Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
Как известно, большую часть информации об окружающем мире человек получает через органы зрения - глаза. Хоть и с отставанием, но после органов зрения следуют органы слуха - думаю, каждый согласится с тем, что без всего многообразия окружающих звуков в мире жизнь стала бы совершенно другой. Удивительно, но всего лишь несколько сотен лет назад чтобы два человека могли поговорить, им обязательно нужно было встретиться в живую, а любые средства связи на расстоянии казались фантастикой. В последствии, с развитием электроники, были изобретены первые телеграфы, которые позволяли передавать закодированную речь на большие расстоянии, а после уже повсеместно появились и первые телефоны - люди смогли разговаривать с разных уголков планеты так, будто стоят друг перед другом. Сейчас никого не удивить обычным мобильным телефоном, мы просто берёт трубку и говорим, порой не замечая, какие достижения в электронике стоят за такой банальной вещью, как разговор по телефону. В последнее время набирает популярность связь через различные мессенджеры, а также различные видеоконференции, которые позволяют удалённо собрать весь штаб сотрудников "в одном месте" и обсудить различные вопросы, довольно часто для этой цели используются персональные компьютеры или ноутбуки. И если все до одного телефоны содержат в себе микрофон и динамик, так как их основная цель - разговоры и передача аудио-сигнала, то вот с разговорами и звонками через компьютер порой возникают проблемы. Если большинство ноутбуков ещё содержат в себе хоть и маломальский, но микрофон, то вот системные блоки, как правило, не имеют каких-либо микрофонов вообще, а значит, без использования внешних микрофонов организовать звонок с использованием компьютера никак не выйдет. Встраивать микрофон внутрь системного блока производителям не рационально как минимум по той причине, что системные блоки обычно стоят на полу, в дали от головы пользователя, к тому же, многочисленные вентиляторы в корпусе системного блока неизбежно приведут к тому, что микрофон улавливал бы посторонние звуки. Но это не беда - ведь каждый системный блок оснащён как минимум двумя аудио-разъёмами jack-3,5 - линейный выход (куда подключаются колонки для воспроизведения) и микрофонный вход - его можно опознать по розовому цвету маркировки. Если на микрофонный вход подавать аудио-сигнал нужной амплитуды (обычно 1-3В), то в дальнейшем его можно использовать для общения в мессенджерах, либо просто для записи. Но подключить обычный, например, динамический или электретный микрофон к микрофонному входу - крайне плохой вариант по той причине, что уровень сигнала будет ничтожно мал и компьютер его просто не увидит. Для создания полноценного компьютерного микрофона необходимо собрать специальную схему микрофонного усилителя, которая усилит слабый сигнал до нужной амплитуды и будет отправлять его непосредственно в микрофонный разъём. Схема для сборки представлена ниже.
Задача схемы довольно проста и банальна - взять сигнал с электретного микрофона и усилить его до амплитуды 1-3В, этого будет достаточно для того, чтобы вход компьютера не "захлёбывался" и в то же время не слишком мало, дополнительно увеличивать громкость микрофонного входа программными средствами не придётся. Схема использует в качестве активного компонента операционный усилитель - он хорош тем, что позволяет легко регулировать коэффициент усиления путём выбора номинала резистора в обратной связи, а также обладает минимальными вносимыми в сигнал шумами. Здесь можно использовать практически любой операционный усилитель, например, широко распространённые TL071, TL081, LM358, которые можно купить в любом магазине радиодеталей по цене не более 20-30 рублей. Резистор R14 установлен в цепи обратной связи - он задаёт коэффициент усиления, в данном случае номинал в 100 кОм является оптимальным, но при необходимости его всегда можно подобрать - увеличение сопротивления приведёт к повышению коэффициента усиления, а уменьшение соответственно к уменьшению коэффициента усиления. Резисторы R15 и R16 образуют среднюю точку питания - это необходимо для того, чтобы усилитель мог усиливать и верхнюю, и нижнюю полуволны переменного сигнала с микрофона, здесь можно применить резисторы номиналом от 10 до 47 кОм, их сопротивление должно быть одинаковым. Резистор R17 стоит в цепи питания электретного микрофона, его номинал также может меняться