Качественный микрофон для компьютера. Как подключить микрофон к телефону: Самые простые способы Микрофон с фантомным питанием подключить к компьютеру

В этом документе собраны электрические схемы и информация о том, как построено питание электретных микрофонов. Документ написан для людей, способных читать простейшие электрические схемы.

Введение
Введение в электретные микрофоны
Основные схемы питания электретных микрофонов
Звуковые карты и электретные микрофоны
Plug-in power
Фантомное питание в профессиональной аудиотехнике
T-Powering
Другая полезная информация

1. Введение

Микрофонам большинства видов для работы требуется электропитание, как правило это конденсаторное микрофоны, а так же микрофоны сходные с ними по принципу действия. Электропитание необходимо для работы внутреннего предусилителя и поляризации мембран микрофонного капсюля. В случае, если встроенного источника питания (батареи, аккумулятора) в микрофоне нет, напряжение к микрофону подается по тем же проводам что и сигнал от микрофона к предусилителю.

Бывают случаи, когда микрофон принимают за сломанный только потому, что не знают о необходимости подать на него фантомное питание или вставить батарейку.

2. Введение в электретные микрофоны

Электретные микрофоны обладают наилучшим соотношением цена/качество. Эти микрофоны могут быть очень чувствительными, достаточно прочными, предельно компактными, а так же обладать малым энергопотреблением. Электретные микрофоны находят широчайшее применение, в силу компактных размеров их часто встраивают в готовые изделия, сохраняя при этом высокие рабочие характеристики. Согласно некоторым оценкам, электретный микрофон используется в 90% случаев, что, учитывая вышеизложенное, более чем оправданно. Большинство петличных микрофонов, микрофонов используемых в любительских видеокамерах и микрофонов применяемых совместно с компьютерными звуковыми картами, являются электретными микрофонами.

Электретные микрофоны схожи с конденсаторными по принципу преобразования механических колебаний в электрический сигнал. Конденсаторные микрофоны преобразуют механические колебания в изменение емкости конденсатора, получаемого при подаче напряжения на мембраны микрофонного капсюля. Изменение емкости, в свою очередь, ведет к изменению напряжения на обкладках пропорционально звуковым волнам. В то время как капсюль конденсаторного микрофона нуждается во внешнем (фантомном) питании, мембрана капсюля электретного микрофона имеет свой заряд в несколько вольт. Питание ему необходимо для встроенного буферного предусилителя , а не для поляризации мембран.

Типичный электретный микрофонный капсюль (Рис.01) имеет два пина (бывает три) для подключения к источнику тока 1-9 вольт и, как правило, потребляет менее 0,5мА. Эта мощность расходуется на питание миниатюрного буферного предусилителя, встроенного в микрофонный капсюль, и служащего для согласования высокого сопротивления микрофона и подключенного кабеля. Следует помнить, что кабель обладает собственной емкостью, и на частотах более 1кГц его сопротивление может достигать несколько 10-ков кОм.
Нагрузочный резистор определяет сопротивление капсюля, и предназначен для согласования с малошумящим предусилителем. Это, как правило, 1-10кОм. Нижний предел определяется шумом усилителя по напряжению, в то время как верхний - шумом усилителя по току. В большинстве случаев напряжение 1,5-5В подается на микрофон через резистор в несколько кОм.

В связи с тем, что электретный микрофон имеет в своем составе буферный предусилитель, который добавляет к полезному сигналу собственный шум, он и определяет отношение сигнал/шум (обычно в районе 94дБ), что эквивалентно акустическому отношению сигнал/шум 20-30дБ.

Электретные микрофоны нуждаются в напряжении смещения для встроенного буферного предусилителя. Это напряжение должно быть стабилизировано, не содержать пульсаций, так как в противном случае они поступят на выход в составе полезного сигнала.

