederne. Det er her, FET -porten til kapseltråd forbinder. Vi vil ikke have, at det rører ved noget eller ved at bruge printkortet, at det har fluxrester eller tiltrækker fugt i et miljø med høj luftfugtighed. Se også placeringen af FET. Se datablad i artiklen. Jeg havde min pin 1 af FET baglæns, indtil jeg indså, at den position, der er nævnt i databladet, var transistoren set ovenfra, ikke bunden. Hvis du bruger Scotts anbefalede FET, skal du downloade databladet og læse det! Jeg efterlod et sted til den ene side, så jeg borede et hul, der var stort nok til, at monteringsskruen kunne holde det til chassiset. Jeg var faktisk heldig herude … Jeg byggede dette, før jeg tænkte over, hvordan jeg skulle montere det.

Trin 2: Trin to: Adskil den originale mikrofon

Tag mikrofonhuset og skru basen af. Dette lader dig glide af metalbøsningen, der dækker kredsløbsområdet. Bemærk: Din mikrofon kan variere. Jeg købte slæbe dem fra forskellige leverandører, og de var ens, men bestemt forskellige. Når muffen er slukket, skal du fjerne de to små skruer, der holder i det originale printkort. Derefter løsnes de nederste tre ledninger. Vi vil genbruge disse til at fastgøre det nye kort til XLR -stikket. Du kan klippe eller aflodse kapseltrådene. Vi vil erstatte dem.

Fjern nu de to skruer, der holder kurven til huset. Kurven løber af og afslører den originale kapsel. Denne original er monteret i en smule skum og presset ind i plastkapselholderen. Gem skruerne!

Der er to skruer, der holder plastkapselholderen til metalrammen. Fjern dem, og adskil de to. Du har nu en fuldstændig adskilt mikrofon.

Trin 3: Trin tre: Forbered og installer den nye kapsel

Jeg har bygget to af disse, og kapselholderne var begge forskellige. I denne kan du forsigtigt skubbe den gamle kapsel ud og derefter fjerne skummet. Den anden havde ikke skummet, men lidt plastsideforlængere hver 90. grad. Jeg skar dem ud med små snips og brugte derefter en dråbe varm lim til at holde den nye kapsel på plads. I denne mikrofon skar jeg et lille stykke af skummet og brugte det til at trykke på den nye kapsel. Inden du gør dette, vil du gerne lodde på korte ledninger for at gå fra kapslen til elektronikken. Jeg brugte en 24 gauge strandet ledning, jeg allerede havde. Du kan genbruge de originale kapseltråde, hvis du vil. Jeg kan godt lide teflonisoleret ledning. Isoleringen smelter ikke, når den ved et uheld berøres af et loddejern.

Trin 4: Trin fire: Sæt kapselmonteringen på igen

Brug de to små skruer og sæt kapselmonteringen på igen. Der er fire små huller, men kun to af dem er gevindskårne. Dette var det samme på begge mine mikrofoner. Vær forsigtig med ikke, hvor fanen på bunden af metalrammen. Fanen vender mod lydretningen. Det stemmer overens med metalhylsteret, der er trykt med mikrofonens navn. Nu kan dette variere! En af mine var slet ikke mærket. Du kan læse mærkenavnet på denne. Tror ikke, at det snart bliver et kendt navn. Når det er monteret, føres de små ledninger til kapslen gennem de andre huller i metalrammen.

Trin 5: Trin fem: Monter og tilslut elektronikken, saml derefter igen

I mit tilfælde byggede jeg mit printkort, før jeg fandt ud af, hvordan jeg skulle montere det. Dette nødvendiggjorde at bore et hul i det med alle komponenterne allerede på det. Ikke den bedste måde at gøre dette på. Jeg havde et par små 4-40 vinkelbeslag til montering af printkort i min projektbakke. Ved hjælp af en af dem monterede jeg printkortet på metalrammen. Du kan montere baorden direkte, så længe du ikke opretter nogen shorts.

Når den er monteret, tilsluttes XLR -stikket i henhold til skematisk. Tilslut derefter kapslen. Pas på hovedkapselens positive ledning, da den forbinder til krydset mellem 1gig ohm -modstanden og portledningen til FET. Dette flyder i luften for at sikre en meget høj impedansforbindelse.

Skub metalhusmuffen tilbage på plads. Bemærk fanen og tilhørende lille udskæring på ærmet.

Skru på gevindbasen, og mikrofonen er færdig.

Trin 6: Test, brug og yderligere efterforskning

Tilslut din nye mikrofon til enten en mixer eller mikrofonforstærker med fantomstrøm, og sørg for, at den fungerer. De fleste problemer skyldes fejlkoblinger. Hum eller brummer er normalt et problem med jordledninger.

Denne mikrofon står deroppe med de fleste store membrankondensatorer. Jeg ejer et par rigtig gode, og det leverer. Fungerer fantastisk på vokal, akustisk guitar. Jeg arbejder på at få et par ting registreret med det og vil lægge links op i Instructable, når jeg gør det.

Jeg er virkelig begejstret for ydelsen af denne mikrofon. Det hele er fra en $ 13 mikrofon kapsel (mindre hvis du køber ti …) Jeg er 90% færdig med et projekt med flere kapsler til optagelse af stereo. Det instruerbare kommer snart.

