Делаем микшер своими руками

Введение

С течением времени, а также благодаря стремительному развитию аудио индустрии, стало появляться все больше и больше приборов, применяемых для работы со звуком. От микрофонов и звукоснимателей, до кроссоверов и цифровых процессоров. От „железа“ до програмного обеспечения. От реального до виртуального. Однако одним из первых приборов, пришедших на службу звукоинженеру, можно смело назвать микшерный пульт или просто микшер. С его помощью стало возможным преодолеть технологические ограничения, накладываемые записывающим оборудованием того времени и записать, к примеру, сразу несколъко источников на магнитную ленту, которая имела только два или даже один канал. Это подводит нас к определению задач микшеного пульта.

Динамические микрофоны

Динамический микрофон изображение на схемах

   В звукозаписывающей аппаратуре используются в основном электродинамические и конденсаторные микрофоны. Первый динамический микрофон был изобретен в 1924 году в Германии, учеными Э. Герлахом и В. Шоттки (последний конечно знаком многим по диодам). Динамические микрофоны обладают более высокими характеристиками, по сравнению с угольными микрофонами. На следующем рисунке можно видеть устройство такого микрофона:

Рисунок — устройство динамического микрофона

   В данном микрофоне мембрана соединена с подвижной катушкой, которая находится на валу и может двигаться вперед или назад. На фото ниже можно видеть электродинамический микрофон с штекером мини джек 3.5 мм., с переходником джек 6.3 мм.

Электродинамический микрофон

   Такой переходник нужен для того, чтобы подключить микрофон с разъемом мини джек 3.5 мм., рассчитанный на подключение к компьютеру, к более серьезной звукозаписывающей аппаратуре с разъемом джек 6.3 мм. Также такие разъемы встречаются на музыкальных центрах и DVD плейерах с функцией караоке.

Фото — переходник джек 3.5 -6.3 мм

   Принцип работы этого микрофона заключается в следующем: При звучании струны перед микрофоном, мембрана начинает колебаться вместе с прикрепленной к ней катушкой, и катушка пересекает силовые магнитные линии постоянного магнита. В катушке наводится переменное напряжение звуковой частоты. Амплитуда колебаний зависит от громкости звучания. На рисунке ниже изображена схема подключения динамического микрофона:

Схема подключения динамического микрофона

   На схеме изображен согласующий трансформатор. Он позволяет согласовать низкое сопротивление катушки микрофона, с большим сопротивлением усилителя звуковой частоты. На рисунке далее изображено обозначение на схемах микрофона:

Обозначение микрофона на схемах

   Угольные и динамические микрофоны мы уже рассмотрели, а сейчас изучим конденсаторные и пьезомикрофоны.

Классификация микшерных пультов

Раз уж речь зашла о концертных пультах, то их основные задачи — это обеспечение высокой надежности и удобства в работе. И это не просто слова. Представьте, что серьезный концерт отменили из-за поломки микшерного пульта: по сути, это серьезный провал как для технической службы, так и для организаторов.

К концертным пультам можно отнести мониторные пульты, а также микшеры-сплиттеры. Также к ним относятся и зонные модели: они позволяют автономно направлять любой из входящих сигналов на любой из выбранных выходов. Такие микшеры используются в крупных торговых центрах, ресторанах и развлекательных клубах.

Основные черты современных студийных пультов — это, прежде всего, высокое качество звука, максимально большое соотношение сигнал/шум, возможность сохранения настроек, чтобы при необходимости одним касанием вернуться к незаконченному треку и продолжить работу над ним. Отличие студийных пультов от концертных еще и в том, что у первых прямые выходы с каждого канала для мультитрековой записи, а у вторых — большое количество входов и возможность обеспечения сигналом несколько мониторных линий, хотя эти условные границы зачастую бывают размыты.

