Направленный микрофон для прослушки на микросхеме. Подслушивающее устройство на расстоянии, отличие от жучков

Микрофон - устройство, преобразующее колебания звука в электрический ток. В передаче звука микрофон является первичным звеном в приёме звука. Микрофон - полезный прибор, который можно использовать для общения в интернете, а также для записи голоса или звуков (инструменты, спецэффекты). Однако, качественные микрофоны стоят немалых денег, а дешёвые не смогут дать достаточной чувствительности и качества.

В этой статье мы расскажем вам, как своими руками сделать микрофон, подходящий для ежедневного использования.

Для чего можно использовать самодельный микрофон?

Конечно, изготовить конденсаторный микрофон для вокала или подкастов своими руками практически нереально - их устройство слишком сложное, что может стать помехой для человека, слабо разбирающегося в электронике.

Электретные микрофоны намного проще в устройстве и благодаря этому обладают большей надёжностью. К тому же, небольшие размеры и низкая стоимость электретных микрофонов позволяют использовать их практически везде, где может потребоваться приём звука.

Перед вами - простой способ изготовления такого микрофона своими руками.

Что понадобится?

• Электретный капсюль - его можно вытащить из старого сотового телефона или магнитолы;
• Штекер Jack 3.5 для подключения микрофона к компьютеру;
• Корпус микрофона - хорошо подойдёт цилиндр от шприца;
• Зажим для бумаги - для фиксации корпуса и дальнейшего прикрепления микрофона, например, к одежде;
• Тонкий провод - отрезать небольшой участок длиной 1-1,5 метра;
• Поролон чёрного цвета - маленький кусочек для защиты от ветра.

Порядок изготовления

Чтобы вам было легче ориентироваться - поищите в интернете фотографии самодельного микрофона или устройство стандартного электретного микрофона (“петлички”).

• Изготовить корпус микрофона - нужно отрезать кончик от корпуса шприца ножом. Можно стереть деления на шприце с помощью растворителя;
• Просунуть через конус шприца провод и завязать на его конце узел для закрепления микрофона в кузове;
• Припаять электретный капсюль к проводу со стороны узла - экранированную оплётку соединить с его корпусом;
• Установить капсюль в корпус, а конус закрепить ушком канцелярского зажима;
• Второй конец провода спаять со штекером, дополнительно подключив вместе левый и правый каналы;
• В кусочке поролона проделать узкую круглую ямку для микрофона. Ножом можно срезать лишние углы - таким образом получится приличный ветрозащитный колпачок.

Вот и всё, самодельный микрофон готов! У вас получилось своими руками создать чувствительный измерительный микрофон, который хорошо подойдёт и для общения.

Стойка микрофона своими руками

Как правило, дорогие и качественные микрофоны покупают для серьёзной работы или хобби, будь то профессиональная звукозапись, проведение трансляций или увлечение вокалом.

В подавляющем большинстве случаев, для комфортной работы и для максимально близкого доступа к источнику звука, к таким микрофонам приходится дополнительно приобретать специальную стойку. Сейчас мы расскажем вам, как в домашних условиях изготовить настольную стойку для микрофона.

Что понадобится?

Лампа на струбцине - можно приобрести в любом магазине электроники. Внимание: масса лампы должна соответствовать массе вашего микрофона, в противном случае микрофон на слабой струбцине с лёгкостью упадёт под собственным весом.

Держатель зависит от типа вашего микрофона: для динамического держатель можно приобрести по цене от 250 рублей, для конденсаторного (типа “паук”) - по цене от 500 рублей.

Возможно найти и приобрести переходник для микрофонного держателя для облегченной установки его на струбцину.

Порядок изготовления

• Обрезать и вытянуть провод лампы;
• Разобрать и удалить плафон лампы;
• Прикрепить крепление для микрофона в резьбу к пантографу лампы - из-за несоответствия резьбы прикрутить крепление микрофона получится только на один раз;
• Закрепить держатель для микрофона на крепление;
• В держатель установить сам микрофон, стойку закрепить к столу.

Готово! Теперь у вас есть удобная регулируемая стойка для микрофона, которую можно с лёгкостью прикрепить к столу, а конструкция струбцины позволяет прикрутить к ней поп-фильтр и прочие аксессуары.

Фото микрофонов своими руками

Направленный микрофон можно использовать как для за­писи голосов животных, птиц, шума моря и т. п., так и в ка­честве «средства электронной разведки» в военно-спортивных играх. В первом случае необходим переносной магнитофон, во втором достаточно наушников, например, от плеера. На­правленность микрофона значительно повышает соотношение сигнала к шуму на входе усилителя и позволяет качественно усиливать и записывать звуки отдаленных источников.

