Este documento contiene diagramas de cableado e información sobre cómo está construida la fuente de alimentación de los micrófonos electret. El documento está escrito para personas que pueden leer los circuitos eléctricos más simples.
- Introducción
- Introducción a los micrófonos electret
- Circuitos de alimentación básicos para micrófonos electret
- Tarjetas de sonido y micrófonos electret
- Poder enchufable
- Alimentación fantasma en audio profesional
- T-Powering
- Otra información útil
1. Introducción
La mayoría de los tipos de micrófonos requieren una fuente de alimentación para su funcionamiento, por regla general, estos son micrófonos de condensador, así como micrófonos similares a ellos en principio de funcionamiento. Se requiere energía para operar el preamplificador interno y polarizar las membranas de la cápsula del micrófono. Si no hay una fuente de alimentación incorporada (batería, acumulador) en el micrófono, se suministra voltaje al micrófono a través de los mismos cables que la señal del micrófono al preamplificador.
Hay ocasiones en las que un micrófono se confunde con uno roto solo porque no saben que es necesario aplicarle alimentación fantasma o insertar una batería.
2. Introducción a los micrófonos electret
Los micrófonos Electret ofrecen la mejor relación precio / rendimiento. Estos micrófonos pueden ser muy sensibles, bastante resistentes, extremadamente compactos y también tienen un bajo consumo de energía. Los micrófonos electret son ampliamente utilizados, debido a su tamaño compacto, a menudo se integran en productos terminados, manteniendo un alto rendimiento. Según algunas estimaciones, el micrófono electret se utiliza en el 90% de los casos, lo que, dado lo anterior, está más que justificado. La mayoría de los micrófonos lavalier, los micrófonos que se usan en las videocámaras de aficionados y los micrófonos que se usan junto con las tarjetas de sonido de las computadoras son micrófonos electret.
Los micrófonos electret son similares a los micrófonos de condensador en que convierten las vibraciones mecánicas en una señal eléctrica. Los micrófonos de condensador convierten las vibraciones mecánicas en un cambio de capacitancia aplicando voltaje a los diafragmas de la cápsula. El cambio en la capacitancia, a su vez, conduce a un cambio en el voltaje a través de las placas en proporción a las ondas sonoras. Mientras que la cápsula de un micrófono de condensador requiere alimentación externa (fantasma), la membrana de una cápsula de micrófono electret tiene una carga de varios voltios. Necesita energía para el preamplificador de búfer incorporado, no para la polarización de la membrana.
Una cápsula de micrófono electret típica (Figura 01) tiene dos (o tres) pines para conectarse a una fuente de corriente de 1 a 9 voltios y normalmente consume menos de 0,5 mA. Esta energía se consume para alimentar el preamplificador de búfer en miniatura integrado en la cápsula del micrófono para hacer coincidir la alta impedancia del micrófono con el cable conectado. Debe recordarse que el cable tiene su propia capacitancia y, a frecuencias superiores a 1 kHz, su resistencia puede alcanzar varios 10 kOhms.
La resistencia pull-up determina la resistencia de la cápsula y está diseñada para combinar con un preamplificador de bajo ruido. Suele ser de 1 a 10 kΩ. El límite inferior está determinado por el ruido de voltaje del amplificador, mientras que el límite superior está determinado por el ruido de corriente del amplificador. En la mayoría de los casos, se aplica un voltaje de 1,5-5 V al micrófono a través de una resistencia de unos pocos kΩ.
Debido al hecho de que el micrófono electret contiene un preamplificador de búfer, que agrega su propio ruido a la señal útil, determina la relación señal / ruido (generalmente alrededor de 94dB), que es equivalente a una relación señal / ruido acústica. de 20-30dB.
Los micrófonos electret requieren voltaje de polarización para el preamplificador de búfer incorporado. Este voltaje debe estar estabilizado, no contener ondulaciones, de lo contrario irán a la salida como parte de la señal útil.
3. Circuitos de alimentación básicos para micrófonos electret
3.1 Diagrama esquemático
La Figura 02 muestra el circuito de alimentación básico para un micrófono electret y debe ser referenciado cuando se considere conectar cualquier micrófono electret. La resistencia de salida está determinada por las resistencias R1 y R2. En la práctica, la impedancia de salida se puede tomar como R2.
3.2 Fuente de alimentación del micrófono electret de una batería (acumulador)
Este circuito (Fig. 04) se puede utilizar junto con grabadoras y tarjetas de sonido domésticas, originalmente diseñadas para funcionar con micrófonos dinámicos. Cuando monte este circuito dentro de la carcasa del micrófono (o en una pequeña caja externa), su micrófono electret encontrará un uso universal.Al construir este circuito, es útil agregar un interruptor para desconectar la batería cuando el micrófono no está en uso. Cabe destacar que el nivel de salida de este micrófono es muy superior al obtenido con un micrófono dinámico, por lo que es necesario controlar la ganancia a la entrada de la tarjeta de sonido (amplificador / mesa de mezclas / grabadora, etc.). Si no se hace esto, un nivel alto de señal de entrada puede resultar en sobremodulación. La impedancia de salida de este circuito está en la región de 2 kΩ, por lo que no se recomienda utilizar un cable de micrófono que sea demasiado largo. De lo contrario, puede actuar como un filtro de paso bajo (unos pocos metros no tendrán un impacto fuerte).
