Как устроен микрофон cm 01b: CM-01B Contact Microphone | Manualzz

как получить оптимальные акустические параметры

В статье, по сути являющейся пособием по работе с МЭМС-микрофонами, рассказывается о механических, конструктивных и акустических характеристиках МЭМС-микрофонов, а также приводится портфолио МЭМС-микрофонов производства компании компании STMicroelectronics.

МЭМС-микрофоны предназначены для аудиоприложений, в которых от микрофонов в первую очередь требуются малые габариты, высокое качество звука, надежность и доступность.

Компания STMicroelectronics самостоятельно проектирует, разрабатывает и производит МЭМС-микрофоны, таким образом создавая уникальную для данной отрасли вертикально интегрированную цепочку поставок. Компания предлагает цифровые и аналоговые МЭМС-микрофоны с верхним и нижним расположениями порта.

МЭМС-микрофоны производства ST обладают лучшими в своем классе показателями, что делает их оптимальным выбором для приложений, которые требуют большого динамического диапазона и высокого качества звука при работе в различных средах. Высокая степень согласования чувствительности позволяет оптимизировать направленность и шумоподавление для многомикрофонных массивов. Малое значение потребления МЭМС-микрофонов обеспечивает длительный срок службы батарей.

МЭМС-микрофон состоит из двух базовых компонентов: интегральной схемы (ASIC) и МЭМС-сенсора (рис. 1). Интеграция этих компонентов в общем корпусе выполняется с использованием фирменных технологий ST.

Рис. 1. Внутренняя конструкция МЭМС-микрофона

Сенсор выполняется по МЭМС-технологии и, по сути, представляет собой кремниевый конденсатор. Этот конденсатор состоит из двух кремниевых пластин (рисунок 2). Одна из пластин является неподвижной, в то время как другая (мембрана) может менять свое положение. На рисунке 2 неподвижная пластина показана зеленым цветом, а подвижная – серым. На поверхности неподвижной пластины размещен проводящий металлизированный электрод и, кроме того, в самой пластине имеются множественные отверстия, которые необходимы для пропускания звука. Подвижная пластина закреплена только с одного края, что позволяет ей колебаться. Вентиляционное отверстие необходимо для отвода сжатого воздуха из камеры, расположенной под подвижной пластиной. Благодаря этому воздуху пластина может возвращаться в исходное положение. Камера вместе с корпусом определяет частотные характеристики и соотношение «сигнал/шум» (SNR) микрофона.

Рис. 2. Механические характеристики МЭМС-элемента

Таким образом МЭМС-датчик микрофона представляет собой переменный воздушный конденсатор, емкость которого зависит от расстояния между мембраной и неподвижной пластиной. При воздействии внешних звуковых волн мембрана колеблется, тем самым изменяя емкость МЭМС-сенсора (рис. 3).

Рис. 3. Принцип изменения емкости 

Интегральная ASIC-микросхема преобразует емкость МЭМС-сенсора в выходной аналоговый или цифровой сигнал, в соответствии с типом микрофона. В случае с цифровым выходом обычно используется модуляция плотности импульсов (Pulse Density Modulation, PDM).

Звуковое окно, необходимое для воздействия акустических волн на чувствительный элемент, может располагаться на верхней или нижней поверхности корпуса. Таким образом различают МЭМС-микрофоны с верхним или нижним портом. При производстве микрофонов ST использует не только проверенные отраслевые технологии, но и уникальные решения. В частности, компания создала инновационные корпусные исполнения, позволяющие улучшить характеристик микрофонов. Рассмотрим особенности этих корпусов.

Корпус 4х5 применяется в цифровых микрофонах MP45DT02-M. В данном случае используется традиционная технология корпусирования с верхним расположением порта (рис. 4). Микросхема ASIC размещается непосредственно под портом. Для защиты от света ASIC покрывают компаундом. МЭМС-датчик расположен рядом с ASIC. Оба кристалла прикреплены к подложке, а контактные площадки устройства находятся на нижней стороне корпуса. В такой конструкции есть две воздушные камеры. Передняя резонансная камера образована корпусом и мембраной, а задняя расположена под мембраной. Такая конструкция позволяет защитить МЭМС-сенсор от пыли и частиц, попадающих внутрь корпуса. Недостатком конструкции является низкое соотношение «сигнал-шум» и наличие пика в слышимой части частотной характеристики микрофона.

Рис. 4. Корпус 4×5 мм

Корпус 3×4 используется в цифровых микрофонах как с нижним, так и с верхним расположением портов:

MP34DB02 и MP34DT01-M, MP34DT04/-C1 и MP34DT05. Рассмотрим сначала конструкцию микрофона с нижним расположением порта (рис. 5). В данном случае ASIC и МЭМС-датчик закреплены на подложке, а контактные площадки устройства находятся на нижней стороне корпуса. Порт расположен непосредственно под МЭМС-сенсором и образован отверстием, выполненным прямо в подложке. В этой конфигурации передняя камера образована полостью МЭМС-датчика, а задняя камера ограничена корпусом. Данная конструкция обеспечивает оптимальные акустические характеристики микрофона с точки зрения соотношения «сигнал/шум», а также позволяет получить равномерную частотную характеристику во всем звуковом диапазоне. Главным недостатком такой конструкции становятся изменения характеристик после монтажа микрофона. Обычно микрофоны с нижним расположением порта распаиваются на печатной плате. Толщина платы напрямую влияет на характеристики передней воздушной камеры, из-за чего частотная характеристика перестает быть плоской (подробнее об этом можно прочесть в руководстве AN4427). Чтобы свести к минимуму артефакты печатной платы, рекомендуется использовать плату гибкого типа. Кроме того, микрофоны с нижним портом имеют кольцевую металлическую накладку вокруг отверстия. Чтобы избежать попадания пыли или паяльной пасты в звуковой порт, что приведет к повреждению МЭМС-мембраны, нужно соблюдать повышенную осторожность в процессе пайки.

Рис. 5. Металлический корпус 3×4 мм с нижним расположением порта

Конструкция микрофона с корпусом 3х4 и верхним расположением порта по сути является зеркальным отражением конструкции с нижним портом (рис. 6). ASIC и сенсор расположены в непосредственной близости друг от друга. Датчик находится под входом для звука. При этом ASIC и МЭМС-сенсор прикреплены к верхней части корпуса, а не к подложке. Внешние контакты по-прежнему размещаются на нижней части корпуса. Данная конструкция запатентована компанией ST. Она позволяет объединить все преимущества микрофонов с нижним портом (максимальный SNR и плоская частотная характеристика) и все преимущества микрофонов с верхним портом (простота монтажа).

Рис. 6. Корпус 3×4 мм с верхним расположением порта

В номенклатуре ST также представлены модели МЭМС-микрофонов с компактным корпусом 2,5×3,35 мм, который для простоты обозначается как корпус 2×3 мм (рисунок 7). Этот корпус используется в микрофонах с нижним расположением порта и с такой же конструкцией, что и у микрофонов с корпусом 3×4. Примерами микрофонов с корпусом 2×3 являются аналоговые дифференциальные микрофоны

MP23AB01DM/DH и аналоговый микрофон MP23AB02B. Благодаря нижнему расположению порта, аналоговый дифференциальный микрофон MP23AB01DH является лучшим микрофоном ST с точки зрения SNR и AOP.

Рис. 7. Корпус 2×3 мм с нижним расположением порта

Для защиты МЭМС-микрофонов с пластиковым корпусом от помех используют специальный встроенный экран, который действует как клетка Фарадея. Конструкция пластиковых МЭМС-микрофонов производства ST представлена на рис. 8.

Рис. 8. Экран в виде клетки Фарадея в МЭМС-микрофонах от ST

На рис. 9 показана диаграмма распределения внешнего электрического поля внутри и снаружи микрофона, полученная при выполнении моделирования помехоустойчивости микрофона. Из этой диаграммы видно, что клетка Фарадея способна значительно ослабить поле внутри микрофона.

Рис. 9. Диаграмма распределения внешнего электрического поля внутри и снаружи микрофона при выполнении моделирования помехоустойчивости

В дополнение к моделированию, в ST проводят специальный тест для оценки помехоустойчивости микрофонов, который называется «Устойчивость микрофона к помехам ЭМС» (“Microphone durability to EMC disturbances”).

Микрофоны подвергаются воздействию радиочастотных помех в составе испытательной установки, изображенной на рис. 10.

Рис. 10. Схема тестирования ЭМС

По сути, тест заключается в проверке работы микрофона, размещенного под антенной, которая излучает сигнал помехи 1 кГц с амплитудной модуляцией в диапазоне 0,8…3 ГГц. Амплитуда ВЧ-сигнала выбирается в зависимости от диапазона частот следующим образом (рис. 11):

• +33 дБм в диапазоне 0,8…2,4;
• +17 дБм в диапазоне 2,4…3,0;

Рис. 11. Радиочастотный тестовый сигнал с синусоидальной огибающей

Несущая помехи имеет частоту 1 кГц, а значит, находится в слышимом звуковом диапазоне. Устойчивость микрофона к радиочастотным помехам оценивается путем измерения выходного отклика микрофона на эту помеху. На рис. 12 показаны пиковые значения на выходе при воздействии несущей 1 кГц и различной частоте модуляции при испытаниях микрофона MP34DT04.

Рис. 12. Результаты испытаний помехоустойчивости микрофона MP34DT04

Параллельно с воздействием синусоидальной несущей микрофоны поверяются на устойчивость к пачкам ВЧ-импульсов 217 Гц (рис. 13, 14):

• мощность — +33 дБм;
• несущая частота — 700 МГц…2,5 ГГц;
• частота пакетов GSM — 217 Гц.

Рис. 13. Тестовый сигнал помехи 217 Гц

Рис. 14. Помехоустойчивость аналоговых дифференциальных микрофонов

Акустические параметры

Чувствительность

Чувствительность определяется отношением электрического сигнала на выходе микрофона к опорному входному акустическому давлению. Опорное акустическое давление составляет 1 Па или 94 дБSPL при 1 кГц (sound Pressure Level, SPL). Уровень звукового давления, выраженный в децибелах, дБSPL = 20 * Log (P/Po), где Po = 20 мкПа – порог слышимости. 20 * Log (1 Па/20 мкПа) = 94 дБSPL.

• Для аналоговых микрофонов чувствительность выражается в мВ _RMS/Паили дБВ / Па.
• Для цифровых микрофонов чувствительность выражается в дБFS (FS – Full Scale).

Важно понимать, что дБВ ≠ дБFS. Неправильно сравнивать разные единицы. Как указано в приведенных выше уравнениях, дБВ определяется относительно 1 В _RMS, а дБFS определяется отношением к полной шкале.

Направленность

Направленность характеризует зависимость чувствительности микрофона от направления звука. МЭМС-микрофоны производства ST являются всенаправленными. Это означает, что для них направление звука не влияет на чувствительность. Направленность обычно представляют либо в виде графика в декартовых координатах, либо в виде соответствующей диаграммы, построенной в полярных координатах, как показано на рис. 15.

Рис. 15. Диаграммы направленности для всенаправленного микрофона

Соотношение «сигнал/шум», или SNR

Отношение «сигнал/шум» (Signal-to-Noise Ratio, SNR) определяет отношение между опорным сигналом и остаточным шумом на выходе микрофона. Опорный сигнал – это стандартный сигнал на выходе микрофона при воздействии звукового давления 1 Па при 1 кГц (чувствительность микрофона). Шумовой сигнал (остаточный шум) – это выходной сигнал микрофона, генерируемый в тишине.

