Endre en billig LDC kondensatormikrofon: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Jeg har lenge vært en lydmann og en ivrig gjør -det -selv. Det betyr at mine favorittprosjekter er knyttet til lyd. Jeg er også fast overbevist om at for at et DIY -prosjekt skal være kult, må det være ett av to utfall for å gjøre prosjektet verdt å gjøre. Det må enten være noe du ikke kan få kommersielt, eller noe du kan bygge selv som er mye billigere enn å kjøpe det som er tilgjengelig kommersielt. Dette prosjektet er av den andre typen. Bygg en billig, men god LDC -mikrofon. LDC står for “Large Membran Condenser”. Dette prosjektet kan bygges for rundt $ 50 i deler og rivaliserende mikrofoner som koster mye mer. Den er stille, høres veldig nøytral ut, og vil håndtere store SPL (lydtrykknivåer).

Først en liten historie om mikrofoner. Det er tre grunnleggende typer som brukes til bruk i studio og levende lyd; dynamiske mikrofoner, båndmikrofoner og kondensatormikrofoner. En dynamisk mikrofon er som en høyttaler, men omvendt. En liten membran er koblet til en trådspole som beveger seg når lyden treffer membranen. Spolen er i et magnetfelt. Når den beveger seg, genereres et lite elektrisk signal som du deretter kan forsterke eller ta opp som representerer lyden. En båndmikrofon er lik bortsett fra båndet, en tynn stripe av folie, vanligvis aluminium, er plassert i et magnetfelt. Lydbølger får båndet til å bevege seg i feltet og et elektrisk signal genereres. Les mer her: Mikrofoner

En kondensatormikrofon starter med en veldig tynn membran som har metall sprutet på den slik at den leder strøm. Membranen er strukket og plassert veldig nær en bakplate for å danne en kondensator. Bestefar Ryckebusch kalte kondensatorer for kondensatorer, og nå vet du at vi virkelig burde kalle dem kondensatormikrofoner … Når lydbølger treffer membranen og den beveger seg, endres kapasitansen. Hvis det er en ladning på kondensatoren, vil det være en endring i spenning som tilsvarer lyden. Som de to andre mikrofondesignene ovenfor, får du lyden hvis du forsterker eller registrerer spenningen. Det er to stiler kondensatormikrofoner. Noen bruker en høyspenning (50-70 volt) for å lade kondensatorkapslen, og andre bruker det som kalles en Electret Capsule. Electret (elektrostatisk) har en permanent ladning knyttet til den les her: Electret.

Hva dette betyr for oss er at hvis vi bruker en Electret-kapsel, er det ikke nødvendig å bruke 50-60 volt på den, noe som betyr enklere kretser.

en av fordelene med en kondensatormikrofon er at membranen kan være veldig lett og det er lettere å få en jevnere frekvensrespons med en. Ulempen er at du må være veldig forsiktig når du får signalet fra membranen uten å legge til støy som bringer oss til elektronikken.

For å trekke signalet ut av kapselen trenger du en enhet med svært høy impedans. Rør har denne dekket og var den viktigste måten dette ble oppnådd for 40 år siden. For ikke å komme inn i en debatt om sonisk kvalitet på rør vs noe annet, må du innrømme; bruk av et rør inne i et mikrofonhus gir ikke enkelhet. Eller vanlige gjør -det -selv -ferdigheter! Etter røret ble Field Effect Transistor eller FET oppfunnet. Slik fungerer de fleste kondensatormikrofoner i dag. Selv de virkelig rimelige mikrofonkapslene har en internt montert. Et tysk selskap Schoeps. uten tvil en av de beste mikrofonprodusentene i verden, designet en krets for kondensatormikrofoner som definerte hvordan dette ble gjort for lenge siden. Se Schoeps Circuit for detaljer. (Hvis du googler “Schoeps circuit” er dette det du finner!) Kretsen går tom for fantom fra mikrofonforsterkeren. En del av denne kretsen brukes til å generere en stabil høyspenning for å lade kapselen. I vårt tilfelle trenger vi ikke det. DIY -samfunnet forenklet denne kretsen til den grunnleggende formen for elektretkapsler som er nesten identisk med den opprinnelige Schoeps Circuit. Scott Helmke designet en versjon av denne kretsen for sin "Alice" -mikrofon. Jeg bruker den samme kretsen med litt forskjellige verdier og en annen FET -transistor. Jeg valgte J305 som brukes av flere av high end -produsentene. Jeg fant den her. Du kan absolutt bruke delelisten fra Scott. Hans siste liste er fra 2013, og delene er tilgjengelige fra både Mouser og Digikey. Jeg bygde kretsen på et lite perfboard som er perfekt for montering inne i mikrofonhuset.