3.3 El circuito de alimentación más simple para un micrófono electret
En la mayoría de los casos, está permitido utilizar una o dos pilas de 1,5 V (según el micrófono utilizado) para alimentar el micrófono. La batería se conecta en serie con el micrófono (Fig. 05). Este circuito funciona siempre que la corriente CC de la batería no afecte negativamente al preamplificador. Esto sucede, pero no siempre. Por lo general, el preamplificador funciona solo como un amplificador de CA y el componente de CC no tiene ningún efecto sobre él.
Si no conoce la polaridad correcta de la batería, intente cambiarla en dos direcciones. En la gran mayoría de los casos, la polaridad incorrecta a bajos voltajes no causará ningún daño a la cápsula del micrófono.
4. Tarjetas de sonido y micrófonos electret
Esta sección analiza las opciones para suministrar energía a los micrófonos desde las tarjetas de sonido.
4.1 Opción Sound Blaster
Las tarjetas de sonido Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) de Creative Labs utilizan conectores estéreo de 3,5 mm para conectar micrófonos electret. El pinout del jack se muestra en la Figura 06.Creative Labs proporciona características en su sitio web. que debe tener un micrófono conectado a tarjetas de sonido Sound Blaster:
- Tipo de entrada: desequilibrado (desequilibrado), baja impedancia
- Sensibilidad: aproximadamente -20dBV (100mV)
- Impedancia de entrada: 600-1500 ohmios
- Conector: conector estéreo de 3,5 mm
- Pinout: Figura 07
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| Fig.07 - Pinout del conector del sitio web de Creative Labs |
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| Figura 08 - Entrada de micrófono de la tarjeta de sonido Sound Blaster |
4.2 Otras opciones para conectar un micrófono a una tarjeta de sonido
Las tarjetas de sonido de otros modelos / fabricantes pueden utilizar el método mencionado anteriormente, o pueden tener su propia versión. Las tarjetas de sonido que usan un conector mono de 3,5 mm para conectar micrófonos, por regla general, tienen un puente que permite, si es necesario, suministrar energía al micrófono o apagarlo. Si el puente está en la posición en la que se suministra voltaje al micrófono (generalmente + 5V a través de una resistencia de 2-10kOhm), entonces este voltaje se suministra a través del mismo cable que la señal del micrófono a la tarjeta de sonido (Fig.09 ).
En este caso, las entradas de la tarjeta de sonido tienen una sensibilidad de aproximadamente 10 mV.
Esta conexión también se usa en computadoras Compaq con una tarjeta de sonido Compaq Business Audio (el micrófono Sound Blaster funciona bien con Compaq Deskpro XE560). El voltaje de compensación medido en la salida de Compaq es 2,43 V. Corriente de cortocircuito 0.34mA. Esto indica que el voltaje de polarización se aplica a través de una resistencia de aproximadamente 7 kΩ. El anillo de conexión de 3,5 mm no se utiliza y no está unido a nada. La Guía del usuario de Compaq dice que esta entrada de micrófono sólo se utiliza para conectar un micrófono electret con alimentación fantasma, como un micrófono suministrado por Compaq. Según Compac, este método de suministro de energía se llama alimentación fantasma, pero este término no debe confundirse con el que se usa en la ingeniería de audio profesional. Según las características técnicas declaradas, la impedancia de entrada del micrófono es de 1 kOhm y el nivel de señal de entrada máximo permitido es de 0,013 V.
4.3 Aplicación de voltaje de polarización a la cápsula del micrófono electret de tres cables desde la tarjeta de sonido
Este circuito (Figura 10) es adecuado para conectar una cápsula de micrófono electret de 3 cables a una tarjeta de sonido Sound Blaster que admita el suministro de voltaje de polarización (CC) al micrófono electret.
4.4 Aplicación de voltaje de polarización a la cápsula del micrófono electret de dos cables desde la tarjeta de sonido
Este circuito (Figura 11) es adecuado para emparejar una cápsula electret de dos cables con una tarjeta de sonido (Sound Blaster) que admita voltaje de polarización. |
| Fig.12 - El circuito más simple que funciona con SB16 |
4.5 Fuente de alimentación para micrófonos electret con jack mono de 3,5 mm de SB16
El circuito de alimentación que se muestra a continuación (Figura 13) se puede utilizar con micrófonos polarizados en el mismo cable que transporta la señal de audio.4.6 Conexión del micrófono del auricular a la tarjeta de sonido
Según algunos artículos de noticias en comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech, se puede usar un circuito de piso para conectar una cápsula de teléfono electret a la tarjeta de sonido Sound Blaster. En primer lugar, debe asegurarse de que el micrófono del tubo seleccionado sea electret. Si es así, debe desconectar el tubo, abrirlo y encontrar el signo más de la cápsula del micrófono. Luego, la cápsula se conecta como se muestra en la figura anterior (Fig. 13). Si desea utilizar el conector RJ11 del auricular, el micrófono está conectado a los cables del par externo. Los diferentes tubos tienen diferentes niveles de salida y algunos pueden no ser suficientes para usar con su tarjeta de sonido Sound Blaster.Si desea utilizar el altavoz del teléfono, conéctelo a Tip e insértelo en la tarjeta de sonido. Antes de eso, asegúrese de que tenga una resistencia de más de 8 ohmios, de lo contrario, el amplificador en la salida de la tarjeta de sonido podría quemarse.
4.7 Encendido del micrófono multimedia desde una fuente externa
La idea básica de alimentar un micrófono multimedia (MM) se muestra a continuación (Fig. 14).