Конструкция микрофона, описанная в , показана на рис. 4.7. Основа конструкции - цилиндрический футляр 1 диаметром 60…65 мм и длиной 450…600 мм, который нетруд­но склеить из чертежной бумаги. Для уменьшения отражения звука от стенок футляр оклеивают изнутри слоем поролона 2. Микрофонный капсюль 3 прикрепляют к футляру проволоч­ными кольцами и резинками 5. Вблизи микрофона крепят

Рис. 4.7. Конструкция направленного микрофона

усилитель 6, заключенный в экран, например, из белой жести от банки из-под сгущенного молока. Под усилителем находит­ся элемент питания 10. Тыльную сторону футляра закрывают крышкой 7, на которой закрепляют разъем 9 и переменный резистор S (R10).

Для удобства пользования к футляру прикрепляют руч­ку - скобу 11 W.3 полистирола толщиной 5 мм. На скобе-ручке крепят гайку 12, с помощью которой направленный микрофон устанавливают на фотоштативе.

Направленный микрофон позволяет записывать звуки с расстояния до 100 м. Еще лучших результатов удается добить­ся, если изменить конструкцию направленного микрофона. Для этого микрофон помещают в центр параболического реф­лектора или дополнительно снабжают его набором резонанс­ных трубок, см., например, . В любом конструктивном исполнении дополнительно увеличить дальность действия микрофона позволяет сужение полосы пропускания усилите­ля. На рис. 4.8 показана принципиальная схема усилителя, работающего в «телефонной» полосе частот 280…3400 Гц. Он собран на двух ОУ, входящих с состав достаточно малошумя-щего операционного усилителя К157УД2. Каскады идентичны и представляют собой включенные последовательно неинвер-тирующие усилители. Нижнюю границу полосы пропускания каждого из каскадов усилителя определяют элементы R1, С1 и R2, R3, С2, а верхнюю - R4, СЗ и R5, С4. Конденсаторы С5, С6 служат для частотной коррекции ОУ, делитель R6, R7

Рис. 4.8. Узкополосный микрофонный усилитель

образует искусственную среднюю точку. Конденсаторы С7, С8 шунтируют цепи питания ОУ DA1. Переменный резистор R2 - регулятор уровня, с помощью его коэффициент усиле­ния схемы по напряжению можно менять в пределах 50…64 дБ.

К выходу усилителя (вывод 9 микросхемы DA1) могут быть подключены наушники сопротивлением по постоянному току 16… 100 Ом. При напряжении питания 6…9 В усилитель рабо­тает устойчиво и мощности, выделяющейся в нагрузке, вполне достаточно для прослушивания. Если будет применен ОУ дру­гого типа, между его выходом и точкой соединения элементов R5, С4, выводы 3 и 5 разъема Х2 может потребоваться токоо-граничивающий резистор сопротивлением 33…47 Ом.

Печатная плата и размещение элементов на ней приведены на рис. 4.9. Конденсаторы С1-С4 могут быть типов К10-17, К10-47, К73-5, К73-9, К73-17, С5, С6 - КТ1, КД. В качестве ОУ DA1 можно использовать КР1434УД1, являющийся анало­гом К157УД2, а также К140УД20. В последнем случае рису­

Рис. 4.9. Печатная плата и размещение элементов узкополосного микрофонного усилителя

нок печатной платы придется подкорректировать, не забыв о токоограничивающем резисторе на выходе второго ОУ (вывод 10 микросхемы К140УД20). Резистор R2 типа СП4-1. Типы ос­тальных элементов такие же, как в предыдущей схеме.

Данная схема также практически не требует налаживания, следует лишь убедиться в наличии нулевого напряжения на выходе схемы (между выводами 2 и 3, 5 разъема XI).

Когда-то давно я сделал остронаправленный высокочувствительный микрофон и выложил результаты его испытаний в интернете. С тех пор прошло уже много лет, но мне по-прежнему приходят запросы на приобретение этого изделия. В абсолютном большинстве случаев желающие приобрести имеют представление об этом изделии из художественных кинофильмов, обычно детективных. Поэтому, как только я высылал им фото, их интерес к нему пропадал. Для тех, кому действительно интересно такое устройство я решил написать эту статью, в которой кратко рассказать о том, как сделать его своими руками.

Структурно изделие состоит из параболического отражателя, приемного устройства, расположенного в его фокусе, НЧ усилителя, наушников и автономного блока питания. Все устройство закреплено на подвеске, позволяющей плавно поворачивать его в горизонтальной и вертикальной плоскости.
Чтобы представлять назначение каждого блока устройства напомню немного теории.

