Подключение динамического микрофона в микрофонный вход звуковой карты компьютера

Микрофонный стерео-вход

Начнём с того, что «мало кто знает», но «по мнению экспертов» и «британские учёные доказали», что микрофонный вход в любой материнской/звуковой плате является стерео-входом, т.е. к нему можно/нужно подключать два электретных микрофона:

Схема 1

Причём компьютерный микрофонный вход предназначен именно для электретных капсюльных микрофонов (внутри которых есть полевой транзистор-усилитель), а звуковая карта подаёт на каждый из двух входов гнезда MIC IN напряжение в 1.7-2.7 вольта (для питания микрофона). При этом тот факт, что вход стерео явным образом не упоминается в мануалах материнок, отчего народ в интернете иногда недопонимает ситуации:

Фото 1

На Фото 1 кусок из мануала про звуковые входы-выходы, встроенные в материнскую плату Asus M2NPV (2007-го года). Тут мы видим, что микрофонный вход может быть даже и выходом в режиме подключения 5.1 акустики. Ну, а то, что он на вход является стерео и имеет по 2.16 вольт (в отсутствие нагрузки) на каждом из двух контактов входа (3.5mm Stereo Jack) — это проверено реализацией стерео-микрофона по Схеме 1 (Стереомикрофон своими руками! Хай-енд технология доступна каждому! 😀 ).

Для удобства изготовления стерео-микрофона из любых двух одинаковых моно-микрофонов с 3-х-контактными 3.5-мм-штекерами можно купить простой стерео-сумматор-разветвитель,

и немного переделать его: наклеить скотч с одной стороны на средний контакт, с другой — на центральный. В результате с одного микрофона сигнал пойдёт только на «left» контакт, с другого — только на «right».

Динамический микрофон

Теперь, разобравшись с параметрами входа, берём подопытного (микрофон Одеон из Ашана за 2 бакса):

Фото 2

Этот микрофон не разборный почему-то, но мембрана сверху у него выглядит примерно так:

Фото 3

На Фото 3 — динамик наушника (который вставляется в ухо).

Кстати, вот по причине того, что динамик наушника похож на микрофон, его и можно использовать в качестве микрофона, приткнув в микрофонный вход. Только магнит у него маленький и он будет чрезвычайно тихим (а если усилить уровнями в программах записи, то звук будет как из консервной банки).

Адаптер для штекера

Что имеем:

Фото 4

Фото 5

Фото 6

Фото 7

И тут мы видим проблему: на выходе штекер 1/4″ Mono Plug, а нам нужен 3.5mm Stereo Plug. Бежим покупать адаптер:

Фото 8

1/4″ Mono Female/Jack to 3.5mm Stereo Male/Plug. Втыкаем через этот переходник микрофон в компьютер и обнаруживаем, что звук с него очень тихий в сравнении с электретным микрофоном. Потому что просто катушка на магните, без усилителя — это очень тихо. Но усилить сигнал можно самой звуковой картой, поставив галочку «усиление» в программных настройках звука и сдвинув ползунки уровней вправо на 100%. Но это не удобно: при смене микрофона на электретный снова нужно двигать уровни.

Усилитель-переходник

Поэтому делаем усилитель, по схеме:

Схема 2

Реализация:

Фото 9

Фото 10

Усилитель выполнен в виде проходного адаптера: слева гнездо 3.5 мм, справа такой же штекер и они соединены припаянной к их земле-экранам толстой медной проволокой (на Фото 9, 10 она в синей изоляционной термоусадочной трубке), что даёт прочное «шасси», а далее уже навесным образом спаиваем 4 детальки. Правильно всё это делать внутри микрофона, под металлическим экранированием микрофона, но тут и в микрофоне экранирования всё равно нет [Разборка и переделка 2-х-баксового динамического микрофона], да и хотелось сделать универсальный усилитель-переходник для разных микрофонов.

Что, зачем в Схеме 2

Резистор R1 нужно подбирать так, чтобы напряжение на коллекторе транзистора, т. е. на сигнальном выходе (он же и питание со звуковой карты) «просело» с исходных 2.16 вольт в два раза. В данном случае при R1 = 220k получилось 1.15 вольт (при 470k — 1.26В, и это правильнее, если напряжение без микрофона 2.5 вольта, как в имеет место быть во всех смартфонах). «Просадка» получается потому, что внутри звуковой карты стоит токоограничивающий резистор на 220К (в данном случае; точнее 2 х 470k, с учётом стерео-входа). Вот между R1 и внутренним таким же резистором и образуется половинное напряжение. Это нужно, чтобы при работе микрофона была свобода колебаний вверх (до 2V) и вниз (до 0V) симметрично.