SNR характеризует шум, вносимый как МЭМС-датчиком, так и ASIC. Разумеется, основной вклад в общий шум вносит МЭМС-датчик, а вклад интегральной схемы можно считать незначительным. Как правило, уровень шума измеряется в безэховой среде с использованием весового А-фильтра (A-weighting). A-фильтр соответствует частотной характеристике человеческого уха (рисунок 16).

Рис. 16. Частотный отклик А-фильтра 

Динамический диапазон и точка акустической перегрузки

Динамический диапазон – это разница между минимальным и максимальным выходными сигналами, которые способен генерировать микрофон.

• Минимальный сигнал – это наименьший аудиосигнал, который отчетливо выделяется на уровне шума. Другими словами, минимальный сигнал эквивалентен остаточному шуму.
• Максимальный аудиосигнал – это выходной сигнал, который микрофон может генерировать без искажений. Этот сигнал также называется акустической точкой перегрузки (Acoustic Overload Point, AOP). Фактически, в точке акустической перегрузки допускается искажение сигнала 10%.

Приведенный входной шум

Микрофон – это преобразователь, который преобразует звук в электрический сигнал. Таким образом, любому входному звуковому сигналу соответствует электрический сигнал на выходе микрофона. Эквивалентный входной шум (EIN) – это входное акустическое давление (выраженное в дБSPL), которое соответствует остаточному шуму на выходе микрофона.

Например, для цифрового микрофона с чувствительностью -26 дБFS и SNR 63 дБ остаточный шум = -26 — 63 = -89 дБFS, это значение, приведенное к акустическим величинам, составит: EIN = 94 — 63 = 31 дБSPL.

На рис. 17 и 18 представлены соотношения между акустическими и электрическими параметрами. На рисунке 17 представлены акустические и электрические соотношения для аналоговых микрофонов, а на рисунке 18 – для цифровых.

Рис. 17. Акустические и электрические соотношения для аналоговых микрофонов

Рис. 18. Акустические и электрические соотношения для цифровых микрофонов

Частотная характеристика

Частотная характеристика микрофона характеризует изменение чувствительности в звуковом частотном диапазоне. Этот параметр также описывает отклонение выходного сигнала от 0 дБ. Как правило, данная характеристика строится для опорного сигнала 0 дБ = 94 дБSPL при 1 кГц. Частотная характеристика микрофона в аудиодиапазоне зависит от трех параметров: вентиляционного отверстия, геометрии передней воздушной камеры и геометрии задней воздушной камеры. Вентиляционное отверстие и геометрия задней камеры влияют на поведение микрофона на низких частотах, в то время как поведение на высоких частотах зависит только от геометрии передней камеры. Микрофон может иметь пик на частотной характеристике, вызванный эффектом резонанса Гельмгольца. Этот резонанс является следствием воздушного резонанса в передней воздушной камере. Частота резонанса зависит от размера передней камеры микрофона. Микрофон с плоской частотной характеристикой подходит для приложений, в которых требуется естественный звук и высокая разборчивость системы. На рисунке 19 показана частотная характеристика цифрового микрофона MP45DT02-M. Она имеет спад на низких частотах и пик на частоте около 18 кГц. Данный пик возникает из-за большой передней камеры этого микрофона.

Рис. 19. Частотная характеристика MP45DT02-M

Фазовая характеристика микрофона указывает на фазовые искажения, вносимые микрофоном. Говоря простым языком, речь идет о задержке между звуковой волной, воздействующей на мембрану микрофона, и электрическим сигналом на выходе микрофона. Данная задержка вносится как МЭМС-датчиком, так и микросхемой ASIC.

Коэффициент гармонических искажений THD

Коэффициент гармонических искажений THD характеризует искажения выходного электрического сигнала микрофона при наличии неискаженного акустического сигнала на входе. THD + N выражается как отношение суммы мощностей заданного числа гармоник и мощности шума к мощности неискаженного сигнала (опорный сигнал) и вычисляется по формуле 1:

Обычно ST указывает THD + N для диапазона частот 50 Гц…4 кГц для данного неискаженного сигнала 1 кГц при 100 дБSPL.

PSRR и PSR

Коэффициент подавления нестабильности питания (PSRR) определяет способность ASIC подавлять шумы, возникающие на входе питания. Чтобы оценить этот параметр, на вход питания подается сигнал VIN = 100 мВ (размах) при 217 Гц (частота переключения GSM в телефонных приложениях), а затем измеряется амплитуда выходного сигнала. Шумовой сигнал может иметь прямоугольную или синусоидальную форму. Обычно прямоугольная волна предпочтительнее, так как это наихудший случай.

PSRR – это отношение амплитуды остаточного шума на выходе микрофона (VOUT @ 217 Гц) к сигналу, генерируемому при добавлении помехи на вход питания. Обычно выражается в дБ, как указано в формуле 2:

Способность интегральной схемы подавлять нестабильность напряжения питания, также может быть определена с помощью PSR. Данный параметр определяется выходным сигналом, генерируемым микрофоном при наличии шума 100 мВ (размах) 217 Гц на входе питания. Следовательно, PSR выражается в дБ, как указано в формуле 3:

Чтобы при измерении PSRR или PSR избежать смешивания наложенного шума с фоновым, рекомендуется должным образом герметизировать звуковое отверстие микрофона или выполнять измерения в безэховой камере. В документации вместо PSRR обычно указывается PSR.

Номенклатура МЭМС-микрофонов

В таблице 1 представлена номенклатура новых и устаревших МЭМС-микрофонов производства ST. Эта сводная таблица включает в себя как аналоговые, так и цифровые микрофоны, что позволяет выбрать оптимальную модель для конкретного приложения.

Таблица 1. Особенности MEMS микрофонов

Наименования	Чувстви- тельность	Направленность	SNR, дБ	AOP,  дБSPL	THD+N, дБSPL	PSR, дБ	Потребле-ние макс., мкА	Габариты, мм	Располо-жение порта	Диапазон рабочих температур, °С
MP23ABS1	-38 дБВ	Всенаправленный	64 (А)	130	—	-60	150	2,65х3,5х1,08	Внизу	-40…85
MP34DT05-A	-26 дБFS	Всенаправленный	64 (А)	122,5	0,7% @ 110	-72	650	3х4х1	Вверху	-40…85
MP34DT06J	-26 дБFS	Всенаправленный	64	122,5	0,7% @ 110	-72	650	3х4х1	Вверху	-40…85
MP45DT02-M*	-26 дБFS	Всенаправленный	61	120	< 5% @ 115	-70	650	3,76х4,76х1,25	Вверху	-40…85
MP34дБ02*	-26 дБFS	Всенаправленный	62,5	120	< 5% @ 115	-86	650	3х4х1	Внизу	-40…85
MP34DT01-M*	-26 дБFS	Всенаправленный	61	120	< 2% @ 115	-70	600	3х4х1х3х4х1,06	Вверху	-40…85
MP34DT04*	-26 дБFS	Всенаправленный	64	120	< 5% @ 115	-70	700	3х4х1,095	Вверху	-40…85
MP34DT04-C1*	-26 дБFS	Всенаправленный	64	120	< 5% @ 115	-70	700	3х4х1,095	Вверху	-40…85
MP34DT05*	-26 дБFS	Всенаправленный	64	122	< 6% @ 120	-72	650	3х4х1	Вверху	-40…85
MP23AB02B*	-38 дБFS	Всенаправленный	64	125	< 2% @ 120	-70	220	2,5х3,35х0,98	Внизу	-40…85
MP23AB01DM*	-38 дБFS	Всенаправленный	64	130	< 10% @ 130	-85	250	2,5х3,35х0,98	Внизу	-40…85
MP23AB01DH*	-38 дБFS	Всенаправленный	65	135	< 5% @ 130	-100	250	2,5х3,35х0,98	Внизу	-40…85
* — Устаревшие МЭМС-микрофоны производства ST (представлены для сравнения)

 

Пьезоэлектрический Пленочный Датчик Контактного Микрофона-cm-01b

 

Высокочувствительный пьезопленочный датчик контактный микрофон-CM-01B

 

 

CM-01B контактный микрофон Технические характеристики
• Высокая чувствительность
• Прочный
• Низкий уровень шума
• Piezo технология пленки
• Экранированный кабель

 

CM-01B свяжитесь с микрофономОписание продукта:
В CM-01B контактном микрофоне используется чувствительная, но надежная пьезопленка PVDF в сочетании с малошумным электронным предусилителем для обеспечения уникального звука или вибрации с буферным выходом. Конструкция минимизирует Внешние акустические шумы, обеспечивая чрезвычайно высокую чувствительность к вибрации, применяемой к центральной Резиновой прокладке. CM-01B идеально подходит для обнаружения звуков тела.

CM-01B свяжитесь с микрофономОсобенности
• Широкий диапазон пропускания
• Высокая чувствительность
• Отличная ударопрочность
• Легкая конструкция
• Низкая стоимость

CM-01B контактный микрофон приложений
• Электронный стетоскоп
• Звукосниматель с костным проводом
• Контактный микрофон общего назначения
• Датчик вибрации/удара

Характеристики производительности контактного микрофона CM-01B

 

Параметр	Мин	Тип	Макс	Блоки
Чувствительность		40		V/мм
Нижняя ограничительная частота (-3 дБ)		8		Гц
Верхняя Предельная частота (+ 3 дБ)		2,2		КГц
Резонансная частота		5		КГц
Пружины		20		N/м
Электронный уровень шума		1		МВPk-pk
Напряжение питания	4	5	30	V-DC
Потребляемый ток		0,1		MA
Операционной TemТемпературы	5		60	°C
Для хранения TemperatЕ	-20		85	°C

 

 

Для более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами

Чрезвычайно Высокая Чувствительность Пьезо Микрофон Пьезоэлектрический Принцип Пьезо Микрофон Для Обнаружения Звуки Тела

 

Высокочувствительный пьезопленочный контактный микрофон с датчиком-CM-01B

 

 

CM-01B контактный микрофон Технические характеристики
• Высокая чувствительность
• Прочный
• Низкий уровень шума
• Piezo технология пленки
• Экранированный кабель

 

CM-01B свяжитесь с микрофономОписание продукта:
CM-01B контактный Микрофон использует чувствительную, но прочную пьезопленку PVDF в сочетании с низким уровнем шума электронным предусилителем, чтобы обеспечить уникальный звук или вибрацию пикап с буферным выходом. Конструкция минимизирует внешний акустический шум, обеспечивая чрезвычайно высокую чувствительность к вибрации, применяемой к центральной Резиновой прокладке. CM-01B идеально подходит для обнаружения звуков тела.

CM-01B свяжитесь с микрофономОсобенности
• Широкий диапазон пропускания
• Высокая чувствительность
• Отличная ударопрочность
• Легкая конструкция
• Низкая стоимость

CM-01B контактный микрофон приложений
• Электронный стетоскоп
• Звукосниматель с костями
• Универсальный контактный микрофон
• Вибрационное/ударное зондирование

Характеристики производительности микрофона CM-01B контактов

 

Параметр	Мин	Тип	Макс	Блоки
Чувствительность		40		V/мм
Нижняя ограничивающая частота (-3 дБ)		8		Гц
Верхняя ограничивающая частота (+ 3 дБ)		2,2		КГц
Резонансная частота		5		КГц
Пружины		20		N/м
Электронный уровень шума		1		МВPk-pk
Напряжение питания	4	5	30	V-DC
Потребляемый ток		0,1		MA
Операционной TemТемпературы	5		60	°C
Для хранения TemperatЕ	-20		85	°C

 

 

Более подробную информацию, пожалуйста, свяжитесь с нами

Микрофон караоке. Разборка и ремонт. — Радиомастер инфо

Микрофон не включается. Рассказано как разобрать и устранить неисправность.

