ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МИКРОФОН
Измерительный микрофон с ровной АЧХ основной инструмент для тех кто занимается акустикой. Например при калибровке настроек УМЗЧ и АС, как это сделано в профессиональной аппаратуре. Были заказаны капсюли. За основу был выбран проект с форума Вегалаб. Далее сама принципиальная схема.
Схема измерительного микрофона
Разделительный конденсатор С1 и задающую смещение на входе операционного усилителя цепочку R6-R7 можно убрать, если напряжение питания будет постоянным и номинал резистора нагрузки R1 будет подобран так, чтобы постоянное напряжение на нем было около половины напряжения питания. Конденсатор по питанию можно переместить непосредственно к входным пятачкам платы. Второй рядом — неполярный электролит для развязки ОС по постоянному току. Операционный усилитель можно взять любой, какой вам понравится, автор взял AD8610, потому что он обладает превосходными характеристиками.
О принципах работы писать не буду, расскажу только о своей конструкции. В качестве корпуса был использован некий компьютерный девайс, имеет размеры 10,5 х 5,5 х 2 мм и алюминиевый корпус. Трубка на которой установлен микрофон медная, внутренний диаметр 6,2 мм, внешний 8 мм, длина 50 см.
Конец трубки на котором установлен микрофон стачивается в ноль под очень маленьким углом, чтобы не искажать АЧХ. Сам микрофон оклеивается полоской бумаги и сажается в трубку на термоклей на небольшом расстоянии от края. Провод соединяющий капсюль с предусилителем МГТФ. Сам предварительный усилитель собран на микросхеме NE5532.
Дополнительно был введен переключатель усиления выходного каскада который включает дополнительный резистор параллельно резистору R1 (по второй схеме с форума). Разъем BNC применен из-за бедности, так как таких валяется много, а ставить некуда. Также был использован фильтр питания оставшийся от прибора, что был в корпусе. Позже был добавлен стабилизатор на 12 вольт. Разработанную плату можете скачать тут.
Работает микрофон хорошо, правда есть небольшая наводка 50 Гц, но шумит не сильно, чувствительности хватает. Измерения амплитудно-частотной характеристики пока не проводил, сейчас использую чаще всего для разговоров по Скайпу. Автор материала — SecreT UseR.
Форум по обсуждению материала ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МИКРОФОН
Увеличение мощности интегральных усилителей транзисторами. Рассматривается на примере схем LM3886 и TDA7294.
Высококачественный усилитель для электрогитары — полное руководство по сборке и настройке схемы на JFET и LM386.
Тристабильный мультивибратор — схема трёхканального переключателя LED.
Коммуникационный протокол UART — что это и как он работает, подробное описание интерфейса и распиновка разъёмов.
Источник
Микрофон измерительный
Одним из важнейших параметров динамика является его частотная характеристика — зависимости уровня звукового давления в децибелах от частоты при неизменном уровне подводимого электрического сигнала.
Чем шире рабочий диапазон частот головки или громкоговорителя и чем меньше разница в уровнях звукового давления на различных участках этого диапазона, тем лучше этот электроакустический преобразователь.
Наглядное представление о частотной характеристике дает графическое изображение (рис. 1). Как видно из этого рисунка наблюдается уменьшение уровня звукового давления на нижних и верхних частотах диапазона, а также снижение и увеличение уровня («подъемы» и «провалы») на других частотах.
Рис. 1. АЧХ звукового давления головки динамической 25ГДН-1Л
Все эти отклонения значений звуковых давлений могут быть причиной вносимых громкоговорителем частотных искажений воспроизводимых звуковых программ [1]. Поэтому обязательно учитывается АЧХ головок при проектировании акустических систем, выборе динамиков и типа их акустического оформлении, расчете фильтров и т. п.
Данные о частотной характеристике динамика, заявленные в технической документации (паспорте) и справочниках не являются безусловными. Каждый динамик имеет свою индивидуальную частотную характеристику.
В настоящее время, время стремительного развития цифровых технологий, измерять АЧХ звукового давления головки динамической не представляет трудности, даже без применения специального оборудования. Для этого необходимо иметь персональный компьютер, усилитель НЧ для возбуждения испытуемой головки (компьютерную аудиосистему), микрофон и соответствующее программное обеспечение.
При измерениях АЧХ громкоговорителя особые требования предъявляются к микрофону. Он дожжен иметь широкий частотный диапазон, не уже 30 – 18000 Гц, «гладкую» АЧХ, небольшие размеры мембраны.
