Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
Компьютеры уже давно вошли в привычную жизнь и людей, стали настоящим многофункциональным устройством — и поиграть, отдохнуть, и поболтать с друзьями в чатах или по видеосвязи, и найти нужную информацию в интернете — что угодно, компьютер существенно расширяет возможности дистанционной человеческой деятельности. Такое разнообразие обусловлено, в первую очередь, обилием периферийных устройств, которые работают совместно с компьютером — это могут быть принтеры и сканеры для работы с бумажными документами, веб-камеры для возможности совершения видеозвонков, колонки для воспроизведения музыки или каких-либо системных звуков, мышь и клавиатура — базовые устройства, которыми пользуются практически все, служат для ввода информации и «общения» с компьютером. В последнее время набирают популярность голосовые помощники — специальные программы, которые распознают речь пользователя и реагируют в соответствии со сказанными фразами или словами — например, голосового помощника можно буквально «попросить» открыть тот иной сайт, прогноз погоды, какую-либо программу и т.д.
Некоторые позволяют даже развлечь пользователя — поиграть в слова, города, или просто пообщаться — хоть и такое «общение» никак не сравнится с живым собеседником. Для использования такого помощника обязательно необходим микрофон, причём особое предпочтение стоит отдать чувствительным, которые чётко улавливают речь и имеют минимум собственных шумов. Если во всех смартфонах и ноутбуках микрофоны есть интегрированные, то вот владельцам системных блоков следует задумываться о приобретении микрофона отдельно — либо о сборке своим руками, как в данном случае. Некоторые используют в качестве микрофона капсюль электретного микрофона напрямую, подключая его к микрофонному входу без какого-либо аппаратного усилителя. Такой вариант может использоваться в самом простейшем случае, но он неизбежно приведёт к сильному повышению уровня шума, ведь сигнал с капсюля очень маленький и звуковой карте компьютера приходится усиливать его программно.
Если же уменьшить уровень усиления, то речь будет слишком тихой для распознавания голосовым помощником, а при общении через видеосвязь придётся буквально кричать, чтобы собеседник услышал. Оптимальным вариантом при создании компьютерного микрофона станет создание простой схемы усилителя на одном транзисторе — она усилит сигнал с капсюля до приемлемого уровня, который затем напрямую можно подавать на вход звуковой карты компьютера. Звук при этом получится уже громкий и усиливать его дополнительно программно не понадобится — по этой причине уровень шумов будет минимальным. Схема такого микрофона представлена ниже.
Как можно увидеть, схема представляет собой усилительный каскад на одном маломощном NPN транзисторе. На схеме он обозначен как КТ3102Е, можно использовать также практически любой подобный транзистор, например, подойдут BC547, КТ315, особое предпочтение стоит отдать моделям с большим коэффициентом усиления, из импортных это BC547C — индекс на конце указывает на диапазон возможных коэффициентов усиления. В левой части схемы можно увидеть обозначение микрофона — здесь используется электреный капсюль, внешне они выглядят как металлическая пуговица в диаметре 2-5 мм. С одной стороны — звуковая мембрана, с другой два вывода для подключения к схеме. Купить такой капсюль можно в любом магазине радиодеталей, они стоят не более 40-50 р, либо достать из любого неисправного прибора, который работал со звуков — это может быть телефон, гарнитура, либо какая-нибудь игрушка. Обратите внимание, что помимо электретных существуют также динамические микрофоны, они также имеют два вывода, но работают совершенно по другому принципу, а потому не подойдёт для использования в данной схеме.
Капсюли имеют полярность — один из двух выводов является плюсом, другой минусом, при этом определить полюсовку довольно просто — минусовой контакт будет накоротко замыкаться на металлический корпус, можно прозвонить или проследить по дорожкам. Резистор R1 на схеме служит для питания капсюля и одновременно служит делителем напряжения для снятия сигнала с микрофона. На схеме он обозначен звёздочкой не с проста — от правильного выбора этого резистора будет зависеть чувствительность и корректная работа микрофонного капсюля. Для большинства случаев подойдёт указанный номинал в 1 кОм, но при необходимости вместо него всегда можно поставить подстроечный и подогнать номинал под конкретный экземпляр микрофона. Также стоит отметить, что электретные микрофоны могут отличать не только размером — но и чувствительностью и уровнем шумов. Как правило, самые большие экземпляры (около 5 мм в диаметре) имеют максимальную чувствительность, если есть желание сделать микрофон максимально совершенным, можно приобрести несколько и сравнить их в работе, выбрав лучший.
Через конденсатор С1 электрический сигнал, полученный капсюлем, попадает на базу усиливающего транзистора. Использовать здесь можно практически любой керамический либо плёночный неполярный конденсатор, номинал может варьироваться от 47 до 200 нФ. Резистор R2 на схеме, включенный от базы к коллектору транзистора, задаёт коэффициент усиления каскада — с номиналом этого резистора можно поэкспериментировать после сборки схемы, выбранное же сопротивление 270 кОм является самым оптимальным для большинства случаев. Все резисторы на схеме — самые обычные маломощные, которые можно найти в любом неисправном радиоприборе, точно придерживаться номиналов не обязательно, небольшие отклонения в обе стороны возможны. Конденсатор С2 стоит в цепи питания схемы — его плюс соединяется с плюсом источника питания, минус аналогично с минусом. Его целью является подавление пульсаций по питанию, особенно это актуально, если схема питается от сетевого блока питания — но о вариантах питания чуть позже.
Здесь можно использовать любой электролитический конденсатор ёмкостью 47-100 мкФ, впаивать на плату его необходимо в соответствии с полярностью — минус обозначен на корпусе в виде вертикальной черты по всей длине. Конденсатор С3 — выходной, через него усиленный сигнал со схемы поступает на звуковую карту. Как можно увидеть на схеме, его номинал подписан в виде диапазона, от 1 нФ до 15 нФ — подобрать можно самому по понравившемуся звуку с микрофона. Чем ниже будет ёмкость данного конденсатора, тем меньше низких частот будет в конечном сигнале. Использование конденсатора такой низкой ёмкости позволяет избавить от «бубнежа», который иногда возникает при разговоре непосредственно возле микрофона.
На схеме указано напряжение питания 1,5В — данная схема хороша тем, что начинает работать уже при таком низком напряжении, в отличие от аналогичных схем на операционных усилителях. Таким образом, питать схему можно даже от одной пальчиковой батарейки — низкий ток потребления позволит схеме работать очень долго без смены батарейки. Схему можно питать и более высоким напряжением — до 12В (но при этом следует во столько же раз увеличить R1) — это положительно скажется на уровне выходного сигнала, он станет несколько больше. Использовать для питания весьма удобно литий ионный аккумулятор, он имеет подходящее напряжение (около 4 вольт), большую ёмкость, и при разряде его можно быстро зарядить и пользоваться дальше.
Схема довольно проста, поэтому изготавливать её методом ЛУТ не имеет особого смысла — можно собрать поверхностным монтажом, прорезав дорожки-изоляторы на текстолите, именно так и сделал автор. Либо же всю схему можно собрать навесным монтажом прямо в корпусе.
На картинках выше можно наглядно увидеть разницу между сигналами до усилителя и после. В первом случае на экране осциллографа, во втором прямо на компьютере, через звукозапись.
В качестве корпуса для компьютерного микрофона автор использует неисправный сетевой адаптер, предварительно освободив его от всех внутренностей. Схема занимает очень мало места, а потому в качестве корпуса можно использовать буквально что угодно, попавшееся под руку. Можно сделать красивый корпус самому, например, из дерева или используя 3D принтер — полёт фантазии безграничен. Удачной сборки!
Источник (Source)
Подборки: Усилитель Микрофон Транзистор Электроника Схема
Источник: