Микшерный пульт своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.08.2024

Предлагаемый четырехканальный аудиомикшер можно использовать как дома для создания караоке из mpЗ -плеера и микрофона, так и диск-жокею на школьной дискотеке, на импровизированных концертах на свежем воздухе, и даже звукорежиссеру в любительских студиях звукозаписи или при озвучивании видео.

Каждый из несимметричных входов имеет входное сопротивление 1 МОм и входную емкость 100 пФ , а чувствительность можно регулировать в пределах от 18 до 900 мВ , что позволяет подключать практически любые источники звука от микрофонов до электрогитар, mp3 и CD -плееров.

Принципиальная схема микшера показана на рис. выше. Из 100- омных резисторов и заземленных конденсаторов по 100 пФ сформированы ФНЧ , подавляющий радиопомехи с частотой выше нескольких сотен килогерц. Кстати, разделение в данной конструкции сигнальной и мощной земель питания (соответственно SGND и GND ) также преследует цель минимизации помех, но на этот раз - фона с частотой сети и ее гармоник.

ОУ DA1.1, DA1.2, DA2.1, DA2.2 ( TL072 с входными каскадами на полевых транзисторах, использование которых оправдано стремлением минимизировать емкость разделительных конденсаторов) сконфигурированы неинвертирующими усилителями напряжения, коэффициент усиления которых можно изменять резисторами R12-R15 . На одном из входов ( IN4 ) через резисторы R1 и R7 формируется напряжение фантомного питания конденсаторного микрофона (если таковой используется).

Сигналы с выходов DA1 , DA2 через плавные регуляторы уровня R24-R27 (переменные резисторы с логарифмической зависимостью сопротивления от угла поворота оси), 10 - килоомные резисторы и разделительный конденсатор 47 мкФ поступают на инвертирующий вход ОУ DA3.1 . Последний работает как инвертирующий усилитель-сумматор: 39 -килоомный резистор обратной связи обеспечивает коэффициент усиления этого каскада -3,9 (12 дБ) если входами считать движки резисторов R24-R27 .

Поскольку принцип виртуального замыкания инвертирующего и неинвертирующего входов ОУ применительно к DA3.1 означает заземление его инвертирующего входа, то регулировка уровня любого из каналов никак не влияет на остальные каналы.

С учетом каскада DA3.1 коэффициент усиления каналов можно установить от 12 дБ (или х4) до 36 дБ (или х62 ). Следующий за сумматором каскад - трехполосный активный регулятор тембра по схеме Баксандаля . В среднем положении движков переменных резисторов с линейной зависимостью R37 (тембр НЧ ), R38 (тембр СЧ ) и R39 (тембр ВЧ ) коэффициент усиления этого каскада равен единице ( 0 дБ ).

За темброблоком следуют общий регулятор уровня R43 и выходной буферный повторитель на ОУ DA3.3 , с которого сигнал через предохраняющий резистор 100 Ом и разделительный конденсатор 10 мкФ с привязывающим к сигнальной земле резистором 100 кОм поступает на выходной разъем OUT .

При усилении 0 дБ описанный микшер имеет отношение сигнал/шум 92 дБ и коэффициент гармоник не более 0,002% . а при усилении 32 дБ - соответственно 75 дБ и 0,015%.

Печатная плата – двухсторонняя из фольгированного стеклотекстолита. Но несколько печатных проводников верхнего слоя вполне возможно заменить монтажным проводом. Все переменные резисторы – для установки непосредственно на плату – тип 296X/HB .

Микшерный пульт предназначается для смешивания нескольких аудио сигналов. К примеру, его применяют, если нужно озвучить любительский фильм, или требуется голосовое сопровождение дискотеки, для экскурсоводов, для караоке, чтобы подключить музыкальный инструмент к компьютеру и т.д. Микшер используется при звукозаписи и для проведения концертов, когда звукорежиссеру требуется выставить оптимальные параметры звука для зала. Исходя из сказанного, понятно, что данный аппарат является незаменимым, и использование его многогранно.