в пределах 4,7 - 10 кОм без ущерба в работе схемы. Таким образом, номиналы элементов на схеме могут меняться в довольно больших пределах без ущерба работоспособности схемы. Конденсаторы С13 и С14 - фильтры по питанию, они необходимы для того, чтобы избежать помех по питанию, которые могут вносить посторонние шумы в усиливаемый сигнал. Экономить на ёмкости этих конденсаторов не стоит,особенно если используется питание от сетевого блока питания, а не от аккумуляторов и батареек. С13 - электролитический конденсатор, ёмкость может быть 47-200 мкФ (нужно соблюдать полярность), а С14 - плёночный или керамический, ёмкость может быть в пределах 100-470 нФ. В правой части схемы видно обозначение экранированного кабеля - центральная жила подключается к выходу операционного усилителя, а оплётка - к минусу схемы, это необходимо для того, чтобы сигнал с выхода схемы не нахватался внешних наводок из воздуха по пути от схемы до входа компьютера. В самой правой части виден разъём, который имеет два контакта - выход сигнала и минус, этот разъём будет соединяться с гнездом в компьютере. Как можно увидеть, сигнальный контакт всего один - это говорит о том, что сигнал имеет моно-формат, но все микрофонные входы обычно содержат два сигнальных контакта - для правого и левого канала. Для того, чтобы были задействованы оба канала, схему нужно собрать в двух экземплярах, этот вариант представлен на картинке ниже.
Как можно увидеть, всё повторяется, только источник питания потребуется лишь один на оба канала, и выходной разъём уже имеет три контакта - правый, левый, минус. Подводить сигнал от выходов схемы к разъёму-штекеру не обязательно именно двумя проводами, как указано на схеме - гораздо рациональнее использовать один, но имеющий внутри две жилы, которые находятся внутри одной оплётки. Микрофона для стерео варианта также потребуется два - это хоть и затратный, но самый правильный вариант. Но в простейшем случае, если стерео-сигнал не требуется, можно просто собрать моно-вариант схемы и вывести сигнал с неё на стерео-вход, просто соединив между собой контакты правого и левого канала, какой-то особой разницы по звуку между вариантами стерео и моно всё равно не будет
На картинке выше можно увидеть, как распаивается разъём jack-3,5 - это самый распространённый разъём в бытовой аудио-аппаратуре, именно с помощью него, например, подключатся наушники к телефонам. Контакт, обозначенный буквой перевёрнутая "Т" - это обозначение земли, она же является минусом. Остальные два контакта "L" и "R" - соответственно левый и правый каналы. Какой контакт является левым, а какой правым на самом деле не важно, это весьма условное обозначение, главное - что их два
Несколько слов про электретный микрофон, который собственно будет преобразовывать акустические колебания воздуха в электрические колебания. Здесь можно использовать практически любой электретный микрофон, как правило, они выглядят в виде небольшой металлической пуговицы диаметром 3-5 мм. Имеют два контакта - плюс и минус, а потому подключать микрофон к схеме нужно с соблюдением полярности, определить её довольно просто - минусовой контакт микрофона всегда соединён с металлическим корпусом, можно легко прозвонить тестером. Купить электретные микрофоны можно в любом магазине радиодеталей, цена в среднем равна 10-20 рублей.
Питание схемы может лежать в диапазоне 3-12В, минимальное напряжение будет зависеть от используемого операционного усилителя, а потому его следует уточнять в справочниках перед сборкой схемы. Идеальный вариант - использование низковольтного ОУ, например, LM358, в этом случае схему можно запитать от небольшого литий-ионного аккумулятора на 3,7В либо нескольких пальчиковых батареек, соединённых последовательно. Потребление схемы составляет примерно 1 мА, что обеспечивает длительное время работы без подзарядки.
Схема собирается на небольшой печатной плате, рисунок которой лежит в архиве в конце статьи. В целях миниатюризации плата выполняется на SMD-компонентах, а потому её можно встроить вместе с аккумулятором в небольшой корпус, который не займёт много места на столе.
На картинке ниже приведена АЧХ усилителя.
Внешний вид готовой платы усилителя - в данном случае моно-вариант. Таким образом, получился небольшой самодельный микрофон для компьютера, который не уступает по параметрам заводским, но зато имеет совершенно небольшую себестоимость, которая не превышает 50-100 рублей. Удачной сборки!