3. Основные схемы питания электретных микрофонов

3.1 Принципиальная схема

На рисунке Рис.02 представлена основная схема питания электретного микрофона, на нее следует ссылаться при рассмотрении подключения любого электретного микрофона. Выходное сопротивление определяется резисторами R1 и R2. Практически выходное сопротивление можно принять R2.

3.2 Питание электретного микрофона от батарейки (аккумулятора)

Эта схема (Рис.04) может быть использована совместно с бытовыми магнитофонами и звуковыми картами, изначально предназначенными для работы с динамическими микрофонами. Когда вы соберете эту схему внутри корпуса микрофона (или в небольшом внешнем боксе), ваш электретный микрофон найдет универсальное применение.

При построении данной схемы, будет полезно добавить выключатель, чтобы отключать батарейку в то время, когда микрофон не используется. Следует отметить, что уровень выходного сигнала этого микрофона значительно выше уровня, получаемого при использовании динамического микрофона, так что необходимо контролировать усиление на входе звуковой карты (усилителя/микшерного пульта/магнитофона и т.д.). Если этого не сделать, высокий уровень входного сигнала может привести к перемодуляции. Выходное сопротивление этой схемы в районе 2кОм, поэтому не рекомендуется использовать слишком длинный микрофонный кабель. В противном случае он может сработать как фильтр нижних частот (несколько метров не окажет сильного влияния).

3.3 Простейшая схема питания электретного микрофона

В большинстве случаев допустимо использовать одну/две батарейки 1,5В (в зависимости от используемого микрофона) для питания микрофона. Батарейка включается последовательно с микрофоном (Рис.05).
Эта схема работает, если постоянный ток, поступающий от батарейки, не оказывает на предусилитель негативного влияния. Это случается, но далеко не всегда. Обычно предусилитель работает только как усилитель переменного тока, и постоянная компонента не оказывает на него никакого влияния.

Если вы не знаете правильную полярность батарейки, попробуйте включить ее в двух направлениях. В подавляющем большинстве случаев неправильная полярность при низком напряжении не вызывает никаких повреждений микрофонного капсюля.

4. Звуковые карты и электретные микрофоны

В данном разделе рассматриваются варианты подачи питания на микрофоны от звуковых карт.

4.1 Вариант Sound Blaster

Звуковые карты Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) от Creative Labs используют 3,5мм stereo jack-и для подключения электретных микрофонов. Распиновка jack-а представлена на Рисунке 06.
Creative Labs на своем сайте приводит характеристики. которыми должен обладать микрофон, подключаемый к звуковым картам Sound Blaster:

Тип входа: небалансный (несимметричный), низкоомный
Чувствительность: около -20дБВ (100 мВ)
Входное сопротивление: 600-1500 Ом
Разъем: 3,5 мм stereo jack
Распиновка: Рисунок 07

Рис.07 - Распиновка разъема с сайта Creative Labs

На рисунке ниже (Рис.08) показана примерная схема входной цепи при подключении микрофона к звуковой карте Sound Blaster.

Рис.08 - Микрофонный вход звуковой карты Sound Blaster

4.2 Другие варианты подключения микрофона к звуковой карте

Звуковые карты других моделей/производителей могут использовать метод рассмотренный выше, а могут иметь собственный вариант. Звуковые карты, которые используют 3,5мм разъем mono jack для подключения микрофонов, как правило имеют перемычку, позволяющую в случае необходимости подать питание на микрофон, либо его отключить. Если перемычка находится в положении при котором осуществляется подача напряжения к микрофону (обычно +5В через резистор 2-10кОм), то это напряжение подается по тому же проводу что и сигнал от микрофона к звуковой карте (Рис.09).

