Modifizieren Sie ein billiges LDC-Kondensatormikrofon - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Ich bin schon lange ein Audio-Typ und ein begeisterter Heimwerker. Das heißt, meine Lieblingsprojekte beziehen sich auf Audio. Ich bin auch der festen Überzeugung, dass ein DIY-Projekt, um cool zu sein, eines von zwei Ergebnissen haben muss, damit sich das Projekt lohnt. Es muss entweder etwas sein, das man im Handel nicht bekommen kann, oder etwas, das man selbst bauen kann, das viel billiger ist, als das zu kaufen, was im Handel erhältlich ist. Dieses Projekt ist zweiter Art. Bauen Sie ein günstiges, aber gutes LDC-Mikrofon. LDC steht für „Großmembran-Kondensator“. Dieses Projekt kann für etwa 50 US-Dollar in Teilen gebaut werden und konkurrierende Mikrofone kosten viel mehr. Es ist leise, klingt sehr neutral und verträgt große SPL (Schalldruckpegel).

Zuerst eine kleine Geschichte der Mikrofone. Es gibt drei grundlegende Typen, die für den Studio- und Live-Sound-Einsatz verwendet werden; dynamische Mikrofone, Bändchenmikrofone und Kondensatormikrofone. Ein dynamisches Mikrofon ist wie ein Lautsprecher, aber umgekehrt. Eine kleine Membran ist mit einer Drahtspule verbunden, die sich bewegt, wenn Schall auf die Membran trifft. Die Spule befindet sich in einem Magnetfeld. Wenn es sich bewegt, wird ein kleines elektrisches Signal erzeugt, das Sie dann verstärken oder aufnehmen können, das den Klang repräsentiert. Ein Bändchenmikrofon ist ähnlich, außer dass das Bändchen ein dünner Folienstreifen, normalerweise Aluminium, in ein Magnetfeld gelegt wird. Schallwellen bewirken, dass sich das Band im Feld bewegt und ein elektrisches Signal erzeugt wird. Lesen Sie hier mehr: Mikrofone

Ein Kondensatormikrofon beginnt mit einer sehr dünnen Membran, auf die Metall gesputtert ist, damit sie Strom leitet. Die Membran wird gedehnt und sehr nahe an einer Rückplatte platziert, um einen Kondensator zu bilden. Großvater Ryckebusch nannte Kondensatoren Kondensatoren und jetzt weißt du, dass wir sie eigentlich Kondensatormikrofone nennen sollten… Wenn Schallwellen auf die Membran treffen und sie sich bewegt, ändert sich die Kapazität. Bei einer Ladung des Kondensators kommt es zu einer Spannungsänderung, die dem Klang entspricht. Wie bei den anderen beiden oben genannten Mikrofondesigns erhalten Sie den Ton, wenn Sie die Spannung verstärken oder aufzeichnen. Es gibt zwei Arten von Kondensatormikrofonen. Einige verwenden eine Hochspannung (50-70 Volt), um die Kondensatorkapsel aufzuladen, andere verwenden eine sogenannte Elektretkapsel. Mit dem Elektret (Elektrostatisch) ist eine permanente Ladung verbunden, lesen Sie hier: Elektret.

Für uns bedeutet dies, dass bei Verwendung einer Elektret-Kapsel keine 50-60 Volt angelegt werden müssen, was eine einfachere Schaltung bedeutet.

Einer der Vorteile eines Kondensatormikrofons besteht darin, dass die Membran sehr leicht sein kann und es damit einfacher ist, einen glatteren Frequenzgang zu erzielen. Der Nachteil ist, dass Sie sehr vorsichtig sein müssen, wenn Sie das Signal von der Membran entfernen, ohne Rauschen hinzuzufügen, was uns zur Elektronik führt.