Пусть на параболический отражатель падает поток звуковых волн. Если источник звука достаточно далек, то звуковой поток можно представить в виде потока параллельных векторов. Падая на поверхность вектора отражаются в область фокуса (см. рис.2). Согласно волновой теории диаметр этой зоны d не может быть меньше длины волны падающего на отражатель звука. То есть, d ≥ λ, где λ = c/f. Здесь c – скорость звука, f – его частота. Будем считать, что форма параболического отражателя идеальна, а потому d = λ. Отсюда следует первая важнейшая характеристика устройства, его коэффициент усиления параболического отражателя: Kp = (D/d)2

Смысл данного соотношения очень прост. Звуковой поток падает на поверхность параболоида S = πD2/4. Параболоид концентрирует энергию потока в фокусе на поверхность приемного устройства площадью s = πd2/4. В результате на этой поверхности плотность энергии звукового потока возрастает в Kp = S/s = (D/d)2 раз. На фото диаметр параболического отражателя D = 90 см. Для волны λ = 15 см (f = 2000 гц.) получим Kp = (90/15)2 = 36.

Рис. 2

Второй важнейшей характеристикой устройства является его острота направленности. Этот параметр важен потому, что необходимо не просто усилить звуковой сигнал, а усилить полезный сигнал. Для этого необходимо с помощью диаграммы направленности «вырезать» его из общего звукового потока. Величину диаграммы направленности параболического отражателя можно вычислить так. Поворачивая параболоид (см. рис. 3) можно повернуть его на такой угол α, что область концентрации звукового потока выйдет за пределы приемного устройства. Поскольку размеры приемного устройства ограничены длиной волны принимаемого звука λ, то угол диаграммы направленности в первом приближении можно выразить так:
α = arctg(λ/F).

В устройстве, показанном на фото, параболический отражатель имеет фокусное расстояние F = 36 см. Отсюда, для λ = 15 см острота направленности устройства будет равна 22 градуса. Это достаточно малый угол. По этой причине параболический отражатель с приемным устройством установлены на подвеске (см.фото рис.1) которая позволяет плавно его поворачивать. Без этой подвески работать с устройством крайне затруднительно. К этому следует добавить, что в соотношения как коэффициента усиления (1), так и остроты направленности (2) входит длина волны λ. По мере ее уменьшения растут как коэффициент усиления, так и острота направленности. Это хорошо заметно при прослушивании акустического горизонта. Лучше всего слышны звуки высокой частоты: на природе крики птиц, в жилом районе звон посуды из открытых окон и форточек.

Рис. 3

Что касается приемного устройства, которое находится в фокусе параболоида (см. рис. 4). Основной частью устройства является кронштейн. В его центральной части есть отверстие. С одной стороны в нем закреплен конденсаторный микрофон, а с другой в него входит с небольшим зазором поршень из пенопласта, который приклеен к мембране. Сама мембрана вклеена в кронштейн. Кронштейн имеет окна, которые соединяют объем, ограниченный мембраной с объемом корпуса. Для увеличения акустического объема корпуса он заполнен синтепоном или иным волокнистым материалом.

Устройство помещено в фокусе параболического отражателя и работает следующим образом. Поток звуковых волн, отраженный параболическим отражателем падает на мембрану и заставляет ее колебаться. Из теории мембран следует, что под действием давления (звуковой волны) мембрана изгибается по форме параболоида четвертой степени. То есть под действием звуковых волн перемещается преимущественно центральная область мембраны. А это значит, что мембрана концентрирует энергию падающей звуковой волны в колебания своей центральной зоны. В результате поршень, который вклеен в центральную часть мембраны, будет возбуждать в объеме между ним и микрофоном колебания с амплитудой существенно превышающей амплитуду падающей на мембрану звуковой волны. Коэффициент усиления мембраны можно оценить так:
Km = (Dm/dk)2

Величину dk, т.е. размер зоны концентрации деформаций мембраны в первом приближении ее можно принять равной dk ≈ 0,2 Dm. Отсюда коэффициент усиления мембраны (для Dm = 15 см) будет равен: Km ≈ 25. Тогда общий акустический коэффициент усиления устройства будет равен: K = Kp Km = 36 x 25 = 900.

Некоторые практические советы по изготовлению остронаправленного высокочувствительного микрофона.

Рис. 4

1. Параболический отражатель

В своем устройстве в качестве отражателя я использовал прямофокусный отражатель спутниковой антенны с параметрами: D = 900 мм, F = 360 мм, F/D = 0.4. Материал отражателя – алюминиевый лист толщиной 1 мм. Подвеска (устройство поворота отражателя в двух плоскостях) стандартная от спутниковой антенны. Стойка с треногой самодельная.
Сейчас прямофокусных спутниковых «тарелок», тем более алюминиевых нет. Их вытеснили стальные офсетные. В принципе это не столь существенно. Неудобство состоит лишь в том, что стальная тарелка существенно тяжелее алюминиевой, а из-за офсетной формы, вектор ее диаграммы направленности не столь наглядный как у прямофокусной. Спутниковую тарелку можно купить как в специализированных фирмах, так и на радиорынке. Весте с «тарелкой» следует купить и ее подвеску, включая подвеску конвертора. То есть следует купить спутниковую антенну, но без электроники (конвертора и тюнера). Использовать для изготовления микрофона «тарелку» диаметром менее 900 мм нет смысла.

