Слуховой аппарат

[striz]

Уважаемые форумчане, предлагаю вам эту разработку с надеждой, что она кому- нибудь пригодится.
Буду рад в двойне если кто предложит более удачный вариант. С уважением, Игорь Кухлеев.

Причиной данной разработки послужило то, что по воле судьбы мне пришлось обратиться к сурдологам по вопросу снижения слуха в области высоких частот.
Те сообщили, что они смогут поправить мой слух. Однако после курса уколов заявили, что паталогии слуха неизлечимы и отправили на протезирование, предупредив что самый хилый слуховой аппарат для меня будет стоить минимум 40000р. на каждое ухо. Посмотрел в интернете рекомендованный кабинет, но кроме заверений, что я являюсь крутой и современной личностью ничего не обнаружил. Ни цен на услуги, ни технических характеристик аппаратов, ни их ассортимента.
От такого лечения осталось ощущение халтуры
40 лет тому назад я делал чувствительный микрофонный усилитель на германиевых транзисторах. Он работал прекрасно, звук казался прозрачным, хорошо прослушивались далекие голоса, что касается шумов, то я не помню чтобы они мне мешали. И вообразил, что на современных деталях создам нечто очень качественное. Как же я ошибся и был ошарашен.... На поиски этой схемотехники пришлось потратить около года времени, правда вместе со всеми другими житейскими делами.
Большое спасибо [https://forum.vegalab.ru/showthread....122447]Allckkk[/CODE] за практическую помощь в поиске схемотехники преда
Большое спасибо [https://forum.vegalab.ru/showthread....132195]Semimat[/CODE] за обстоятельный рассказ как работает микрофон
Первоисточником была эта разработка http://radioskot.ru/publ/unch/karman...arat/6-1-0-627
При всей ее привлекательности оказалось, что УМ 34119 излишне прожорлива для слухового и дает вполне заметные на слух искажения (видно по даташиту).
Пришлось сразу заменить ее на более экономичную и качественную ТРА301. Обвязка 34119 по ее даташиту мне понравилась, поэтому ТРА301 я включил по этой же схеме, потребовалось только изменить обвязку входов.
На слух сразу почувствовал улучшение качества звука.
Для УМ выбрана мостовая схема потому, что по завершению разработки планируется повесить аппарат на каждое ухо, то есть использоваться будет в монофоническом режиме (стерео наушники подключать к мостовому усилителю проблематично)
УМ оказался самым простым узлом, не требующим больших затрат времени. Нужно только создать комфортную для Вас АЧХ подбором компонентов обратных связей, не забыв при этом временно отключать все другие фильтры устройства. Я номиналы по податашиту не изменил никак (хотя пробовал перенастраивать фильтры УМ многократно).
А пред первоисточника на мой взгляд оказался не очень качественным .
Должен сказать,что в настоящей разработке пред с микрофоном оказался самым сложным и трудоемким узлом, несмотря на малое количество деталей.
Я не смог получить от преда первоисточника неискаженный сигнал. К тому же с моими деталями пред первоисточника имел явно избыточное усиление.
Попробовал пред отсюда http://dedclub.blogspot.ru/2014/10/ssm2167.html Гораздо лучше.
Новая схема неплохо работала в домашних условиях, но когда я потаскал ее по производственным цехам, ревущим автострадам, то она показала непригоднсть для слухового аппарата.
Рев пролетавших мимо машин превращался в какой-то скрежет непонятного происхождения. Закрой глаза- и не поймешь что это был автомобиль.
Громкая , да и не громкая речь прослушивалась с хриподцой. В очень тихой комнате явственно прослушивались небольшие шумы тракта. Причина была не понятна, пока не попробовал применить разработки участников форумов на тему снижения искажений микрофона.
Сначала попробовал заменить свои безымянные дешевки (микрофоны) на более качественные. Проездом в Москве нашел "сосну", но в ЧИП и ДИПе не смогли назвать дату изготовления микрофона. Брать кота в мешке за 2000р. не стал.
Воспользовался наводкой[https://forum.vegalab.ru/showthread....1#post2132195] Semimat[/CODE] а на хороший микрофон. его цена не запредельна- около 800 р.
Вложение 255961
однако стоимость пересылки в 3-5 раз дороже микрофона - до5000р.
Вложение 255965