 

Микрофон караоке новый. Проработал некоторое время и перестал включаться. Первая мысль, которая приходит в голову, сел аккумулятор, нужно зарядить. Подключили к зарядному, красный светодиод горит. Простоял несколько часов, красный светодиод не погас, микрофон не включается.

Разобрать микрофон, если не знаешь, как начать, не так просто. Один винт с торца, не решает проблему, только чехол ручки снялся. В интернете есть нужная информация на похожие модели. Там нужно отклеить самоклеящуюся этикетку и под ней открутить винты. Здесь такой этикетки нет. Методом проб и ошибок нашел нужный способ. Со стороны кнопок нужно снять сетку, поддев ее иголкой.

Становятся доступны 4 винта. Открутив их получаем доступ к внутренностям. Откручиваем чехол микрофона, снимаем его. С нижнего торца ручки есть отверстие. Там в глубине винт, я о нем упоминал чуть раньше, крестовой отверткой откручиваем его и снимаем цилиндрический чехол ручки.

Чтобы снять плату, нужно открутить 2 винта, которыми она крепится.

Запоминаем расположение разъемов, отключаем их. Поднимая вверх снимаем чехол высвобождая из пазов держатель микрофона и аккумулятора.

Полностью разобранный микрофон караоке выглядит так:

Измеряем напряжение аккумулятора. Оно около 3,3В. Согласно инструкции, да и по внешнему виду видно, что аккумулятор Li-Ion, тип 18650. Такой заряженный аккумулятор имеет напряжение около 4В.

Подключаем зарядное. Красный светодиод загорелся, но напряжение на аккумуляторе как было 3,3В так и держится. Зарядки нет. Рядом расположена микросхем с 5 выводами. На ней надпись LTH7R.

Видно, что запаяна эта микросхема как-то косо. В DataSheet на LTH7R сказано, что это драйвер зарядки для Li-Ion аккумуляторов. Приведена схема включения и расположение выводов.

Выпаял микросхему. Проверил на предмет замыкания выводов между собой. Вроде целая. Запаял как в DataSheet на LTH7R. Да оно и по печатной плате понятно.

Подключил. Напряжение на аккумуляторе при подключенном зарядном 4,14В, значит заряжается. Красный светодиод на обратной стороне платы горит. Прошло время, около 2х часов и он погас. Все работает как надо. Сборка в обратном порядке не представляется сложной.

Учитывая, что микрофон караоке новый, возможно это заводской брак. Микросхема зарядки запаяна неправильно.  Микрофон работал от аккумулятора, а когда он сел, уже у покупателя, работать перестал. Неправильно запаянная микросхема не позволяла зарядить аккумулятор.

Материал статьи продублирован на видео:

Петличный микрофон Boya BY-M1

«Петличка» эта предназначена для записи интервью, кастов и прочих голосовых заметок, в зависимости от формата вещания. Boya M1 — это китайский ответ (клон, если хотите) на более дорогущую японскую «петличку» Audio-Technica ATR3350. Эти две модели очень похожи между собой, они имеют одинаковую длину шнура и «балласт» с фантомным питанием, эти оба микрофона очень любят сравнивать. С «японцем» мне ещё не довелось познакомиться, поэтому речь поведу о китайской версии микрофона.

Технические характеристики

Направленность: всенаправленный
Частотный диапазон: 65 Гц~18 кГц.
Сигнал/шум: 74 дБ
Сопротивление: 1кОм
Чувствительность: -30 дБ ± 3 дБ / 0 дБ = 1 В / Па, 1 кГц.
Разъем: 3,5-мм (1/8 ”) 4-контактный
Тип батареи: LR44 (не входит в комплект)
Длина кабеля: прибл. 5,7 м / 18,7 фута

Существует также модификация BOYA BY-M1DM, где имеется сразу два раздельных петличных микрофона специально для записи интервью и диалогов, где участвует два человека.

Внешний вид

Стоит отметить, что все надписи на упаковке и даже в инструкции — на английском. Не нашёл ни одного китайского иероглифа, т.е. девайс изготавливается и упаковывается явно на экспорт.

Комплектация следующая:

— микрофон с длиннющим кабелем
— мешочек из кожзама для хранения микрофона
— металлическая прищепка
— съёмная ветрозащита
— переходник 3.5мм -> 6.3мм
— пакетик с силикагелем для вытяжки влаги

Размер мешочка 9.5 х 13см. Есть шнурок для стяжки.

Микрофон в мешке

Комплектная металлическая прищепка для крепления микрофона на внешнюю одежду, очень тугая.

Ветрозащита играет роль поп-фильтра, чтобы избежать «взрывных» перегрузочных звуков «П» и «Б»

Тот моток проводов, который тянется от микрофона до штекера — весьма массивен. Заявленная длина 5.7м, и это солидный запас, который в свою очередь добавляет и солидный вес. Поэтому момент двоякий. Для скрепления связки — присутствует ленточная липучка. Металлическая штука в форме цилиндра — «балласт» с сопутствующей электроникой. На нём сбоку предусмотрен зажим для крепления куда-либо, например на ремень штанов.

Сдвижной переключатель служит для определения режимов работы микрофона, коих всего два:
— Cameras (выставить, если подключаете к зеркальной камере, видеокамере)
— OFF/SmartPhones (выставить, если подключаете к смартфону)

Микрофон имеет фантомное питание, поэтому «балласт» разбирается, для установки батарейки LR44.
На сколько её хватает — неизвестно (по отзывам, надолго), индикации разряда нет — что минус.

Штекер 3.5мм, 4-контактный, т.е. к смартфону подключить можно без лишних свистоплясок с переходниками. При этом, к стандартному 3-контактому разъёму 3.5мм наушники также подключаются без проблем.

Микрофон готов к креплению на одежду и записи звука

Далее последуют образцы записи звука с этого микрофона в разных сценариях.
Условия таковы:

— помещение плотно обставлено мебелью, окно прикрыто
— на микрофон всегда надета ветрозащита и закреплён в районе груди
— все образцы оригинальные, без постобработки*
_____________________
*. — если слушаете в ютубе, то там уже пережатое качество. Рекомендую оценивать оригиналы записей.

Образец #1 — запись на смартфон Oppo K3 (MP3 320kbps, 48kHz)
Образец #1.1 — запись на смартфон Oppo K3 (MP3 320kbps, 48kHz) с дешёвого микрофона
Образец #2 — запись на DSLR-камеру параллельно с видео (PCM 48kHz 16bit ~1500kbps)
Образец #3 — запись на рекордер Zoom h2 (WAV PCM 44.1kHz 24bit ~2130kbps, Input Level 60)
Образец #3.1 — запись на рекордер Zoom h2 (WAV PCM 44.1kHz 24bit ~2130kbps, Input Level 90)
Образец #4 — запись на ноутбук с Windows 10 (PCM 44.1kHz 16bit ~1400kbps)

Видео с образцами записей

В порядке возрастания по качеству.
Образец #1.1, записанный с микрофона дешёвой гарнитуры показывает самый худший звук — что неудивительно, на фоне много шумов, а сам звук слышится, как через толстый слой ваты. Этот пример я добавил для того, что было понимание, чем отличаются микрофоны с 10-кратной разницей в цене. Из всех сценариев, протестированных с подключением петлички Boya BY М1 самый неприемлемый оказался при записи на зеркальную камеру, какой-то зашкаливающий уровень чувствительности, — мне напомнило звук из старых репортёрских передач по ТВ на рубеже 1999-2000 годов. Записанный на смартфон и рекордер неплох — он на порядок чище, чем если писать звук с гарнитуры — эта разница сразу бросается в глаза. Разница между качеством записи на смартфон и рекордером — на первый слух не очевидна, но если прислушаться, то запись на ZOOM получается более ровнее и шире.

Недостатки микрофона касаются больше эргономики — нет индикации уровня заряда батарейки, которая может разрядиться в неожиданный момент. Впрочем, если писать звук на смартфон, то бишь, использовать петличку по прямому назначению, так как TRRS штекер рассчитан на подключение к смартфону, то об активации фантомного питания и разряде батарейки можно уже не беспокоиться. Но в таком случае, стоило бы тогда придумать возможность «отстёгивания» «балласта» за ненадобностью, чтобы он не мешался.

Массивная скрутка проводов — одновременно и плюс и минус. Плюс очевиден — микрофон можно далеко тянуть, минус — дополнительный вес, который придётся с собой таскать.

Комплектная поролоновая ветрозащита — нужная вещь, ею рекомендую использовать, она блокирует незначительные порывы ветра и дыхания, в том числе выступая поп-фильтром, который гасит «взрывные» звуки «П» и «Б». Однако для сильных ветров такой защиты будет уже недостаточно, и тут начинает расстраивать отсутствие в комплекте длинноволосной меховой ветрозащиты.

Вроде основные моменты зацепил, петличку тестирую впервые, если что-то упустил, сообщите.
ЗЫ. забыл ещё отметить, микрофон — стерео.
Спасибо за внимание.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Внешний микрофон для фото-видеотехники BOYA BY-MM1

Небольшой обзор недорогого «апгрейда» для видеокамеры, фотоаппарата или смартфона — внешний направленный микрофон.
Брендированный (BOYA), с неплохим комплектом и меховой ветрозащитой.

Пригодится для любителей поснимать видео на зеркалку.

Всем привет!

Вот такой интересный микрофон — BOYA BY-MM1 Mini Cardioid Microphone Metal Electret Condensor for DSLR Camera.
Это направленный конденсаторный микрофон с креплением к «горячему башмаку» — стандартному креплению зеркальной (и не только) камеры, например, вместо вспышки, или на штатив (резьба 1/4″). Направленность микрофона позволяет записывать звук на переднем плане (Перед камерой) с усилением. Гораздо лучше встроенного микрофона в камеру или фотоаппарат.

Характеристики:
Brand: BOYA
Model: BY-MM1
Material: Ruged Metal Construction
Mount: Hot shoe & 1/4″
Transducer: Electret Condenser
Polar Pattern: Cardioid
Frequency Response: 35-18KHz ±3dB
Sensitivity: -42dB ±1dB / 0dB = 1V/Pa, 1KHz
Signal to Noise Ratio: 76dB SPL
Plug: 3.5mm TRS & TRRS Connector
Item Size: 8.1 * 2.2cm / 3.2 * 0.9″(L * D)
Item Weight: 50g / 1.8oz
Package Size: 15 * 13 * 6.5cm / 5.9 * 5.1 * 2.6″
Package Weight: 178.5g / 6.3oz

Внешний микрофон представляет собой небольшой металлический цилиндр с дополнительной меховой ветрозащитой.
Причем можно использовать, как с ветрозащитой, так и без, просто как внешний микрофон.

Крепится на башмак, есть кольцо с прижимом. Крепление сделано амортизирующим — сводит к минимуму вибрации от тушки.

Микрофон приходит в фирменной коробке BOYA

В комплекте есть
1 * Microphone
1 * Windshield
2 * Audio Cable
1 * Shock Mount
1 * Carrying Bag
1 * User Manual(English)

Дополнительная информация — инструкция

Это направленный микрофон с более-менее линейной характеристикой, угол направленности около 120°. Подходит, как раз, для съемки видео.

Фирменный мешок BOYA позволяет хранить и носить микрофон и ветрозащиту с собой.


Меховой чехол (ветрозащита) на микрофон

Также есть фирменный ярлычок

На корпусе (у основания с разъемом) есть маркировка модели микрофона.

Сам по себе чехол мягкий, крепится на резинке.

Джек 3,5 для подключения к устройству.

Крепление к башмаку в виде пружинной стойки (из красного упругого пластика)

Обратите внимание на втулку с резьбой 1/4″ для крепления на фотоштатив. Можно использовать мини-штативы и подключать к ноутбуку или планшету — очень удобно. Для скайпа и подобного нецелесообразно, а вот для записи какого-либо мероприятия — вполне.