Конденсатор C1 на проход акустического сигнала надо бы ставить плёночный металлизированный, вот такой:

Фото 11

но, как видим, он очень большой даже при ёмкости 0.47 мкФ, а уж 10 мкФ — будет в 20 раз больше, в миниатюрный переходник не влезет. Поэтому электролитический, с плюсом направо.

В итоге всё OK. Теперь подключённый через этот усилитель динамический микрофон выдаёт звук чуть лучшего качества (по шумам) и ровно такой же громкости, что и электретный микрофон.

Самодельная подставка для микрофона

Но это ещё не всё, надо эту бандуру на что-то поставить, чтоб не держать в руках. Напрягаемся дальше:

Фото 12

Крепёж из ПВХ из Леруа Мерлена, для крепления труб 40 мм. В дырке (она уже была) нарезаем резьбу 1/4″ под винт фотоштатива (можно использовать сам этот винт, нагрев его). Чёрная прокладка — кусок коврика для комп.мыши (здесь это для уменьшения внутреннего диаметра крепежа и для гашения вибрации). Ставим на штатив:

Готово!

Что можно купить на Алиэкспрессе

К сожалению, такого усилителя с фантомным питанием от самого микрофонного входа (а не от USB порта) для динамического микрофона на Али почему-то нет. Да и нигде нет.

Всяко-полезные около-микрофонные устройства:

Усилитель для двух [динамических] микрофонов. Два входных разъёма: 1/4″ и 3.5 мм. Требует внешнего питания DC 5V, которое он берёт от USB порта компьютера. Выход подключать к line-in звуковой карты.

Усилитель для двух динамических микрофонов. Плюс можно подмешивать audio сигнал. Требует внешнего питания Dual AC 12V-15V. Выход подключать к line-in звуковой карты.

Микрофонный стерео-усилитель. Требует внешнего питания DC 3.8-15V и… нужен паяльник. Выход подключать к line-in звуковой карты.

Переходник с 1/4″ на 3.5 мм.

Переходник для подключения внешних микрофона (моно) и наушников в разъём гарнитуры смартфона/планшета.

USB 2.0 OTG — microUSB адаптер. Позволяет подключать USB-устройства (флешки, микрофоны) к смартфону.

Кстати, через последний адаптер теоретически (сам не пробовал) к смартфону можно подключить USB-звуковую карту, а к ней — обычный стерео-микрофон с 3.5-мм штекером (или два моно-микрофона через тот самодельный сумматор, что упоминался в статье).

Микрофонный вход звуковой карты предназначен для подключения электретного микрофона. Назначение контактов разъёма микрофонного входа показано на Рис. 1. Звуковой сигнал поступает на вход звуковой карты через контакт TIP. Питание электретного микрофона подаётся через резистор R на контакт RING. Контакты TIP и RING соединяются вместе в микрофонном кабеле.

Рис. 1

Практически все мультимедийные микрофоны стоимостью 2-4$ годятся только для распознавания речи, телефонии и т. п. Хотя данные микрофоны, как правило обладают высокой чувствительностью, они имеют высокий уровень нелинейных искажений, недостаточную перегрузочную способность, а так же — круговую диаграмму направленности (то есть одинаково хорошо воспринимают сигналы с любой стороны). Поэтому для записи вокала в домашних условиях необходимо использовать остронаправленный динамический микрофон, позволяющий свести к минимуму посторонние шумы от вентилятора системного блока и других источников.

Динамический микрофон можно подключить непосредственно на микрофонный вход звуковой карты. Сигнальный провод микрофонного кабеля нужно припаять к контакту TIP, экран — к контакту GND, контакт RING нужно оставить свободным. Если у микрофона два сигнальных контакта — HOT и COLD, то контакт HOT подать на контакт TIP, а контакт COLD соединить с GND. Поскольку чувствительность динамического микрофона низкая, по сравнению с электретным, достаточный уровень записи получается только при расположении микрофона на расстоянии 3-5 сантиметров от губ исполнителя. Это не всегда допустимо, поскольку микрофоны некоторых типов будут «заплёвываться», несмотря на встроенную ветрозащиту. Такие микрофоны необходимо располагать дальше от исполнителя, а для получения достаточного уровня записи — воспользоваться предусилителем. Схема простейшего предусилителя с питанием от разъёма микрофонного входа показана на Рис. 2.