Что называется приехали...Ну нету этого у нас в универмаге
Пришлось попытаться выжать из моего хлама (микрофонов) максимум.
Наслышан, что схема [https://forum.vegalab.ru/showthread....t72335]феникса[/CODE] имеет низкие искажения и даже способна снизить шумы микрофона.Попытался перевести схему Феникса на низковольтное и экономичное питание вот по такой схеме.
Вложение 256866

Светодиод из экономии батареек пришлось заменить на резистор. Применение стабилитронов- недопустимая роскошь для слухового. Надеюсь, что Феникс не будет возмущен, если я измененный мною кусочек от его разработки для краткости буду называть Фениксом.
Для сравнения (иначе бродя по городу трудно оценить качество девайса) собрал второй аналогичный пред, но по схеме с резистором в истоке микрофона.
Велико было желание сравнить схему Феникса и схему [https://forum.vegalab.ru/showthread....78149]Линквица[/CODE] в эдаком низковольтном варианте, но я не смог придумать что делать с высоким выходным сопротивлением Линквица. Ведь дополнительно навешивать [https://forum.vegalab.ru/showthread....21]повторители[/CODE] в пред нежелательно для слухового. Шумыссс...
Вместо Линквица собрал микрофон с резистором в истоке и нагрузкой в стоке.
Вложение 256867

Потом набрел на [https://forum.vegalab.ru/showthread....ost1850472]эту[/CODE] схему. Похожа, еще раз спастбо Allckkk
Ну, сразу был восторг от обоих предов. Искажения уменьшились кардинально. ИМХО в стандартном включении микрофона звук изменялся до неузнаваемости именно "благодаря" искажениям микрофона.
Однако, после выравнивыния усилений обоих предов с микрофонами (путем подбора резистора в истоке) оказалось, что шумы у схемы Феникса заметно выше. Возможно потому, что у Феникса два транзистора в усилении, а во второй схеме -только один.

Сразу оговорюсь, что усилительные свойства второй схемы в разы лучше чем у этого варианта схемы Феникса (при прослушивании каждого преда со своим отдельным микрофоном) по НЕИЗВЕСТНОЙ причине. Мои попытки выяснить причину такой разницы путем замены микрофонов между собой, ни к чему не привели т.к. оба преда после замены микрофонов оказались вдрызг расстроены по постоянному току.
Вот выявился еще оччень крупный недостаток обоих предов: они НЕРЕМОНТОПРИГОДНЫ. Замена, например микрофона при очень плотном монтаже слухового будет неприятным занятием с полной перенастройкой.
В этом конкретном случае усилительные качества и приведенные шумы схемы с резистором в истоке получились гораздо лучше, чем в измененной мною схеме Феникса.
Тем не менее очередной раз первая же прогулка по городу развеяла надежды...
У обоих предов оказалась слишком высокая чувствительность к инфранизким частотам. Вплоть до того что происходила низкочастотная модуляция полезного звука и невозможно было слушать разговор при таких помехах. Наблюдалось при поездках в автобусах"ПАЗ" и в помещениях с работающми венткамерами, при хлопании дверью дома.
Кроме того, термостабильность у обои схем- никакая. Хуже- термостабильность второй схемы. Она захрипела даже при прогреве до 40градусов, а при -8 усиление полностью упало у обоих предов.
Улучшить термостабильность этих предов я даже не пытался из-за их вредоносной чувствительности к НЧ помехам, все равно схему надо переделывать.
Необходимо разделить микрофон и пред конденсатором для подавления инфранизких частот и заодно для обеспечения термостабильности . В точности мне не известно, какая же схемотехника оказалась бы лучшей для слухового, слишком хлопотно было многократно все перепроверять и каждый раз все перенастраивать для проверок.
По факту вот победивший у меня вариант преда:
Вложение 256868