El circuito de alimentación general para un micrófono de computadora diseñado para funcionar con Sound Blaster y otras tarjetas de sonido similares se muestra en la siguiente figura (Fig.15):
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| Fig.15 - Circuito de alimentación general de un micrófono de computadora |
Nota 2: Por lo general, el voltaje de suministro de los micrófonos conectados a una tarjeta de sonido es de aproximadamente 5 voltios, suministrados a través de una resistencia de 2.2k ohmios. Las cápsulas de micrófono generalmente no son susceptibles a corrientes de CC de 3 a 9 voltios y funcionarán (aunque el nivel del voltaje aplicado puede afectar el voltaje de salida del micrófono).
4.8 Conexión de un micrófono multimedia a una entrada de micrófono convencional
Se pueden obtener + 5V de uno más grande usando un regulador de voltaje como el 7805. Alternativamente, se pueden conectar tres baterías de 1.5V en serie, o se puede usar una de 4.5V. Debe encenderse como se muestra en la figura anterior (Fig. 16).
4.9 Energía enchufable
Muchas videocámaras y grabadoras pequeñas utilizan un conector de micrófono estéreo de 3,5 mm para conectar micrófonos estéreo. Algunos dispositivos están diseñados para micrófonos con una fuente de alimentación externa, mientras que otros suministran energía a través del mismo conector que lleva el audio. En las especificaciones de los dispositivos que suministran energía a las cápsulas a través de la entrada del micrófono, esta entrada se denomina "Energía de conexión".
Para los dispositivos que utilizan una conexión de alimentación enchufable para micrófonos electret, el diagrama se muestra a continuación (Figura 17):
Tecnología de conexión de micrófono Alimentación de enchufe desde el punto de vista del circuito del dispositivo de grabación (Fig.18):
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| Fig.18 - Diagrama esquemático del conector de alimentación enchufable |
Notas (editar)
El preamplificador de búfer de un micrófono electret también es solo un preamplificador, convertidor de voltaje, seguidor, transistor de efecto de campo, adaptación de impedancia.
Esquema 1
A continuación se muestra un diagrama para conectar un auricular de computadora al transceptor FT-840. Todos los elementos discretos (R) están ubicados en la carcasa del conector de auriculares, soldados directamente a las clavijas del conector estándar para transceptores FT (el conector de micrófono nativo de los auriculares se puede cortar), y la parte de bloque del conector de micrófono instalada en el transceptor se modifica de la siguiente manera: transceptor, está conectado a tierra) para hacer esto, corte cuidadosamente el conductor impreso con un bisturí y aplique una tensión de 9 voltios, que se retira del pin 2 del conector JP7201 (VR7201- 1 motor de resistencias VR-B-UNIT).
Arroz. una Diagrama de conexión (opción 1)
Las resistencias R1 y R2 se seleccionan de tal manera que en el terminal positivo del micrófono electret hay un voltaje de aproximadamente 1-1,5 V. Es deseable mantener estas resistencias del mismo tamaño. Para que el transceptor funcione con un micrófono estándar después de la alteración, es necesario en el conector del micrófono estándar (jabonera) soldar el conductor que va del pin 2 al pin 5 o 7. (tierra) El método de modificación indicado también es adecuado para otros transceptores similares, por ejemplo FT-990 ...
Según los corresponsales en el aire, la señal con la abrumadora mayoría de los auriculares de computadora modernos que probé recibió altas calificaciones. Durante el funcionamiento, desde el conector estándar del transceptor, diseñé un adaptador para la entrada del micrófono, después de lo cual no hubo necesidad de cortar el conector estándar al cambiar los auriculares. Se puede comprar un adaptador para un conector telefónico en una tienda de radio.
Esquema 2
Arroz. 2 Diagrama de conexión (opción 2)
A menudo, cuando se trabaja en el aire, es necesario mantener las manos libres. Por ejemplo, usando una computadora. Además, durante el trabajo prolongado en el aire, la mano se cansa de sostener un micrófono estándar de "jabonera". Por lo tanto, propongo un esquema de conexión de auriculares de este tipo, que se usa para multimedia de computadora y se vende en tiendas de informática. Todos los elementos discretos (R, C) están ubicados en la carcasa del conector de auriculares (el conector antiguo se ha cortado) y se ha modificado la parte del bloque del conector del micrófono. Liberar el pin 2 (cortar el conductor impreso con un bisturí) y aplicarle 9 voltios, que se retiran del pin 2 del conector JP7201 (motor resistor VR7201-1 VR-B-UNIT).
Los micrófonos se utilizan para convertir la energía de las vibraciones del sonido en voltaje eléctrico alterno. Según la clasificación, los micrófonos acústicos se dividen en dos grandes grupos:
Alta resistencia (condensador, electret, piezoeléctrico);
Baja resistencia (electrodinámica, electromagnética, carbón).
Los micrófonos del primer grupo se pueden representar convencionalmente como equivalentes
condensadores variables y micrófonos del segundo grupo, en forma de inductores con imanes móviles o en forma de resistencias variables.
Entre los micrófonos de alta impedancia, los micrófonos electret son más asequibles. Sus parámetros están normalizados en el rango estándar de frecuencias de audio, que tiene el nombre popular de "dos a veinte" (20 Hz ... 20 kHz). Otras características: alta sensibilidad, ancho de banda amplio, patrón de radiación estrecho, baja distorsión, bajo nivel de ruido.
Hay micrófonos electret de dos y tres derivaciones (Fig. 3.37, a, b). Para que sea más fácil identificar los cables que salen del micrófono, se hacen deliberadamente de varios colores, por ejemplo, blanco, rojo, azul.
Arroz, 3.37. Circuitos internos de micrófonos electret: a) dos cables de comunicación; b) tres cables de comunicación.
