bandmikrofon DIY

[way2loud]

Så här blev den färdiga trafon. Blir spännande att jämföra med min billiga kinesiska med vanlig E-kärna.
Primär resistans är ca 0,1 ohm, sekundär ca 4,7 ohm, omsättningstal ca 1:35.
Jag har senare upptäckt att det finns ännu bättre toroidkärnor för mikrofontransformatorer; kruxet är bara att få möjlighet att köpa dessa som privatperson i små kvantiteter.

[way2loud]

Jag bytte trafo på min bandmikrofon och gjorde en jämförande inspelning av tolvsträngad gitarr. Mikrofonen placerad ett par-tre dm framför tolfte band.
Maudio DMP preamp, gain uppvriden till drygt hälften, ansluten till ljudkortets linjeingång.
Subjektivt omdöme är att toroidtrafon låter tydligare och mer kontrollerad i bas och mellanregister men med aningen mindre bas jämfört med den kinesiska trafon Shinhom T25 som jag hade monterad tidigare. Bakgrundsbruset är tydligt lägre med toroidtrafon. Signalnivån ut från mikrofonen är ungefär lika vilket inte är konstigt med samma omsättningstal. En fördel är också att toroidtrafon är klart mindre i yttermått och något lättare.
Synd att jag inte kan jämföra direkt med Lundahls trafo också.

[way2loud]

Har nu byggt ännu en identisk bandmikrofon med egentillverkad trafo för att bl.a. kunna användas i blumlein-stereo.
Fråga till Tyko: hur ser ditt mellanrör ut; finns någon typ av låsfunktion för att säkra den övre mikrofonen?

Jag har även gjort lite försök att mäta och eventuellt kunna ställa in bandspänningen och därmed bandets resonansfrekvens. Denna bör väl vara nånstans runt 30Hz.
Se bild nedan på min uppkoppling.

Jag seriekopplade mikrofonen med ett motstånd och matade dessa med signal från ljudkortet max fem millivolt.
Sedan använde jag en mjukvarutongenerator och svepte långsamt från 100Hz ner till 20hz.

Bandets impedans (växelströmsmotstånd) är som högst vid bandets resonansfrekvens och detta skall visa sig som en spänningstopp när man mäter över mikrofonen.
I teorin skall detta funka, men i praktiken visade det sig svårt att hitta en markerad spänningstopp, kanske beror detta på att man även närmar sig transformatorns undre gräns för frekvensområdet.

Någon som har tips på andra metoder ? Det finns andra som provar med att lätt knacka på mikrofonen och titta på signalen i en frekvensanalysator i datorn för att upptäcka en topp i frekvenskurvan. Jag har testat, men det verkar lika svårt att tyda som den andra metoden.

[way2loud]

Gjorde en provisorisk mellandel för att kunna testa blumlein och för att kunna synka fasläget för de båda mikrofonerna.
Det funkar ganska bra, möjligtvis lite för hög tyngdpunkt för mitt rangliga mickstativ.
Mellandelen är gjord av en kort bit rör med 5 mm större diameter än mikrofonerna samt en bit cykelslang instoppad i röret och sedan vikt tillbaka över ändarna utvändigt.
Kanske en lösning som kan provas även med andra typer av mikrofoner. Den övre mikrofonen sitter ganska hårt och inbördes vinkeln mellan mikrofonerna är lätt justerbar.

[Tyko]

Den där mellanbiten ser snygg ut, cykelslang är bra! Nä, jag har bara slitsat upp en rörbit fran samma rör som jag använt till mikrofonerna. Sedan böjt ut rörbiten så att den klämmer lagom hårt om båda mikrofonerna. Men en cykelslang......

[way2loud]

Fick ett användbart tips av Klangfix om hur man ska kunna mäta resonansfrekvensen hos bandet, tack för det.
Han föreslog att man kunde spela in när man försiktigt knackar på mikrofonen, sedan studera kurvformen och mäta periodlängden.
När man vet längden på en period kan man sedan räkna ut motsvarande frekvens, t.ex. är periodlängden för 50hz = 1000/50 = 20 millisekunder

Sagt och gjort, jag spelade in mina båda bandmikrofoner och mätte i inspelningsprogrammet.
Förvånansvärt fin och tydlig kurvform med tydlig periodlängd som var lätt att mäta.

Min först tillverkade mikrofon hade periodlängd på ca 31ms vilket ger 32Hz resonansfrekvens.
Den senast tillverkade hade periodlängd 43ms vilket ger 24Hz resonansfrekvens.

Jag har tyckt mej märka en skillnad i basregistret så detta är kanske förklaringen då.

Nedan en bild av kurvformen för en av mikrofonerna.

Edit: Samma metod med att studera kurvformen är också användbar för att synka mikrofonerna i fas vilket är viktigt i blumleinkonfiguration.

[favino]

Intressant. Men Jag fattar inget??

Menar du 32 och 24 Hz? och inte kilohertz?