Крепление микрофона.

Примеряем к фотоаппарату

Фиксируем крепление поворотом кольца

Подключение стандартное, подходит и для ноутбуков, смартфонов и т.п. В комплекте два кабеля (маркируются как TRS и TRRS — 3.5 мм с тремя и четырьмя контактами.

Для фотоаппарата с тремя контактами, для планшета/смартфона/ноутбука с четырьмя

Даже бирки предусмотрены, дабы не перепутать

Гнездо для подключения внешнего микрофона расположено у разных моделей по-разному, обычно — под заглушками на корпусе.
У меня так и подписано — MIC

Подключаем

К микрофону предусмотрен угловой штекер, к устройству — прямой

Вот как выглядит установленный на фотоаппарат внешний микрофон

Провод не очень длинный, при желании можно пристегнуть к ручке.

А вот использовать вспышку будет проблематично — или снимать меховую защиту или… снимать с отдельным видеосветом.


Микрофон получается направлен туда же, куда и объектив.

По габаритам он не больше, чем вспышка, которая крепится туда же в башмак. Снять-установить легко.

Микрофон неплохой, за счет направленности, да и по характеристикам — усиливает достаточно прилично. Я сравнивал с встроенным микрофоном — громкость примерно на порядок выше при одинаковых расстояниях. Звук чище. При работе зумом нет шума от объектива — это плюс, обычно на видео с зеркалок присутствует подобное.
Закадровый голос тоже слышно, хоть человек с камерой в руках и не «попадает в диаграмму направленности» микрофона, но как источник звука он рядом и пишется без проблем. А вот вплотную «орать» в микрофон не стоит (до ~1м) — он входит в насыщение, получается «перегрузка» по звуку (хрипы и т.п.). Так что снимать с расстояния.
Если вы используете микрофон для записи, например, видеороликов в блог, то имейте в виду, что это не аналог петличного микрофона. Наоборот, этот BOYA BY-MM1 подойдет для записи конференций, интервью, в том числе и на улице.
Крепление на 1/4″ способствует этому (можно использовать селфи-палку с 1/4″).
Так что, микрофон BOYA — весьма интересный гаджет для смартфона/планшета/ноутбука/фото-видеокамеры.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Вокально-речевой студийный конденсаторный микрофон или сверхглубокая модернизация китайского BM-700 / BM-800

Всех приветствую!

Подобрать правильный микрофон – значит, обеспечить треть успеха качественной записи вокала (или речи). Неподходящий или некачественный микрофон испортит звучание вокалиста (или диктора). Поэтому к выбору звукозаписывающего устройства нужно подходить со всей ответственностью. Что же делать, если выбор сделан неверно? Можно ли это исправить?

В данной статье расскажу, как я модернизировал популярный китайский микрофон BM-700, а так же сравню результаты проделанной работы с применением электретного и конденсаторного капсюлей.

Интересно?

Скажу сразу, что современный микрофон – это достаточно сложная система из акустико-механических (таких как: различные зазоры, отверстия, объемы и пористые материалы), электромеханических (преобразующих звуковые колебания в ЭДС) и электронных (согласующих сторону преобразователя с последующим усилительным устройством) звеньев.

Для понимания классификации микрофонов рассмотрим вкратце их устройство и принцип действия.
В зависимости от принципа преобразования механических (звуковых) колебаний в электрические микрофоны делятся на несколько типов. В студийной практике, как правило, используются электродинамические (катушечные и ленточные) и конденсаторные микрофоны (в том числе электретные). В электродинамических микрофонах выходное электрическое напряжение пропорционально скорости колебаний подвижной системы, а в конденсаторных (и вообще всех остальных) – пропорционально колебательному смещению.

Принцип действия электродинамического катушечного микрофона состоит в следующем (см. рисунок выше).
В кольцевом зазоре 4 магнитной системы, имеющей постоянный магнит 5, находится подвижная катушка 1, скреплённая с диафрагмой 2 на опорном фланце 3. При воздействии на диафрагму звукового давления она вместе с подвижной катушкой начинает колебаться. В силу этого в витках катушки, перерезающих магнитные силовые линии, возникает напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.

Электродинамический микрофон стабилен, имеет довольно широкий частотный диапазон и сравнительно небольшую неравномерность частотной характеристики.

Устройство ленточного электродинамического микрофона несколько отличается от устройства катушечной модификации (см. рисунок выше).
Здесь магнитная система микрофона состоит из постоянного магнита 4 и полюсных наконечников 2 со сквозными отверстиями 3, между которыми натянута легкая, обычно алюминиевая, тонкая (порядка 2мкм) гофрированная лента 1. При воздействии звукового давления на обе её стороны возникает сила, под действием которой лента начинает колебаться, пересекая при этом магнитные силовые линии, вследствие чего на её концах развивается напряжение. Так как сопротивление ленты очень мало, то для уменьшения падения напряжения на соединительных проводниках, развиваемое на концах ленты напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора, размещаемого в непосредственной близости от ленты. Напряжение вторичной обмотки трансформатора является выходным сигналом микрофона.

Частотный диапазон данного микрофона так же довольно широк, а неравномерность частотной характеристики невелика.

Для высококачественных электроакустических трактов наибольшее распространение получил конденсаторный микрофон (см. рисунок выше).
Принципиально он работает следующим образом: жёстко натянутая мембрана 1 с эффективным диаметром D под воздействием звукового давления может колебаться относительно неподвижного электрода 4, являясь вместе с ним обкладками электрического конденсатора с зазором d, образованным изоляционным кольцом 2. Односторонняя направленность конденсаторного микрофона достигается тем, что капсюль имеет второй акустических вход через специальные отверстия во вкладыше 5 и отверстия в неподвижном электроде 3. Данный конденсатор включается в электрическую цепь последовательно с источником постоянного тока Gb1 и активным нагрузочным сопротивлением Rн. При колебаниях мембраны ёмкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления, в связи с чем в электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении возникает падение напряжения, являющееся выходным сигналом микрофона.

Следует отметить, что нагрузочное сопротивление должно быть весьма большим (порядка 1ГОм), что бы падение напряжения на нем не значительно уменьшалось на низких частотах, где ёмкостное сопротивление конденсатора (мембрана – неподвижный электрод) очень велико и использование такого микрофона было бы невозможно из-за сравнительно небольшого сопротивления нагрузки. По этой причине у конденсаторных микрофонов предусмотрены конструктивно связанные с самим микрофоном усилители, имеющие малый коэффициент усиления (порядка единицы), высокое входное и низкое выходное сопротивления.
Конденсаторные микрофоны имеют самые высокие качественные показатели: широкий частотный диапазон, малую неравномерность частотной характеристики, низкие переходные искажения (т.е. способность верно воспроизводить звуки с крутым фронтом), высокую чувствительность и низкий уровень шумов.

Электретные микрофоны, по существу, те же конденсаторные, но постоянное напряжение для них обеспечивается не обычным источником, а электрическим зарядом мембраны или неподвижного электрода, материалы которых отличаются тем, что способны сохранять этот заряд длительное время. Однако поляризация электрета постепенно уменьшается, и через несколько лет требуется его замена. В этом скрывается основной недостаток микрофонов данного типа.
Одним из существенных преимуществ электретных микрофонов перед конденсаторными является то, что при одинаковых значениях поляризующего напряжения (в случае электретного – эквивалентного) в электретных системах можно использовать меньшее значение зазора d и, стало быть, реализовать большую чувствительность, не опасаясь «прилипания» мембраны к неподвижному электроду. Объясняется это тем, что заряд электрета находится в связанной форме, вследствие чего не может «стекаться» к центру мембраны, когда она под действием поляризующего напряжения прогибается в сторону неподвижного электрода и её центр оказывается наиболее близкой к электроду точкой.

Итак, подтянув (или освежив) теоретические знания, предлагаю перейти к практической части.
Сегодня, как уже многим стало понятно из названия статьи, речь пойдет именно о конденсаторных микрофонах.

В моем распоряжении оказался один из самых дешевых (и поэтому популярных?) китайских микрофонов – BM-700 со следующими официальными характеристиками (конечно же, далекими от истины).

АЧХ приводить не буду, т.к. картинка (именно картинка, а не график) не имеет ничего общего с действительностью – свет на этот вопрос прольем немного позже.

Разобрав корпус микрофона (делается это, к слову, очень просто – необходимо открутить нижнюю круглую гайку и два винта от защитной решетки), видим следующую картину: 16мм электретный капсюль и плату с одной из самых простейших схем на транзисторе 2SK596S-B (используется, конечно, не оригинал, вследствие его снятия с производства, а китайская копия K596-B).

Одним из самых главных недостатков данного микрофона является очень высокий уровень собственного шума. Так же к недостаткам можно отнести его недостаточную для комфортной работы чувствительность. Исправление этих параметров и будет основными задачами при модернизации.

Повысить чувствительность микрофона можно за счёт увеличения поляризующего напряжения и увеличения площади мембраны.
Первый вариант не подходит потому, что повышению поляризующего напряжения препятствует малое расстояние между электродами, а так же недостаточная электрическая прочность воздуха и тонкого слоя диэлектрика мембраны. Поэтому было принято решение пойти вторым путем – заменить капсюль на другой, с широкой диафрагмой. Выбор пал на 25мм капсюль. Сравнительная таблица с характеристиками обоих приведена ниже.

В сравнении со штатным 16мм, новый капсюль кажется очень внушительным.

25мм капсюль отлично вписывается в доработанное штатное крепление (необходимо лишь дремелем выбрать ребра для установки старого капсюля, а зазор ~1мм по контуру заполнить пористой лентой).

Вопрос с низкой чувствительностью можно считать закрытым, и пора решать проблему с высоким уровнем собственного шума. Причем этот шум вносит не столько сам капсюль, сколько убогое схемное решение штатного усилителя. Пытаться улучшить ситуацию заменой разделительных конденсаторов и монтажом дополнительных фильтров в цепи питания я считаю нецелесообразным. Поэтому, вдохновившись рассказом Дага Форда на YouTube-канале EEVblog, решил полностью переработать усилитель, отправив старый туда, где ему полагается быть изначально – в мусорное ведро.

Основой нового усилителя стала схема «самого тихого студийного конденсаторного микрофона» – RØDE NT1-A, которую можно найти на форуме GroupDIY. Безусловно, в лоб я её копировать не стал (хотя решение весьма простое и элегантное), а промоделировал в Multisim, оптимизировав компонентную базу. В результате получился сверхлинейный (вплоть до 100кГц) усилитель с коэффициентом усиления по напряжению равным единице и коэффициентом нелинейных искажений ≤ 0,0005% (при 1 кГц) и ≤ 0,001% (при 10 кГц).

Определившись со схемным решением будущего усилителя, переходим к трассировке печатной платы. Основной задачей проектирования платы является минимизация её влияния на работу схемы. Реализовать это требование в двухслойной плате порой сродни искусству. Что бы прийти к окончательному варианту мне понадобилось аж пять опытных образцов! Для обеспечения наилучших результатов пришлось полностью отказаться от применения компонентов для монтажа в отверстия, сделав при этом все цепи минимально короткими без паразитных переходных ёмкостей и индуктивностей.