Самые высокие электроакустические параметры имеют конденсаторные микрофоны, и в этом их основное преимущество по сравнению с другими разновидностями микрофонов. Частотная характеристика конденсаторного микрофона отличается своей равномерностью. В диапазоне до резонанса мембраны неравномерность может быть очень малой, выше резонанса она несколько увеличивается. Вследствие малой неравномерности характеристики конденсаторные микрофоны используют как измерительные. Измерительные микрофоны изготовляют на диапазон частот от 20 – 30 Гц до 30 – 40 кГц с неравномерностью 1 дБ до частоты 10 кГц и не более 6 дБ свыше 10 кГц. Размеры капсюля такого микрофона берут в приделах 6 – 15 мм, из-за этого он практически ненаправлен до частоты 20 – 40 кГц. Чувствительность его не превышает – 60 дБ [2,3].
Микрофонный капсюль Panasonic WM61 [4] идеально подходит для использования его, в качестве измерительного.
Подключать капсюль напрямую через микрофонный вход ПК, используя, для его работы фантомное питание, не советуется, из-за большой вероятности наводок и шумов, пониженной чувствительности, что негативно скажется на качестве измерений. Микрофон должен подключаться к аудиовходу материнской платы, применяя через согласующее звено – микрофонный предварительный усилитель.
Изготовить своими руками такое устройство (рис. 2) совсем не сложно. Оно состоит из, помещенного в трубку, длиной 20 см, микрофонного капсюля диаметром 6 мм, микрофонного усилителя на ОУ ОРА2134, отличающимся высокими характеристиками [6], химического источника питания, напряжением 9 вольт, типа «Крона».
Рис. 2. Микрофон измерительный: а – общий вид; б – вид со стороны капсюля; в – вид со стороны линейного выхода.
Схема электрическая принципиальная измерительного микрофона взята из источника [6]. После некоторых изменений имеет вид, представленный на рис. 3. Конденсатор С3 заменен пленочным (К-73, К-78 или другой, рекомендованный для установки в сигнальные цепи звуковых устройств). Налаживание усилителя сводится к подборке светодиода, который обеспечивал бы спад напряжения до 2 вольт на участках указанных в схеме на схеме.
Рис. 3. Схема электрическая принципиальная
Печатная плата изготавливается из фольгированного стеклотекстолита размерами 55 х 20 мм — рис. 4. Проектирование и печать выполняется на ПК с использование программы Sprint Layout 6.0.
Рис. 4. Печатная плата: а – вид со стороны дорожек; б — размещения деталей.
Все это монтируется в металлический корпус — для экранирования схемы — рис. 5.
Рис. 5. Расположение элементов в корпусе
Подключают измерительный микрофон к линейному входу звуковой карты ПК через экранированный кабель с двумя жилами. Экран провода подключается с одной стороны – стороны звуковой карты, это также положительно сказывается на точности измерений – рис. 6.
Рис. 6. Схема соединительного шнура
Данная конструкция имеет широкий диапазон рабочих частот, относительно высокую чувствительность, ровную АЧХ, «слышит» звуки на большем расстоянии, по сравнению, например, с микрофоном МКЭ-3. Замеры можно производить почти с любой, слышимой ухом человека, дистанции, а это важно при тестировании не только одной головки, а всей акустической системы (систем), например в помещении или салоне автомобиля. Микрофон успешно испробован с программой Right Mark 6.2.3. Представленный на рис. 1 график АЧХ звукового давления динамика 25ГДН-1Л построенный с помощью этой программы. Для измерений, микрофон располагают на одной оси с головкой на расстоянии 300 – 400 мм. Подключение измерительных устройств выполняют по схеме, показанной на рис. 7. Важно, что бы в усилителе регуляторы тембра были в среднем положении, а режим тонокомпенсации и корректирующие звенья отключены. Испытуемая головка размещается наиболее удаленно от стен, мебели и других предметов [7].
Рис. 7. Схема устройства для снятия АЧХ динамика
Печтную плату можно скачать здесь
- Эфрусси М. Громкоговорители и их применение. – М., «Энергия», 1976.
- Сапожков М. Электроакустика. – М., «Связь», 1978.
- Сапожков М. Электроакустика. Справочник. – М., «Радио и Связь», 1989.
- https://dl.dropboxusercontent.com/u/87298597/blog/em06_wm61_a_b_dne.pdf
- http://radiocom.dn.ua/image/data/pdf/OPA2134_BB.pdf
- http://audiogarret.com.ua/viewtopic.php?f=15&t=7866#p135608]
- Марченко В. Доработка динамических головок и измерение из частотных характеристик. – Радио № 2, 2014.
Автор: В. Марченко, г. Умань, Украина
Мнения читателей
А калибровочеый файл нужен? И где его можно сделать или как, или где скачать?Спасибо.
Денис / 17.04.2020 — 15:52
Денис / 17.04.2020 — 15:51
Скажите пожалуйста а подойдет ли для такого капсюля? И не совсем понял для чего здесь стабилитрон?
Иван / 09.04.2019 — 15:48
Автор,У тебя на печатке ОУ повернут в одну сторону а на картинке с собраным изделием в другую. Как у тебя все работает.