Um das Signal von der Kapsel abzuziehen, benötigen Sie ein sehr hochohmiges Gerät. Röhren haben dies abgedeckt und waren die Hauptmethode, die dies vor 40 Jahren erreichte. Um nicht in eine Debatte über die Klangqualität von Röhren im Vergleich zu irgendetwas anderem zu geraten, müssen Sie zugeben; die Verwendung einer Röhre in einem Mikrofongehäuse ist nicht einfach. Oder normale DIY-Fähigkeiten! Nach der Röhre wurde der Feldeffekttransistor oder FET erfunden. So funktionieren die meisten Kondensatormikrofone heute. Sogar die wirklich preiswerten Mikrofonkapseln haben eine intern montiert. Eine deutsche Firma Schoeps. wohl einer der führenden Mikrofonhersteller der Welt, hat eine Schaltung für Kondensatormikrofone entwickelt, die vor langer Zeit definierte, wie dies gemacht wird. Details finden Sie auf dem Schoeps Circuit. (Wenn Sie „Schoeps-Schaltung“googeln, finden Sie dies!) Die Schaltung wird mit Phantomspeisung vom Mikrofonvorverstärker betrieben. Ein Teil dieser Schaltung wird verwendet, um eine stabile Hochspannung zum Laden der Kapsel zu erzeugen. In unserem Fall brauchen wir das nicht. Die DIY-Community hat diese Schaltung auf ihre Grundform für Elektretkapseln vereinfacht, die fast identisch mit der ursprünglichen Schoeps-Schaltung ist. Scott Helmke hat eine Version dieser Schaltung für sein Mikrofon „Alice“entworfen. Ich verwende die gleiche Schaltung mit etwas anderen Werten und einem anderen FET-Transistor. Ich habe mich für den J305 entschieden, der von mehreren High-End-Herstellern verwendet wird. Ich habe es hier lokalisiert. Sie können sicherlich die Teileliste von Scott verwenden. Seine neueste Liste ist von 2013 und die Teile sind sowohl bei Mouser als auch bei Digikey erhältlich. Ich habe die Schaltung auf einem kleinen Perfboard gebaut, das sich perfekt für den Einbau in den Mikrofonkörper eignet.

So funktioniert die Schaltung; Schauen wir uns den Signalweg an und dann die Leistung:

Der 1Gig (Ja, ein Gigaohm…) Widerstand entwickelt das von der Kapsel kommende Signal. Der FET und die beiden 2,43K Widerstände bilden einen Phasenteiler und Impedanzwandler. Die beiden 0,47uF-Kondensatoren koppeln die Signale an die beiden Bipolartransistoren. Dies sind PNP-Transistoren, die als Emitterfolger aufgebaut sind. Die beiden 100K-Widerstände spannen die Transistoren vor. Uber einfach. Wenn Sie sich über den 1-Gig-Widerstand wundern, ist er der Schlüssel zu einem Kondensatormikrofon. Es ist auch die teuerste Komponente, die von Digikey jeweils etwa 2 US-Dollar kostet. Auf der Stromversorgungsseite verbinden wir das Mikrofon mit der Phantomspeisung eines Mischpults oder Vorverstärkers. Das bringt 48 Volt an die Pins 2 und 3 des XLR-Anschlusses und die beiden Transistoren. UPDATE Oktober 2015: Ich habe zwei 22nF-Kondensatoren an den XLR-Buchsen und zwei 49Ohm 1%-Widerstände an den Eingängen zu den Transistoren zur HF-Rauschunterdrückung hinzugefügt. Ich habe dies nicht bemerkt, bis ich in einer "lauten" Umgebung einen anderen Mikrofonvorverstärker verwendet habe. Schaltplan aktualisiert! Der 6,8K-Widerstand und die Zenerdiode nehmen das und lassen es auf 12 Volt fallen. Die 10uF- und 68uf-Kondensatoren zusammen mit dem 330Ohm-Widerstand filtern dies und liefern eine stabile Spannung an die FET-Schaltung. Wieder einmal sehr schlicht und elegant. Die kritische Komponente, über die wir noch nicht gesprochen haben, ist die Kapsel selbst. Ich verwende den TSB2555B von JLI Electronics. es ist eine Transsound-Kapsel und macht dieses Projekt zu dem, was es ist. Es kostet 12,95 US-Dollar und verwendet Nickel anstelle von Gold auf der Membran. Es wird auch kommerziell in mindestens einem mir bekannten Mikrofon verwendet, dem CAD e100s.