Печатная плата была заказана в Китае с использованием сервиса JLCPCB. На данный момент, по моему мнению, это лучший по соотношению цена/качество вариант заказа прототипов плат размером до 100*100мм. Единственный минус в том, что они в последних моих заказах не используют вакуумную упаковку – просто запаивают в герметичный пакет с силикагелем. При этом платы приезжают немного потёртыми, что особенно заметно на чёрной маске. На пайку и работоспособность не влияет, но «осадочек остался». 🙂

Необходимые электронные компоненты были заказаны в той же группе компаний, что и JLCPCB – LCSC, что позволило сэкономить на доставке, т.к. у них есть возможность объединения заказов печатных плат и компонентов. Доставка почтой занимает порядка 2..2,5 недель.
Однако на 100% закрыть потребность в них не удалось, несмотря на достаточно широкий ассортимент на складе. Транзисторы, как ни странно, оказалось дешевле всего заказать в ЧИП и ДИП, а высокоомные резисторы пришлось брать аж на 1688.com через посредника.

Итак, можно приступать к сборке.
Я использовал паяльную станцию ATTEN 8586. Вариант не идеальный – мощности паяльника порой недостаточно (приходится иногда поднимать температуру выше 300°C).

Флюс KINGBO RMA-218, паяльную пасту MECHANIC XG-Z40, пинцет ESD-15 и припой FELDER ISO-Core ELR.

Несмотря на то, что флюс и паяльная паста являются безотмывочными, для достижения наилучшего результата их всё равно лучше отмыть. Для этих целей у меня есть SOLINS FLUX-OFF.

Готово, смотрим на результат.

Окончательный монтаж – это соединение капсюля, платы усилителя и XLR-разъема проводами. Для этой цели я использовал посеребренный провод в тефлоновой (PTFE) изоляции FF46-2.
Так же после монтажа желательно изолировать чувствительную область усилителя от влаги, например при помощи лака на основе акриловой смолы PLASTIK 71.

Казалось бы, микрофон уже собран, но внутренний перфекционист и желание сделать ещё лучше не позволили остановиться на достигнутом. Было принято решение сделать ещё один вариант, на этот раз уже не электретный, а конденсаторный с внешней поляризацией. Электромеханическим преобразователем в данном случае был выбран 34мм капсюль. Общая сравнительная таблица характеристик представлена ниже.

Так как капсюль не имеет защитных элементов мембраны – она полностью открыта, то он поставляется в пластиковой коробочке исключающей механические повреждения.

К слову сказать, это уже не конденсаторный капсюль в чистом виде, а акустически комбинированный. В нём не одна мембрана, а две с разных сторон – одна электрически активная (рабочая) с покрытием из золота, а вторая пассивная (необходима для формирования однонаправленных свойств).

Параметры данного капсюля на странице продавца вызывают некоторые сомнения, поэтому я нашёл аналогичный на Taobao – K14. Измеренная продавцом АЧХ имеет следующий вид. Резкий спад ниже 80Гц, скорее всего, обусловлен АЧХ источника звука при проведении измерений, нежели самим капсюлем.

Крепление для 34мм капсюля необходимо изготовить самостоятельно, т.к. все имеющиеся в продаже, которые я видел, не подходят для имеющегося корпуса микрофона. Заготовку по сконструированной модели вырежем лазером из листа акрила, а отверстия просверлим потом, уже вручную. Крепление должно быть обязательно из изоляционного материала, т.к. на корпус капсюля будет подводиться поляризующее напряжение.

Раму микрофона так же необходимо доработать, просверлив отверстия под виброизолирующие втулки. Сверлится очень легко, т.к. она отлита из алюминиевого сплава. Чтобы получить более точные отверстия я сначала просверлил их сверлом меньшего диаметра, а потом прошёлся разверткой.

Крепёж и виброизоляторы, необходимые для сборки, на фото ниже.

Устанавливаем крепление капсюля на раму. Самоконтрящиеся гайки с нейлоновым кольцом позволяют отрегулировать предварительное сжатие виброизоляторов и исключить разбалтывание системы подвеса в будущем.

Далее перейдём к электронной части – к уже отработанной схеме усилителя необходимо добавить блок формирования поляризующего напряжения. Выполним его на триггерах Шмитта (в качестве генератора) и несимметричном умножителе напряжения, добавив выходной CRC-фильтр.

Разводя печатную плату, в данном случае пришлось перейти на двусторонний монтаж – это позволило разместить фильтрующие конденсаторы цепей питания в непосредственной близости от потребителей. Это позволяет распределить рабочий ток между ними, используя низкоимпедансные пути прохождения тока. Практически это означает, что данные конденсаторы непосредственно обслуживают компоненты, в то время как источник питания занимается их перезарядом.

В заказ эта плата ушла вместе с предыдущей с задержкой в один день, благо сервис JLCPCB позволяет объединять заказы до момента отгрузки.

Переход на двусторонний монтаж SMD-компонентов несколько осложняет сборку. При серийном производстве большие конденсаторы с обратной стороны платы пришлось бы закреплять при помощи клея.

Внешний вид после окончательного монтажа показан на фото ниже.

Остаётся только прикрутить защитную решетку и полностью собрать корпус микрофона. Отличить его от предыдущего можно разве что по изменившемуся весу, т.к. новый капсюль весит порядка 50 грамм.

И теперь уже вроде бы можно отложить в сторону паяльник и приступать к тестированию, но нет – осталась ещё одна немаловажная часть – коммутация. Комплектный микрофонный кабель мало того что ужасного качества, но и является несимметричным (имеет один сигнальный проводник), т.е. абсолютно не подходит для микрофонов требующих фантомное питание. Поэтому отправляем его к штатному капсюлю и плате усилителя – в мусорное ведро.
Основой нового кабеля станет один из лучших, по моему мнению, микрофонных кабелей, которые можно купить за вменяемые деньги – японский Canare L-2T2S. Это 2-проводной (симметричный) кабель диаметром 6мм и сечением 60-жильных проводников 23AWG (0,258кв.мм) с лужёным медным экраном высокой плотности (заполнение более 94%) в ПВХ изоляции со следующими характеристиками.

Признаться честно, разделка этого кабеля – сущий ад. Экран настолько плотный, что на его «распушение» без повреждения уходит очень много времени. Однако конечный результат не может не радовать.

XLR-разъемы были выбраны производства Neutrik Group, а именно китайской компанией Ningbo Neutrik® Trading Co., Ltd. под брендом «Yongsheng» – YS176 (мама) и YS177 (папа).

Очень приятные как при сборке, так и в эксплуатации разъёмы. Металлическая защёлка увеличенного размера овальной формы не люфтит при установке в оборудование, полиуретановая манжета защищает кабель от повреждения при изгибах, а эргономичный корпус не скользит в руке.

После окончательной сборки трёхметровый кабель выглядит следующим образом.

Перейдём непосредственно к тестированию. Именно к тестированию, а не измерениям, т.к. измерить все электроакустические параметры микрофона по ГОСТ Р 53576-2009 в домашних условиях не представляется возможным, к сожалению. Ограничимся снятием приведённой АЧХ и тестовой записью для каждого из трех микрофонов.
Интересующий нас диапазон частот – 80Гц..7кГц. Он выбран из тех соображений, что микрофон я делал вокально-речевой, а полоса частот речевого сигнала для мужских голосов составляет 80Гц..5кГц, а для женских 220Гц..7кГц.
АЧХ будем измерять именно приведённую, т.е. без использования измерительно микрофона (т.к. у меня его попросту нет) – по существу, обмерим источник звука испытуемым микрофоном, условившись, что в измеряемом диапазоне источник звука линеен. На самом деле это, конечно же, не так, но для общего представления вполне достаточно, т.к. основная энергия речевого сигнала сосредоточена в достаточно узкой полосе частот – 250..500Гц и спад в сторону высоких частот составляет 6дБ на октаву. Среднестатистическое распределение спектральной плотности средней мощности речевого сигнала приведено на графике ниже.

Для проведения тестов я воспользовался своим домашним оборудованием – звуковым USB-интерфейсом Roland QUAD-CAPTURE (UA-55) и программой SpectraPLUS.

Источником звука выступил активный 5″ монитор ближнего поля Pioneer S-DJ50X с диапазоном воспроизводимых частот 50Гц..20кГц.

Измеренная с расстояния 1м, приведённая АЧХ показана ниже. Тестовым сигналом послужил логарифмический свип-тон (sweep tone), представляющий из себя синусоиду с постоянно увеличивающейся частотой. Огибающая его пиковых значений явилась зависимостью амплитуды выходного от частоты входного сигнала.
Зеленая линия – это передаточная характеристика звукового интерфейса (когда вход и выход соединены). Бирюзовая – микрофон BM-700. Фиолетовая – ECM-1A, на электретном 25мм капсюле (грубо говоря, этот график и есть АЧХ источника звука, с явным резонансом в области 100Гц и провалом на 850Гц). Малиновая – CM-1A, на конденсаторном 34мм капсюле. Серым цветом выделен интересующий нас диапазон.

В области максимума спектральной плотности речи (выделен розовым) оба модернизированных микрофона имеют приблизительно одинаковую, близкую к линейной (если абстрагироваться от источника звука), АЧХ, в отличие от исходного BM-700, который имеет в данном диапазоне спад порядка 3дБ. Этот спад нежелателен и обусловлен недостаточным входным сопротивлением штатного усилителя. На практике он заставляет вокалиста (или диктора) приближаться к микрофону, со всеми вытекающими последствиями – неестественность звучания, «взрывные» согласные, «бочковатый» окрас.
Анализируя полученные данные, можно сказать, что для записи речи и вокала наиболее предпочтительным оказался классический конденсаторный микрофон, т.к., имея более рельефную АЧХ с подъемом на верхних частотах, он позволяет улучшить разборчивость голоса.

Наконец пришло время ответить на главный вопрос – «Как звучит каждый микрофон?» Для этого по эталонному файлу запишем звук с каждого из микрофонов без какой-либо обработки. Уровень сигнала для каждого из них устанавливался регулятором чувствительности индивидуально по отсутствию клиппинга (clipping), т.е. без ограничения амплитуды. Расстояние записи – 0,4м.

Результаты тестовой записи доступны на SoundCloud.

Шум в паузах у модернизированных микрофонов обусловлен больше гулом от кулеров компьютера и общей зашумлённостью помещения, нежели собственным шумом.

Подводя итог, следует отметить, что выбор оптимального микрофона, который наиболее точно передаст всю красоту и оригинальность голоса конкретного исполнителя – это задача сложная и разрекламированным дешевым китайским ширпотребом решить её, увы, нельзя. Однако, грамотно применив знания по акустике и электронике, можно своими руками сделать относительно недорогой высококачественный микрофон, который не будет уступать моделям именитых брендов.

В заключении хочу всем пожелать только качественных и чистых записей, небольшого количества дублей, успешного сведения и, если не отсутствия, то хотя бы минимального количества ошибок.

Успехов вам!

P.S. По вопросам приобретения собранных плат — пишите на почту в моём профиле.
Предложение актуально всегда.

Как работают микрофоны? | Типы сравниваемых микрофонов

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 28 апреля 2020 г.

Звук — энергия, которую мы можем слышать, — распространяется только до того, как впитается в окружающий нас мир. До электрических микрофоны были изобретен в конце 19 века, не было удовлетворительного способа отправлять звуки в другие места. Вы могли кричать, но это несло ваше слова чуть дальше. Вы не могли кричать в Нью-Йорке и пусть вас услышат в Лондоне.И ты не мог говорить в 1715 году и пусть кто-нибудь послушает то, что вы сказали сто лет спустя! Что примечательно, такие вещи возможны сегодня: путем преобразования звуковой энергии в электричество и информацию, которую мы можем хранить, микрофоны позволяют отправлять звуки наших голосов, нашей музыки и шумов нашего мира другим места и другое время. Как работают микрофоны? Рассмотрим подробнее!