2. Приемное устройство

В качестве корпуса приемного устройства можно использовать любой цилиндрический контейнер подходящего (D ≈ 150 мм) размера. Например, можно использовать кружку из нержавеющей стали. Сейчас таких продают много.
Внутри корпуса размещается микрофонный НЧ усилитель. Я не электронщик, а потому использовал готовую схему усилителя и набор деталей КИТ ее реализующий. В качестве микрофона использовал конденсаторный микрофон диаметром около 1 см. Вопросы согласования характеристик микрофона и НЧ усилителя выяснял у продавцов наборов КИТ.
Выход усилителя и подвод к нему питания выведены на пятипиновый разъем, врезанный в корпус приемного устройства (см. фото).

Кронштейн (см. рис.3) выточен из пластика (я вытачивал из текстолита). Я не привожу его конкретные размеры. Достаточно задаться его внешним диаметром (у меня 150 мм) и диаметром микрофона (около 10 мм). Остальные размеры достаточно произвольные. Их соотношение можно взять, например, из приведенного рисунка 4.

Окна кронштейна (3 секторных окна) я высверлил, края обработал напильником. Затем подобрал тонкостенную металлическую трубку длиной миллиметров 50…100, с наружным диаметром, равным диаметру микрофона. После просверлил в кронштейне отверстие диаметров, равным наружному диаметру этой трубки. Край трубки заточил так, что получил из нее высечку. За тем подготовил пластину из пенопласта толщиной 5…7 мм. Вращая высечку, вырезал с ее помощью из пенопластовой пластины поршень. Поршень оставил в трубке.

После этих подготовительных работ можно вклеивать мембрану. Из папиросной либо иной тонкой бумаги вырезаем круг, равный диаметру кронштейна. Вклеиваем его в кронштейн с помощью водостойкого клея (резиновый клей, клей 88, «Момент» (каучуковый) и др.) После того как клей высох смачиваем (например ватным тампоном) вклеенную мембрану водой и даем ей высохнуть. После высыхания мембрана туго натянется. После этого в мембрану можно вклеить пенопластовый поршень, который находится в металлической трубке. Для этого выступающий из трубки торец поршня смазываем водостойким клеем. Но не «Моментом», он интенсивно растворяет пенопласт. Резиновый или 88 – ой. Кладем кронштейн на плоскую поверхность мембраной вниз и в центральное отверстие вводим трубку с поршнем. Не вынимая трубки, выталкиваем из нее поршень до соприкосновения с мембраной. За тем, прижимая поршень к мембране, осторожно вынимаем трубку из отверстия кронштейна. Все поршень вклеен. Спрашивается, зачем все эти сложности. За тем, чтобы поршень был установлен в отверстии кронштейна с минимальным зазором и строго коаксиально.

После вклейки поршня с другой стороны отверстия закрепляем микрофон. Например, подматываем на его боковую поверхность бумагу и плотно вставляем микрофон в отверстие. Соединение микрофона с платой НЧ усилителя желательно сделать разъемным. При проверке и настройке НЧ усилителя микрофон придется многократно отключать и подключать к плате усилителя. Кронштейн с вклеенной мембраной и микрофоном закрепляется в корпусе приемного устройства с помощью боковых винтов (саморезов). После того как НЧ усилитель настроен его плата закрепляется в корпусе приемного устройства, например с помощью термоклея. После этого корпус приемного устройства заполняется волокнистым материалом (синтепон, хлопковая вата и т.п. волокнистым материалом) и закрывается собранным кронштейном. Чтобы защитить бумажную мембрану от повреждения ее следует закрыть не очень толстой (8…10 мм) пластиной поролона (пенополиуритана). Поролон закрыть тонкой полиэтиленовой пленкой. Такая защита сколько ни будь существенно качество приема не снижает, но защищает мембрану от дождя и шума ветра.

3. Блок питания

Сейчас полно недорогих малогабаритных аккумуляторных батарей на основе которых можно сделать блок питания устройства. Кроме своего прямого назначения он используется также для коммутации. То есть аккумуляторная батарея размещается в корпусе, который используется для закрепления в нем следующий элементов. Выключатель питания, резистор управления уровнем сигнала с НЧ усилителя, пятипиновый разъем для подключения приемного устройства (на фото виден кабель, соединяющий разъем приемного устройства и блока питания). Кроме этого разъем для подключения наушников, и, при необходимости, записывающего устройства, которое содержит аналоговый вход.