Эфирные пульты тоже должны обеспечивать высокое качество звука и специфические дополнительные функции: к примеру, возможность общаться вне эфира со студией или звонящими по телефону слушателями. Эти пульты через интерфейс могут подавать сигнал, который включает световое табло «Микрофон включен» и одновременно отключает мониторы в студии. Они могут обеспечивать сугубо эфирную функцию «фейдер-старт», которая позволяет автоматически запускать CD- или MD-плееры при выведении фейдера (движкового регулятора) соответствующего канала. Все это не нужно в студии или на концертной площадке.

В зависимости от возможностей пульты можно разделить на стационарные, переносные и портативные.

Стационарные микшерные пульты используются на больших концертах и в солидных студиях звукозаписи — это профессиональные устройства с большим количеством каналов. В этой группе зачастую преобладают цифровые микшерные пульты.

Стационарный микшерный пульт

Переносные пульты — это полупрофессиональные и профессиональные модели (с количеством каналов до 16–20), которые используются при проведении различных мероприятий: концертов, студийных звукозаписей и т.п.

Переносной пульт

Портативные пульты — компактные устройства, как правило, бюджетного класса, выполняющие минимум возложенных на них задач. Обычно они нужны там, где не требуется много каналов (до 6 – 8). К примеру, они применяются для озвучивания и музыкального сопровождения различных мероприятий и выступлений под фонограмму. Портативные пульты имеют небольшой вес и габариты, их легко перемещать, часто именно этот вид микшеров используют в домашних студиях. Для уменьшения габаритов линейные фейдеры (регуляторы уровня сигнала канала, иногда их называют «ползунками») заменены на круговые потенциометры.

Портативный пульт

Но и это не все. Микшерные пульты бывают аналоговыми и цифровыми, при этом последние на порядок дороже, но и ценятся звукорежиссерами гораздо больше. Цифровые пульты, как правило, используются в высокобюджетных студиях или проектах и все активнее вытесняют аналоговые. Их можно подключить к компьютеру для управления в заданной программе, а Wi-Fi-подключение и работа с планшетами обеспечивает уровень доступа, недостижимый для аналоговых пультов. Такие микшеры способны запоминать настройки, и это очень удобно при работе с большим количеством разных проектов. При использовании аналоговых пультов настройки приходится записывать или запоминать. Цифровые микшерные пульты имеют еще одно неоспоримое преимущество: возможность модульного наращивания в зависимости от нужд проекта.

И в завершение классификации: микшерные пульты по принципу работы могут быть пассивными и активными. Пассивные не имеют в своем составе звукоусилительных элементов, не нуждаются в источнике питания и используются для коммутации аппаратуры, выдающей достаточно мощный сигнал. Функциональностью и большим количеством регулировок такие пульты не блещут. Чаще всего они оснащены регуляторами громкости по каналам, регуляторами по высоким и низким частотам и одним общим регулятором на выходе (все идет на ослабление сигнала) — вот и весь набор стандартного пассивного пульта. Используются такие модели крайне редко.

Стоит ли вообще приобретать пульт

Люди, которые только начинают работаться со звуком, часто сомневаются в необходимости покупки такого сложного прибора для своей работы. До покупки стоит заняться освоением сопутствующего программного обеспечения. Некоторые программы позволяют сделать электронную музыку примерно такого же качества, как и с применением микшера.

Большинство всего имеющегося программного обеспечения создано под операционную систему Windows. К каждой программе имеется подробная инструкция по использованию и указываются минимальные системные требования. Некоторые программы являются платными. Возможно, придётся оплатить подписку, чтобы получить доступ ко всем функциям. Но некоторые компании предоставляют полную версию на 30 дней. Скачивать софт нужно только с официальных сайтов изготовителей. Иначе существует риск скачать вредоносное программное обеспечение.

Подводя итог, следует отметить, что качественное оборудование поможет в работе как начинающему музыканту, так и профессиональному звукорежиссеру

Но важно также подобрать пульт под свои навыки и финансовые возможности. Идеально подобранный пульт прослужит своему хозяину не один год

Однако с ростом знаний и навыков придется подбирать устройство соответствующего уровня.