Рис. 2

Данная схема у меня прилично работает при следующих номиналах: R1,R3 — 100 кОм, R2 — 470 кОм, C1,C2 — 47мкФ, VT1 — кт3102ам (можно заменить на кт368, кт312, кт315).

В основу схемы положен классический транзисторный каскад с общим эмиттером. Нагрузкой каскада служит резистор R звуковой карты (Рис. 1). Коэффициент усиления зависит от параметров транзистора VT1, величины резистора обратной связи R2 и величины резистора R звуковой карты. Конденсатор C1 необходим для развязки по постоянному току. Резистор R1 служит для устранения щелчков при подключении микрофона «на ходу», при желании можно его исключить.

При более детальном рассмотрении оказалось, что на контакте TIP микрофонного входа моего SB LIVE 5.1 присутствует постоянное напряжение около 2 В. Исследовать причину, и характерно ли это только для моего экземпляра звуковой карты или для всех, возможности не было. Но абсолютно точно, что работоспособность схемы практически не изменяется при исключении элементов C2, R3.

Достоинством данной схемы является простота. К недостаткам следует отнести большие нелинейные искажения — около 1%(1 кГц) при 1 мВ на входе. Уменьшить нелинейные искажения до 0,1% можно с помощью дополнительного резистора 100 Ом, включаемого между эмиттером транзистора VT1 и шиной GND, при этом коэффициент усиления уменьшается с 40 дБ до 30 дБ. Изменения показаны на Рис. 3.

Рис. 3

Более высокие параметры можно получить, используя внешний микрофонный усилитель с автономным питанием, подключаемый к линейному входу звуковой карты. Например — схема с симметричным входом.

Добрый день! Хочу поделиться с вами очень простой схемой усилителя для микрофона. Можно использовать с гарнитурой для компьютера. Либо собрать полностью самодельный микрофон в корпусе от шприца. Для этого подойдет любой электретный капсюль, который есть в каждом доме. Такие капсюли можно найти в гарнитурах от компьютера и телефона, в старых кассетных магнитофонах с возможностью звукозаписи и т.д. Огромным плюсом данной схемы является отсутствие необходимости в дополнительном питании.

Для сборки нам понадобится:

1. Транзистор BC547 или КТ3102 — (1 шт.)

2. Резисторы номиналом 1кОм (R1 и R2) — (2 шт.)

3. Резистор номиналом от 0 до 1 кОм (подбирается под капсюль) — (1 шт.)

4. Дисковый керамический конденсатор номиналом 100-300 пФ — (1 шт.)

5. Электролитический конденсатор 47 мкФ (6,3 -16 В) — (1 шт.)

6. Кусок макетной платы. Можно использовать навесной монтаж.

Все детали обойдутся от 30 до 60 рублей.

1. Начнем с определения полярности микрофонного капсюля.

Минусовой контакт всегда соединен с корпусом (хорошо заметно на схеме).

2. Резисторы не имеют полярности. Сопротивление резисторов R1 и R2 составляет 1 кОм. От третьего резистора (R3) зависит коэффициент усиления и подбирается под капсюль. От 0 до 1 кОм и чем выше сопротивление, тем ниже усиление. В моем случае капсюль оказался ужасным и мне понадобилось максимальное усиление, соответственно вместо R3 мне пришлось ставить перемычку.

3. Номинал дискового керамического конденсатора 100-300 пФ и полярности он не имеет.

4. Электролитический конденсатор понадобится на 47 мкФ, напряжение значения не имеет. Я использовал на 6.3 вольт, такой конденсатор имеет минимальные размеры корпуса. Полярность электролитического конденсатора можно определить по маркировке.

Белая полоса на корпусе указывает на минусовой контакт (хорошо заметно на схеме).

5. Главным элементом схемы является биполярный NPN транзистор BC547.

Определить выводы транзистора можно по схеме.

Первая запись сделана без усилителя.

Вторая уже с усилителем, как видим уровень звука увеличился в разы.

После сборки наш усилитель можно поместить в корпус шприца и залить открытый края термоклеем. Если вы захотите облагородить внешний вид «корпуса», то просто отрежьте ушки шприца и посадите термоусадку.

Видео версия статьи с несколькими тестами звука — https://youtu.be/BLa6YhdoO2k

318Используемые источники:

• https://almois.ru/dinamicheskij-mikrofon-k-kompyuteru-stereomikrofon/
• https://meandr.org/archives/2622
• https://pikabu.ru/story/prostaya_skhema_mikrofonnogo_predusilitelya_bez_pitaniya_4844350