После того как все блоки готовы устройство собирается в целом. Приемное устройство закрепляется вместо конвертора в фокусе спутниковой тарелки. С помощью штатной подвески тарелка устанавливается в подходящей треноге. Кабелем соединяем блок питания и приемное устройство. Подсоединяем наушники. Все, высокочувствительный остронаправленный микрофон готов к работе. Осталось только включить питание и начать прослушивать акустический горизонт.

Для записи голосов птиц, животных, шума моря и т. п. необходим микрофон, обладающий узкой диаграммой направленности и эффективно отсекающий посторонние шумы. Задачу можно решить с помощью устройства, описанного в этой статье.

Микрофон содержит предварительный усилитель, уровень выходного сигнала которого достаточен для подключения его к магнитофону. Направленность микрофона значительно повышает соотношение полезного сигнала к акустическим помехам на входе усилителя и позволяет качественно усиливать и записывать звуки отдаленных источников.

Узконаправленный микрофон состоит из собственно микрофона динамического типа (МД-38, МД-45, МД-200) и малошумящего усилителя, размещенных в специальном цилиндрическом футляре. Характеристика указанных микрофонов в диапазоне частот 50... 15000 Гц имеет неравномерность 8...12 дБ. При уровне выходного сигнала 0,2...0,5 В требуемый коэффициент усиления по напряжению микрофонного усилителя - 50...55 дБ, а соотношение сигнал/шум - не хуже 60...65 дБ. Коэффициент нелинейных искажений - не более 0,2 %. Усилитель должен обладать хорошей температурной стабильностью и потреблять незначительный ток от источника питания, в качестве которого используется аккумуляторная батарея либо батарея гальванических элементов.

Этим требованиям отвечает усилитель, схема которого приведена на рис. 1. За его основу взят усилитель воспроизведения от магнитофона-приставки "Маяк-001 - стерео". Первый каскад собран на кремниевом малошумящем транзисторе VT2, второй - на операционном усилителе (ОУ) DA1. Микрофон ВМ1 включен непосредственно в цепь базы транзистора VT2, работающего в режиме микротоков, что позволяет получить необходимое соотношение сигнал/шум.

Особенностью усилителя является использование двух независимых цепей ООС. Первая из них, состоящая из R5, VT1, С2, R1, С1, обеспечивает температурную стабилизацию режима работы входного каскада по постоянному току, а вторая (C3, R4) формирует требуемую частотную характеристику усилителя. Коэффициент передачи усилителя по напряжению (50 дБ) примерно равен отношению сопротивлений резисторов R4 и R2, он может быть изменен подбором одного из них (например, R4) практически без изменения режима работы устройства по постоянному току. Конденсатор C3 определяет верхнюю частоту усиливаемого сигнала, которая составляет 15 кГц.

Делитель R6 - R9 служит для создания искусственной средней точки и подачи требуемого напряжения смещения на неинвертирую-щий вход ОУ DA1 (вывод 5). Цепь R2C1 определяет нижнюю границу усиливаемых частот, которая выбрана около 20 Гц. С выхода усилителя (вывод 10 ОУ) усиленный сигнал поступает через конденсатор С7 на регулятор уровня - переменный резистор R10, а с его движка - на разъем Х2. Контакты 2 и 4 разъема являются выключателем питания. Когда магнитофон подключают к разъему, через эти контакты на усилитель поступает питание от батареи GB1. Усилитель потребляет от источника ток около 2,5 мА, работоспособность его сохраняется при снижении напряжения питания до 5 В.

Детали предварительного усилителя, кроме резистора R10, размещены на печатной плате (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

Резисторы R1 - R9 - МЛТ, С1-4, С2-33, переменный R10 - СПЗ-4. Конденсаторы С1, С2, С4 - С8 - зарубежные, подобные К50-35; C3, С6 - КТ1, КД. На месте VT1 можно использовать транзисторы КТ3102 с буквенными индексами А - В, Д, КТ342Б, КТ358Д, а на месте VT2 - КТ3107 с индексами Л, Ж, с несколько худшими результатами - Д, И, К. ОУ DA1, кроме указанного на схеме, подойдет К153УД2, а также КР140УД608, К140УД6, КР140УД708, К140УД7 с учетом различия в цоколевке. Кроме того, в микросхемах, за исключением К153УД2, есть внутренние цепи коррекции, поэтому устанавливать конденсатор С6 не нужно.

Усилитель практически не требует налаживания, следует лишь проверить соответствие режимов работы приведенным на схеме. В зависимости от чувствительности используемого микрофона может понадобиться корректировка коэффициента усиления подбором резистора R4.

Конструкция микрофона, описанная в , показана на рис. 3. Ее основа - цилиндрический футляр 1 диаметром 60...65 и длиной 450...600 мм, который нетрудно склеить из чертежной бумаги.