Как делать пассивный звуковой пульт

Пассивный микшерный пульт не требует питания, и его конструкция является настолько простой, что даже начинающие радиолюбители смогут его спаять. Если посмотреть на электросхему устройства, то становится понятно, что в основе данного пульта лежит резистивный принцип. Аппарат способен смешивать 2 сигнала, которые поступают от микрофонного входа X1 (несимметричного) и от входа Х2, к которому может быть подключен внешний источник.

Суммируемый сигнал, приходящий от обоих источников, снимается с помощью резистора R5, после чего он поступает на выход (X3) к устройству записи или воспроизведения.

Для работы данной схемы питание не требуется. Для достижения минимального уровня шумов все элементы должны быть хорошо экранированными. За счет незначительных помех, которые могут образовываться между каналами, соотношение сигнал/шум – является приемлемым. Контакты переменных резисторов R1 и R2, которые являются подвижными, объединяются через 2 резистора – R3 и R4. Это уменьшает их влияние друг на друга во время смешивания.

Следует обратить внимание на то, что у резисторов (переменных) R5, R1 и R2 металлические корпуса, и они должны быть соединены как между собой, так и с корпусом гнезда X1. Кроме этого, они соединяются с общим проводом схемы, а также с корпусом микшера

Для этой схемы рекомендуется использовать тип переменных сопротивлений, не круглых, в которых регулятор движется прямолинейно. Это делается, в большей степени, для удобства, чтобы визуально оценивать положение регулятора, и определять таким образом уровень сигнала.

Малошумящий микрофонный УНЧ на транзисторах

На рисунке 2 представлен пример схемы УНЧ на транзисторах. В первых каскадах транзисторы работают в режиме микротоков, что обеспечивает минимизацию внутренних шумов УНЧ. Здесь целесообразно использовать транзисторы с большим коэффициентом усиления, но малым обратным током.

Это могут быть, например, 159НТ1В (Iк0=20нА) или КТ3102 (Iк0=50нА), или аналогичные.

Рис. 2. Схема УНЧ на транзисторах и варианты подключения микрофонов: а УНЧ на транзисторах, б — подключение динамического микрофона, в — подключение электретного микрофона, г — подключение удаленного микрофона.

Элементы для схемы на рисунке 2 :

• R1=43к-51к, R2=510к (подстройка, Uкт2=1.2В-1,8В),
• R3=5.6к-6.8к (регулятор громкости), R4=3к, R5=750,
• R6=150к, R7=150к, R8=33к; R9=820-1.2к, R10=200-330,
• R11=100к (подстройка, Uэт5=Uэт6=1.5В),
• R12=1 к (подстройка тока покоя Т5 и Т6, 1-2 мА);
• С1=10мкФ-50мкФ, С2=0.15мкФ-1мкФ, С3=1800,
• С4=10мкФ-20мкФ, С5=1мкФ, С6=10мкФ-50мкФ, С7=100мкФ-500мкФ;
• Т1, Т2, Т3 -159НТ1 В, КТ3102Е или аналогичные,
• Т4, Т5 — КТ315 или аналогичные, но можно и МП38А,
• Т6 — КТ361 или аналогичные, но можно и МП42Б;
• М — МД64, МД200 (б), МЭК-3 или аналогичный (в),
• Т — ТМ-2А.

Использование подобных транзисторов позволяет обеспечить не только устойчивую работу транзисторов при малых коллекторных токах, но и достичь хороших усилительных характеристик при низком уровне шумов.

Выходные транзисторы могут использоваться как кремниевые (КТ315 и КТ361, КТ3102 и КТ3107, и т.п.), так и германиевые (МП38А и МП42Б и т.п.). Настройка схемы сводится к установке резистором R2 и резистором RЗ соответствующих напряжений на транзисторах: 1,5В — на коллекторе Т2 и 1,5В — на эмиттерах Т5 и Т6.