Входы звуковой карты в этом случае имеют чувствительность около 10мВ.
Это подключение также используется в компьютерах Compaq, выпускаемых со звуковой картой Compaq Business Audio (микрофон Sound Blaster хорошо работает с Compaq Deskpro XE560). Напряжение смещения, измеренное на выходе Compaq, 2,43В. Ток короткого замыкания 0,34мА. Это говорит о том, что напряжение смещения подается через резистор около 7кОм. Кольцо 3,5мм jack-а не используется, и ни к чему не присоединяется. Руководство пользователя Compaq говорит, что этот микрофонный вход используется только для подключения электретного микрофона с фантомным питанием, например микрофона поставляемого самим Compaq. Если верить Compac, этот метод подачи питания называется фантомным питанием, однако не следует путать этот термин с тем, что используется в профессиональной аудио технике. Согласно заявленным техническим характеристикам входное сопротивление микрофона 1кОм, а максимально допустимый уровень входного сигнала 0,013В.

4.3 Подача напряжения смещения к трех- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты

Эта схема (Рис.10) подходит для подключения трех- проводного капсюля электретного микрофона к звуковой карте Sound Blaster, которая поддерживает подачу напряжения смещения (НС) к электретному микрофону.

4.4 Подача напряжения смещения к двух- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты

Эта схема (Рис.11) подходит для сопряжения двух- проводного электретного капсюля со звуковой картой (Sound Blaster), которая поддерживает подачу напряжения смещения.

Рис.12 - Простейшая схема, работающая с SB16

Эта схема (Рис.12) работает, потому что питание +5В подается через резистор 2,2кОм, встроенный в звуковую карту. Этот резистор хорошо работает как ограничитель тока и как сопротивление в 2,2кОм. Такое подключение используется в компьютерных микрофонах Fico CMP-202.

4.5 Питание электретных микрофонов с 3,5 мм mono jack-ом от SB16

Приведенная ниже схема питания (Рис.13) может применяться с микрофонами, напряжение смещение которым подается по тому же проводу, по которому передается аудио сигнал.

4.6 Подключение микрофона телефонной трубки к звуковой карте

Согласно некоторым новостным статьям на портале comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech, этаже схема может использоваться для подключения к звуковой карте Sound Blaster электретного капсюля телефонной трубки. В первую очередь необходимо убедиться что микрофон в выбранной трубке электретный. Если это так, то необходимо отсоединить трубку, открыть ее и найти плюс микрофонного капсюля. После этого капсюль подключается как показано на рисунке выше (Рис.13). Если вы хотите использовать разъем RJ11 телефонной трубки, то микрофон подключен к проводам внешней пары. Различные трубки имеют разные уровни сигнала на выходе, и уровня некоторых может быть недостаточно для использования со звуковой картой Sound Blaster.

Если вы хотите использовать динамик трубки, то подключите его к Tip и вставьте в звуковую карту. Перед этим убедитесь что он имеет сопротивление более 8Ом, в противном случае усилитель на выходе звуковой карты может сгореть.

4.7 Питание мультимедийного микрофона от внешнего источника

Основная идея питания мультимедийного (ММ) микрофона приведена ниже (Рис.14).

Общая схема питания компьютерного микрофона, предназначенная для работы с Sound Blaster и другими подобными звуковыми картами приведена на рисунке ниже (Рис.15):

Рис.15 - Общая схема питания компьютерного микрофона

Примечание 1: на выход этой схемы поступает постоянный ток в несколько вольт. Если это создает проблемы, необходимо добавить конденсатор последовательно с выхода микрофона.

Примечание 2: обычно напряжение питания микрофонов, подключаемых к звуковой карте составляет около 5 вольт, подаваемых через резистор 2,2кОм. Микрофонные капсюли обычно не восприимчивы к к постоянному току от 3 до 9 вольт, и будут работать (хотя уровень подаваемого напряжения может повлиять на выходное напряжение микрофона).

4.8 Подключение мультимедийного микрофона к обычному микрофонному входу

Напряжение +5В может быть получено из большего с помощью стабилизатора напряжения, такого как 7805. В качестве альтернативы можно использовать последовательное включение трех батареек 1,5В, а можно использовать и одну на 4,5В. Включать ее следует как показано на рисунке выше (Рис.16).