Фото: вверху: Samson Meteorite — типичный профессиональный микрофон студийного уровня, который подключается к вашему компьютеру для подкастинга или другой высококачественной аудиозаписи.Технически это конденсаторный микрофон, улавливающий звук по кардиоидной диаграмме направленности. Защитная металлическая решетка предназначена для уменьшения шума ветра и хлопков. Такие микрофоны превращают входящий звук в исходящее электричество. Ниже: громкоговорители, подобные этой компактной модели книжной полки Sony, работают противоположно микрофонам, преобразуя входящую электрическую энергию в исходящий звук.

Микрофоны — это динамики заднего хода

Микрофоны сильно отличаются от громкоговорителей, поэтому большинство людей никогда не осознает, насколько они похожи они есть.Если вы читали нашу статью о динамиках, вы уже знаете, как работают микрофоны, потому что они буквально работают через громкоговорители задом наперед!

В громкоговорителе течет электричество в катушку металлической проволоки, намотанной вокруг (или перед) постоянного магнита . Изменение рисунок электричества в катушке создает вокруг нее магнитное поле, которое отталкивает поле, создаваемое постоянным магнитом. Это делает катушка двигаться. Катушка прикреплена к большому плоскому диску, который называется диафрагмой . или конус, так как катушка движется, диафрагма тоже движется.Движение диафрагма выталкивает воздух в комнату и создает звук волны мы слышим.

В микрофоне почти одинаковые детали, но работают они точно обратный путь.

Типы микрофонов

Фото: Типичный ленточный микрофон BBC-Marconi, используемый для радиопередач примерно с середины 1930-х годов.

Иллюстрация: Как работает ленточный микрофон. Пара гофрированных лент из алюминиевой фольги (синяя) натянута между полюсными наконечниками (зеленые) над постоянным магнитом (оранжевый) и перемещается вперед и назад, когда на них попадают звуковые волны, вызывая электрический ток, протекающий по кабелям (коричневый) прикреплены к их концам.Ярмо (желтое) замыкается и концентрирует магнитное поле. Иллюстрация из патента США 2113219: микрофон Гарри Ф. Олсона и Фрэнка Массы, RCA, 5 апреля 1938 года, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (с добавленными цветами для ясности).

Все микрофоны превращают звуковую энергию в электрическую, но есть разные виды, которые работают в немного разных способами.

Динамические микрофоны — это обычные микрофоны, которые используйте диафрагмы, магниты и катушки. Конденсаторные микрофоны работай немного другой способ, используя диафрагму для перемещения металла пластины конденсатора (устройство накопления электрического заряда) и таким образом генерировать ток. Большинство микрофонов всенаправленные , Это означает, что они одинаково хорошо улавливают звук с любого направления. Если вы записываете что-то вроде репортера теленовостей в шумной окружающая среда или редкая птица, чирикающая в далекой живой изгороди, вы лучше использовать однонаправленный микрофон , который улавливает звук из одно конкретное направление.Микрофоны обозначены как кардиоидные и гиперкардиоид улавливает звуки в форме «сердца» (это что означает кардиоид) паттерн, собирающий больше звука с одного направления чем другой. Как следует из их названия, вы можете нацелить дробовик . микрофоны , поэтому они улавливают звуки из очень определенного места потому что они очень направленные. Беспроводные микрофоны использовать радиопередатчики для передачи сигналов на усилитель и обратно, или другое звуковое оборудование (поэтому их часто называют «радиомикрофонами»).

Как работают домофоны?

Интеркомы используются как радионяни и в тех настольных гаджетах, которые позволяют начальникам поговорить со своими секретарями (или наоборот). Самый простой вид домофона состоит из двух телефонные трубки в разных комнатах соединены отрезком меди трос протягивается между ними. В каждой трубке есть громкоговоритель и пара кнопок. Громкоговоритель функционирует как микрофон (звукопоглощающий) или как громкоговоритель (звук звук) в зависимости от того, какой человек хочет поговорить.

Фото: В простом домофоне, таком как этот военный, одно и то же устройство работает как громкоговоритель, так и микрофон. Сбоку есть кнопка PTT («нажми и говори»), которую вы нажимаете, когда хотите говорить, и которая превращает устройство в микрофон. Если кнопка не нажата, она работает как громкоговоритель. Однако качество звука не слишком хорошее, и это один из самых больших недостатков простых домофонов: одно устройство не может выполнять функцию микрофона и громкоговорителя одновременно — здесь есть некоторый компромисс.Фото Брайена Ахо любезно предоставлено ВМС США.

Предположим, Энни (босс) и Боб (ее секретарь) находятся в соседних комнатах. Боб хочет предупредить Энни, что пора на встречу, поэтому нажимает кнопка вызова внутренней связи. Домофон Анни пищит, поэтому она нажимает на нее кнопка «поговорить». Громкоговоритель на ее трубке теперь работает как микрофон. Она разговаривает с ним, и звуковая энергия, производимая ею голос преобразуется в колеблющийся электрический ток, который перемещается по проводам к домофону Боба.Когда ток течет в Боб громкоговоритель, он преобразуется обратно в звуковые волны, и Боб слышит Голос Энни. Когда Энни закончила говорить, настала очередь Боба. Он нажимает кнопку «говорить», и теперь домофоны меняют местами функции. Громкоговоритель Боба теперь работает как микрофон, улавливая его голос и превращая его в электрический ток, который течет обратно по кабелю в офис Энни. Телефон Энни теперь работает как громкоговоритель и воспроизводит звук голоса Боба.

Фото: Аварийные телефоны в поездах, лифтах и ​​в общественных местах обычно представляют собой простые домофоны.Есть один динамик / микрофон с кнопкой, которую можно нажать, чтобы привлечь чье-то внимание. Когда кнопка нажата, домофон работает как микрофон и передает ваш голос. Когда вы отпускаете кнопку, домофон переключается на громкоговоритель, чтобы вы могли слышать, что человек на другом конце провода должен сказать в ответ. Такой домофон гораздо сложнее сломать или взломать, чем обычную телефонную трубку, поэтому он особенно подходит для использования в общественных местах.

Беспроводные домофоны

С научной точки зрения эти простые домофоны наиболее интересны: они научите нас, что громкоговорители и микрофоны — противоположности.С точки зрения пользователя, вы могли бы предпочесть использовать другие виды внутренней связи. В некоторых есть и микрофоны, и громкоговорители. в каждой трубке, чтобы два человека могли разговаривать одновременно. Беспроводные домофоны больше похожи на рации (радиостанции ближнего действия) и не имеют неудобных кабелей запутаться или встать на пути. Третьи подключаются к дому розетки и рассылают свои голосовые сигналы по дому проводку вместо использования собственного провода. (Это означает, что они работают немного как широкополосное соединение по линиям электропередач или BPL.)

Фото: Беспроводная радионяня. Есть два отдельных устройства, которые обмениваются данными по домашним линиям электропередач, и обычно вы используете их в разных комнатах, но я поставил их рядом, чтобы сделать снимок. В «детском» блоке слева находится микрофон (и ночник). «Родительский» блок справа содержит громкоговоритель и также загорается, когда слышны звуки. Поскольку звуки передаются напрямую от одного устройства к другому, нет необходимости в громоздкой проводке между ними.

Сделайте свой собственный микрофон!

Фото: использование обычного наушника в качестве микрофона.

Нет микрофона? То, что мы только что узнали о домофонах, говорит о том, что вы можете сделать свои собственные очень просто — просто подключив пару наушников-вкладышей к разъему для микрофона и разговаривая с ними! Этот небольшой трюк должен работать со звуковым оборудованием, но не работает. обязательно работать на вашем компьютере. Это потому, что ваши наушники подключены к штекеру стереоразъема, а гнездо для микрофона будут подключены к моновходу (и внутренняя звуковая карта вашего компьютера, скорее всего, тоже будет моно).Но попробуйте и посмотрите. Возможно, вам потребуется настроить свойства звуковой карты на панели управления или в настройках звука. Если вам повезет, вы обнаружите, что один из наушников работает как ваш микрофон, а другой ничего не делает (из-за несоответствия между стереоразъемом и моно-разъемом). Я подключил наушники прямо к разъему для микрофона своего компьютера и получил вполне приемлемый аудиовход в Skype, работающий в Windows, но мне не удалось воспроизвести звук через Windows Sound Recorder. Если вы хотите записывать стереозвук на свой компьютер с помощью микрофона, лучше всего использовать внешнюю звуковую карту (например, Griffin iMic).

Дополнительные действия микрофона

На этих отличных веб-сайтах более подробно рассказывается о создании собственного микрофона:

• Создайте свой собственный микрофон. Это простое практическое задание с веб-сайта Instructables показывает, как превратить ненужные наушники-вкладыши в микрофон.
• Микрофон для телефонной трубки от Randofo. Как сделать ретро угольный микрофон для эпохи цифровых технологий.
• Stealth Mic: Билл Бирн объясняет, как превратить пару наушников в простой, но эффективный бинауральный микрофон.
• Создайте свой собственный всплывающий экран для микрофона. Этот экран включает в себя создание простого экрана из колготок (колготок) для улучшения качества записи звука с микрофона.

Узнать больше

На этом сайте

Другие сайты

• Lloyd Microphone Classics: супер-сайт, рассказывающий об истории и развитии микрофонов, включая галерею популярных микрофонов из США, Великобритании, Японии, Германии и других стран. К сожалению, сейчас офлайн, но вот архивная версия с Wayback Machine.

Книги

Обратите внимание, что это высокотехнологичные руководства, которые не подходят для начинающих.

• «Микрофонная книга» Джона Эргла. Focal Press, 2012. Подробный обзор того, как работают микрофоны, различные типы и приложения (в основном фокусируется на вещании и использовании в студии).
• Профессиональные методы микрофона Дэвида Майлза Хубера и Филипа Уильямса. Mix Books, 1999. Практическое руководство по размещению и использованию микрофонов для записи широкого диапазона различных музыкальных инструментов.
• Справочник звукорежиссеров Глена Баллоу (редактор). Gulf Professional Publishing, 2008. Огромный (1700 страниц!) Справочник для профессиональных звукорежиссеров, охватывающий теорию акустики, электронные компоненты, используемые в аудиосистемах, и практически все аспекты звукозаписи, как в помещении, так и на открытом воздухе. Сильный акцент на теории.

Статьи

• Что бы вы сделали с водонепроницаемым микрофоном MEMS? Слушайте Whales, конечно, от Tekla Perry. IEEE Spectrum, 23 декабря 2016 г.Неожиданные применения подводного пьезоэлектрического микрофона.
• «Как создать свою собственную студию записи подкастов», Дж. Д. Бирсдорфер. The New York Times, 9 сентября 2016 г. Основные советы по микрофонам и программному обеспечению для подкастинга.
• Микрофон на основе графена может позволить вам слышать как летучая мышь. Автор Декстер Джонсон. IEEE Spectrum, 7 июля 2015 г. Ученые-акустики из Калифорнийского университета в Беркли разработали ультразвуковой микрофон, в котором вместо традиционной диафрагмы используется графен.
• Обнародованный BBC «королевский микрофон» 1930-х годов: BBC News, февраль 2011 г .: Как Британская радиовещательная корпорация (BBC) сделала супер-роскошные микрофоны для короля Англии.
• Рождение микрофона: как звук стал сигналом Мэтью Шехмейстера. Wired, 11 января 2011 г. Захватывающий взгляд на раннюю историю микрофонов, от углеродной кнопки Эмиля Берлинера 1877 года до таких инструментов, как RCA 77, популярных в 1940-х годах.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2008, 2019. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

.

Как работают микрофоны

Основы

Микрофоны

представляют собой преобразователь типа — устройство, преобразующее энергию из одной формы в другую. Микрофоны преобразуют акустическую энергию (звуковые волны) в электрическую энергию (звуковой сигнал).