В продаже имеется огромное количество моделей, как для профессионалов, так и для обычных пользователей. Но для начинающих музыкантов или просто любителей караоке цены на аудио оборудование кажутся достаточно высокими. Поэтому для домашнего использования микшер можно сделать своими руками.

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.

Простейшая схема с одним светодиодом

Для начала следует разобраться с простой схемой цветомузыки, собранной на одном биполярном транзисторе, резисторе и светодиоде. Питание на неё можно подавать от источника постоянного тока напряжением от 6 до 12 вольт.

Работает данная цветомузыка на одном транзисторе по принципу усилительного каскада с общим эмиттером. Возмущающее воздействие в виде сигнала с изменяющейся частотой и амплитудой поступает на базу VT1. Как только амплитуда колебаний превышает некоторое пороговое значение, транзистор открывается и светодиод вспыхивает.
Недостаток данной простейшей схемы состоит в том, что темп мигания светодиода полностью зависит от уровня звукового сигнала. Другими словами, полноценный цветомузыкальный эффект будет наблюдаться только на одном уровне громкости. Снижение громкости приведёт к редкому подмигиванию, а увеличение – к почти постоянному свечению.

Как сделать активный микшер

Простейший самодельный микшер, притом активный (с усилителем мощности), можно спаять при определенных навыках за 20 минут. Схема его довольно проста и приведена на следующем рисунке.

На коэффициент усиления в данной схеме влияет отношение сопротивления, которое имеет резистор R7 к сопротивлению источника сигнала. Если вам 5-ти входов мало, то увеличить их количество просто: к конденсатору C1 нужно подключить требуемое число резисторов, как постоянных, так и переменных (по желанию).

Транзисторы, приведенные на схеме, вполне заменяемы транзисторами с маркировкой КТ315Б или с маркировкой КТ342Б.

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 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.

Микрофонный стерео-вход

Причём компьютерный микрофонный вход предназначен именно для электретных капсюльных микрофонов (внутри которых есть полевой транзистор-усилитель), а звуковая карта подаёт на каждый из двух входов гнезда MIC IN напряжение в 1.7-2.7 вольта (для питания микрофона). При этом тот факт, что вход стерео явным образом не упоминается в мануалах материнок, отчего народ в интернете иногда недопонимает ситуации:

На Фото 1 кусок из мануала про звуковые входы-выходы, встроенные в материнскую плату Asus M2NPV (2007-го года). Тут мы видим, что микрофонный вход может быть даже и выходом в режиме подключения 5.1 акустики. Ну, а то, что он на вход является стерео и имеет по 2.16 вольт (в отсутствие нагрузки) на каждом из двух контактов входа (3.5mm Stereo Jack) — это проверено реализацией стерео-микрофона по Схеме 1 (Стереомикрофон своими руками! Хай-енд технология доступна каждому!

Рис. 1: Модульный микшер с различными борадами. Слева: плата микрофонного входа, плата двойного линейного входа и основная плата.

Микшер звука — создание модульной системы когда-то было прерогативой только самых заядлых синтетиков. Модули часто были дорогими или труднодоступными, и даже после сборки могли потребоваться подробные технические знания и регулярное обслуживание для их владельцев, чтобы максимально использовать их (или избежать случайного выхода из строй их системы).

Для тех, кому не хватало солидного банковского баланса и научного понимания синтеза звука в электротехники, создание собственной модульной системы было в значительной степени несбыточной мечтой.

Модульный микшер звука с одним источником питания

В этой серии статей будет представлен простой микшер звука со следующими характеристиками:

Компактный и простой;
Модульный;
Мононофонический;
Единый блок питания;
Простая схема и печатная плата.

Загрузите полную схему Kicad (181,6 КБ), печатную плату, файлы gerber и pdf для этого проекта. Modular_audio_mixer_Kicad4.04

Рис. 2: Печатная плата для трех плат микшера. Начиная слева: плата микрофонного входа, плата линейного входа, основная плата.

Рис. 3: Шелкография для трех микшерных панелей. Начиная слева: плата микрофонного входа, плата линейного входа, основная плата.

Просто и компактно

Разработанный с учетом этих характеристик, смеситель не требует излишеств, его легко и быстро собрать. Регулировка громкости для каждого канала и основной громкости — это минимальные требования для простого микшера. В качестве дополнительной функции можно припаять светодиод источника питания и светодиод ограничения. Благодаря сменным модулям можно подобрать оптимальную настройку для каждой ситуации. Так или иначе, несмотря на свою простоту, микшер звука был разработан с учетом качества аудио сигнала.

Модульный

Три платы микшера звука (микрофонный вход, линейный аудиовход и основная) позволяют персонализировать количество и тип каналов в соответствии с потребностями использования даже после сборки микшера звука. На рисунке 4 показана возможная конфигурация, полезная, например, для группы любительского диапазона.

Рис. 4: Примеры применения: 7-канальный микшер с 4 линейными входами и 3 микрофонными входами.

Монофонический звук

Простая и компактная конструкция подразумевает выбор монофонического звука, чтобы избежать усложнения схемы и сборки. Есть много случаев, когда моно микшер является наиболее практичным выбором, например, простая комната для репетиций, ночь караоке или переносной громкоговоритель на батарейках.

Единый источник питания

Двух-полярный источник питания упрощает схему и ее конструкцию, но во многих распространенных ситуациях это непрактично и сложно настроить: например, автомобили, аккумуляторы или бытовые зарядные устройства обычно предлагают один источник питания. Одно из наиболее распространенных напряжений — 12 В, поэтому микшер звука был рассчитан на это напряжение.

Микшер также может работать в диапазоне от 6 В до 24 В с двумя небольшими модификациями, при условии, что выбранный операционный усилитель, такой как LM358, поддерживает его. В этом случае резисторы светодиодов на главной плате должны быть соответственно заменены, как показано в Таблице 1.

Таблица.1

Светодиодные резисторы по напряжению питания

Светодиодные резисторы R_L1 и R_L2

Микшер звука — простая схематическая и печатная плата

В микшере звука используются только очень популярные компоненты электроники. Более того, операционный усилитель LM358 очень распространен и имеет множество эквивалентных интегральных схем. Все резисторы и конденсаторы имеют стандартные значения серии E12, и, если возможно, всегда использовалось одно и то же значение, чтобы уменьшить количество различных элементов, которые нужно покупать.

Односторонняя печатная плата имеет широкие дорожки, поэтому ее могут легко собрать и любители, используя метод рисования пером или фото гравировки на контактном копировальном аппарате. На платах есть отверстия для винтов, а расстояние между потенциометрами всегда одинаково, поэтому пользовательскую панель можно легко построить.

Идем в Яндекс и находим статью. Столько линейных входов не надо, прослушивать каждый вход по-отдельности тоже не надо, поэтому с помощью mspaint убираем лишнее:

Имеем: на микросхеме TL072 построено два микрофонных усилителя, далее сигнал, вместе с сигналом от линейных входов, через регуляторы уровня поступает на выходной усилитель, собранный также на TL072. С выхода усилителя через регулятор уровня — на улицу. На микросхеме TDA2822M собран усилитель для наушников.

Джеки решил применить 6,3 мм. Для наушников 3,5 мм. Переменные резисторы хотелось бы ползунковые, но когда Кузьмич узнал, сколько они стоят — пришлось применить обычные китайские.

Конечно же есть чертеж в формате SprintLayout5. Размер платы подогнан под корпус Gainta G1034B.

Практическая реализация.

Динамического микрофона не нашлось, поэтому пришлось химичить фантомное питание для электретного и загрублять вход:

Потом оказалось, что усилитель для наушников правильнее подключить не на выход микшера, а к шинам правого и левого каналов, иначе он просто-напросто перегружается:

UPD: усилитель для наушников надо подключать через развязывающие конденсаторы, иначе не работает. Либо оставить все как есть, заменив сопротивления на 47 кОм сопротивлениями большего номинала.

Ну и конечно же необходима экранировка корпуса и хороший источник питания с хорошей фильтрацией (желательно трансформаторный).

Читайте также: