Modificar un micrófono de condensador LDC económico: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

He sido un tipo de audio durante mucho tiempo y un ávido aficionado al bricolaje. Lo que significa que mis proyectos favoritos se relacionan con el audio. También creo firmemente que para que un proyecto de bricolaje sea genial tiene que haber uno de dos resultados para que valga la pena realizar el proyecto. Tiene que ser algo que no pueda obtener comercialmente, o algo que pueda construir usted mismo y que sea mucho más barato que comprar lo que está disponible comercialmente. Este proyecto es del segundo tipo. Construye un micrófono LDC barato pero bueno. LDC significa “Condensador de diafragma grande”. Este proyecto se puede construir por alrededor de $ 50 en piezas y rivaliza con los micrófonos que cuestan mucho más. Es silencioso, suena muy neutro y soporta grandes niveles de presión sonora (SPL).

Primero, un poco de historia de los micrófonos. Hay tres tipos básicos en uso para estudio y sonido en vivo; micrófonos dinámicos, micrófonos de cinta y micrófonos de condensador. Un micrófono dinámico es como un altavoz pero al revés. Un pequeño diafragma está acoplado a una bobina de alambre que se mueve cuando el sonido golpea el diafragma. La bobina está en un campo magnético. Cuando se mueve se genera una pequeña señal eléctrica que luego puedes amplificar o grabar que representa el sonido. Un micrófono de cinta es similar excepto que la cinta, una tira delgada de papel de aluminio, generalmente de aluminio, se coloca en un campo magnético. Las ondas sonoras hacen que la cinta se mueva en el campo y se genera una señal eléctrica. Leer más aquí: Micrófonos

Un micrófono de condensador comienza con una membrana muy delgada sobre la que se pulveriza metal para que conduzca la electricidad. La membrana se estira y se coloca muy cerca de una placa posterior para formar un condensador. El abuelo Ryckebusch solía llamar condensadores a los condensadores y ahora sabes que realmente deberíamos llamarlos micrófonos de condensador … Cuando las ondas de sonido golpean el diafragma y se mueve, la capacitancia cambia. Si hay una carga en el capacitor, habrá un cambio en el voltaje que corresponde al sonido. Al igual que los otros dos diseños de micrófonos anteriores, si amplifica o registra el voltaje, obtiene el sonido. Hay dos estilos de micrófonos de condensador. Algunos usan alto voltaje (50-70 voltios) para cargar la cápsula del condensador y otros usan lo que se llama cápsula Electret. El Electret (electrostático) tiene una carga permanente asociada, lea aquí: Electret.

Lo que esto significa para nosotros es que si usamos una cápsula Electret no hay necesidad de aplicarle 50-60 voltios, lo que significa un circuito más simple.

Uno de los beneficios de un micrófono de condensador es que el diafragma puede ser muy ligero y es más fácil obtener una respuesta de frecuencia más suave con uno. La desventaja es que hay que tener mucho cuidado al sacar la señal del diafragma sin agregar ruido, lo que nos lleva a la electrónica.

Para extraer la señal de la cápsula, necesita un dispositivo de muy alta impedancia. Los tubos tienen esto cubierto y fueron la principal forma en que esto se logró hace 40 años. Para no entrar en un debate sobre la calidad sónica de los tubos frente a cualquier otra cosa, tienes que admitirlo; usar un tubo dentro del cuerpo de un micrófono no se presta a la simplicidad. ¡O habilidades normales de bricolaje! Después del tubo, se inventó el transistor de efecto de campo o FET. Así es como funcionan la mayoría de los micrófonos de condensador en la actualidad. Incluso las cápsulas de micrófono realmente económicas tienen una montada internamente. Una empresa alemana Schoeps. posiblemente uno de los principales fabricantes de micrófonos del mundo, diseñó un circuito para micrófonos de condensador que definió cómo se hacía esto hace mucho tiempo. Consulte el Circuito Schoeps para obtener más detalles. (Si buscas en Google “circuito Schoeps”, ¡esto es lo que encontrarás!) El circuito funciona con alimentación fantasma del preamplificador de micrófono. Parte de este circuito se utiliza para generar un alto voltaje estable para cargar la cápsula. En nuestro caso no lo necesitaremos. La comunidad de bricolaje simplificó este circuito a su forma básica para cápsulas de electret que es casi idéntica al Circuito Schoeps original. Scott Helmke diseñó una versión de este circuito para su micrófono "Alice". Estoy usando el mismo circuito con valores ligeramente diferentes y un transistor FET diferente. Elegí el J305 que es utilizado por varios de los fabricantes de alta gama. Lo ubiqué aquí. Sin duda, puede utilizar la lista de piezas de Scott. Su última lista es de 2013 y las piezas están disponibles tanto en Mouser como en Digikey. Construí el circuito en una pequeña placa perfilada que es perfecta para encajar dentro del cuerpo del micrófono.

Así es como funciona el circuito; veamos la ruta de la señal y luego la potencia:

La resistencia de 1Gig (sí, un gigohm…) desarrolla la señal que sale de la cápsula. El FET y las dos resistencias de 2.43K forman un divisor de fase y un convertidor de impedancia. Los dos condensadores de.47uF acoplan las señales a los dos transistores bipolares. Estos son transistores PNP configurados como seguidores de emisor. Las dos resistencias de 100K polarizan los transistores. Uber simple. Si se está preguntando acerca de la resistencia de 1gig, es clave para un micrófono de condensador. También es el componente más caro, con un precio de alrededor de $ 2 cada uno de Digikey. En el lado de la alimentación, conectamos el micrófono a la alimentación fantasma desde un mezclador o preamplificador. Eso trae 48 voltios a los pines 2 y 3 del conector XLR y los dos transistores. ACTUALIZACIÓN Octubre de 2015: agregué dos capacitores de 22nF en las tomas XLR y dos resistencias de 49Ohm 1% en las entradas de los transistores para la supresión de ruido de RF. No me di cuenta de esto hasta que usé un preamplificador de micrófono diferente cuando estaba en un entorno "ruidoso". ¡Esquema actualizado! La resistencia de 6.8K y el diodo Zener toman eso y lo bajan a 12 voltios. Los condensadores de 10uF y 68uf junto con la resistencia de 330Ohm filtran esto y proporcionan un voltaje estable a los circuitos FET. Una vez más, muy simple y elegante. El componente crítico y del que aún no hemos hablado es la cápsula en sí. Estoy usando el TSB2555B de JLI electronics. es una cápsula de Transound y es lo que hace que este proyecto sea lo que es. Cuesta $ 12.95 y usa níquel en lugar de oro en el diafragma. También se utiliza comercialmente en al menos un micrófono que conozco, el CAD e100s.

Ahora que tenemos la cápsula y los componentes electrónicos listos, puede construir uno de estos en la carcasa que desee. Probé esto y aprendí un par de cosas. Debido a la alta impedancia de la cápsula y la electrónica FET, el cable entre los dos actúa como una antena y, a menos que todo esté completamente protegido por una pantalla metálica o metálica, tendrá todo tipo de ruido, tanto zumbido de 60 Hz como ruido blanco. de toda la RF que se filtra en él. En esencia, debe colocar la cápsula y la electrónica dentro de una jaula de Faraday.

Encontré una manera más fácil que construir la mía propia. Resulta que hay varios micrófonos realmente baratos fabricados en China que en realidad tienen estupendas cajas de metal con componentes electrónicos algo decentes (circuito muy similar…) y una pequeña cápsula. Y cuesta alrededor de $ 20 dólares. Hacen un gran cuerpo donante, que es para lo que lo estamos usando. Búscalos en eBay mediante la búsqueda de micrófonos “BM700” y “BM800”. Conseguí el mío por unos $ 22. Curiosamente, como puede ver en las imágenes, no dice BM800 en él. También venía en un sobre de papel con la carcasa de espuma pero sin caja. Bien, ahora que hemos cubierto el fondo, ¡construyamos uno!

Edición: 9 de octubre: Aquí hay un audio con estas grabaciones de la orquesta de la escuela secundaria de mis hijos: Guyer HS Intermezzo Orchestra

Paso 1: Paso uno: la electrónica

La sección de electrónica se construye fácilmente en una placa de perforación. Corté el mío a 1 "por aproximadamente 1,5" y luego lo poblé de los transistores PNP que trabajaban hacia el extremo FET. La parte crítica aquí es la unión de la puerta FET y la resistencia de 1 giga. Observe que estoy "flotando" los cables. Aquí es donde se conecta la puerta FET al cable de la cápsula. No queremos que toque nada o use la placa de circuito que pueda tener residuos de fundente o atraer humedad en un ambiente de alta humedad. También mire el posicionamiento del FET. Consulte la hoja de datos en el artículo. Tenía mi pin 1 del FET al revés hasta que me di cuenta de que la posición mencionada en la hoja de datos era la vista superior del transistor, no la parte inferior. Si usa el FET recomendado por Scotts, descargue la hoja de datos y léala. Dejé un lugar a un lado que me permitió perforar un orificio lo suficientemente grande para que el tornillo de montaje lo sujetara al chasis. De hecho, tuve suerte aquí … Construí esto antes de pensar en cómo lo iba a montar.

Paso 2: Paso dos: desmonte el micrófono original

Tome el cuerpo del micrófono y desatornille la base. Esto le permitirá deslizar la funda de metal que cubre el área del circuito. Nota: su micrófono puede variar. Compré dos de estos de diferentes proveedores y eran similares pero definitivamente diferentes. Después de quitar la funda, saque los dos pequeños tornillos que sujetan la placa de circuito original. Luego, suelde los tres cables inferiores. Los reutilizaremos para conectar la nueva placa al conector XLR. Puede cortar o desoldar los cables de la cápsula. Los reemplazaremos.

Ahora retire los dos tornillos que sujetan la canasta a la carcasa. La canasta se desprende y deja al descubierto la cápsula original. Este original se monta en un poco de espuma y se presiona en el soporte de la cápsula de plástico. ¡Guarde los tornillos!

Hay dos tornillos que sujetan el soporte de la cápsula de plástico al marco de metal. Quítelos y separe los dos. Ahora tiene un micrófono completamente desmontado.

Paso 3: Paso tres: preparar e instalar la nueva cápsula

He construido dos de estos y los soportes de las cápsulas eran diferentes. En este, puede empujar con cuidado la cápsula vieja y luego quitar la espuma. El otro no tenía la espuma sino pequeñas extensiones laterales de plástico cada 90 grados. Los corté con pequeñas tijeras y luego usé una gota de pegamento caliente para mantener la nueva cápsula en su lugar. En este micrófono corté un pequeño trozo de espuma y lo usé para presionar la nueva cápsula. Antes de hacer esto, querrá soldar cables cortos para ir de la cápsula a la electrónica. Usé un cable trenzado de calibre 24 que ya tenía. Puede reutilizar los cables de la cápsula original si lo desea. Me gusta el alambre con aislamiento de teflón. El aislamiento no se derrite cuando un soldador lo toca accidentalmente.

Paso 4: Paso cuatro: vuelva a colocar el soporte de la cápsula

Utilice los dos tornillos pequeños y vuelva a colocar el soporte de la cápsula. Hay cuatro pequeños agujeros, pero solo dos de ellos están roscados. Esto fue lo mismo en mis dos micrófonos. Tenga cuidado de no colocar la lengüeta en la base del marco de metal. La pestaña está orientada hacia la dirección del sonido. Se alinea con la funda de metal que está impresa con el nombre del micrófono. ¡Ahora esto puede variar! Uno de los míos no estaba etiquetado en absoluto. Puede leer el nombre de la marca en este. No crea que se convertirá en un nombre familiar en el corto plazo. Una vez que esté montado, pase los pequeños cables de la cápsula a través de los otros orificios en el marco de metal.

Paso 5: Paso cinco: Monte y conecte los componentes electrónicos, luego vuelva a ensamblar

En mi caso, construí mi placa de circuito antes de averiguar cómo la iba a montar. Esto requirió perforar un agujero en él con todos los componentes ya colocados. No es la mejor forma de hacer esto. Tenía un par de pequeños soportes en ángulo de 4-40 para montar placas de circuito en mi contenedor de proyectos. Usando uno de esos, monté la placa de circuito en el marco de metal. Puede montar el baord directamente siempre que no cree ningún cortocircuito.

Una vez montado, conecte el conector XLR según el esquema. Luego conecte la cápsula. Tenga cuidado con el cable positivo de la cápsula principal, ya que se conecta a la unión de la resistencia de 1g de ohmios y el cable de la puerta del FET. Este flota en el aire para garantizar una conexión de muy alta impedancia.

Deslice la funda metálica de la carcasa de nuevo en su lugar. Tenga en cuenta la pestaña y el pequeño recorte correspondiente en la manga.

Atornille la base roscada y el micrófono está completo.

Paso 6: prueba, uso y exploración adicional

Conecte su nuevo micrófono a un mezclador o preamplificador de micrófono con alimentación fantasma y asegúrese de que esté funcionando. La mayoría de los problemas se deben a errores de cableado. El zumbido o zumbido suele ser un problema de cableado de tierra.

Este micrófono está a la altura de la mayoría de los condensadores de diafragma grandes. Tengo un par de muy buenos y cumple. Funciona muy bien en voces, guitarra acústica. Estoy trabajando para grabar un par de cosas con él y colocaré enlaces en Instructable cuando lo haga.

Estoy realmente emocionado con el desempeño de este micrófono. Es todo desde una cápsula de micrófono de $ 13 (menos si compras diez…) Estoy 90% completo en un proyecto con múltiples cápsulas para grabar estéreo. Ese Instructable llegará en breve.

Actualización de octubre de 2015: tuve la oportunidad de grabar una orquesta con estos enlaces de Soundcloud. También dirigí el sonido para el festival voluntario de Food Truck y me divertí al usarlos en el escenario con varios vocalistas talentosos y un trío de jazz. Mic sonaba genial y muy transparente.