A pesar de los transistores dentro del micrófono, es miope enviar la señal directamente a la entrada del MK. Necesitamos un preamplificador de audio. En este caso, no importa si el amplificador está integrado en el canal del MK ADC o es una unidad externa separada ensamblada en transistores o microcircuitos.
Los micrófonos electret son similares a los transductores de vibración, pero a diferencia de estos últimos, tienen una transmisión lineal y una respuesta de frecuencia más amplia. Esto hace posible procesar las señales de audio del habla humana sin distorsión, que, de hecho, es el propósito directo del micrófono.
Si ordenamos los micrófonos electret fabricados en los países de la CEI para mejorar sus parámetros, obtenemos la siguiente fila: MD-38, MD-59,
MK-5A, MKE-3, MKE-5B, MKE-19, MK-120, KMK-51. El rango de frecuencia de funcionamiento es de 20 ... 50 Hz a 15 ... 20 kHz, la falta de uniformidad de la característica de amplitud-frecuencia es de 4 ... 12 dB, la sensibilidad a una frecuencia de 1 kHz es 0,63 .. .10 mV / Pa.
En la Fig. 3.38, a, b muestra los diagramas de conexión directa de micrófonos electret al MK. 3.39, a ... k muestra circuitos con amplificadores de transistores, y en la Fig. 3.40, a ... p - con amplificadores en microcircuitos.
Arroz. 3.38. Diagramas para la conexión directa de micrófonos electret a MK:
a) La conexión directa del micrófono VM1 a MK es posible si el canal ADC tiene un amplificador de señal interno con un coeficiente de al menos 100. El filtro R2, C / reduce el fondo de baja frecuencia de la ondulación de la tensión de alimentación +5 V ;
b) conectar un micrófono estéreo BMI a un ADC MK de dos canales, que tiene un amplificador interno. Las resistencias R3 limitan la corriente a través de los diodos MK en caso de fuertes golpes en el cuerpo del micrófono o en la propia piezoplaca.
c) el transistor VTI debe tener la mayor ganancia posible (coeficiente hjy ^) ’,
d) la resistencia R3 selecciona el voltaje en el colector del transistor VT1, cerca de la mitad de la fuente de alimentación (para limitación simétrica de la señal del micrófono VM 1) \
e) la cadena /? /, C1 reduce la amplitud de las ondas de red de la fuente de alimentación de +5 V y, por lo tanto, disminuye el "ruido sordo" no deseado con una frecuencia de 50/100 Hz. En adelante, las letras "c", "b", "k" denotarán el color de los cables del micrófono "azul", "blanco", "rojo";
f) conexión simplificada del micrófono de tres clavijas BMI. La ausencia de una resistencia en el emisor del transistor VTI reduce la impedancia de entrada de la etapa;
g) un "micrófono bipolar" remoto con alimentación fantasma de transistores VTI, VT2 a través de una resistencia R5. La resistencia R1 selecciona voltaje + 2.4 ... + 2.6 V en el emisor del transistor VT2. El comparador analógico MK captura los momentos en que la señal del micrófono es mayor que un cierto umbral, que es establecido por la resistencia R7 \ 0
h) el transistor funciona en modo de corte, en relación con el cual las señales de sonido sinusoidal del micrófono BMI se convierten en pulsos rectangulares;
i) conexión de un micrófono BMI de tres clavijas mediante un circuito de dos hilos. El micrófono BM1 y la resistencia R1 se pueden intercambiar. La resistencia R2 selecciona el voltaje en la entrada MK, cerca de la mitad de la fuente de alimentación;
j) la resistencia selecciona el voltaje en la entrada del MC, cercano a +1.5 V.
a) la brecha del transformador le permite sacar los elementos BM1, DAI, GBJ, T1 a una larga distancia, mientras que la entrada del MK debe protegerse con diodos Schottky. El consumo de corriente del microcircuito DA / es extremadamente bajo, lo que le permite no poner el interruptor en el circuito de la batería GB1
Arroz. 3.40. Diagramas de cableado para micrófonos electret a M K a través de amplificadores en
microcircuitos (continuación):
b) amplificador para micrófono "música ligera". La resistencia R4 establece el umbral de activación del comparador analógico MK en el rango de 0 ... + 3 V;
c) "sonómetro electrónico". Se suministra un voltaje suavizado al terminal positivo del comparador analógico MK, que es proporcional al nivel de señal promedio del micrófono BM1. En la salida negativa del comparador analógico, se forma una "sierra" en el software;
d) la resistencia R3 regula la simetría de la señal y la resistencia R5 regula el factor de amplificación del amplificador operacional DAL La señal detectada (elementos VDI, VD2, S3, C4) se alimenta a la entrada del MC. El nivel de sonido medio se mide mediante un ADC interno;
e) uso no estándar del microcircuito "LED" Z) / l / de Panasonic. Los posibles reemplazos son LB1423N, LB1433N (Sanyo), BA6137 (ROHM). El interruptor ZL1 establece la sensibilidad en cinco gradaciones en una escala logarítmica: -10; -5; 0; +3; +6 dBu;
f) la ganancia de la etapa en el amplificador operacional Z) / 4 / depende de la relación de las resistencias de las resistencias R4, R5. La respuesta de frecuencia en la región de baja frecuencia está determinada por el condensador C /;
g) la ganancia de la etapa en el amplificador operacional Z) / l / se establece por la relación de las resistencias de las resistencias R5, R6. La simetría de la limitación de la señal depende de la relación de las resistencias R3, R7 \
h) amplificador de micrófono con control suave del nivel de sonido mediante la resistencia R5 \