Что касается АРУ.
Поскольку пришлось уменьшить усиление преда по сравнению с первоисточником, сигнала для АРУ не хватило и потребовалось в АРУ добавить 1 каскад. Для того, чтобы в АРУ действовали только слышимые звуки вставил внутри АРУ фильтр НЧ и ВЧ. Это полезно также для общей крутизны фильтров тракта. Разделил пред и АРУ по постоянному току, заменив полуоткрытый диод VD3 в первоисточнике на конденсатор, что дало возможность тасовать узлы как угодно.
Получается, от прежней АРУ остался в основном только принцип действия, весьма удачный.

Вот схема слухового аппарата на сегодня
Вложение 256869

Для согласования выхода АРУ с предом пришлось заменить транзистор в преде на NPN.
В этом почти окончательном варианте сравнил включение микрофона по схеме Линквица и по схеме с нагрузкой в стоке микрофона. Вопреки ожиданиям (высокое выходное сопротивление) схема Линквица имела большее усиление (закорачивание резистора в стоке микрофона никак не влияло на усиление). Осталось выбрать с помощью нарисованных в схеме переключателей наиболее чисто работающий в экстремальных условиях вариант (переключатель микрофона внизу = схема Линквица) и упростить схему для наушного варианта, если предпочитаете его.
О деталях и настройке.
Номинал резистора в истоке микрофона зависит от экземпляра микрофона. Увеличение сопротивления влечет уменьшение чувствительности. Если выберите схему Линквица, то резистор в стоке микрофона R2 может не понадобиться (прежде убедиться влияет ли он на шумы или искажения).
Настройка узлов по постоянному току сводится к установке напряжения половины питания на выходах. Еще лучше дать сигнал на вход и, наблюдая по осцилографу добиться одинакового ограничения сигнала сверху и снизу на выходах.
АРУ работает сразу, может иметь очень высокую чувствительность, которая регулируется общим усилением АРУ, в частности подбором резистора R21. Он сажает импульсы на базе транзистора Т3 и тем самым увеличивает уровень срабатывания АРУ. На мой вкус лучше загрублять АРУ. Пусть лучше немного бьет по ушам, но в целом аппарат не будет отключаться при оглушительном звуке. Транзисторы в АРУ- попались с маркировкой AJ- это примерно как КТ3102В
Диодный ограничитель пиковых помех зависит от того как настроена АРУ. При сигнале на регуляторе громкости менее 200мв подойдут диоды шоттки.
Настройку фильтров предпочитаю делать поотдельности, чтобы потом полосы всех фильтров совпадали в унисон. Срез НЧ делал около 400 гц по принципу неподавления разговорных частот снизу (приятное прослушивание разговора), и при этом чтобы не ощущалось бубнения. Полосу сверху ограничивал 6000гц. Это потому что акценированное звучание звонких звуков повышает разборчивость речи. Многие предпочитают полосу 3500гц, дело вкуса.
Ну вот, когда мы добились вполне приличного качества звучания встает вопрос: куда это девать?
Для опробования наушного варианта ношения побежал в магазин и купил 6-миллиметровые микрофоны какие были, потому что маленькие. Причем на ушах их ОБЯЗАТЕЛЬНО надо ставить по два для подавления акустического возбуждения(паяем параллельно и разворачиваем в противоположные направления). Так эти дешевки зашумели как примусы. Выкинул.
Другие аргументы.
Наблюдая за прохожими я оччень редко вижу людей со слуховыми аппаратами- это при том что врачи рекомендуют всегда носить аппараты, если даже нет необходимости .А с дибильниками в ушах многие ходят и в любом возрасте. Видимо так оценивает народ внешний вид наушного аппарата по сравнению с наушниками с проводами, которые придется носить при карманном варианте аппарата.
По питанию: не смог отыскать в природе литиевых аккумуляторов типоразмера 675. При карманном варианте можно пользоваться бесплатным питанием (уккум от сотового), которого хватит до месяца без зарядки.
По очень миниатюрным переключателям, регуляторе громкости- не достать, разве что случайно. А потенциометр от гарнитур весьма удобно крутить благодаря большому диаметру, и в продаже навалом.
Итак, по причине "шикарного" ассортимента запчастей в магазинах напрашивается более доступный вариант ношения аппарата под одеждой, например в воротнике сорочки, в бейсболке, на шее и т.д. При это сами микрофоны непременно крепить снаружи (под кончиками воротника, на лацконе и т.д.) иначе шуршание не даст вам покоя.