Vad visar dessa resonansfrekvenser? Det är ju knappt ljud? Lågmullerfladder, jordbävning?

Jag förstår grafer över hur linjärt en mikrofon tar upp ljuden, alltså en frekvenskurva.
(Även om jag inte tycker det säger mig ett skit om hur bra den låter)

Men vad kan jag lära mig av att en mikrofon har en viss resonansfrekvens? Vilken frekvens vill man ha på en bandmic?

[way2loud]

För att förklara bilden ovan kan jag säga att jag mätte periodlängden på ringningen, när bandet självsvänger, alltså efter 4-5 perioder, inte på impulsen, den första perioden.
Man ser att första perioden har avvikande längd så det måste vara rätt metod, reservation för min okunskap.

Som jag har uppfattat det ska man sträva efter så låg resonansfrekvens som möjligt utan att bandet har så lite spänning att det blir instabilt och fladdrar.
Man får rakast frekvenskurva i området över resonansfrekvensen och en liten bashöjning runt resonansfrekvensen.
Har man för hög resonansfrekvens, säg över 40Hz, får man bumlig bas. T.ex. ger E-strängen på en 4-strängad bas om jag inte missminner mej 41Hz.
Faktorer som spelar in för resonansfrekvensen är bandlängd, bandtjocklek, bandbredd, korrugeringens täthet och typ, alltså en hel massa parametrar.

Frekvenskurvan rullar sedan av i högre registret bl.a.beroende på att man får "akustisk kortslutning" mellan bandets fram- och baksida.
Var i frekvens detta inträffar beror på avståndet mellan fram-och baksida mätt runt ramen. Lite förenklat, det är mer komplicerat än så egentligen.
Det finns mycket info om detta på bl.a. Artur Fishers utmärkta sida.
www.diyaudiocomponents.com/diy-ribbon-mic-frequency-response

Jag har som sagt gått på principen att först försträcka bandet nästan plant, sedan släppa efter och spänna igen tills bandet hänger ner ca 0,5mm på mitten i vågrätt läge.
Försträckningen gör att bandspänningen blir mer konstant över tid.
Rent praktiskt hamnar man då i området 25-40Hz, alltså i samma område som resonansfrekvensen för en omonterad stor bashögtalare med skumkant t.ex
Dock visar mina trial and error försök att man får ganska stor spridning i bandspänning om man inte mäter och korrigerar samtidigt som man monterar bandet.
Detta är givetvis inte bra om man försöker göra ett någorlunda matchat par för stereoinspelning.
Förutom att det påverkar basåtergivningen kan man nog även få skillnader i övre området.

Eftersom jag har några magneter och lite folie kvar har jag funderat över en enkel anordning för att kunna justera bandet i längs- och sidled vid montaget samtidigt som man kan vara inkopplad och kontrollmäta.
En sådan anordning hade även varit bra för att kunna justera ett slackande band efter en tids användning. Som det är nu får man ju byta bandet, och det är mycket dyrt om man inte gör det själv.

[Klangfix]

Imponerande byggen. Nu återstår att försöka mäta signal/ brus med avseende på 1 kHz ton vid 94 dBspl. Bruset vid total tystnad spelas in efter att referenstonen spelats in. Bruset ska även A-vägas, dvs bas och diskant ska sänkas med ett speciellt filter. Det svåraste är att skapa en referenston och att ha ett tillräckligt tyst rum. En 1W signal i en vanlig stereohögtalare ger på 1 m ungefär 88-95dB.(tips: googla högtalarens känslighet.) 1W är ungefär 2.8V i 8 ohm högtalare. Högtalaren måste vara i fri rymd eller i ett ekofritt rum, men med lite dämpmaterial kan man ordna detta. Mät t ex i soffan med hjälp av lite smart placerade kuddar för att släcka takreflektionerna. Någon får hålla en kudde ovanför då tonen spelas.
Lycka till!

[Klangfix]

Om ni har svårt med a- vägningen kan ni skicka ljudfiler till mig för analys.

[way2loud]

May 23, 2015 22:50:29 GMT 1 Klangfix said:

Imponerande byggen. Nu återstår att försöka mäta signal/ brus med avseende på 1 kHz ton vid 94 dBspl. Bruset vid total tystnad spelas in efter att referenstonen spelats in. Bruset ska även A-vägas, dvs bas och diskant ska sänkas med ett speciellt filter. Det svåraste är att skapa en referenston och att ha ett tillräckligt tyst rum. En 1W signal i en vanlig stereohögtalare ger på 1 m ungefär 88-95dB.(tips: googla högtalarens känslighet.) 1W är ungefär 2.8V i 8 ohm högtalare. Högtalaren måste vara i fri rymd eller i ett ekofritt rum, men med lite dämpmaterial kan man ordna detta. Mät t ex i soffan med hjälp av lite smart placerade kuddar för att släcka takreflektionerna. Någon får hålla en kudde ovanför då tonen spelas.
Lycka till!