4.9 Plug-in power

Множество небольших видео камер и рекордеров используют 3,5мм микрофонный стерео штекер для подключения стерео микрофонов. Некоторые устройства предназначены для микрофонов с внешним источником питания, в то время как другие подают питание через тот же разъем, по которому передается аудио сигнал. В характеристиках устройств, которые обеспечивают питание капсюлей через микрофонный вход, этот вход называется "Plug-in power".

Для устройств, которые используют подключение Plug-in power для электретных микрофонов, схема приведена ниже (Рис.17):
Технология подключения микрофонов Plug-in power с точки зрения схемотехники записывающего устройства (Рис.18):

Рис.18 - Схемотехника разъема Plug-in power

Номиналы элементов в схему могут меняться в зависимости от производителя оборудования. Однако очевидно что напряжение питания составляет несколько вольт, а номинал резистора в несколько кило-Ом.

Примечания

Буферный предусилитель электретного микрофона - это также просто предусилитель, преобразователь напряжения, повторитель, полевой транзистор, согласователь сопротивления.

Обычно этот вопрос задают те, кто вообще ничего не понимает в микрофонах и музыкальном оборудовании. Такие люди сталкиваются с рядом проблем, часто они делают покупки, не разобравшись в предмете и оказывается, что они либо покупают что-то лишнее, либо просто не осознают, что то что они купили не будет работать так, как им хочется и по факту нужно тратить намного больше денег, чем они рассчитывали, чтобы всё заработало как надо.

Проведём инструктаж так сказать, для полных профанов.

Итак, правило номер один - никогда не покупайте микрофоны в магазинах электроники типа М-Видео, Эльдорадо, в торговых центрах или, упаси боже, в Ашане. Ничего путёвого там никогда не продаётся. В лучшем случае вы купите микрофон для караоке, отвратительно звучащий и несовместимый с нормальной аппаратурой.

Правило номер два - никогда не покупайте микрофон к которому по умолчанию присоединён микрофонный кабель. Это вообще табу. И кабель и микрофон будут паршивые. Впрочем, вы голосуете рублём и покупаете то, что покупаете. У всего есть своя цена, только потом не говорите, что вас не предупреждали.

Если вы хотите попеть песенки в караоке после застолья - это одно. Такой микрофон не жалко испачкать в салате оливье. Если же вы хотите записывать свой голос на компьютер, читайте дальше.

Первый и самый простой вариант для подключения к компьютеру - купить USB микрофон. Вы подключаетесь через USB порт, обычным USB кабелем и сразу получаете приличный звук. USB микрофоны бывают и дешевые и дорогие. Этот вариант уже давно перестал быть компромиссным и качество звучания у таких микрофонов весьма приличное. С учётом удобства подключения к компьютеру цена у них оправдана. Естественно, стоить USB микрофон будет дороже, чем караоке микрофон из Ашана. Зато звучать будет как надо.

Если вы озвучиваете компьютерные игры или записываете подкасты, ведете тренинги в интернете, то USB микрофон - это ваш вариант. Правильную модель с учётом бюджета помогут выбрать наши консультанты - звоните или пишите нам.

Ну и последний и самый крутой вариант - это студийный микрофон для записи вокала. Не стоит пугаться слова "студийный". Студийный - не значит дорогой. Цены на такие микрофоны варьируются очень сильно. Есть совсем недорогие модели и есть топовые вещи, использовать которые в домашних условиях на наш взгляд не оправданно.

Преимущество студийного микрофона прежде всего в качестве звучания. Если звук для вас - принципиальный момент, то вариантов нет, нужно собирать домашнюю студию.

Для начала определимся с типом микрофона, который вам нужен. Для записи вокала лучше всего покупать конденсаторный микрофон с большой диафрагмой. Динамические микрофоны - это вариант для концертов, а конденсаторные микрофоны с маленькой диафрагмой - для записи музыкальных инструментов. Ленточные микрофоны - вообще тема отдельной статьи и нам они не подходят.