Jetzt, da wir die Kapsel und die Elektronik fertig haben, können Sie eine davon in ein beliebiges Gehäuse einbauen. Ich habe dies ausprobiert und ein paar Dinge gelernt. Aufgrund der hohen Impedanz der Kapsel und der FET-Elektronik wirkt der Draht zwischen den beiden wie eine Antenne und wenn das Ganze nicht vollständig durch Metall- oder Metallschirme abgeschirmt ist, haben Sie alle Arten von Rauschen. Sowohl 60-Hz-Brummen als auch weißes Rauschen von all der HF, die in sie eindringt. Im Wesentlichen müssen Sie die Kapsel und die Elektronik in einen Faradayschen Käfig stecken.

Ich habe einen einfacheren Weg gefunden, als meinen eigenen zu bauen. Es stellt sich heraus, dass es mehrere in China hergestellte wirklich billige Mikrofone gibt, die tatsächlich tolle Metallgehäuse haben, etwas anständige Elektronik (sehr ähnliche Schaltung …) und eine kleine Kapsel. Und die Kosten etwa 20 Dollar. Sie sind eine großartige Spenderorganisation, und dafür verwenden wir sie. Suchen Sie bei eBay danach, indem Sie nach den Mikrofonen „BM700“und „BM800“suchen. Ich habe meine für etwa 22€ bekommen. Interessanterweise steht, wie Sie auf den Bildern sehen können, nicht BM800. Es kam auch in einem Papiermailer mit der Schaumstoffhülle, aber ohne Karton. OK, jetzt, da wir den Hintergrund abgedeckt haben, können wir einen bauen!

Bearbeiten: 9. Oktober: Hier ist ein Audio mit diesen Aufnahmen meines Highschool-Orchesters meiner Kinder: Guyer HS Intermezzo Orchestra

Schritt 1: Schritt eins: die Elektronik

Der Elektronikbereich lässt sich leicht auf einem Perfboard aufbauen. Ich habe meine auf 1 "von etwa 1,5" geschnitten und sie dann von den PNP-Transistoren bevölkert, die zum FET-Ende hin arbeiten. Der kritische Teil hier ist die Verbindung des FET-Gates und des 1-Gig-Widerstands. Beachten Sie, dass ich die Leads „schwebe“. Hier wird das FET-Gate mit dem Kapseldraht verbunden. Wir möchten nicht, dass etwas berührt oder die Leiterplatte verwendet wird, die Flussmittelrückstände aufweist oder in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit Feuchtigkeit anzieht. Schauen Sie sich auch die Positionierung des FET an. Siehe Datenblatt im Artikel. Ich hatte meinen Pin 1 des FET rückwärts, bis mir klar wurde, dass die im Datenblatt erwähnte Position die Draufsicht des Transistors war, nicht die Unterseite. Wenn Sie von Scotts empfohlenen FET verwenden, laden Sie das Datenblatt herunter und lesen Sie es! Ich habe eine Stelle auf einer Seite gelassen, die mir ein Loch bohrt, das groß genug ist, damit die Befestigungsschraube es am Chassis hält. Ich hatte hier tatsächlich Glück… Ich habe das gebaut, bevor ich mir überlegt habe, wie ich es montieren würde.