Slik fungerer kretsen; La oss se på signalbanen og deretter strømmen:

1Gig (Yes one gigohm …) motstanden utvikler signalet som kommer ut av kapselen. FET og de to 2,43K motstandene danner en fasedeler og impedansomformer. De to.47uF kondensatorene kobler signalene til de to bipolare transistorene. Dette er PNP -transistorer som er satt opp som emitter -følgere. De to 100K -motstandene forspenner transistorene. Uber enkelt. Hvis du lurer på 1gig -motstanden, er det nøkkelen til en kondensatormikrofon. Det er også den dyreste komponenten, og kommer inn på rundt $ 2 hver fra Digikey. På strømforsyningssiden kobler vi mikrofonen til fantomstrøm fra en mikser eller forforsterker. Det bringer 48 volt inn i pinne 2 og 3 på XLR -kontakten og de to transistorene. OPPDATERING oktober 2015: Jeg la til to 22nF kondensatorer ved XLR -kontaktene og to 49Ohm 1% motstander på inngangene til transistorene for RF -støydemping. Jeg skjønte ikke dette før jeg brukte en annen mikrofonforforsterker i et "bråkete" miljø. Skjematisk oppdatert! 6.8K -motstanden og zenerdioden tar det og slipper det til 12 volt. 10uF- og 68uf -kondensatorene sammen med 330Ohm -motstanden filtrerer dette og gir en stabil spenning til FET -kretsene. Nok en gang veldig enkelt og elegant. Den kritiske komponenten og en vi ikke har snakket om ennå er selve kapselen. Jeg bruker TSB2555B fra JLI elektronikk. det er en Transound -kapsel og er det som gjør dette prosjektet til det det er. Det koster $ 12,95 og bruker nikkel i stedet for gull på membranen. Den brukes også kommersielt i minst en mikrofon jeg kjenner, CAD e100s.

Nå som vi har kapselen og elektronikken klar, kan du faktisk bygge en av disse inn i hvilket hus du vil. Jeg har prøvd dette og lært et par ting. På grunn av den høye impedansen til kapselen og FET -elektronikken fungerer ledningen mellom de to som en antenne, og med mindre det hele er fullstendig skjermet av metall- eller metallskjerm, vil du ha all slags støy. Både 60hz brum og hvit støy fra all RF som lekker inn i den. I hovedsak må du sette kapsel og elektronikk i et Faraday -bur.

Jeg fant en enklere måte enn å bygge min egen. Det viser seg at det er flere kinesiske produserte veldig billige mikrofoner som faktisk har flotte metallkasser, noe anstendig elektronikk (veldig lik krets …) og en liten kapsel. Og kostnaden er rundt $ 20 dollar. De utgjør en flott giverkropp, det er det vi bruker den til. Søk etter dem på eBay ved å søke etter "BM700" og "BM800" mikrofoner. Jeg fikk min for omtrent $ 22. Interessant som du kan se fra bildene står det ikke BM800 på den. Den kom også i en papirpost med skumhylster, men ingen eske. OK, nå som vi har dekket bakgrunnen, kan vi bygge en!

Edit: 9. oktober: Her er litt lyd med disse opptakene mine barnehøgskoleorkester: Guyer HS Intermezzo Orchestra

Trinn 1: Trinn 1: Elektronikken

Elektronikkdelen er lett bygget på noe perf -bord. Jeg kuttet min til 1”med omtrent 1,5” og fyllte den deretter fra PNP -transistorene som jobbet mot FET -enden. Den kritiske delen her er krysset mellom FET -porten og 1gig -motstanden. Legg merke til at jeg "flyter" lederne. Det er her FET -porten til kapseltråden kobles til. Vi vil ikke at det skal berøre noe eller bruke kretskortet som har flussrester eller tiltrekker seg fuktighet i miljøer med høy luftfuktighet. Se også på plasseringen av FET. Se databladet i artikkelen. Jeg hadde pin 1 av FET bakover til jeg skjønte at posisjonen som er nevnt i databladet var transistoren sett ovenfra, ikke bunnen. Hvis du bruker Scotts anbefalte FET, kan du laste ned databladet og lese det! Jeg forlot et sted til den ene siden som lar meg bore et hull som er stort nok til at monteringsskruen kan holde det til kabinettet. Jeg hadde faktisk flaks her ute … Jeg bygde dette før jeg tenkte gjennom hvordan jeg skulle montere det.