Для уменьшения отражения звука от стенок футляр оклеивают изнутри слоем поролона 2. Микрофонный капсюль 3 прикрепляют к футляру проволочными кольцами 4 и резиновыми растяжками 5. Вблизи микрофона располагают усилитель 6, заключенный в экран, например, из белой жести от банки из-под сгущеного молока. Под усилителем находится батарея питания 10. Тыльную сторону футляра закрывают крышкой 7, на которой закрепляют разъем 9 и переменный резистор 8 (R10). Для удобства пользования к футляру прикрепляют ручку-скобу 11 из полистирола толщиной 5 мм. На ней крепят гайку 12, с помощью которой микрофон можно устанавливать на фотоштатив.

Узконаправленный микрофон позволяет записывать звуки с расстояния более 100 м. Еще лучшие результаты удается получить, если изменить конструкцию микрофона - поместить его в центр параболического рефлектора или дополнительно снабдить набором резонансных трубок .

В любом конструктивном исполнении увеличить дальность действия микрофона позволит сужение полосы пропускания усилителя. На рис. 4 приведена схема усилителя, работающего в "телефонной" полосе частот - 280...3400 Гц. Он собран на двух ОУ, входящих в состав малошумящего усилителя К157УД2.

Каскады идентичны и представляют собой включенные последовательно инвертирующие усилители. Нижнюю границу полосы пропускания каждого из каскадов усилителя определяют элементы R1, С1 и R2, R3, С2, а верхнюю - R4, C3 и R5, С4. Конденсаторы С5, С6 служат для частотной коррекции ОУ, делитель R6R7 образует искусственную среднюю точку. Конденсаторы С7, С8 шунтируют цепи питания ОУ Переменный резистор R2 - регулятор уровня сигнала, с его помощью коэффициент усиления устройства можно изменять в пределах 50...64 дБ.

К выходу усилителя (вывод 9 микросхемы DA1) могут быть подключены головные телефоны сопротивлением 16...100 Ом. При напряжении питания 6...9 В усилитель работает устойчиво и мощности, выделяющейся на нагрузке, вполне достаточно для прослушивания. Если будет применен ОУ другого типа, между его выходом и точкой соединения элементов R5, С4 и выводов 3, 5 разъема Х2 может понадобиться токоограничительный резистор сопротивлением 33...47 Ом.

Чертеж печатной платы и схема размещения на ней элементов приведены на рис. 5.

Конденсаторы С1 - С4 могут быть серий К10-17, К10-47, К73-5, К73-9, К73-17; С5, С6 - КТ1, КД. В качестве ОУ можно использовать КР1434УД1, являющийся аналогом К157УД2, а также К140УД20. В последнем варианте чертеж печатной платы придется подкорректировать, не забыв о токоограничивающем резисторе на выходе второго ОУ (вывод 10 микросхемы К140УД20). Резистор R2 - СП4-1, остальные элементы такие же, что и в предыдущей конструкции.

) о самоделках для съемки видео с помощью цифровой фотокамеры я уделил немного внимания записи звука, упомянув о возможности использования подключаемого петличного микрофона Sanyo HM-250 и синхронной записи на аудиорекордер (Alesis PalmTrack).

Внешний рекордер (слева) на камере для синхронной записи звука и самодельное крепление петличного микрофона (справа) для записи звука фотокамерой. Минусы первой конструкции - жесткое крепление, передающее в рекордер звуки от фотокамеры (работа механизмов и касаний рук). Минусы второй - длинный кабель петличного микрофона «ловит» электромагнитные помехи.

В этой статье тема самоделок для записи звука будет продолжена. Но прежде о том, зачем что-то делать самому. Первый и главный ответ - потому что интересно. Второй - потому что «барыги достали». Недавно в «живом магазине» (вернее, в торговом комплексе, где, как правило, ценников не ставят) мне предлагали посредственный микрофон Audio-Technica ATR-6550 по примерно тройной цене от той, что просят в российских интернет-магазинах (разумной, но, естественно, чуть более высокой, чем в странах «развитого капитализма»). К счастью, есть интернет для справки по ценам и еще есть YouTube, который позволяет оценить качество звука, не покупая микрофон.