i) un amplificador de dos etapas con un coeficiente de transmisión distribuido: Ku = 100 (DAI.I), Ku = 5 (DAI.2). El divisor de las resistencias R4, /? 5 establece el desplazamiento, que es un poco menos de la mitad del suministro. Esto se debe a que el amplificador DA / op no es de riel a riel;
Arroz. 3.40. Diagramas de cableado para conectar micrófonos electret a MK a través de amplificadores en
microcircuitos (continuación):
j) la capacidad del condensador C4b en algunos circuitos se incrementa a 10 ... 47 microfaradios (la mejora de los parámetros se verifica experimentalmente);
k) La mitad "izquierda" del amplificador operacional DAI amplifica la señal, y la mitad "derecha" se enciende de acuerdo con el circuito seguidor de voltaje. Esta solución se suele utilizar cuando el MC se encuentra a una distancia considerable del amplificador o se requiere ramificar la señal en varias direcciones;
m) las resistencias R2, R4 transfieren los inversores del chip lógico DDI al modo amplificador. La resistencia R3 se puede reemplazar con un capacitor de 0.15 μF;
m) un microcircuito especializado DA1 (empresa de Motorola) reacciona solo a las señales de sonido de la voz de una persona;
o) el enchufe insertado en la toma XS1 rompe automáticamente la conexión entre los condensadores C / y C2, mientras que el micrófono interno BM1 está apagado y la señal de sonido externa se alimenta a la entrada DAL /. Ambos amplificadores en Z) / l / tienen niveles de salida de carril a carril;
n) la resistencia establece la simetría de la limitación de señal en el pin 1 del microcircuito DA 1. El transistor VTI, junto con los elementos R5, SZ, realiza la función de un detector. ^
3.5.2. Micrófonos electrodinámicos
Los elementos principales del diseño de los micrófonos electrodinámicos son la bobina inductora, el diafragma y el imán El diafragma del micrófono, bajo la influencia de las vibraciones del sonido, acerca / aleja el imán de la bobina, en relación con lo cual surge una tensión alterna en este último. Todo es como en los experimentos escolares de física.
La señal del micrófono electrodinámico es demasiado débil, por lo que generalmente se instala un amplificador para interactuar con el MC. Su impedancia de entrada puede ser baja. Los cables de conexión del micrófono al amplificador de entrada deben estar apantallados o reducidos en longitud a 10 ... 15 cm. Para eliminar falsas alarmas, se recomienda envolver la cápsula con goma espuma y no atornillar rígidamente el micrófono a la pared de la carcasa. .
Parámetros típicos de los micrófonos electrodinámicos: resistencia del devanado 680… 2200 Ohm, voltaje de funcionamiento máximo 1,5… 2 V, corriente de funcionamiento 0,5 mA. Una consecuencia práctica importante: micrófonos electrodinámicos
Fácil de distinguir del electret (condensador, piezocerámico) por la presencia de resistencia óhmica entre los cables. Una excepción a la regla son los módulos de micrófonos industriales que contienen un transistor o amplificador integrado dentro de la carcasa.
El micrófono electrodinámico se puede reemplazar por un electret a través del adaptador que se muestra en la Fig. 3,41. El condensador C2 ajusta la respuesta de alta frecuencia. El divisor de las resistencias R1 crea una tensión de funcionamiento para el micrófono BML.El condensador C1 sirve como filtro de la fuente de alimentación.
Arroz. 3.43. Diagramas de cableado para conectar altavoces dinámicos a la entrada MK:
a) amplificador de transistor del sensor de impacto mediante un altavoz BAI. La sensibilidad está regulada por resistencias RI, R2. El condensador C2 suaviza los picos de señal. El condensador C / es necesario para que la base del transistor VT1 no esté conectada al cable común a través de la baja impedancia del altavoz BAI;
b) VTI es un amplificador de base común. Su peculiaridad es su baja impedancia de entrada, que encaja bien con los parámetros del altavoz BAI. La resistencia RI establece el punto de funcionamiento del VTI (voltaje del colector) del transistor para obtener un recorte simétrico o asimétrico de la señal. La resistencia R3 ajusta el umbral (sensibilidad, ganancia);
c) El auricular BAI realiza la función de micrófono. Tiene una impedancia de bobinado más alta que un altavoz de baja impedancia, lo que aumenta la sensibilidad y facilita la conexión a la MCU. La resistencia RI regula la amplitud de la señal;
En la Fig. 3.43, a ... d muestra los diagramas de conexión de altavoces dinámicos a la entrada MK como micrófonos.
d) parte del circuito de intercomunicación, en el que el altavoz BAI realiza alternativamente la función de micrófono y altavoz. MK determina el estado de "Recepción / Transmisión" por nivel BAJO / ALTO en la línea de entrada (nivel ALTO de la resistencia R4 y BAJO - de y BAI). Si el MC tiene un ADC con un amplificador interno, entonces puede "escuchar" la conversación en la ruta. Además, si la línea MK se cambia al modo de salida, entonces se puede usar para generar varias señales de sonido en el ULF (a través de R3, VD1, R2, C2).
Micrófonos (electrodinámicos, electromagnéticos, electret, carbono): los principales parámetros, marcado e inclusión en circuitos electrónicos.
En la electrónica de radio, se usa ampliamente un micrófono, un dispositivo que convierte las vibraciones del sonido en eléctricas. Por lo general, se entiende por micrófono un dispositivo eléctrico que se utiliza para detectar y amplificar sonidos débiles.