Trinn 2: Trinn to: Demonter den originale mikrofonen

Ta mikrofonhuset og skru ut basen. Dette lar deg gli av metallhylsen som dekker kretsområdet. Merk: Mikrofonen din kan variere. Jeg kjøpte tau av disse fra forskjellige leverandører, og de var like, men definitivt forskjellige. Etter at hylsen er av, tar du ut de to små skruene som holder i det originale kretskortet. Deretter lodder du de tre nedre ledningene. Vi bruker disse på nytt for å feste det nye kortet til XLR -kontakten. Du kan kutte eller unsolder kapseltrådene. Vi vil erstatte dem.

Fjern nå de to skruene som holder kurven til huset. Kurven kommer av og avslører den originale kapsel. Denne originalen er montert i litt skum og presset inn i plastkapselholderen. Lagre skruene!

Det er to skruer som holder plastkapselholderen til metallrammen. Fjern dem og skill de to. Du har nå en fullstendig demontert mikrofon.

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

Jeg har bygget to av disse, og kapselholderne var begge forskjellige. I denne kan du forsiktig skyve ut den gamle kapslen og deretter fjerne skummet. Den andre hadde ikke skummet, men små sideforlengelser av plast hver 90. grad. Jeg kuttet dem ut med små snips og brukte deretter en dråpe varmt lim for å holde den nye kapslen på plass. I denne mikrofonen kuttet jeg et lite stykke av skummet og brukte det til å trykke den nye kapslen. Før du gjør dette vil du lodde på korte ledninger for å gå fra kapselen til elektronikken. Jeg brukte en 24 gauge strandet ledning jeg allerede hadde. Du kan gjenbruke de originale kapseltrådene hvis du vil. Jeg liker teflonisolert ledning. Isolasjonen smelter ikke ved berøring av et loddejern ved et uhell.

Trinn 4: Trinn fire: Fest kapselfeste igjen

Bruk de to små skruene og fest kapselfestet igjen. Det er fire små hull, men bare to av dem er gjenget. Dette var det samme på begge mikrofonene mine. Vær forsiktig så du ikke er der tappen på bunnen av metallrammen. Fanen vender mot lydretningen. Det er i tråd med metallhylsen som er trykt med mikrofonens navn. Nå kan dette variere! En av mine var ikke merket i det hele tatt. Du kan lese merkenavnet på denne. Tror ikke det vil bli et kjent navn når som helst snart. Når det er montert, mate de små ledningene til kapselen gjennom de andre hullene i metallrammen.

Trinn 5: Trinn fem: Monter og koble til elektronikken, sett deretter sammen igjen

I mitt tilfelle bygde jeg kretskortet mitt før jeg fant ut hvordan jeg skulle montere det. Dette nødvendiggjorde å bore et hull i den med alle komponentene som allerede var på den. Ikke den beste måten å gjøre dette på. Jeg hadde et par små 4-40 vinkelbeslag for montering av kretskort i prosjektbakken. Ved å bruke en av dem monterte jeg kretskortet på metallrammen. Du kan montere baorden direkte så lenge du ikke lager noen shorts.

Når den er montert, kobler du XLR -kontakten til skjemaet. Koble deretter til kapselen. Vær forsiktig med hovedkapselens positive ledning når den kobles til krysset mellom 1gig ohm motstanden og portledningen til FET. Dette flyter i luften for å sikre en veldig høy impedansforbindelse.

Skyv metallhushylsen tilbake på plass. Legg merke til fanen og tilhørende lille utskjæring på ermet.

Skru på den gjengede basen og mikrofonen er fullført.

Trinn 6: Testing, bruk og videre utforskning

Koble din nye mikrofon til enten en mikser eller mikrofonforsterker med fantomstrøm og sørg for at den fungerer. De fleste problemene skyldes feilkobling. Hum eller surr er vanligvis et problem med jordledninger.

Denne mikrofonen står der oppe med de fleste store membrankondensatorer. Jeg eier et par veldig gode, og det leverer. Fungerer bra på vokal, akustisk gitar. Jeg jobber med å få et par ting registrert med det, og vil sette lenker opp i instruksjonsboken når jeg gjør det.

Jeg er virkelig begeistret for ytelsen til denne mikrofonen. Det hele er fra en $ 13 mikrofon kapsel (mindre hvis du kjøper ti …) Jeg er 90% ferdig med et prosjekt med flere kapsler for innspilling av stereo. Det instruerbare kommer snart.

Oppdatering oktober 2015: Jeg har hatt en sjanse til å spille inn et orkester med denne Soundcloud -lenken. Jeg kjørte også lyd for frivillig Food Truck -fest og hadde det gøy å bruke disse på scenen med flere talentfulle vokalister og en jazztrio. Mic hørtes flott og veldig gjennomsiktig ut.