Opdatering oktober 2015: Jeg har haft en chance for at indspille et orkester med dette Soundcloud -link. Jeg kørte også lyd til frivillig Food Truck fest og havde det sjovt at bruge disse på scenen med flere talentfulde vokalister og en Jazz Trio. Mikrofonen lød fantastisk og meget gennemsigtig.

For mere information om DIY -mikrofoner generelt anbefaler jeg stærkt mikrofonbyggegruppen på Groups IO.

Og hvis du vil bygge eller ændre en ikke -elektret mikrofon, skal du tjekke mikrofondele. Jeg har bygget et par mikrofoner ved hjælp af hans CK-12 kapsel.

God optagelse!

Trin 7: Opdater januar 2016! Pimp det kredsløb

Efter at have bygget nogle af disse, studeret det originale Schoeps -kredsløb og fået lidt skolegang af nogle af veteranerne på mikrofonbyggergruppen, fandt jeg på et forbedret kredsløb. Jeg kalder det "Pimped Alice" Der er tre hovedændringer:

1. Tilføjelse af yderligere to RF- og EMI -undertrykkelseskondensatorer. De to 470pF, der binder bunden af de to PNP -transistorer til jorden. Disse hjælper med alt, hvad FET opfanger og begrænser båndbredden for PNP -emitter tilhængere.

2. Den del, der leverer 12V til FET -kredsløbet, ændres. Vi har 47uF -kondensatoren, der oplades fra fantomstrømmen, der kommer ind i mikrofonen fra XLR -ben 2 og 3 gennem de 49,9 ohm modstande og de to PNP -transistorer. Leverer en dejlig lavimpedanssti til lydfrekvenser, der renser tingene lidt op. Derfra går vi til 4,7K modstanden til zenerdioden. Denne modstand indstiller og begrænser ledningsstrømmen, som zenerdioden bruger. Zenerdioder kan producere en lille mængde elektrisk støj på grund af deres funktion. 330 -modstanden og 100uF kondensatorfiltret, der fjerner og opretholder en dejlig ren jævnstrømsspænding til FET og 2,4K modstandsfasesplitter.

3. 1Meg -gryden er ny. Dette justerer bias på FET. Dette er sandsynligvis den største forbedring i kredsløbet. Da puljen justeres, forsøger vi at opdele spændingen, som zener producerer, så omkring halvdelen falder hen over FET og den anden halvdel deles mellem de to 2,4K modstande. Dette er ret let at gøre. Inden du tilslutter den egentlige mikrofonkapsel, skal du slutte kredsløbet til en mikrofonforstærker, så vi kan forsyne kredsløbet. Mål spændingen på + pin på 100uF kondensatoren, der refereres til jorden. I mine "som indbyggede" kredsløb havde jeg omkring 11,5 til 11,8 volt. Mål spændingen og del med fire. Sig spændingen er 12 VDC. Deling med fire giver os 3 VDC. Mens du måler ved punkt "A" (se kredsløbet), justeres gryden, indtil du får 3 VDC. Mål spændingen ved punkt "B", du skal have 9 VDC. Gryden er en ti omdrejningsgryde, så gør dig klar til at rotere den lille skrue et par gange. Historisk set ville folk gøre dette og erstatte faste modstande med værdierne i pot -indstillingen. Selvom det kan spare et par øre, er det tidskrævende. Det er meget lettere at bruge en gryde.

Du kan se mit protoboard bygge for og bag. De to pile peger på PNP -transistorkollektorer og er, hvor du vil forbinde 49,9ohm modstande på vej til XLR -stikket. Igen er 22nF -hætterne placeret på XLR -stikket.

En anden virkelig cool ting er et medlem af Mic Builder -gruppen på Yahoo, der byggede en af disse ved hjælp af "Pimped" -versionen af kredsløbet og sendte det til et andet medlem, der testede mikrofonen. Læs om det på Audioimprov her: Homeros Pimped Alice. Oversigt er, at kredsløbet er meget lavt forvrænget, og elektronisk støj er under, hvad kapslen vil sætte ud i et stille rum. Homero designet også et pc -kort til dette og leverede nådigt alle dokumenter til det. Det er enkeltsidet og passer ind i det kinesiske slag med mikrofoner BM-700 og BM-800

Jeg har nu fire af disse i mit mikrofonskab og er super glad for dem. Luk tanker om dele. FET ovenfor er en erstatning for J305. Enten vil fungere. Når du køber modstande og kondensatorer, falder prisen betydeligt, hvis du køber i mængde. Jeg anbefaler stærkt at købe modstandene hundrede ad gangen og de små kondensatorer det samme. Jeg går normalt mindre til de større elektrolytiske. Hvis du fortsætter med elektronikens vidunderlige hobby, finder du på et tidspunkt allerede, hvad du har brug for til at bygge det næste projekt.

Tak til Henry og Homero fra Mic Builder -gruppen på Yahoo! Tal om en stor samarbejdsindsats for bygherrer, producenter og gør -det -selv derude.

Anden pris i DIY -lyd- og musikkonkurrencen