Schritt 2: Schritt 2: Zerlegen Sie das Originalmikrofon

Nehmen Sie das Mikrofongehäuse und schrauben Sie die Basis ab. Dadurch können Sie die Metallhülse abziehen, die den Schaltungsbereich bedeckt. Hinweis: Ihr Mikrofon kann variieren. Ich habe zwei davon von verschiedenen Anbietern gekauft und sie waren ähnlich, aber definitiv anders. Nachdem die Hülse abgenommen ist, nehmen Sie die beiden kleinen Schrauben heraus, die die Originalplatine halten. Dann entlöten Sie die unteren drei Drähte. Wir werden diese wiederverwenden, um die neue Platine an den XLR-Anschluss anzuschließen. Sie können die Kapseldrähte abschneiden oder ablöten. Wir werden diese ersetzen.

Entfernen Sie nun die beiden Schrauben, die den Korb am Gehäuse halten. Der Korb löst sich und legt die Originalkapsel frei. Dieses Original wird in etwas Schaumstoff eingefasst und in den Kunststoff-Kapselhalter eingepresst. Bewahren Sie die Schrauben auf!

Es gibt zwei Schrauben, die den Plastikkapselhalter am Metallrahmen halten. Entfernen Sie diese und trennen Sie die beiden. Sie haben jetzt ein vollständig zerlegtes Mikrofon.

Schritt 3: Schritt 3: Vorbereiten und Installieren der neuen Kapsel

Ich habe zwei davon gebaut und die Kapselhalter waren beide unterschiedlich. In diesem können Sie die alte Kapsel vorsichtig herausdrücken und dann den Schaum entfernen. Der andere hatte nicht den Schaumstoff, sondern alle 90 Grad kleine Plastikseitenverlängerungen. Ich schneide diese mit kleinen Schnitten aus und benutzte dann einen Tropfen Heißkleber, um die neue Kapsel an Ort und Stelle zu halten. In dieses Mikrofon schneide ich ein kleines Stück des Schaumstoffs und benutze es, um die neue Kapsel darauf zu pressen. Bevor Sie dies tun, sollten Sie kurze Leitungen anlöten, um von der Kapsel zur Elektronik zu gelangen. Ich benutzte einige 24 Gauge Litze, die ich bereits hatte. Sie können die originalen Kapseldrähte wiederverwenden, wenn Sie möchten. Ich mag teflonisolierte Drähte. Die Isolierung schmilzt nicht, wenn sie versehentlich mit einem Lötkolben berührt wird.

Schritt 4: Schritt 4: Bringen Sie die Kapselhalterung wieder an

Verwenden Sie die beiden kleinen Schrauben und befestigen Sie die Kapselhalterung wieder. Es gibt vier kleine Löcher, aber nur zwei davon sind mit einem Gewinde versehen. Das war bei meinen beiden Mikrofonen gleich. Achten Sie darauf, nicht an der Lasche an der Basis des Metallrahmens zu liegen. Die Lasche zeigt in Richtung des Schalls. Es fluchtet mit der Metallhülle, die mit dem Namen des Mikrofons bedruckt ist. Dies kann nun abweichen! Einer von mir war überhaupt nicht beschriftet. Sie können den Markennamen auf diesem lesen. Glaube nicht, dass es so schnell zu einem bekannten Namen werden wird. Sobald das montiert ist, führen Sie die kleinen Drähte für die Kapsel durch die anderen Löcher im Metallrahmen.

Schritt 5: Schritt fünf: Montieren und verbinden Sie die Elektronik, dann wieder zusammenbauen

In meinem Fall habe ich meine Platine gebaut, bevor ich herausgefunden habe, wie ich sie montieren würde. Dies erforderte das Bohren eines Lochs mit allen bereits darauf befindlichen Komponenten. Nicht der beste Weg, dies zu tun. Ich hatte ein paar kleine 4-40 Winkelhalterungen für die Montage von Leiterplatten in meinem Projektbehälter. Mit einer davon montierte ich die Platine an den Metallrahmen. Sie können das Board direkt montieren, solange Sie keine Shorts erstellen.