Так вот, если набрать в поиске по YouTube название микрофона с приемлемой ценой (я ее оцениваю в Небольшое дополнение о той простой самоделке (петличный микрофон в «противоветровом» держателе), которая была описана в прошлой статье. Я писал, что микрофон Sanyo HM-250 имеет более-менее равномерную направленность (что проверялось по индикаторам уровня записи камеры/рекордера при вращении микрофона вокруг своей оси). И еще о том, что он хуже, чем встроенный микрофон камеры, слышит высокие частоты. Однако (при более внимательном и методичном анализе с помощью генератора белого шума и программы ) оказалось, что у этого микрофона заметно падает чувствительность к высоким частотам при боковой направленности сигнала. Поэтому микрофон был извлечен из петлички кроватки-держателя (см. иллюстрации к прошлой статье) и помещен в ветрозащитный держатель вперед головкой (а не боком, как это возможно при использовании кроватки-держателя). Звук, записываемый такой конструкцией, стал лучше. Но длинные провода петличного микрофона нередко ловят наводки, и тогда неприятные гулы с биениями слышны в записи. Выход - резать (укорачивать) провода и/или менять их на экранированные. Так как портить петличный микрофон не хотелось, я решил сделать микрофон из имеющихся в продаже микрофонных капсюлей. Хотя ассортимент подобных устройств в электронных магазинах, как правило, широк, в наличии оказывается не всё и не самое лучшее. Мне удалось приобрести электретные микрофоны HMO 0603B с напряжением питания 3 В, сравнительно широким диапазоном записываемых частот, хорошей чувствительностью и отсутствием выраженной направленности.

Самоделка удачная

Так как было очевидно, что заведомо хороший капсюль (или капсюли - для стереомикрофона) сразу не найти, решено было делать конструкцию микрофона разборной и модульной. Таким образом несколько ухудшается надежность, которая очень важна для конечного решения, но это вполне приемлемо для экспериментальной самоделки. Далее будет описан нормальный работоспособный вариант, а также возможные неприятности при выборе других вариантов.

Заготовки для изготовления микрофона - микрофонные капсюли и разъем RCA

Модуль микрофона в сборе. Защитным элементом служит отрезок корпуса разъема. Для стабилизации положения капсюля внутри корпуса-трубки свободное пространство можно заполнить пористой бумагой или свернутой в трубочку гофрированной бумагой.

Для модульного подключения микрофона используется разъем RCA. Капсюль микрофона монтируется на контакты «штыря» RCA. На проводе, ведущем к камере, разумно использовать ответный (то есть тот, что для подключения микрофона) разъем RCA типа «гнездо», что позволяет избежать (с большей вероятностью) случайных коротких замыканий цепи камеры.

В качестве корпуса для микрофона можно использовать оболочки от недорогого динамического микрофона. Из такой оболочки нужно извлечь капсюль, выключатель, провода и балластный груз.

Кабель подключения микрофона к камере (стерео, распаян на два моновхода) и уплотнители (поролон) для монтажа его в корпус микрофона

Кабель в сборе, готовый к установке в микрофонный корпус

Микрофон в сборе

В качестве крепления на камеру используется конструкция, описанная в прошлой статье . Между корпусом микрофона и трубкой держателя накручивается слой поролона, который изолирует микрофон от механических шумов, идущих от камеры. Для балансировки корпуса микрофона в тыльную его часть следует вклеить грузики-утяжелители.

Слабое место цифровых фотокамер при использовании их как видеокамер - тракт записи звука. По крайней мере, используемая мною Canon EOS 600D в записи звука заметно проигрывает 100-долларовому рекордеру Alesis PalmTrack. Даже при установке более-менее хорошего микрофона качество записи может быть невысоким из-за встроенного в камеру посредственного усилителя и рекордера. Снизить влияние собственных шумов встроенного усилителя камеры можно, просто отключив усиление звука (для некоторых камер это можно сделать с помощью Magic Lantern) или уменьшив его до минимума, одновременно усилив собственно сигнал от микрофона. Для усиления сигнала я собрал самоделку « » и испытал ее с камерой. Оказалось, что такой усилитель, действительно, помогает снизить шумы, но сам хорошо ловит внешние наводки. Установить его на камеру и нормально работать с ним мне не удалось - иногда он гудит, шумит и т. п. Пока не решена задача экранирования этого усилителя, я попытался найти ему замену. Требованиям компактности и невысокой стоимости удовлетворяет усилитель для наушников серии Fiio, к примеру Fiio E5 . Я нашел его на том же YouTube именно как вариант для усиления сигнала микрофона при записи видео.

Усилитель Fiio E5. На корпусе есть кнопки включения, управления громкостью и переключатель усиления басов

Заряжается усилитель от USB

Усилитель Fiio E5 не рассчитан на работу с микрофоном и камерой (предполагается, что нагрузка усилителя низкоомная; при 16 Ом выходная мощность составит 150 мВт, при 300 Ом - 16 мВт; а входное сопротивление камеры, судя по данным сайта Magic Lantern, - 2 кОм), и на его входе нет фантомного питания для встроенных в электретные микрофоны-капсюли усилителей. По этой причине необходимо обеспечить дополнительное питание для микрофона.

Стандартная схема подключения электретного микрофона с двумя выводами. Номиналы сопротивления нагрузки и питания соответствуют используемому в моей конструкции капсюлю HMO 0603B

Доработанная конструкция шнура с питанием. В цепь каждого канала включена 3-вольтовая батарейка CR2032 и резистор 2 кОм. При извлечении батареек кабель работает как обычный шнур «без питания»

При использовании микрофонов с более высоким напряжением питания и при необходимости сохранения компактности конструкции можно использовать альтернативную схему питания, в которой оба микрофона питаются от одной пары батарей (6 В).