Автор / 14.11.2018 — 11:34
Ошибка на плате.
Владимир / 11.03.2018 — 23:14
На схеме конденцатор С1 шунтирует 3й вывод микросхемы на корпус. На печатке С1 шунтирует светодиод. Где ошибка? Вероятнее всего на печатке,хотя работает и так.
Леонид / 03.11.2017 — 21:44
Сделал модель этой схемы в Мультисиме 14, то же самое показывает, значит все нормально должно быть
Леонид / 03.11.2017 — 21:10
Здравствуйте, собрал данную схему, на контрольных точках ровно 2 В. К к компьютеру еще не подключал. Микрофон также не подключен. Дело вот в чем: На выходе до конденсатора 2 В постоянного напряжения. После конденсатора все по нулям (ну тут понятно). Должно ли быть 2 Вольта постоянки до конденсатора?
Автор / 08.07.2015 — 10:50
Снизить усиление можно уменьшением номинала резистора R5 (100 кОм).К примеру, при применении резистора номиналом 5. 10 кОм допускается подключение устройства к компьютеру через микрофонный вход.
Максим / 08.07.2015 — 00:34
Спасибо! Получилось! Еще одна проблема, уровень усиления слишком большой, на самой минимальной громкости микрофона в настройках уровень в спектрлабе зашкаливает, подскажите как можно согласовать уровень усиления
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:
Источник
Микрофон для измерения ачх акустики своими руками
Уважаемые форум чане помогите чайнику сделать *Самодельный микрофон для снятия АЧХ*
С паяльникам дружу а вот с остальным туговато .
Выразили согласие: orthodox  Ветеран   Откуда: Житомир Сообщений: 2 105 Репутация: 200 Thanks: 1245 Поблагодарили: 5967 за 1739 сообщения |
| Artmaster Ветеран  Откуда: Kiev Сообщений: 2 252 Репутация: 249 Thanks: 602 Поблагодарили: 3623 за 917 сообщения
|
|
| Jamper Ветеран  Откуда: Никополь Сообщений: 34 Репутация: 22 Thanks: 40 Поблагодарили: 43 за 20 сообщения
Вон Иголкин Панас сватает — снесите его в палату мер и весов, где за пузырь вам его откалибруют и дадут правочный график. Дело в том что нет у нас в городе того кто бы смог измерить АЧХ (( Я и не против что бы этим всем не страдать а купить готовый только какой я без понятий ( ? Подскажите, за рание спс. |
| Artmaster Ветеран Откуда: Kiev Сообщений: 2 252 Репутация: 249 Thanks: 602 Поблагодарили: 3623 за 917 сообщения
|
|
| orthodox Ветеран Откуда: Житомир Сообщений: 2 105 Репутация: 200 Thanks: 1245 Поблагодарили: 5967 за 1739 сообщения
Готовый хороший очень дорого, и без проверки всё равно ему веры нет. Так что если поверять негде — то выход только один: готовиться к тому, что результат не обязательно будет очень точным, и перепроверять несколькими капсюлями, купленными с одной партии, PS Но обмерять, конечно, надо в соответствующих условиях, иначе просто черт-те что намерять можно, |
|
| Sevap Ветеран  Откуда: Харьков Сообщений: 127 Репутация: 313 Thanks: 218 Поблагодарили: 836 за 185 сообщения |
| Jamper Ветеран Откуда: Никополь Сообщений: 34 Репутация: 22 Thanks: 40 Поблагодарили: 43 за 20 сообщения
Вон Иголкин Панас сватает — снесите его в палату мер и весов, где за пузырь вам его откалибруют и дадут правочный график. |
| DAZZER Ветеран  Откуда: Kiev Сообщений: 1 210 Репутация: 152 Thanks: 548 Поблагодарили: 594 за 322 сообщения |
| igor1706 Мамонт-Альбинос  Откуда: Харьков Сообщений: 1 433 Репутация: 327 Thanks: 2149 Поблагодарили: 2058 за 775 сообщения |
| DAZZER Ветеран Откуда: Kiev Сообщений: 1 210 Репутация: 152 Thanks: 548 Поблагодарили: 594 за 322 сообщения |
| igor1706 Мамонт-Альбинос Откуда: Харьков Сообщений: 1 433 Репутация: 327 Thanks: 2149 Поблагодарили: 2058 за 775 сообщения |
|
| Audio Fanat Ветеран  Откуда: Украина Сообщений: 2 351 Репутация: 280 Thanks: 1497 Поблагодарили: 2999 за 1410 сообщения Это очень заманчиво. Вот только кто бы поподробнее рассказал, что ещё нужно для изготовления измерительной системы. 1. Какую схемку нужно спаять для получения с микрофона сигнала приемлимого для звуковухи? И откуда лучше всего брать для неё питание? . мне бы мёд, да ещё и ложкой . Источник |