Различные типы микрофонов имеют разные способы преобразования энергии, но все они имеют одну общую черту: диафрагму . Это тонкий кусок материала (например, бумаги, пластика или алюминия), который вибрирует при ударе звуковых волн.В типичном переносном микрофоне, подобном приведенному ниже, диафрагма расположена в головке микрофона.

Расположение диафрагмы микрофона

Когда диафрагма вибрирует, это вызывает вибрацию других компонентов микрофона. Эти колебания преобразуются в электрический ток, который становится звуковым сигналом.

Примечание: На другом конце звуковой цепи громкоговоритель также является преобразователем — он преобразует электрическую энергию обратно в акустическую.

Типы микрофонов

Существует несколько часто используемых микрофонов. Отличия можно разделить на две области:

(1) Тип используемой технологии преобразования

Это относится к техническому методу, который микрофон использует для преобразования звука в электричество. Наиболее распространенными технологиями являются динамический , конденсатор , ленточный и кристалл . У каждого есть свои преимущества и недостатки, и каждый, как правило, больше подходит для определенных типов приложений.На следующих страницах представлена ​​подробная информация.

(2) Тип приложения, для которого они предназначены

Некоторые микрофоны предназначены для общего использования и могут эффективно использоваться во многих различных ситуациях. Другие очень специализированы и действительно полезны только по прямому назначению. Характеристики, на которые следует обратить внимание, включают характеристики направленности, частотную характеристику и импеданс (подробнее об этом позже).

Уровень микрофона и линейный уровень

Электрический ток, создаваемый микрофоном, очень мал.Этот сигнал, обозначаемый как микрофонный уровень , обычно измеряется в милливольтах. Прежде чем его можно будет использовать для чего-либо серьезного, сигнал необходимо усилить, обычно до линейного уровня (обычно 0,5–2 В). Будучи более сильным и надежным сигналом, линейный уровень является стандартной мощностью сигнала, используемой оборудованием обработки звука и обычным домашним оборудованием, таким как проигрыватели компакт-дисков, магнитофоны, видеомагнитофоны и т. Д.

Это усиление достигается одним или несколькими из следующих способов:

• Некоторые микрофоны имеют крошечные встроенные усилители, которые усиливают сигнал до высокого микрофонного или линейного уровня.
• На микрофон можно подавать сигнал через небольшой усилитель, часто называемый линейным усилителем .
• Звуковые микшеры имеют небольшие усилители на каждом канале. К аттенюаторам можно подключать микрофоны разного уровня и настраивать их все на ровный линейный уровень.
• Аудиосигнал подается на усилитель мощности — специализированный усилитель, который усиливает сигнал, достаточный для подачи на громкоговорители.

---

Следующая страница: Динамические микрофоны

.

Как работают беспроводные микрофоны? — Мой новый микрофон

Беспроводная система Sennheiser EW 500 G4-MKE2

В последнее время я регулярно выступаю на концертах, требующих беспроводных микрофонов. Относительно легко настроить беспроводные системы и заставить их работать должным образом, однако я подумал, что хочу провести небольшое исследование того, как работают системы беспроводных микрофонов в деталях.

Так как же работают беспроводные микрофоны? Беспроводные микрофоны работают точно так же, как проводные, за исключением их выходов.Вместо обычного кабеля XLR в беспроводных микрофонах используются передатчики (на конце микрофона) и приемники (на входе) для беспроводной передачи сигналов. Передатчики / приемники передают звук через радиочастоты.

Цель этой статьи — предоставить краткий обзор того, как работают микрофоны в целом, с последующим более подробным изучением того, как работают системы беспроводных микрофонов.

---

Как работают беспроводные микрофоны?

Беспроводные микрофоны работают почти так же, как проводные микрофоны.На самом деле есть только одно большое различие между ними: типичный «проводной» микрофон имеет выходное соединение XLR и использует кабель для передачи сигнала на микрофонный вход, тогда как беспроводной микрофон использует радиопередатчик для передачи сигнала на микрофонный вход. транслировать свой выходной сигнал на приемник перед отправкой на микрофонный вход .

Беспроводные микрофоны работают вместе с беспроводными микрофонными системами. Система беспроводного микрофона состоит из следующих 3 частей:

1. Микрофон.
2. Преобразователь.
3. Приемник.

---

Беспроводная система Часть 1: микрофон

Микрофон — часть системы, как и любой обычный микрофон. Беспроводные микрофоны бывают с различными принципами преобразователя / капсюля (динамический с подвижной катушкой, конденсаторный и даже ленточный динамический).

Как и любой микрофон, беспроводные микрофоны работают как преобразователей, преобразуя акустико-механическую энергию волны (звук) в электрическую энергию (звуковой сигнал):

• Звуковые волны вызывают вибрацию диафрагмы микрофона .
• Вибрация диафрагмы преобразуется в электрический сигнал посредством либо электромагнитной индукции (динамической) , либо изменения емкости капсулы (конденсатор).
• Этот сигнал может усиливаться или не усиливаться в микрофоне перед выходом.

Вышесказанное является чрезмерным упрощением. Дело в том, что микрофонная часть беспроводной системы такая же, как и у обычного микрофона.

Полное объяснение того, как работают микрофоны, можно найти в моей статье Как работают микрофоны? (Полезное иллюстрированное руководство) .

Корпус микрофона

Беспроводные микрофоны обычно выполнены в стиле карманных, петличных, или гарнитур (нет особого смысла в том, чтобы стационарный микрофон студийного уровня был беспроводным, хотя вы никогда не знаете, что вам понадобится в учитывая обстоятельства).

Как правило, корпус портативного беспроводного микрофона больше, чем у ручного «проводного» микрофона. Это связано с тем, что портативные беспроводные микрофоны имеют встроенных передатчиков , и этим передатчикам для беспроводной работы требуются батареи.И передатчик, и батареи занимают физическое место!

Что касается беспроводных петличных микрофонов и , то не являются действительно «беспроводными». Крошечный петличный микрофон Корпус , который крепится к одежде возле рта исполнителя, слишком мал, чтобы к нему был прикреплен передатчик. Точно так же гарнитуры могут стать слишком тяжелыми или громоздкими, если передатчик является встроенным.

Беспроводные микрофоны имеют тонкий кабель, который ведет к передатчику . Обычно эти внешние передатчики имеют форму небольших поясных пакетов . Значит, беспроводные лавы не совсем беспроводные. Однако поясной передатчик позволяет микрофону быть свободным от физического подключения к соответствующему микрофонному входу на аудиоконсоли.

Чтобы узнать больше о петличных микрофонах, ознакомьтесь со следующими статьями «Мой новый микрофон»:

• Как и где прикрепить петличный / петличный микрофон.
• Лучшие петличные микрофоны для интервью, новостей и презентаций.
• Лучшие петличные микрофоны для актеров.

Как и lavs, беспроводные гарнитуры обычно имеют кабели для подключения к поясному передатчику.

Чтобы еще раз доказать сходство между микрофонными частями или проводными и беспроводными, есть устройства, называемые подключаемыми передатчиками . Это автономные передатчики, к которым можно напрямую подключать обычные микрофоны. С помощью подключаемых передатчиков , мы можем превратить практически любой микрофон в беспроводной микрофон.

---

Беспроводная система, части 2 и 3: передатчик и приемник

При обсуждении беспроводных систем лучше всего говорить о передатчике и приемнике как об одном устройстве (хотя они и являются отдельными).

Звуковой сигнал , создаваемый беспроводным микрофоном, передается передатчиком через определенную радиочастоту. Приемник принимает эту конкретную радиочастоту и, следовательно, аудиосигнал .

Беспроводной микрофон и передатчик могут свободно перемещаться по сети без кабеля. Приемник беспроводного микрофона обычно располагается рядом с аудиоконсолью. Выход ресивера обычно подключается к микрофонному входу аудиоконсоли через кабель XLR.

Передатчик

Передатчики работают по существу , передавая аудиосигнал с микрофона через радиоволны . Передатчик принимает выходной аудиосигнал с микрофона , преобразует его в радиосигнал , и передает его через антенну.

Сила радиосигнала от передатчика беспроводного микрофона регулируется правительством, чтобы избежать ненужных помех за пределами практического расстояния беспроводной микрофонной системы. Дальность действия передатчика обычно составляет от 100 до 1000 футов, в зависимости от условий.

Беспроводные передатчики микрофонной системы бывают 3 основных типов:

1. Ручной
2. Плагин
3. Ремень

Ручные передатчики выглядят как ручки «обычных» микрофонов и обычно прикрепляются к определенным микрофонным капсюлям. В некоторых случаях мы можем комбинировать портативные передатчики и микрофонные капсюли.

Пример портативной беспроводной системы: Shure PGXD24 / SM58-X8 (ссылка для проверки цены на Amazon).

Shure PGXD24 / SM58-X8

Подключаемые передатчики — это автономные передатчики, в которые мы подключаем обычные микрофоны. Эти передатчики в основном превращают наши «обычные» микрофоны в беспроводные. Некоторые подключаемые передатчики даже обеспечивают фантомное питание и совместимы с активными микрофонами!

Пример подключаемой беспроводной системы: Sennheiser XSW-D XLR Base Set (ссылка для проверки цены на Amazon).

Sennheiser XSW-D XLR Базовый комплект

Поясные передатчики изящные и легко скрываются в одежде, что делает их фантастическим продуктом для кино и телевидения.Как правило, для подключения микрофона (обычно петличного или гарнитуры) к передатчику требуется по крайней мере некоторые кабели (очень маленький кабель).

Пример беспроводного ремня / поясного рюкзака: Sennheiser EW 122P G4 (ссылка для проверки цены на Amazon).

Sennheiser EW 122P G4

Почти все передатчики работают от батарей, а не от розетки (зачем нам избавляться от аудиокабеля, чтобы заменить его кабелем питания?)

Прежде чем говорить о приемниках, давайте обсудим несколько основ радиопередачи.

Основы беспроводного микрофона Передача радиочастоты

Практически все системы беспроводных микрофонов используют FM (частотная модуляция ) и требуют примерно полосы пропускания 200 кГц (для модуляции внутри). Для обеспечения этой полосы частот диапазонов радиочастот , используемых для отправки сигналов беспроводного микрофона, обычно имеют следующие значения:

• VHF (очень высокая частота) = 30-300 МГц
• UHF (сверхвысокая частота) = 300 МГц — 3 ГГц

Беспроводные микрофоны, работающие с VHF , обычно устанавливаются на одну частоту сигнала.Это упрощает их настройку, но затрудняет использование, если поблизости есть радиочастотные помехи на заданной частоте.

Новые беспроводные микрофоны часто работают в диапазоне УВЧ. Однако эти частоты также регулируются в своем диапазоне, поэтому диапазон от 300 МГц до 3 ГГц не доступен полностью. Этот регулируемый диапазон известен как «телевизионный диапазон» .

• В США, регулируемый телевизионный диапазон составляет 470 МГц — 614 МГц.
• В Европе, регулируемый телевизионный диапазон составляет 470 МГц — 790 МГц.

Эти правила, как и правила мощности / расстояния РЧ, введены для сведения к минимуму помех для других РЧ-коммуникаций.

Беспроводные микрофоны, работающие в этих телевизионных диапазонах, часто имеют возможность изменять частоту передачи. Это позволяет легко избежать близких радиочастотных помех и использовать несколько беспроводных микрофонов одновременно.

Для того, чтобы сигнал беспроводного микрофона передавался правильно, передатчик и приемник должны быть настроены на одинаковую радиочастоту . Передатчик можно рассматривать как собственную маленькую радиостанцию, передающую звук с микрофона. Приемник должен быть настроен на прием определенных радиоволн, чтобы «слышать» микрофон.