For mer informasjon om DIY -mikrofoner generelt, anbefaler jeg mikrofonbyggergruppen på Groups IO.

Og hvis du vil bygge eller endre en ikke -elektret mikrofon, sjekk ut mikrofondelene. Jeg har bygget et par mikrofoner ved å bruke CK-12 kapsel.

God innspilling!

Trinn 7: Oppdater januar 2016! Pimp den kretsen

Etter å ha bygget noen av disse, studert den opprinnelige Schoeps -kretsen og blitt skolert litt av noen av veteranene på mikrofonbyggergruppen, kom jeg på en forbedret krets. Jeg kaller det "Pimped Alice" Det er tre hovedendringer:

1. Tillegg av ytterligere to RF- og EMI -undertrykkelseskondensatorer. De to 470pF -ene som binder bunnen av de to PNP -transistorene til bakken. Disse hjelper til med alt FET plukker opp og begrenser båndbredden til PNP -senderens følgere.

2. Delen som gir 12V til FET -kretsen endres. Vi har 47uF kondensator som lades opp fra fantomstrømmen som kommer inn i mikrofonen fra XLR -pinner 2 og 3 gjennom 49,9 ohm motstandene og de to PNP -transistorene. Leverer en fin lavimpedanssti for lydfrekvenser som renser ting litt. Derfra går vi til 4,7K motstanden til zenerdioden. Denne motstanden setter og begrenser ledningsstrømmen som zenerdioden bruker. Zenerdioder kan produsere en liten mengde elektrisk støy bare på grunn av hvordan de fungerer. 330 -motstanden og 100uF -kondensatoren filtrerer ut og opprettholder en fin ren DC -spenning for FET og 2,4K motstandsfasedeler.

3. 1Meg -potten er ny. Dette justerer skjevheten på FET. Dette er trolig den største forbedringen i kretsen. Etter hvert som potten er justert, prøver vi å dele spenningen som zener produserer slik at omtrent halvparten faller over FET og den andre halvdelen deles mellom de to 2,4K motstandene. Dette er ganske enkelt å gjøre. Før du kobler til den faktiske mikrofonkapselen, må du koble kretsen til en mikrofonforsterker, slik at vi kan drive kretsen. Mål spenningen på + pinnen til 100uF kondensatoren referert til jord. I mine "som bygde" kretser hadde jeg omtrent 11,5 til 11,8 volt. Mål spenningen og del med fire. Si at spenningen er 12 VDC. Deling med fire gir oss 3 VDC. Mens du måler ved punkt "A" (se kretsen), juster potten til du får 3 VDC. Mål spenningen ved punkt “B” du bør ha 9 VDC. Gryten er en ti -svingers gryte, så gjør deg klar til å rotere den lille skruen noen ganger. Historisk sett ville folk gjøre dette og erstatte faste motstander med verdiene for potten. Selv om det kan spare noen få cent, er det tidkrevende. Det er mye lettere å bruke en gryte.

Du kan se protoboardet mitt bygge foran og bak. De to pilene peker på PNP -transistorkollektorene og er der du vil koble motstandene på 49,9ohm på vei til XLR -kontakten. Igjen er 22nF -dekslene plassert på XLR -kontakten.

En annen veldig kul ting er et medlem av Mic Builder -gruppen på Yahoo som bygde en av disse ved hjelp av "Pimped" -versjonen av kretsen og sendte den til et annet medlem som testet mikrofonen. Les om det på Audioimprov her: Homeros Pimped Alice. Sammendrag er at kretsen er svært lav forvrengning og elektronisk støy er under hva kapselen vil sette ut i et stille rom. Homero designet også et PC -kort for dette og ga nådigvis alle dokumentene for det. Den er ensidig og vil passe inn i den kinesiske banken til mikrofoner BM-700 og BM-800

Jeg har nå fire av disse i mikrofonskapet mitt og er superfornøyd med dem. Avsluttende tanker om deler. FET ovenfor er en erstatning for J305. Enten vil fungere. Når du kjøper motstander og kondensatorer, faller prisen betydelig hvis du kjøper i mengde. Jeg anbefaler på det sterkeste å kjøpe motstandene hundre om gangen og de små kondensatorene det samme. Jeg går vanligvis mindre for de større elektrolytiske. Hvis du fortsetter med den fantastiske elektronikken, finner du på et tidspunkt at du allerede har det du trenger for å bygge det neste prosjektet.

Takk til Henry og Homero fra Mic Builder -gruppen på Yahoo! Snakk om et flott samarbeid for byggherrer, produsenter og gjør -det -selv der ute.

Andre pris i DIY -lyd- og musikkonkurransen