Parámetros básicos de micrófonos
El rendimiento de un micrófono se caracteriza por varios parámetros técnicos estándar:
- sensibilidad,
- rango de frecuencia nominal,
- respuesta frecuente,
- orientación,
- gama dinámica,
- módulo de impedancia,
- resistencia de carga nominal
- y etc.
Calificación
La marca de un micrófono suele estar impresa en su cuerpo y consta de letras y números. Las letras indican el tipo de micrófono:
- MD - carrete (o "dinámico"),
- MDM - dinámico de pequeño tamaño,
- MM - electrodinámico en miniatura,
- ML - cinta,
- MK - condensador,
- FEM - electret,
- MPE - piezoeléctrico.
Los números indican el número de serie del desarrollo. Después de los números, aparecen las letras A, T y B, lo que indica que el micrófono está fabricado en versión de exportación: A, T - tropical y B - está destinado a equipos electrónicos de consumo (CEA).
La marca del micrófono MM-5 refleja sus características de diseño y consta de seis símbolos:
- primero y segundo ............... MM - micrófono en miniatura;
- tercero ................................ 5 - quinto diseño;
- cuarto y quinto ........... dos números que indican el tamaño;
- sexto ............................... una letra que caracteriza la forma de la entrada acústica (O - agujero redondo, C - boquilla, B - combinado).
En la práctica de los radioaficionados, se utilizan varios tipos básicos de micrófonos: carbón, electrodinámico, electromagnético, condensador, electret y piezoeléctrico.
Micrófonos electrodinámicos
El nombre de este tipo de micrófono se considera obsoleto y ahora se conoce como micrófonos de carrete a carrete.
Los entusiastas de la grabación de sonido utilizan con mucha frecuencia micrófonos de este tipo, debido a su sensibilidad relativamente alta y su insensibilidad práctica a las influencias atmosféricas, en particular, a la acción del viento.
También son resistentes a los golpes, fáciles de usar y tienen la capacidad de soportar altos niveles de señal sin sufrir daños. Las cualidades positivas de estos micrófonos superan su desventaja: calidad de grabación de sonido promedio.
Actualmente, los micrófonos dinámicos de pequeño tamaño producidos por la industria nacional son de gran interés para los radioaficionados, que se utilizan para grabación de sonido, transmisión de sonido, amplificación de sonido y diversos sistemas de comunicación.
Se producen micrófonos de cuatro grupos de complejidad: 0, 1, 2 y 3. Los grupos de micrófonos pequeños de complejidad 0, 1 y 2 se utilizan para transmisión de sonido, grabación de sonido y refuerzo de sonido de música y habla, y grupos 3: para sonido transmisión, grabación de sonido y refuerzo de sonido del habla.
El símbolo del micrófono consta de tres letras y números. Por ejemplo, MDM-1, un micrófono dinámico de tamaño pequeño del primer diseño.
De particular interés son los micrófonos electrodinámicos en miniatura de la serie MM-5, que pueden soldarse directamente en la placa del amplificador o utilizarse como un elemento integrado de un equipo electrónico.
Los micrófonos pertenecen a la cuarta generación de componentes diseñados para equipos electrónicos en transistores y circuitos integrados.
El micrófono MM-5 se produce en un tipo en dos versiones: alta resistencia (600 ohmios) y baja resistencia (300 ohmios), así como treinta y ocho tamaños estándar, que difieren solo en la resistencia del devanado de CC, la ubicación de la entrada acústica y su tipo.
Los principales parámetros electroacústicos y características técnicas de los micrófonos de la serie MM-5 se dan en la tabla. una.
Tabla 1.
| Tipo de micrófono | MM-5 | |
| Opción de ejecución | baja impedancia | alta resistencia |
| Rango nominal frecuencias de trabajo, Hz |
500...5000 | |
| Módulo completo eléctrico resistencia sinuoso, ohmio |
135115 | 900 ± 100 |
| Sensibilidad en frecuencia 1000 Hz, μV / Pa, no menos (resistencia a la carga) |
300 (600 ohmios) | 600 (300 ohmios) |
| Sensibilidad media en rango 500 ... 5000 Hz, μV / Pa, no menos (resistencia de carga) |
600 (600 ohmios) | 1200 (3000 ohmios) |
| Irregularidad de frecuencia características de sensibilidad en el rango nominal frecuencias, dB, no más |
24 | |
| Peso, g, no más | 900 ± 100 | |
| Vida útil, año, no menos | 5 | |
| Dimensiones, mm | 9,6 x 9,6 x 4 | |
Arroz. 1. Diagrama esquemático de la inclusión a la entrada del altavoz ultrasónico como micrófono.
En ausencia de un micrófono dinámico, los radioaficionados suelen utilizar un altavoz electrodinámico convencional en su lugar (Fig. 1).
Micrófonos electromagnéticos
Para amplificadores de baja frecuencia ensamblados en transistores y que tienen una impedancia de entrada baja, generalmente se usan micrófonos electromagnéticos.
Los micrófonos electromagnéticos son reversibles, lo que significa que también se pueden utilizar como teléfonos. Están muy difundidos los llamados micrófonos diferenciales del tipo DEMSh-1 y su modificación DEMSh-1A.
Se obtienen resultados bastante buenos cuando en lugar de micrófonos electromagnéticos DEMSh-1 y DEM-4M, se utilizan auriculares electromagnéticos ordinarios de TON-1, TON-2, TA-56 y otros (Fig. 2-4).
Arroz. 2. Diagrama esquemático de la inclusión de un auricular electromagnético en la entrada de la banda de frecuencia ultrasónica como micrófono.