Jag har grunnat lite på vad jag kan påverka och vad som är meningsfullt och möjligt att mäta för en amatör som jag.

Signal-brusförhållandet tror jag inte går att förbättra mer. Bandmikrofoner har generellt lågt egenbrus och t.ex. Royer anger inte ens ett värde för S/N i databladet för sin passiva R121. Jag har ju dessutom toroidtrafos i mina och det ska ju vara mindre känsligt för externt brus och brum än vanliga trafos med E-kärna.
Sen lämnar ju mikrofonen relativt låg output vilket kräver mycket gain i preampen och risken är väl att bruset i första steget här överröstar mikrofonens egenbrus?
Jag har använt en M-audio DMP3 som ger max 66dB gain vid 3kohms ingångsimpedans.
Problemet är också att skapa ett tillräckligt tyst utrymme med alla störande ljud från hårddiskar, PC-fläktar, gatubuller mm.
I brist någon typ av isolationsbox hängde jag in mikrofonen mitt bland kläderna i en välfylld garderob och stängde dörren, inte ens det räckte för att ta bort yttre missljud.
Min avsikt med detta var annars att, med samma gaininställning, jämföra bruset när mikrofonen är inkopplad med bruset från öppen ingång shuntad med ett 200 ohms motstånd (typ metallfilm)
Men det är väl bara att inse att det finns gott om "ljudföroreningar" överallt.

Resonansfrekvensen och därmed delvis frekvenskurvan går att påverka genom kontroll och justering av bandet. Dock har jag inte möjlighet och kunskap att göra en rättvisande mätning och plottning av frekvenskurvan, så det får tyvärr bli rent subjektiva bedömningar av detta. Alternativt en relativ jämförelse med en mikrofon som man vet är ganska rak, t.ex. en småmembrans kondensatormikrofon typ Line Audio CM3.
Hur mäter man egentligen frekvenskurvan för en mikrofon professionellt?
Även om man har en bra högtalare i ett ekofritt rum så är den ju i sig själv långt ifrån linjär?

[Klangfix]

I vårt akustiklab på Sigma Connectivity gör vi ibland mätningar av mikrofoner och dess frekvensgång. Det man gör är att man utgår från en mycket bra mätmikrofon, t ex Bruel & Kjaer 4191. Denna kalibreras årligen av en annan firma. Ett testsvep spelas upp i en högtalare och mätmikrofonen placeras i den punkt som ska utgöra mätpunkten. Svepet spelas in och analyseras. Nu skapas ett inversfilter som rätar ut frekvensgången maximalt. Mätmikrofonen avlägsnas nu och den okända mikrofonen får ta plats i exakt samma punkt. Nu gäller mm precision. Därefter spelas det filtrerade svepet upp och signalen från den okända mikrofon en spelas nu in och analyseras. Resultatet ger bl a frekvensgången. Allt bygger alltså på att mätmikrofonen B&K 4191 är så ideal som möjligt och det är den oftast.

När man behöver hitta en exakt akustisk nivå, använder man en s k mikrofonkalibrator som träs på mätmikrofonen och spelar upp 1kHz vid 0dBPa = 94dBspl. Signalen spelas in från mätmikrofonen och alla andra inspelningar kan nu jämföras i nivå till denna referens.

Angående bruset så blir det vad det blir men här kan man eventuellt optimera lindningsförhållande och mikrofonförstärkarens egenskaper. Hög gain i första steget och lagom låg inimpedans är två viktiga krav. Man bör också lägga stor vikt vid strömförsörjningens lågbrusighet.

[way2loud]

Tack för rundturen i mätteknikens värld, det var intressant. Dock får jag väl av kostnadsskäl fortsätta med genvägar i form av hembyggen och gratis mjukvara som REW t.ex.
www.roomeqwizard.com/#downloads
Jag har tyvärr inte hittat något filter för att räta ut frekvensgången i programmet som du beskriver ovan. REW är ju mest till för att mäta akustikproblem i ett rum.

Jag hittade däremot nåt som borde var rätt ovanligt, nämligen ett aprilskämt från mikrofonbranschen, kolla här. Världens längsta bandmikrofon framtagen för att bl.a. spela in 64 fots piporglar.
Den har även andra intressanta företräden som t.ex. att den sänker brusnivån på den preamp den ansluts till (!) vilket har resulterat i att den används i studios i Nashville som en ljudförbättrare inkopplad på mixbussen, håhåjaja ??
recordinghacks.com/2014/04/01/introducing-the-royer-r121xl/

[way2loud]

Det verkar vara en hel del som följt med den här byggtråden om bandmikrofoner.
Jag skulle tycka det var intressant om de som har blivit sugna och eventuellt själv har byggt en eller flera mikrofoner vill posta lite bilder och berätta hur det gick!

[way2loud]

Jag har varit lite dålig på att redovisa ljudprov, men här är en av mina bandmikrofoner utlånad till närupptagning av cello på en liveinspelning
Tyvärr finns den bara med på bild i nederkant ett kort ögonblick efter ca 1.34.