Для уменьшения взаимного влияния каналов (а они при таком подключении оказываются связанными через цепь питания) в цепь нагрузки установлены сопротивления в 10 кОм. Чтобы обеспечить сбалансированность сигналов в левом и правом каналах, оба сопротивления должны быть одной величины с достаточной степенью точности.

Микрофон с усилителем в сборе

Как показала практика, при используемом микрофоне HMO 0603B и приведенной выше схеме подключения и питания усилитель добавляет немного уровню сигнала (на усилителе камеры можно выставлять, к примеру, усиление не 50%, а 40% - для получения уровня −12 дБ, что принципиально не сказывается на шуме). Тем не менее, эффект есть, и возможно, он будет лучше при использовании других микрофонов (если доверять ребятам, опубликовавшим свои видеоотчеты на YouTube).

Неудачные варианты

Описанные выше конструкции были не первыми собранными мной микрофонами. Так как накамерный микрофон сравнительно мал, приходится использовать маленькие компоненты, в том числе соединительные. Поэтому для первых конструкций я выбрал разъем TRS 3,5 мм (миниджек). Он компактен, имеет три контакта (в «стерео»-варианте) и универсален (выпускается множество переходников и разъемов). Стереовариант разъема позволяет монтировать на него и двух-, и трехконтактные микрофонные капсюли и разделять цепи сигнала и питания.

Конструкция для испытания микрофонов. Микрофоны вмонтированы в TRS-разъемы, «масса» подключена к S (гильза), «плюс-сигнал» - к R (кольцо) и T (кончик). Стереодвойник переделан в раздвоитель каналов

Сначала для проверки микрофонов (припаянных к TRS-разъему) был модифицирован стереодвойник. Если его вскрыть и изолировать с помощью кембрика соответствующие контакты, то получится раздвоитель «стерео на 2 моно». Удачные опыты с такой испытательной конструкцией дали повод надеяться, что если к ней добавить провода и источник питания, то микрофон для работы тоже получится.

Внутренности микрофона: шнур с распайкой на два канала и вмонтированными в него сопротивлениями нагрузки (я использовал 10 кОм), источник питания (6 В) в корпусе фонарика-брелка, микрофоны на TRS-штекерах и шуруп «безопасности»

Нередкая беда с TRS-разъемом - обламывается контакт «T». Извлечь обломок поможет шуруп - его нужно аккуратно ввинтить в дырочку обломка контакта «T» для удаления этой детали из внутренностей гнезда.

Почему от конструкций с TRS-разъемом пришлось отказаться, ясно из фотографии. У меня обломался кончик TRS от микрофона и кончик соединительного шнура TRS. Оба раза это случалось не в камере (то есть мне очень повезло), и я решил больше не рисковать с использованием такого типа разъемов. Справедливости ради отмечу, что причина не в самом TRS-разъеме, а в качестве компонентов, которые выпускаются и продаются. Мне пришлось столкнуться не только с обламыванием контактов, но и с внутренними замыканиями в разъемах. Есть у TRS и еще одна неприятная особенность: при соединении разъемов контакты скользят друг по другу и могут замыкать цепь совсем не так, как запланировано. Поэтому монтировать все соединения нужно (рекомендуется) до включения питания оборудования. Собранные цепи микрофонов с TRS-разъемами если и будут работать, то с большой вероятностью они будут генерировать шум и треск из-за плохих контактов. В общем, чтобы не мучиться с отбором TRS-разъемов, я в конце концов выбрал более громоздкие и простые RCA («профессиональные микрофоны», как правило, подключаются с помощью XLR-разъемов - еще более громоздких и менее универсальных). Преимущества RCA: более простой монтаж из-за их больших размеров и хорошее разделение контактов, исключающее некорректное подключение в момент соединения.

Не буду утверждать, что самодельный микрофон заметно улучшил качество записываемого звука. Но субъективно звук пары микрофонов воспринимается как более полный, если сравнить его со звуком, записанным встроенным в камеру микрофоном. Еще важнее то, что внешний микрофон более-менее хорошо изолирован от камеры, и можно не бояться использовать механически шумный стабилизатор оптики и привод фокусировки камеры, а также не переживать по поводу возможности записать звуки управления камерой и изменения хвата рук. Используемые в самоделке капсюли-микрофоны сравнимы по чувствительности с установленными в камере, лучше слышат средние и высокие частоты, но, возможно, по этой же причине заметно сильнее шумят. Все это можно определить и на слух. «Объективной» же оценке качества микрофона я планирую посвятить продолжение статьи.