Nach der Montage verbinden Sie den XLR-Anschluss gemäß dem Schaltplan. Schließen Sie dann die Kapsel an. Achten Sie auf die positive Leitung der Hauptkapsel, da sie mit der Verbindung des 1-Gig-Ohm-Widerstands und der Gate-Leitung des FET verbunden ist. Dieser schwebt in der Luft, um eine sehr hochohmige Verbindung zu gewährleisten.

Schieben Sie die Metallgehäusehülse zurück. Beachten Sie die Lasche und den entsprechenden kleinen Ausschnitt am Ärmel.

Gewindesockel aufschrauben und fertig ist das Mikrofon.

Schritt 6: Testen, Verwenden und weitere Erkundung

Schließen Sie Ihr neues Mikrofon entweder an ein Mischpult oder einen Mikrofonvorverstärker mit Phantomspeisung an und stellen Sie sicher, dass es funktioniert. Die meisten Probleme sind auf eine falsche Verkabelung zurückzuführen. Brummen oder Summen ist normalerweise ein Problem mit der Masseverkabelung.

Dieses Mikrofon steht da mit den meisten Großmembran-Kondensatoren. Ich besitze ein paar wirklich gute und es liefert. Funktioniert hervorragend bei Gesang, Akustikgitarre. Ich arbeite daran, ein paar Dinge damit aufzunehmen und werde Links im Instructable aufstellen, wenn ich dies tue.

Ich bin wirklich begeistert von der Leistung dieses Mikrofons. Es ist alles aus einer 13-Dollar-Mikrofonkapsel (weniger, wenn Sie zehn kaufen…) Ich bin zu 90% fertig mit einem Projekt mit mehreren Kapseln für die Stereoaufnahme. Das Instructable kommt in Kürze.

Update Oktober 2015: Ich hatte die Gelegenheit, mit diesem Soundcloud-Link ein Orchester aufzunehmen. Ich habe auch Sound für das freiwillige Food Truck Fest gemacht und hatte den Spaß, diese auf der Bühne mit mehreren talentierten Sängern und einem Jazz-Trio zu verwenden. Mikrofon klang großartig und sehr transparent.

Für weitere Informationen zu DIY-Mikrofonen im Allgemeinen empfehle ich dringend die Mikrofonbauergruppe auf Groups IO.

Und wenn Sie ein Nicht-Elektret-Mikrofon bauen oder modifizieren möchten, schauen Sie sich die Mikrofonteile an. Ich habe ein Paar Mikrofone mit seiner CK-12-Kapsel gebaut.

Viel Spaß beim Aufnehmen!

Schritt 7: Update Januar 2016! Pimp diese Schaltung

Nachdem ich einige davon gebaut hatte, die ursprüngliche Schoeps-Schaltung studiert und von einigen der Veteranen der Mikrofonbauergruppe ein wenig geschult wurde, kam ich auf eine verbesserte Schaltung. Ich nenne es die „gepimpte Alice“Es gibt drei wesentliche Änderungen:

1. Das Hinzufügen von zwei weiteren HF- und EMI-Unterdrückungskondensatoren. Die beiden 470pF-Transistoren, die die Basis der beiden PNP-Transistoren mit Masse verbinden. Diese helfen bei allem, was der FET aufnimmt, und begrenzen die Bandbreite der PNP-Emitter-Follower.

2. Der Teil, der 12 V an die FET-Schaltung liefert, wird geändert. Wir haben den 47uF-Kondensator, der sich von der Phantomspeisung auflädt, die von den XLR-Pins 2 und 3 über die 49,9-Ohm-Widerstände und die beiden PNP-Transistoren in das Mikrofon kommt. Der liefert einen schönen niederohmigen Pfad für Audiofrequenzen, der die Dinge ein wenig aufräumt. Von dort gehen wir dann zum 4,7K-Widerstand zur Zenerdiode. Dieser Widerstand setzt und begrenzt den Leitungsstrom, den die Zenerdiode verwendet. Zener-Dioden können allein aufgrund ihrer Funktionsweise ein geringes elektrisches Rauschen erzeugen. Der 330-Widerstand und der 100uF-Kondensator filtern das heraus und halten eine schöne saubere Gleichspannung für den FET- und 2,4-K-Widerstandsphasenteiler aufrecht.