Помехи могут возникать, если другие передатчики передают ту же радиочастоту. Это называется радиопомехой, и ее можно избежать с помощью качественных беспроводных систем, которые позволяют изменять частоту передачи.

Ресивер

Приемники беспроводных микрофонов эффективно принимают радиочастоту передатчика микрофона и преобразуют ее обратно в аудиосигнал . Ресивер имеет выход желаемого аудиосигнала и должен быть подключен к микрофонному входу аудиоконсоли.

Еще раз, чтобы беспроводная система работала правильно, приемник должен быть настроен на прием той же радиочастоты, которую передает передатчик. В системах VHF эти значения обычно устанавливаются таким образом, чтобы один передатчик работал со своим совпадающим приемником. В системах УВЧ эти частоты обычно изменяются, и мы должны убедиться, что передаваемая частота совпадает с частотой приемника.

Беспроводные системы бывают трех основных типов, которые определяют, как приемник принимает передаваемый радиосигнал. Это:

1. Без разнесения
2. Разнесение
3. Истинное разнесение

Системные приемники без разнесения имеют одну антенну для приема сигнала от передатчика. Сегодня они редко встречаются в качественных ресиверах.

Приемники системы разнесения имеют две антенны , расположенные на небольшом расстоянии друг от друга.Оба подключены к одному приемнику . Беспроводное соединение происходит только между одной антенной передатчика (со стороны микрофона) и одной антенной приемника (со стороны приемника). Если уровень сигнала упадет ниже допустимого уровня на одной антенне, приемник переключится на другую антенну. Это переключение выполняется вслепую, поэтому часто оно улучшает плохое соединение сигнала, но иногда ухудшает плохое соединение.

Приемники системы True Diversity используют две отдельные антенны , каждая из которых подключена к отдельному модулю приемника . Схема приемника считывает сигналы обеих антенн и выбирает лучший из двух. По крайней мере, одна из антенн должна принимать чистый сигнал, создавая чистую передачу сигнала с уменьшенными шансами пропадания.

Приемники

почти всегда являются стационарными устройствами, поэтому их питание обычно осуществляется от розетки переменного тока. Однако также доступны поясные приемники с батарейным питанием.

Давайте вспомним, как работают беспроводные микрофоны по сравнению с «проводными» микрофонами

Сигналы проводных микрофонов следуют по этому основному пути:

• Проводной микрофон выводит симметричный аудиосигнал на кабель XLR.
• Кабель XLR передает сбалансированный аудиосигнал на микрофонный вход.

Чтобы узнать больше о микрофонных кабелях, ознакомьтесь с моими статьями Почему в микрофонах используются кабели XLR? и лучшие микрофонные кабели.

Сигналы беспроводного микрофона следуют по этому основному пути:

• Беспроводной микрофон выводит аудиосигнал на подключенный передатчик.
• Передатчик передает этот аудиосигнал по беспроводной сети посредством радиоволн.
• Приемник настроен на прием этих радиоволн и аудиосигналов.
• Ресивер выводит симметричный аудиосигнал через кабель XLR.
• Кабель XLR передает сбалансированный аудиосигнал на микрофонный вход.

Из базового описания выше мы видим, что беспроводные микрофонные системы просто заменяют микрофонный кабель .

Совет для профессионалов: не забывайте батарейки при использовании беспроводной микрофонной системы!

---

Преимущества использования беспроводной связи

Использование беспроводных микрофонных систем дает множество преимуществ по сравнению с «проводными» установками.

К преимуществам беспроводных микрофонов можно отнести:

• Без кабеля / без кабеля (меньше опасности споткнуться и нет потенциального напряжения / натяжения между микрофоном и консолью).
• Повышенная мобильность микрофона (как для исполнителя, так и для передачи микрофона разным людям).
• Более чистый сигнал, поскольку звук не проходит через кабель любой длины.

---

Минусы перехода на беспроводную связь

Как и все остальное, использование беспроводных микрофонных систем по сравнению с «проводными» микрофонами также имеет недостатки.

К недостаткам беспроводных микрофонов можно отнести:

• Потребность передатчика в батареях (и последующий статический шум, который выдают многие приемники, когда передатчик умирает или выключается).
• Возможность радиопомехи перехватить сигнал (мы не хотим принимать звук от чего-либо, кроме указанного микрофона).

---

Связанные вопросы

В чем разница между звуковыми частотами и радиочастотами? Диапазон звуковых / звуковых частот — от инфразвука (<20 Гц) через диапазон слышимости человека (20 Гц - 20 кГц) до ультразвука (> 20 кГц).Диапазон радиочастот от 3 Гц до 3 ТГц. Звук — это энергия механической волны, и он может распространяться только через среду. Радиоволны электромагнитны и не нуждаются в среде.

Какие бюджетные беспроводные микрофонные системы являются лучшими на рынке?

Лучшая бюджетная портативная беспроводная связь: Sennheiser SKM 100-835 G4 (ссылка для проверки цены на Amazon).

Лучшая бюджетная петличная беспроводная связь: Sennheiser ew 112 P G4 (ссылка, чтобы узнать цену на Amazon).

Статьи по теме: Как подключить беспроводной микрофон к компьютеру (+ микрофоны Bluetooth).

.

Как работают микрофоны? Из чего состоит микрофон?

Последнее обновление: 14 февраля 2019 г. Автор: Шон

Вы когда-нибудь задумывались, как на самом деле работает микрофон? Понимание того, что входит в конструкцию микрофона и что делает каждый компонент, на самом деле может иметь большое значение для того, чтобы убедиться, что вы выбираете правильный микрофон. Я часто пытался понять, как два микрофона могут иметь почти одинаковые характеристики, но при этом отличаться по цене на сотни долларов.Только когда я действительно понял, что было сделано при создании микрофона, все это имело для меня смысл.

Микрофоны были необходимы на протяжении всей истории по двум причинам: для записи звука с целью получения исторических записей и для усиления звука, чтобы он мог передаваться на большое расстояние или перед аудиторией. Современное определение микрофона — это преобразователь, который может преобразовывать звук в электронный сигнал, и это имеет смысл, потому что микрофоны для записи и микрофоны для усиления в значительной степени взаимозаменяемы.В первом микрофоне, однако, не использовалась электроника, и он используется до сих пор.

История микрофона

Если вы когда-нибудь были на футбольном матче в колледже, то наверняка видели эту древнюю технологию. Мегафон усиливает голос, позволяя звуку несколько раз отражаться от внутренней части конуса, прежде чем в конечном итоге уйти в усиленную диаграмму направленности. Есть свидетельства того, что эти мегафоны использовались в Древней Греции еще в V веке до нашей эры.

Мегафон больше не может считаться микрофоном, поскольку у него нет преобразователя. В современных микрофонах именно преобразователь преобразует звуковую энергию в электрическую, но преобразователь — это любое устройство, которое может преобразовывать энергию из одной формы в другую. Первый образец микрофона с преобразователем был изобретен в 1965 году Робертом Гуком. Многие из нас видели микрофон такого типа в поп-культуре. Это «Телефон любовника».

Правильно, две банки, соединенные проводом, являются микрофонами-преобразователями.Звуковые волны входят в одну банку, преобразуются проволокой в ​​колебания и снова преобразуются в звук в следующей банке. Хотя этот тип микрофона был бы крайне неэффективен почти для всех современных применений микрофона, это отличный пример того, как преобразователь звука может преобразовать звук во что-то еще.

Мы подошли на шаг ближе к современному микрофону с изобретением фонографа в 1877 году. Фонограф выглядит как проигрыватель с гигантским рогом, но работает наоборот.Магнитно заряженная мембрана, называемая диафрагмой, улавливает звук, преобразует его в вибрацию, а игла вытравливает эту вибрацию в запись, чтобы ее можно было воспроизвести. Это был огромный шаг к современным микрофонам, поскольку эта магнитно-заряженная мембрана до сих пор используется почти во всех микрофонах.

Диафрагма — ключевой компонент современного микрофона. Он имитирует диафрагму в наших ушах, более часто называемую барабанными перепонками, путем подвешивания металлической мембраны с помощью магнитной энергии.Когда звуковые волны встречаются с этой мембраной, ее колебания измеряются и преобразуются в электрический сигнал с помощью преобразователя. Когда речь идет о мембранах и преобразователях, в разных типах микрофонов используются разные технологии, и, поскольку мы теперь углубимся в названия частей микрофона, вы увидите некоторое сходство между примитивными микрофонами, перечисленными выше, и современными микрофонами, которые мы используем сегодня.

Самый распространенный микрофон — динамический микрофон. Мы воспользуемся этим в качестве первого примера и объясним другие микрофоны, перечислив, чем они отличаются от динамического микрофона.Вы также можете прочитать нашу статью о характеристиках микрофона для получения дополнительной информации о терминологии, используемой многими производителями и пользователями микрофонов.

Части динамического микрофона следующие:

Различные части микрофона

• Ветрозащитный экран: Это часть микрофона, в которую вы говорите. Обычно микрофон имеет круглый защитный барьер из плетеного твердого металла. Прямо под этим барьером находится ветровое стекло. Почти все микрофоны поставляются со встроенным ветрозащитным экраном, но для использования в студии или даже на открытом воздухе, когда ветер может быть проблемой, целесообразно использовать дополнительный поп-фильтр.Ветрозащитный экран представляет собой тонкий слой пены, предназначенный для предотвращения попадания ветра на диафрагму и создания ненужного шума в сигнале.
• Диафрагма: Это мембрана микрофона, которая больше всего похожа на наши барабанные перепонки. Когда звуковые волны входят в микрофон, они встречаются с диафрагмой и заставляют диафрагму вибрировать. Эта вибрация преобразуется микрофоном в электрический сигнал. Когда дело доходит до качества звука, диафрагма, вероятно, является самым большим фактором всего микрофона.
• Катушка: Катушка уникальна для динамических микрофонов. Катушка прикреплена к диафрагме, поэтому, когда диафрагма начинает вибрировать, катушка тоже. Когда катушка вибрирует, она будет двигаться вперед и назад между магнитами. Движение между магнитно заряженной катушкой и магнитом создает электрическую энергию в сигнале.
• Магнитный сердечник: Он также уникален для динамического микрофона. Магнитный сердечник создает магнитное поле для катушки, так что вибрации могут создавать электрический сигнал.
• Капсула: Капсула любого микрофона — это место, где звук преобразуется из вибрации в электрический сигнал. В динамическом микрофоне катушка и сердечник находятся отдельно от капсулы. Некоторым микрофонам требуется питание, чтобы капсула выполняла свою работу, а другим — нет. Микрофоны могут потреблять питание от микшера с помощью параметра, называемого «фантомное питание». Обязательно помните, требуется ли фантомное питание для ваших микрофонов.
• Корпус: Корпус микрофона, вероятно, меньше всего влияет на качество звука, а больше всего — на срок службы микрофона.Корпус микрофона похож на шасси автомобиля. У отличных микрофонов прочные корпуса с грамотно размещенной электроникой внутри, чтобы они могли выдерживать удары, падения и другие вещи, которые обязательно произойдут в течение срока службы вашего микрофона.
• Вывод: На любом микрофоне это то место, где вы вставляете кабель в микрофон. Тип кабеля по умолчанию для микрофонов — XLR. Этот трехконтактный кабель передает стереосигнал, и его можно купить разной длины. Некоторые микрофоны имеют выходы для кабелей 1/4 дюйма, а некоторые более дешевые микрофоны поставляются с подключенным кабелем.

Почти все эти компоненты можно приобрести независимо от микрофона, поэтому, когда ваш микрофон начинает доставлять вам проблемы, это руководство может помочь вам определить, какие детали вы можете купить, чтобы вы могли починить микрофон вместо того, чтобы покупать новенький.

.