Как выбирать пульт

Микшерные пульты, устройства имеющие широкое применение, но прежде чем их приобрести следует учесть некоторые моменты:

• где будет использоваться прибор, например, для домашней студии подойдет 4-х канальный портативный микшер, для концертных, репетиционных залов, а также клубов и ресторанов потребуется более мощная конструкция со множеством каналов, с фантомным питанием и наличием различных эффектов;
• если потребуется запись музыки, то следует остановить свой выбор на приборе, имеющем встроенный звуковой USB-интерфейс;
• также учитываются навыки пользователя, новичку будет очень сложно разобраться с прибором, в котором много каналов, имеются различные дополнительные функции и т.д.
• не следует забывать о габаритах и весе приборов, этот момент важен, особенно если потребуется переносить его.

Перед приобретением той или иной модели, покупателю следует уточнить, имеются ли сервисные центры по обслуживанию, так как вряд ли кто-то захочет покупать модель, которую будет не кому починить в случае поломки.

Подключение к другим устройствам

Микшерный пульт с разными целями может быть подключен и к другим устройствам, в числе которых музыкальный центр, альтернативные колонки, телефон, ресивер или телевизор. Например, подсоединить музыкальный центр к микшеру можно с целью оцифровки старых кассет посредством внешней аудиокарты, а также для вывода звука. В последнем случае пульт будет подключаться к центру как к альтернативным колонкам, чтобы таким образом воспроизводить звук. Для этого потребуется кабель Jack 3,5 мм – 2 RCA с переходниками на Jack. На музыкальном центре штекер подключается к линейному входу, на микшере – к выходам Main OUT. Тогда как в первом случае музыкальный центр подключается в качестве источника сигнала.

В некоторых ситуациях пользователям требуется подключить микшер к телефону или планшету и использовать их в качестве источника звука, например, фонограммы. Если на микшерном пульте есть разъем AUX, то потребуется кабель Jack 3,5 мм – Jack 3,5 мм. Если такого разъема нет, то необходим провод со штекерами Jack 3,5 мм и 2 RCA, а также 2 переходника на Jack. Им соединяются выход под наушники на телефоне и разъемы Line In L и R на микшерном пульте.

При необходимости пользователь может подключить микшерный пульт к ресиверу. С этой целью понадобится кабель 2 RCA – 2 Jack. После того, как устройства соединены проводом в обесточенном состоянии, нужно включить их и на ресивере выбрать в качестве источника сигнала тот разъем, к которому подключен микшерный пульт.

Иногда пользователю может потребоваться подключить микшер к телевизору, чтобы последний выступал в качестве источника звукового сигнала. Для этого на телеприемнике можно использовать разъем для наушников или выходы 2 RCA, а на микшерном пульте — разъем AUX или, при его отсутствии, входы Line In L и R.

Как сделать корпус для микшера

Корпус для звукового пульта можно изготовить своими руками из любого материала, поддающегося легкой обработке: пластика, пластмассы, оргстекла, текстолита и т.д.

Все детали вырезаются с учетом размеров печатной платы и расположения регуляторов, гнезд, которые будут выходить наружу. Стенки короба удобно соединять при помощи клеевого пистолета. Далее, проделайте следующее.

1. Необходимо вложить плату в короб и отметить места сверления под регуляторы и гнезда, после чего просверлить их.
2. Вставьте гнезда на свои места и припаяйте к ним провода, идущие от платы.
3. Вставьте плату в корпус.
4. К нижней крышке (дну) приклейте кусочки пластика, чтобы вы могли вкрутить в них саморезы при сборке.
5. Установите дно на место и закрутите саморезы в соответствующие места, предварительно просверлив отверстия по диаметру немного меньшие, чем шуруп. Если этого не сделать, вставные планки сломаются или расколются.

Если ваша схема микшера предусматривает установку линейных регуляторов и таких же индикаторов, то пазы прорезаются на верхней крышке короба.

На этом изготовление корпуса для микшера заканчивается.

Виды микшеров

По своей сути, микшерные пульты бывают двух основных типов.

Пассивные, которые не имеют в своей конструкции усилительного модуля. Такие устройства предназначены для работы над уже усиленным сигналом. Пассивные пульты используются в случаях, когда необходимо смешать несколько сигналов с высоким уровнем, поскольку они работают только на ослабление сигнала.
Активные, которые имеют блок усиления и работают с сигналами низкого уровня, то есть не усиленными. Поступающий на вход аппарата сигнал усиливается предусилительным модулем. Также, благодаря источнику питания, в таких устройствах есть возможность применять микросхемы и транзисторы, что заметно расширяет их функциональность, если сравнивать с пассивными пультами.

Активные микшеры с успехом применяются в студиях, на концертах, где решают различные задачи по обработке и усилению сигнала, его индикации и коммутации, а также для фантомного питания микрофонов (конденсаторных). Именно активные модели получили набольшее распространение. Некоторые из них имеют встроенный процессор цифровых эффектов, который еще больше расширяет возможности звуковой аппаратуры.

Схема лампового микрофона Gefell RFT

Схема почти классическая. Разделительный конденсатор в выходном контуре лампы и звукового трансформатора соединён не с общим минусом, а с общим плюсом (любят они это дело), плюс введена ООС по постоянному току в цепь смещения сетки.

Подведу итоги нашего обозрения. В схемах студийных ламповых микрофонах трудно придумать что-либо новое, каждая из них по-своему хороша, и отвечает заданным характеристикам. Внимательным нужно быть к компонентам, из которых состоит электрическая схема микрофона, особенно к конденсаторам в старых моделях и ко всем без исключения деталям в новых моделях. Большое количество радиодеталей и переключателей не всегда является плюсом для студийных микрофонов. Моё мнение, если Вы гонитесь за естественностью, стремитесь к простоте. На практике часто получается, что вроде бы, да, старый ламповый микрофон не блещет линейностью АЧХ, но зато и не искажает звук, и не приукрашивает его. Ламповые микрофоны (в особенности отечественные) оставляют главное – живизну материала, а дальше – делайте, что хотите. Хотите – добавляйте частоты, которых Вам не хватает, хотите – вырезайте лишнее, но делайте это уже ПОСЛЕ записи. Основное в микрофоне – это всё-таки капсюль, в основном за него мы платим эти бешенные деньги, и то, насколько грамотно спроектировано акустическое окружение капсюля – это и есть ноу-хау всем известных брендов.

Источники

• https://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/mikrofony/5-1-0-754
• https://ProMikrophon.ru/sdelat-svoimi-rukami/kak-sdelat-mikrofon-v-domashnih-usloviyah-svoimi-rukami
• https://agent-time.ru/acoustic/5478-napravlennyj-mikrofon-svoimi-rukami.html
• https://mirrukodelija.ru/mikrofon-svoimi-rukami/
• http://www.adada.ru/master_mic_tehnol_p2.php

Коммутация

Выше я перечислил основные компоненты, без которых неотъемлемо существование любой студии. Однако, наличие всех этих компонентов по отдельности еще не говорит о том что наша студия готова и мы можем работать. Остается еще одна важная деталь, без которой мы ничего сделать не сможем – коммутация. Существует несколько различных видов коммутации, из которых мы можем выделить основные:

• Напрямую. Такой вид коммутации удобен в случае, если у нас совсем маленькая студия, состоящая из секвенсора, мониторов, и обработки несложного вида (встроенная карта UADили 2-3 блока стоящие в стойке) и отсутствия вокальной и обратной связи. Все компоненты подключаются друг к другу напрямую без дополнительных коммутирующих устройств. В качестве микшера используется программа-секвенсор установленная на компьютере.
• Микшерная консоль.  В качестве коммутирующего устройства используется микшерная консоль, на которой выходные каналы разведены на входы звуковой карты (желательно по цифровому интерфейсу ADAT).
  У такого вида коммутации есть масса преимуществ – удобство в работе, возможность быстро и просто регулировать уровень сигнала, а в случае с цифровыми микшерными консолями еще и возможность работы с секвенсорами в качестве MIDI-контроллера (такой вид использования называется DAW – Digital Audio Workstation).
  Однако, микшер должен быть дорогой и хорошего качества, с низким соотношением сигнал/шум, дабы не испортить звук, через него проходящий. Отсюда и недостаток – достаточная дороговизна такого варианта (приготовьтесь выложить около 150 000 руб только за микшер)
• Пач-панель. Пач-панель представляет собой панель, имеющую два ряда джековых коннекоторов на лицевой стороне и возможность распайки под эти коннекторы с задней. Удобство заключается в том, что все входы и выходы всей аппаратуры распаиваются на входы и выходы патч-панели и далее вся коммутация организовывается короткими шнурками «джек-джек», соединяющими соответствующие входы и выходы патч-панели (те, кто пользовался программой Reason,отлично поймут, о чем речь).
  Поначалу такой вид организации может показаться сложным, но на деле это очень удобно. Удобство заключается в том, что Вы можете коммутировать оборудование в любые цепочки в любой последовательности, а коннекторы патч-панели легко подписываются.
  Плюсов у данного вида подключения два. Первый заключается в том, что при наличии очень большого количества оборудования патч-панель позволяет существенно сократить время на соединение оборудования между собой. На многих очень известных и хороших студиях используется именно такой вид коммутации.
  Второй плюс данного решения заключается в его относительно низкой стоимости по сравнению с приобретением микшерной консоли.
  О том, что патч-панели и соединительные провода должны быть высокого качества, я думаю, говорить не надо?

Схема лампового микрофона Neumann U47

В 40-х годах Георг Нойманн присмотрел лампу VF 14, выпускавшуюся Telefunken для радиоэлектронной промышленности. Главная её особенность была в том, что накал у лампы VF14 не сильноточный, и его можно запитать от высокого анодного напряжения, что Георг Нойманн и сделал. Это был пентод, который, конечно же включили по триодной схеме, благодаря чему микрофон U47 коммутировался всего лишь четырёхжильным проводом. Глубокая ООС по постоянному и переменному току на резисторе R3 придаёт усилителю линейность, стабильность и минимизирует искажения усиления. В остальном схема близка к ЛОМО 19А19, если не считать, что Neumann U 47 – двухмембранный микрофон и может менять характеристику направленности между кругом и кардиоидой. Кроме того, в Neumann U 47 предусмотрено переключение выходного сопротивления, что, видимо, было актуально для аппаратуры 40-вых годов.

Ну и напоследок приведу Вам схему микрофона Gefell RFT , судя по всему, это CM 7151.

строительство

Соберите схему на любой универсальной печатной плате. Смонтируйте базы IC на PCB. Не существует метода пайки, который идеально подходит для всех пакетов микросхем. Использование оснований микросхем предотвращает повреждение микросхем во время пайки, а также облегчает их замену. Используйте разъемы аудиовхода для точек входа M1 – M8. Также используйте разъемы аудиовыхода на выходах IC4.

Рис. 5: Комбинированная односторонняя печатная плата фактического размера для звукового микшера и цепей питанияРис. 6: Компоновка компонентов для печатной платы на рис. 5

Комбинированная односторонняя схема печатной платы фактического размера для рисунков 2 и 3 показана на рис. 5, а компоновка ее компонентов на рис. 6. Схема печатной платы на стороне пайки для рисунка 4 показана на рис. 7 и ее компоненты макет на рис. 8.

Запись

Если вы не используете основание IC для TDA1524A, максимально допустимая температура припоя составляет 260 ° C; Припой при этой температуре не должен контактировать с соединением более пяти секунд. Общее время контакта последовательных паяных волн не должно превышать пяти секунд при использовании пайки волной.

Рис. 7: Схема платы со стороны пайки для схемы усилителя звукаРис. 8: Компоновка компонентов для печатной платы на рис. 7