3. Der 1Meg-Topf ist neu. Dies stellt die Vorspannung des FET ein. Dies ist wahrscheinlich die größte Verbesserung in der Schaltung. Beim Einstellen des Potis versuchen wir, die Spannung, die der Zener erzeugt, so aufzuteilen, dass etwa die Hälfte über den FET abfällt und die andere Hälfte zwischen den beiden 2,4-K-Widerständen aufgeteilt wird. Dies ist ziemlich einfach. Bevor Sie die eigentliche Mikrofonkapsel anschließen, müssen Sie die Schaltung an einen Mikrofonvorverstärker anschließen, damit wir die Schaltung mit Strom versorgen können. Messen Sie die Spannung am + Pin des 100uF Kondensators bezogen auf Masse. In meinen "wie gebaut" Schaltungen hatte ich etwa 11,5 bis 11,8 Volt. Spannung messen und durch vier teilen. Sagen wir, die Spannung beträgt 12 VDC. Eine Division durch vier ergibt 3 VDC. Während Sie an Punkt „A“messen (siehe Schaltung), stellen Sie den Pot ein, bis Sie 3 VDC erhalten. Messen Sie die Spannung an Punkt „B“Sie sollten 9 VDC haben. Der Topf ist ein Topf mit zehn Umdrehungen, also machen Sie sich bereit, die kleine Schraube ein paar Mal zu drehen. In der Vergangenheit machten die Leute dies und ersetzten die Werte der Potieinstellung durch Festwiderstände. Das spart zwar ein paar Cent, ist aber zeitaufwändig. Die Verwendung eines Topfes ist viel einfacher.

Sie können meinen Protoboard-Build vorne und hinten sehen. Die beiden Pfeile zeigen auf die PNP-Transistorkollektoren und sind dort, wo Sie die 49,9-Ohm-Widerstände auf dem Weg zum XLR-Anschluss anschließen würden. Auch hier befinden sich die 22nF-Kappen auf dem XLR-Anschluss.

Eine andere wirklich coole Sache ist, dass ein Mitglied der Mic Builder-Gruppe auf Yahoo eines davon mit der „Pimped“-Version der Schaltung gebaut und an ein anderes Mitglied gesendet hat, das das Mikrofon getestet hat. Lesen Sie darüber auf Audioimprov hier: Homeros Pimped Alice. Die Zusammenfassung ist, dass die Schaltung sehr verzerrungsarm ist und das elektronische Rauschen unter dem liegt, was die Kapsel in einem ruhigen Raum ausgibt. Außerdem hat Homero dafür eine PC-Platine entworfen und freundlicherweise alle Unterlagen dafür zur Verfügung gestellt. Es ist einseitig und passt in die chinesischen Mikrofone BM-700 und BM-800

Ich habe jetzt vier davon in meinem Mikrofonschrank und bin super zufrieden damit. Abschließende Gedanken zu den Teilen. Der obige FET ist ein Ersatz für den J305. Beides wird funktionieren. Beim Kauf von Widerständen und Kondensatoren sinkt der Preis deutlich, wenn Sie in Mengen kaufen. Ich empfehle dringend, die Widerstände 100 auf einmal und die kleinen Kondensatoren gleich zu kaufen. Normalerweise gehe ich weniger für die größeren elektrolytischen. Wenn Sie mit dem wunderbaren Hobby der Elektronik fortfahren, werden Sie irgendwann feststellen, dass Sie bereits alles haben, was Sie brauchen, um das nächste Projekt zu bauen.

Vielen Dank an Henry und Homero von der Mic Builder-Gruppe auf Yahoo! Sprechen Sie über eine großartige Zusammenarbeit für die Bauherren, Macher und Heimwerker da draußen.

Zweiter Preis beim DIY Audio and Music Contest