Mikrofonbygge

[way2loud]

Jag byggde en enkel batteridriven mätmikrofon med elektretkapseln Panasonic WM61 modifierad enligt den eminente herr Linkwitz recept, två ledare ut, för att mäta akustikproblemen i min enkla hemstudio.
www.linkwitzlab.com/sys_test.htm#Mic

Mest på skoj gjorde jag sedan en provinspelning med denna av akustisk gitarr och fann att ljudkvalitet och brusnivå är i klass med "finare" småmembranare typ LineAudio.
Förvånansvärt med tanke på att kapseln kostar 40-60kr och det bara går åt ytterligare 2 motstånd, en kondensator och ett batteri. Kapseln är typ omni (rundtagande) men det gör inget i studio. Den saknar dessutom nästan helt den icke önskvärda bashöjning som man får med riktade mickar på nära håll.

Steg 2 blev att bygga hop en mer användbar mojäng av grejor som fanns inom räckhåll.
En bit gammalt dammsugarrör, lite plast, ett ben från ett kamerastativ från Tiger (12kr), 2 cykelekrar, ett ventilgummi, en tryckfjäder från en kulspetspenna och ett stereo telejack i botten som dubblerar som batteribrytare.
Själva kapseln på 6 mm är inborrad i benets plastfot för att slippa oönskade reflektioner och den skärmade kabeln leds i svanhalsen till elektronik och 9V batteri i röret.
Tips: som batterianslutning kan man använda övre delen på ett gammalt batteri....
Mikrofonen är lätt riktbar och passar även tjockare gitarrer pga att undre klämman kan expandera med fjäderkraft.

Det finns även varianter baserade på fantommatning P48 på nätet om man föredrar det. Alltsammans får plats inuti en Neutrik XLR-kontakt, kapsel och kretskort!!
Ett exempel med bilder och layout finns här: www.moosapotamus.net/mics.html

[way2loud]

Här kommer lite ljudprov också, jämförelse mellan WM61 och LineAudio CM3 (fantommatad från ljudkortet).
WM61 var då fortfarande i prototypstadiet som mätmikrofon, se bild nedan, och skärmningen var inte optimal.
Det svarta sprötet är en bit antennkabel med mikrofonkapseln inlödd i ena ändan plus lite krympslang.
Ursäkta gamla strängar och slarvigt spel, men det var sas "tagning 1 och tagning 2"
Båda exemplen har lite EQ i form av basavskärning under 100Hz och en liten höjning på 3dB runt 5000Hz.
Båda mikrofonerna var stativmonterade ca 2dm avstånd rakt mot 12:e bandet.

soundcloud.com/user1048625/line-audio-cm3-cardioid/s-ISyOo
soundcloud.com/user1048625/panasonic-wm61-omni/s-04sIQ

[Klangfix]

Intressant bygge. Man kan komma långt med billiga mikrofoner. De vanligaste mickarna man kan köpa på ELFA och liknande har ofta en signal/brus på 60dB, vilket kan vara tillräckligt om mikrofonen sitter nära ljudkällan. 60dB ska förstås som att bruset ligger 60dB under referensnivån 0dBPa vilket är 94dBspl. Men micken klarar ljudtryck upp till ca 120dB, så om man kommer nära ljudkällan kan man faktiskt få ett dynamiskt områden som är 60+ (120-94) = 60+26 = 96 dB. Ljudtrycket från en mänsklig röst är 89dBspl 2,5cm från munnen med peakar på 30dB över denna nivå. För att utnyttja micken med full dynamik , måste alltså mikrofonen vara ganska nära munnen. Detsamma gäller då man spelar in gitarr.

För att få förståelse hur mycket svagare det blir att spela in en röst på 1m i förhållande till avståndet 2,5cm, kan man räkna ut dämpningen i dB såsom:


20*log (2,5/100) = -32dB

På en meter avstånd sjunker ljudtrycket från 89dB spl till ca 57dB spl. Spelar man då in med denna enklare mikrofon kommer brusgolvet att hamna ungefär på 94-60= 34dB dBspl. Detta innebär att signal/brus-förhållandet är 57-34= 23dB och det är inte alls bra. Det är alltså VÄLDIGT viktigt att mikrofoner placeras nära ljudkällan.

Mikrofoner ska ha bra Signal/brus. Det är framförallt detta man betalar för.

[way2loud]

Först vill jag säga att jag absolut inte är tillräckligt kunnig på analog elektronik, jag har jobbat som styrkonsult i byggbranschen, så det blir en hel del trial an error när jag bygger.

Linkwitz modifiering innebär ju att man ändrar det interna FET-steget till emitterföljare vilket gör att kapseln tål betydligt högre ljudtryck och alltså kan placeras nära.
Denna variant togs ju egentligen fram som mätmikrofon och har spikrak frekvensgång. Man använder den t.ex. för att mäta nära högtalarkoner vid hög volym och t.o.m. kan man ju med mätsprötet mäta inuti högtalarlådor (varför?) Linkwitz har ju också byggt ett par "mikrofonglasögon" där han använder sig själv som konsthuvud vid stereoinspelningar.
Det måste ju vara perfekt för att spela in bootleg på rockkoncerter, där har man ju ljudtryck så det räcker också.....