Para obtener más información sobre los micrófonos de bricolaje en general, recomiendo encarecidamente el grupo de constructores de micrófonos en Grupos IO.

Y si desea construir o modificar un micrófono que no sea electret, consulte Partes del micrófono. He construido un par de micrófonos con su cápsula CK-12.

¡Feliz grabación!

Paso 7: ¡Actualización de enero de 2016! ¡Proxeneta ese circuito

Después de construir algunos de estos, estudiar el circuito Schoeps original y ser educado un poco por algunos de los veteranos en el grupo de constructores de micrófonos, se me ocurrió un circuito mejorado. Yo lo llamo el "Pimped Alice" Hay tres cambios principales:

1. La adición de dos condensadores más de supresión de RF y EMI. Los dos de 470pF que unen la base de los dos transistores PNP a tierra. Estos ayudan con cualquier cosa que capte el FET y limitan el ancho de banda de los seguidores del emisor PNP.

2. Se cambia la porción que proporciona 12V al circuito FET. Tenemos el condensador de 47uF cargándose desde la alimentación fantasma que llega al micrófono desde los pines XLR 2 y 3 a través de las resistencias de 49,9 ohmios y los dos transistores PNP. Proporciona una buena ruta de baja impedancia para frecuencias de audio limpiando un poco las cosas. A partir de ahí pasamos a la resistencia de 4.7K al diodo zener. Esta resistencia establece y limita la corriente de conducción que usa el diodo Zener. Los diodos Zener pueden producir una pequeña cantidad de ruido eléctrico simplemente por su funcionamiento. La resistencia de 330 y el condensador de 100uF filtran y mantienen un voltaje de CC limpio y agradable para el FET y el divisor de fase de la resistencia de 2.4K.

3. La olla de 1Meg es nueva. Esto ajusta el sesgo en el FET. Esta es probablemente la mayor mejora del circuito. A medida que se ajusta el potenciómetro, estamos tratando de dividir el voltaje que produce el zener para que aproximadamente la mitad caiga a través del FET y la otra mitad se divida entre las dos resistencias de 2.4K. Esto es bastante fácil de hacer. Antes de conectar la cápsula del micrófono real, debe conectar el circuito a un preamplificador de micrófono para que podamos alimentar el circuito. Mida el voltaje en el pin + del capacitor de 100uF referenciado a tierra. En mis circuitos "tal como están construidos" tenía entre 11,5 y 11,8 voltios. Mida el voltaje y divídalo por cuatro. Digamos que el voltaje es de 12 VCC. Dividir por cuatro nos da 3 VCC. Mientras mide en el punto “A” (vea el circuito) ajuste el potenciómetro hasta que obtenga 3 VCC. Mida el voltaje en el punto "B", debe tener 9 VCC. La olla es una olla de diez vueltas, así que prepárate para girar el pequeño tornillo unas cuantas veces. Históricamente, la gente haría esto y sustituyó resistencias fijas por los valores de la configuración de la olla. Si bien eso puede ahorrar algunos centavos, lleva mucho tiempo. Usar una olla es mucho más fácil.

Puedes ver mi protoboard construirse en la parte delantera y trasera. Las dos flechas apuntan a los colectores de transistores PNP y son donde conectaría las resistencias de 49,9 ohmios en el camino al conector XLR. Una vez más, las tapas de 22nF se encuentran en el conector XLR.

Otra cosa realmente interesante es que un miembro del grupo Mic Builder en Yahoo construyó uno de estos usando la versión "Pimped" del circuito y se lo envió a otro miembro que probó el micrófono. Lea sobre eso en Audioimprov aquí: Homero's Pimped Alice. La sinopsis es que el circuito tiene una distorsión muy baja y el ruido electrónico está por debajo de lo que emitirá la cápsula en una habitación tranquila. Además, Homero diseñó una placa de PC para esto y gentilmente proporcionó todos los documentos para ello. Es de una cara y encajará en el golpe chino de los micrófonos BM-700 y BM-800.

Ahora tengo cuatro de estos en mi casillero de micrófono y estoy muy feliz con ellos. Reflexiones finales sobre las partes. El FET anterior es un sustituto del J305. Cualquiera funcionará. Al comprar resistencias y condensadores, el precio baja significativamente si compra en cantidad. Recomiendo encarecidamente comprar las resistencias cien a la vez y los condensadores pequeños lo mismo. Por lo general, opto menos por los electrolíticos más grandes. Si continúas con la maravillosa afición de la electrónica, encontrarás en algún momento que ya tienes lo que necesitas para construir el próximo proyecto.

Gracias a Henry y Homero del grupo Mic Builder en Yahoo! Hable sobre un gran esfuerzo de colaboración para los constructores, fabricantes y aficionados al bricolaje.

Segundo premio en el Concurso DIY de Audio y Música