В общем, берём конденсаторный микрофон с большой диафрагмой. Выглядит он примерно вот так:

Вариантов и цен - миллион. Выбрать правильно, опять же, помогут наши консультанты. Спрашивайте, не стесняйтесь.

Покупка микрофона сама по себе еще не делает вас рок-звездой. Конденсаторный микрофон не будет работать сам по себе. И подключить его напрямую в вашу встроенную звуковую карту вы не сможете. даже если вы попытаетесь, работать это не будет. Потому что конденсаторному микрофону требуется фантомное питание. И такое питание есть либо во внешних звуковых интерфейсах либо в специализированных микрофонных предусилителях.

Поэтому, если вы хотите использовать конденсаторный студийный микрофон и получать крутой звук, помимо микрофона, как минимум, нужен еще и внешний USB аудио интерфейс с микрофонным входом. В простонародье - внешняя звуковая карта.

Например вот такая:

Есть и более дорогие варианты и решения, но мы не будем их затрагивать в этой статье, т.к. это уже оборудование для профессиональных студий и подход к нему совершенно иной.

А теперь проведем небольшой ликбез по микрофонным кабелям и разъёмам, в которые они включаются. Т.к. именно это вызывает большинство проблем и вопросов у людей несведущих.

Итак, во всех профессиональных микрофонах (не караоке и не USB) используются XLR разъёмы. Разъём XLR на микрофоне выглядит вот так:

В свою очередь, разъёмы на микрофонном кабеле будут выглядеть вот так:

Ни в каком Ашане вы не купите такой микрофонный кабель. их продают специализированные музыкальные магазины типа нашего.

На звуковых картах и микрофонных предусилителях, как правило, используются либо XLR входы для подключения микрофонного кабеля либо комбинированные разъёмы Jack / XLR. Стандартный XLR вход выглядит вот так:

Комбинированный разъём Jack / XLR выглядит вот так:

В комбинированный разъём может включаться как микрофонный кабель с XLR разъёмом, так и инструментальный или стерео кабель с разъёмом Jack. Разъём Jack в профессиональном оборудовании выглядит вот так

Бывает еще мини джек, но к профессиональной музыкальной аппаратуре он отношения не имеет - это решение для портативных плееров и т.п.

Если вы купили микрофон для караоке и пытаетесь включить его в комбинированный разъём jack/xlr, вас может ждать разочарование. Почему? Потому что, как правило, комбинированные разъёмы устроены таким образом, что при подключении через jack предусиление сигнала намного меньше. Это сделано для того, чтобы вы могли через jack подключать музыкальные инструменты или линейные источники сигнала типа mp3 плеера, синтезатора или компьютера. А при подключении XLR кабеля как раз таки срабатывает другая цепочка, которая рассчитана на то, чтобы усилить сигнал, идущий с микрофона.

По-русски: если вы включите ваш микрофон с джек-разъёмом на конце кабеля в такой комбинированный вход, сигнал будет очень тихий, и проблема не в микрофоне и не в устройстве, в которое вы включаетесь, а в неправильном использовании и непонимании того, как работает ваша аппаратура.

Практически все гарнитуры, которые предназначены для работы с ПК, имеют настолько «жалкие» характеристики, что попытайся вы использовать микрофон от такой гарнитуры для звукозаписи или того же караоке, ничего кроме разочарования не получите. Причина здесь одна – все подобные микрофоны предназначены для передачи речи и имеют очень узкий частотный диапазон. Это не только удешевляет саму конструкцию, но и способствует разборчивости речи, что является главным требованием гарнитуры.

Попытки же подключить обычный динамический или электретный микрофон обычно заканчиваются провалом – уровня с такого микрофона явно недостаточно для «раскачки» звуковой карты. Дополнительно сказывается незнание входной схемы звуковых карт и неправильное подключение динамического микрофона завршает дело. Собирать микрофонный усилитель и подключить «по уму»? Было бы неплохо, но гораздо проще использовать микрофон МЭК-3, который одно время широко использовался в носимой аппаратуре и до сих пор достаточно распространен. Но подключать «по уму», конечно, придется.