Men annars har jag fattat det som att signal/brusförhållandet generellt blir sämre ju mindre kapseln är, men frekvenskurva är lättare att få rak.
Intressant är ju att en renommerad tillverkare av riktade instrumentmickar som DPA skriver att man först bör pröva mikrofon typ omni pga dess bättre egenskaper när det gäller distortion, avsaknad av bashöjningseffekt mm. Se tabell och text alldeles i slutet.
www.dpamicrophones.com/en/Mic-University/Technology-Guide/Directional-vs-Omnidirectional-Microphones.aspx
Jag, som inte är fackman, hittade mycket intressant om mikrofonteknik på DPA:s sida, generöst att dom delar med sig.

Jag fick syn på detta lilla och billiga adapterkort på Elektrokit, skulle man inte kunna modifiera det lite och byta kapseln till t.ex. WM61 samtidigt som man flyttar ut den med skärmad tunn kabel? Se pdf med kopplingsschema på sidan.
www.electrokit.com/adapterkort-med-electretmikrofon-och-forstarkare.49962
Antar att man får ändra lite på ingången och kanske ta bort kondensatorn i återkopplingen. Tacksam för kommentar om det är genomförbart!
Det är ju alltid lättare att ändra lite på befintlig konstruktion än att bygga helt nytt från scratch, framförallt slipper man tillverka pyttesmå kretskort.
Visserligen är detta ytmonterat, men man får ta fram den lilla lödkolven och dom stora glasögonen......

Edit: Finns någon som säljer högkvalitativa elektretkapslar i Europa, gärna även cardioid och med lite större diameter? DPA:s kapslar verkar ju vara från 12mm och uppåt och då kan man kanske få bättre S/N. Jag har letat på nätet men inte hittat...

[way2loud]

Inte så mycket kommentarer om detta, är månne elektronik och akustik tråkigt, det tycker inte jag iaf....fast spela gitarr är ju ännu roligare.

Jag byggde som sagt mätmikrofonen för att försöka mäta och eventuellt rätta till akustikproblem i min lilla hemstudio.
Det kan vara intressant att spela upp ett långsamt sinussvep inom det hörbara området på sin hemstereo i vardagsrummet och sedan flytta hela klabbet till ett annat mindre rum och upprepa proceduren. Då förvånas man över hur väldigt ojämnt och olika det låter och hur olika olika frekvenser förstärks och släcks ut beroende på rummens dimensioner och grad av dämpning. Även lyssningspositionen spelar stor roll.
Givetvis måste alla typer av ljudkällor påverkas lika mycket av rummet egenskaper, även akustiska instrument.

I mitt rum står monitorerna 3 dm från ena väggen och mittemot vid andra väggen står garderober.
Mätmikrofonen (rundtagande) placerades i lyssningsposition framför monitorerna och jag spelade upp och spelade in ett sinussvep mellan 20-300hz.
Den röda kurvan är mätt med stängda garderobsdörrar och den violetta med öppna dörrar.
Det blir stor skillnad, även rent lyssningsmässigt. Lägg t.ex märke till den djupa dippen strax över 100 hz som helt försvinner vid öppna dörrar.
Som synes finns en hel del annat att förbättra innan kurvan blir någorlunda jämn.

Visserligen är mikrofonen och ljudkortet inte kalibrerade pga att jag saknar en riktig mätare för absolut ljudtryck, men jämförande mätningar går ändå fint.
T.ex. kan man flytta runt utrustning och möbler i rummet, sätta upp ljudabsorbenter eller skärmar och direkt se vilken inverkan det får.
Jag har använt gratisprogrammet REW för att mäta, det hittar man här
www.roomeqwizard.com
I senaste versionen har programmet även asio-stöd om man har ett sånt ljudkort.

[Klangfix]

Hej!
Ledsen att jag inte kommenterat dina inlägg innan.
Du undrade vem som har bra mikrofoner. Två tillverkare som jag jobbat en del med är Knowles och Primo. Primo är den tillverkare som har brusfriast mikrofoner i små storlekar. De har mickar som kommer upp i 80dB signal/brus i förhållande till referensnivån 0dBPa (94dBspl). Det ekvivalenta egenbruset ligger alltså på 14dB spl, vilket är bättre än vissa av Brüel&Kjaers mätmikrofoner.

Primo delar inte ut gratisprover (såsom vissa analoga elektronikföretag gör) men du kan köpa enstaka prover för några dollar stycket.

www.primomic.com/products/pdf/EM172.pdf

Här är datablad på en av deras bästa kapslar. Vi har prover på jobbet som jag snart ska kolla på.