Arroz. 3. Diagrama esquemático de la inclusión de un micrófono electromagnético en la entrada del convertidor de frecuencia ultrasónico en transistores.
Arroz. 4. Diagrama esquemático de la inclusión de un micrófono electromagnético en la entrada del convertidor de frecuencia ultrasónico en un amplificador operacional.
Micrófonos electret
Recientemente, se han utilizado micrófonos de condensador electret en grabadoras de cinta domésticas. Los micrófonos electret tienen el rango de frecuencia más amplio: 30 ... 20 000 Hz.
Los micrófonos de este tipo producen una señal eléctrica dos veces más grande que los micrófonos de carbón convencionales.
La industria produce micrófonos electret MKE-82 y MKE-01 en dimensiones similares al MK-59 de carbono y similares, que se pueden instalar en teléfonos comunes en lugar de en los de carbón sin ninguna alteración del aparato telefónico.
Este tipo de micrófono es significativamente más económico que los micrófonos de condensador convencionales y, por lo tanto, está más disponible para los radioaficionados.
La industria nacional produce una amplia gama de micrófonos electret, entre ellos el MKE-2 direccional unidireccional para grabadoras de cinta de bobina a bobina de primera clase y para integrar en equipos electrónicos: MKE-3, MKE-332 y MKE-333 .
Para los radioaficionados, lo más interesante es el micrófono electret de condensador MKE-3, que tiene un diseño en microminiatura.
El micrófono se utiliza como dispositivo integrado en grabadoras domésticas, grabadoras de radio y radio, como Sigma-VEF-260, Tom-303, Romantic-306, etc.
El micrófono MKE-3 se fabrica en una caja de plástico con una brida para montar en el panel frontal de un dispositivo de radio desde el interior. El micrófono es omnidireccional y tiene un patrón circular.
El micrófono es resistente a golpes y fuertes sacudidas. Mesa 2 muestra los principales parámetros técnicos de algunas marcas de micrófonos electret de condensador en miniatura.
Tabla 2.
| Tipo de micrófono | FEM-3 | MKE-332 | MKE-333 | MKE-84 |
| Rango nominal frecuencias de trabajo, Hz |
50...16000 | 50... 15000 | 50... 15000 | 300...3400 |
| Sensibilidad a campo libre en frecuencia 1000 Hz, μV / Pa |
no más de 3 | no menos de 3 | no menos de 3 | A - 6 ... 12 B - 10 ... 20 |
| Desigualdad respuesta frecuente sensibilidad en rango 50 ... 16000 Hz, dB, no menos |
10 | - | - | - |
| Módulo completo resistencia eléctrica a 1000 Hz, ohmios, no más |
250 | 600 ± 120 | 600 ± 120 | - |
| Nivel equivalente presión sonora, debido a su propio ruido de micrófono, dB, no más |
25 | - | - | - |
| Diferencia de nivel medio sensibilidad "Delantero - trasero", dB |
- | no menos de 12 | no más de 3 | - |
| Condiciones de operación: temperatura, С humedad relativa aire, no más |
5...30 85% a 20 "C |
-10...+50 95 ± 3% a 25 "C |
10...+50 95 ± 3% a 25 "C |
0...+45 93% a 25 "C |
| Voltaje de suministro, V | - | 1,5...9 | 1,5...9 | 1,3...4,5 |
| Peso (gramos | 8 | 1 | 1 | 8 |
| dimensiones (diámetro x largo), mm |
14x22 | 10,5 x 6,5 | 10,5 x 6,5 | 22,4 x 9,7 |
En la Fig. 5 muestra un diagrama de la inclusión de un micrófono electret del tipo MKE-3, que está muy extendido en los diseños de radioaficionados.
Arroz. 5. Diagrama esquemático de encendido de un micrófono del tipo MKE-3 en la entrada de un convertidor de frecuencia ultrasónico de transistor.
Arroz. 6. Foto y diagrama esquemático interno del micrófono MKE-3, disposición de conductores de colores.
Micrófonos de carbono
A pesar de que los micrófonos de carbono están siendo reemplazados gradualmente por otros tipos de micrófonos, pero debido a su simplicidad de diseño y sensibilidad suficientemente alta, todavía encuentran su lugar en varios dispositivos de comunicación.
Los más comunes son los micrófonos de carbono, las llamadas cápsulas telefónicas, en particular, MK-10, MK-16, MK-59, etc.
El circuito más simple para encender un micrófono de carbono se muestra en la Fig. 7. En este circuito, el transformador debe ser un elevador y para un micrófono de carbono con una resistencia R = 300 ... 400 Ohm se puede enrollar en un núcleo de hierro en forma de E con una sección transversal de 1 ... 1,5 cm2.
El devanado primario (I) contiene 200 vueltas de cable PEV-1 con un diámetro de 0,2 mm, y el secundario (II) - 400 vueltas de PEV-1 con un diámetro de 0,08 ... 0,1 mm.
Los micrófonos de carbono, según su resistencia dinámica, se dividen en 3 grupos:
- baja impedancia (alrededor de 50 ohmios) con una corriente de alimentación de hasta 80 mA;
- resistencia media (70 ... 150 Ohm) con una corriente de alimentación de no más de 50 mA;
- de alta resistencia (150 ... 300 Ohm) con una corriente de alimentación de no más de 25 mA.
De esto se deduce que en el circuito de micrófono de carbono es necesario configurar la corriente correspondiente al tipo de micrófono. De lo contrario, cuando la corriente sea alta, el polvo de carbón comenzará a hornearse y el micrófono se deteriorará.
En este caso, aparecen distorsiones no lineales. A una corriente muy baja, la sensibilidad del micrófono disminuye drásticamente. Las cápsulas de carbono también pueden funcionar con una corriente de suministro de energía reducida, particularmente en amplificadores de tubo y transistores.
La disminución de la sensibilidad con la potencia reducida del micrófono se compensa simplemente aumentando la ganancia del amplificador de audio.
En este caso, se mejora la respuesta de frecuencia, se reduce significativamente el nivel de ruido y se aumenta la estabilidad y confiabilidad del funcionamiento.
Arroz. 7. Diagrama esquemático de encender un micrófono de carbono usando un transformador.
En la figura 8 se muestra una variante de incluir un micrófono de carbono en una etapa de amplificador de transistor.
La opción de encender un micrófono de carbono en combinación con un transistor en la entrada de un amplificador de tubo de audiofrecuencia de acuerdo con el esquema de la Fig. 9 permite obtener una alta ganancia de voltaje.
Arroz. 8. Diagrama esquemático de la inclusión de un micrófono de carbono en la entrada de un convertidor de frecuencia ultrasónico de transistor.
Arroz. 9. Diagrama esquemático de encendido de un micrófono de carbono a la entrada de un convertidor de frecuencia ultrasónico híbrido, ensamblado en un transistor y un tubo electrónico.
Literatura: V.M. Pestrikov - Enciclopedia de radioaficionados.
Ha estado rondando en mi cabeza durante mucho tiempo. Reuniendo sus fuerzas, comenzó a buscar circuitos amplificadores. La mayoría de los circuitos que revisé, que no me gustaron. Quería ensamblarlo más fácil, mejor y menos (para una computadora portátil, porque el incorporado se hizo, aparentemente, solo para mostrar, la calidad es mala). Y después de una breve búsqueda, se encontró y se probó un circuito amplificador de señal de micrófono con alimentación fantasma. La alimentación fantasma (esto es cuando la energía y la transferencia de información se realiza a través de un cable) es una gran ventaja de este esquema, ya que nos ahorra fuentes de alimentación de terceros y los problemas asociados con ellas. Por ejemplo: si alimentamos el amplificador con una simple batería, tarde o temprano se agotará, lo que conducirá a la inoperabilidad del circuito en este momento; si lo alimentamos con batería, tarde o temprano habrá que cargarlo, lo que también dará lugar a algunas dificultades y movimientos innecesarios; si lo alimentamos con una fuente de alimentación, entonces hay dos desventajas, que, en mi opinión, descartan la opción de usarlo: estos son los cables (para alimentar nuestro PA) y la interferencia. Puede deshacerse de la interferencia de muchas maneras (poner un estabilizador, todo tipo de filtros, etc.), luego no es tan fácil deshacerse de los cables (sin embargo, puede realizar la transmisión de energía a distancia, pero ¿por qué vallar todo un complejo de dispositivos para alimentar algunos amplificadores de micrófono?) y también reduce la practicidad del dispositivo. Pasemos al diagrama:
Una variante del circuito amplificador para un micrófono dinámico.
El circuito se distingue por su súper simplicidad y megarepetibilidad, en el circuito hay dos resistencias (R1, 2), dos condensadores (C2, 3), un conector 3.5 (J1), un micrófono electret y un transistor. El condensador C3 actúa como filtro de micrófono. No se debe descuidar la capacidad de C2, es decir, no es necesario configurar ni más ni menos del valor nominal indicado en el diagrama, de lo contrario conllevará mucha interferencia. Ponemos el transistor T1 doméstico kt3102
... Para reducir el tamaño del dispositivo, utilicé un transistor SMD marcado "1K". Si no sabe cómo soldar en absoluto, vaya al foro.
Al reemplazar T1, no hubo cambios significativos en la calidad. Todas las demás partes también están en cajas SMD, incluido el condensador C3. Toda la placa resultó ser bastante pequeña, aunque se puede hacer aún más pequeña utilizando la tecnología de fabricación de placas de circuito impreso LUT. Pero se llevaba bien con un simple marcador permanente de medio milímetro. Grabé el tablero con cloruro férrico en 5 minutos. El resultado es una placa amplificadora de micrófono de este tipo, que se conecta al conector 3.5.
Todo esto encaja bien dentro de la carcasa del enchufe. Si también haces esto, entonces te aconsejo que hagas la tabla lo más pequeña posible, ya que en mi caso deformó la carcasa y cambió su forma. Es recomendable aclarar el tablero con disolvente o acetona. Como resultado, obtuvimos un dispositivo tan útil con buena sensibilidad:
Antes de conectar el micrófono a la computadora, verifique todos los contactos y si hay una fuente de alimentación de + 5v en la entrada del micrófono (y debería serlo), para evitar comentarios como: "Lo ensamblé exactamente como en el circuito, pero ¡No funciona!". Esto se puede hacer así: conecte un nuevo enchufe al conector del micrófono y mida el voltaje con un voltímetro entre tierra (toma grande) y dos tomas de soldadura cortas. Por si acaso, trate de no cortocircuitar los cables del enchufe entre sí cuando mida el voltaje. No sé qué pasará entonces y no quiero comprobarlo. Mi amplificador de micrófono ya funciona desde hace 3 meses, estoy completamente satisfecho con la calidad y sensibilidad. Recopile y cancele la suscripción en el foro sobre sus resultados, preguntas y tal vez incluso sobre las mejoras en la carcasa, los circuitos y los métodos de fabricación. estaba contigo BFG5000, ¡buena suerte!
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