Микрофон этот электретный, обладает достаточно высокими характеристиками (частотный диапазон, к примеру, лежит в интервале 50 – 15 000 Гц) и, самое главное, в него встроен истоковый повторитель, собранный на полевом транзисторе, который не только согласует высокое сопротивление микрофона с усилителем, но и имеет более чем достаточный для любой звуковой карты уровень выходного сигнала. Единственный, пожалуй, недостаток – микрофону требуется питание. Но ток потребления его настолько мал, что двух пальчиковых батареек, соединенных последовательно, хватит на многие месяцы непрерывной работы. Взглянем на внутреннюю схему микрофона, которая расположена в алюминиевом стакане, и подумаем, как его подключить к компьютеру:

Серым цветом обозначен алюминиевый стакан, который является экраном и соединен с общим проводом схемы. Как я уже говорил, такой микрофон требует внешнего питания, причем минус 3-5 В нужно подать на резистор (красный провод), а плюс – на синий. С белого будем снимать полезный сигнал.

А теперь взглянем на схему микрофонного входа компьютера:

Оказывается сигнал должен подаваться только на самый кончик разъема, обозначенный зеленым, а на красный сама звуковая карта подает +5 В через резистор. Сделано это для питания предварительных усилителей гарнитур, если они используются. Мы этим напряжением не будем пользоваться по двум причинам: во-первых, нам нужна другая полярность, а если просто «перевернуть» провода, то микрофон будет сильно «фонить». Во-вторых, блок питания ПК импульсный и помеха на этих пяти вольтах будет приличная. Использование же гальванических элементов в плане помех идеально – чистая «постоянка» без малейших пульсаций. Итак, полная схема подключения нашего микрофона к компьютеру будет выглядеть следующим образом.

Все современные конденсаторные микрофоны содержат внутренний постоянный источник поляризации, называемый электретом. Однако, любой из таких микрофонов имеет внутри усилитель, и потому все равно требует питания.

Инструкция

Для подключения электретного микрофона со встроенным усилительным каскадом, имеющего два вывода, вначале выясните, на какое напряжение питания он рассчитан: 1,5 или 3 В. Затем возьмите источник питания, вырабатывающий соответствующее постоянное напряжение. Возьмите резистор номиналом в несколько килоом. Минусовой вывод микрофона (он соединен с его корпусом едва заметной полоской металла, а если она не видна, определить соответствующий вывод можно прозвонкой) соедините напрямую с минусом источника питания. Плюсовой вывод микрофона соедините с плюсом источника питания не напрямую, а через резистор номиналом в несколько килоом. Затем минусовой вывод микрофона соедините с общим проводом аудиоустройства, а точку соединения резистора с плюсовым выводом микрофона подключите к входу устройства через конденсатор емкостью в несколько десятых долей микрофарады.

Отечественный электретный микрофон типа МКЭ-3 отличается от импортного тем, что он, во-первых, рассчитан на отрицательное напряжение питания, равное 4,5 В, а во-вторых, уже содержит внутри себя токоограничительный резистор. Черный, синий или зеленый проводник микрофона соедините с общим проводом аудиоустройства и плюсом источника питания. С желтого, оранжевого или белого проводника подайте сигнал на линейный вход устройства через такой же конденсатор, как и в предыдущем случае. Коричневый или красный проводник микрофона соедините с минусом источника питания.

В случае, если вы хотите подключить микрофон к звуковой карте компьютера, примите к сведению, что резистор и конденсатор там уже имеются. Но параметры согласующих элементов на звуковой карте выбраны такими, что микрофон должен быть рассчитан на питание напряжением 1,5 В. Любой другой будет звучать очень тихо. Минусовой вывод микрофона соедините одновременно с общим и средним контактами штекера, а плюсовой - с дальним контактом, соответствующим правому каналу.

Проведём инструктаж так сказать, для полных профанов.