När det gäller rumsakustik, så är det riktigt svårt att befria sig från reflektioner. Antingen lever man med det, eller så måste man försöka dämpa uppenbara ytor och hörn med mycket fluff. Dämpmaterial börjar göra effekt där tjockleken motsvarar 1/4 av våglängden. För 10cm tjocklek får man reflexfrihet från ungefär 850Hz och uppåt. Ska man dämpa bort reflexer nere vid 200 Hz, måste dämpmaterialet upp i 40cm tjocklek. Ett trick är annars att sitta lite mer mitt i rummet och närmare högtalarna. På så vis vinner direktljudet över reflexerna. Mest effekt får du om du placerar dämpmaterialet i invändiga hörn t ex där vägg+vägg+tak möter varandra. Ett trick är att låta dämpmaterialet sitta en bit ifrån väggen. Då är den effektivare lite längre ner i basen. Ett extremfall av detta kan t ex vara att dela av rummet på mitten med ett tjockt veckat skynke. Då dämpar du den lägsta frekvensen i rummet ganska bra, men det är oftast ingen praktisk lösning.

I svåra fall av rumsresonanser kan man bygga Helmholzresonatorer som fungerar som en vågfälla som "äter" upp en viss frekvens. Du kan tänka dig en Helmholzresonator som en stor högtalarlåda med en basreflex-port som är avstämd till den frekvens som du vill "suga bort". En sådan lösning kan dämpa en reflex i ett rum 3-6dB beroende på hur smalbandig resonatorn är (högt Q-värde).

[Klangfix]

Hej igen.
Jag hittade ett program som kanske kan hjälpa dig att kompensera för dålig frekvensgång i lyssningspositionen:

mathaudio.com/room-eq.htm

Fast bäst blir det ju om du har så lite reflexer som möjligt annars måste du sitta med huvudet precis i rätt position. Alla andra positioner kommer inte att bli särskilt rätt kompenserade.

Generellt ska man vara försiktig med att ha smalbandiga toppar i en frekvensrespons. Smalbandiga dippar i en frekvensrespons hörs inte på samma sätt som en topp. Att försöka höja en dipp i en EQ kan ge oönskade effekter i andra lyssningspositioner. Att sänka en topp ger inte lika iöronfallande problem.

Om man har väldigt lite reflexer i rummet kommer frekvensgången mera bero av högtalarens eget utstrålade spektrum och då kan man kompensera detta med lite mer stabilt resultat, dvs spektrum blir rätt mer än i en punkt.

[way2loud]

Jag är tacksam för alla kommentarer i detta ämne, egentligen är väl detta fel forum för elektronik kanske.
Tack för länkarna, jag har fått lite blodad tand att bygga fler och bättre mikrofoner. Man är ju inte ensam, läste i Musikermagasinet att självaste Peps Persson bygger rörmikrofoner.
Annars läser jag ju med stort intresse vad t.ex. gurun på detta område Ingvar Öhman (InoAudio) har för teorier om rumsakustik, senast också artikel i Musikermagasinet.
Det svåraste är om man har ett rum som från början har fel förhållande mellan bxhxd. Vilka mått är egentligen bäst, kanske ska man eftersträva nåt enligt Pythagoras 3x4x5 kanske?

Edit: hur betalar man lättast när man köper direkt från Kina? Paypal?

[favino]

Jag har inget att bidra med i diskussionen egentligen, men läser med intresse, speciellt info om mikrofonbygget.

Här är en annan kille som oxå använder cykeldelar i sina mikrofoner www.eartrumpetlabs.com ,lite glad blir åtminstone jag av sådant.

[longoskran]

Sept 20, 2014 12:22:41 GMT 1 favino said:

Jag har inget att bidra med i diskussionen egentligen, men läser med intresse, speciellt info om mikrofonbygget.

Samma sak här. Fattar inte en tiondel av vad ni skriver. Förstår inte ens vad ni diskuterar men läser med stor glädje och yvs över att människor kan så skilda saker här i livet. 

Skit i att det kanske inte ska diskuteras på detta forum, för det ni skriver om gör i alla fall mig oerhört glad trots min extrema okunskap.

Tack!
/P.

[way2loud]

En annan enkel variant av förbättrad elektretmikrofon för Ipad eller Iphone, med samma kapsel som ovan Panasonic WM61.
En bit mässingrör (från gammal taklampa), bronsnät (från bränslefilter), en halv sladd med fyrpoliga 3,5 mm plastproppar från Kjell&Co, lite lödtenn och epoxi.
Kapseln ansluts till sleeve (signal) och ring 1 (jord), lite okonventionellt. Toppen och yttersta ringen är för hörtelefon, används ej här. Obs,metallhöljet och nätet agerar skärmning och skall anslutas till ring 1, inte till sleeve.
Kostnad kapsel ca 50kr, resten ca 20kr.
Mikrofonen ansluts direkt till hörtelefonuttaget och kapseln spänningsmatas med ett par volt internt från Ipad/Iphone.
Ganska bra ljud för lite pengar plus lite trevligt pyssel.

[rogerh]

..kronan antagligen från 1973.

[way2loud]

Blev nyfiken och flippade kronan, nästan rätt, 1972.

[rogerh]

[way2loud]

ljudprov borttaget