[striz]

Еще важно высоковольтную обмотку постараться намотать секционированно или намотать тонким проводом в шелковой изоляции

Semiat, перемотал трансформатор шелковым проводом. На частоте 14 кгц по- прежнему потребление тока 3.5 ма. Видимо в моем преобразователе действуют другие более гадостные факторы, не позволяющие снизить ток потребления. У одного автора прочитал что тот добился потребления тока 0.6ма при частоте 150кгц. Или у него опечатка или у меня что-то попалось некачественное, феррит например. Попробовал подключить преобразователь к микрофону. При напряжении на выходе около 140 вольт получил непонятное возбуждение (скрежет в наушниках). Сбил возбуждение снизив напряжение на выходе преобразователя путем включения сопротивления 100ком и выше последовательно с выпрямителем. При напряжении около 80 вольт возбуждение устранилось.
На сегодня о работе микрофона с преобразователем могу сказать не много. Явно значительно повысилась чувствительность микрофона при -80 вольтах на корпусе микрофона. Но говорить о таких тонкостях как искажения, уменьшение приведенных шумов сейчас не приходится т.к. в моем варианте прослушивался фон сетевой частоты, схема требует очень тщательной экранировки. Пробовал снизить частоту преобразования до примерно 1000гц на предмет изучения экономии потребления тока, но при этом в наушниках явно прослушивалась частота преобразования. Можно ее фильтровать, но в данном случае считаю необходимым просто не допускать такого фона например с помощью увеличение частоты преобразования в ультразвук.
Получается что в данном раскладе применения такого преобразователя как у меня получился в слуховом аппарате не целесообразно. Прежде всего по причине того, что не получен экономичный режим. Но люди хвалятся, что у них все получилось. Для начала попробую отыскать трансформатор от зарядного или еще от чего- нибудь, что хвалят. Потом можно будет повторить их схему.
А пока развивать тему преобразователя не чем. Но для более крупных устройств, где допустим повышенный ток потребления вполне допустимо применение и этого неудачного варианта. Все же думаю лучше сначала поинтересоваться более качественными материалами и деталями.

---------- Сообщение добавлено 23.09 ---------- Предыдущее сообщение было 22.39 ----------

PS Допускаю, что точность измерения напряжения на выходе преобразователя крайне низкая т.к. использован косвенный метод измерения. Могло получиться вместо 80 вольт например, 180. Это может быть причиной неприятных явлений на диафрагме. Но измерения потребляемого тока вполне достоверны. По-видимому придется поглубже изучить проблему потребления тока.

[semimat]

Striz, я вдруг обнаружил, что схема-то работает совсем по-другому, чем та, которую делал я. У меня была схема "обратоноходового" преобразователя. То есть, в тот момент, когда транзистор включен, в "обратноходовой" схеме происходит накопление энергии в магнитном поле трансформатора. А уже после закрывания транзистора, эта энергия "выбрасывается" через вторичную обмотку в нагрузку. Так работают (работали) высоковольтные преобразователи старых телевизоров на кинескопах. У тебя же в схеме (хоть она внешне похожа на "обратноходовой" преобразователь), обмотки включены так, что напряжение нужной полярности на выходной обмотке возникает в момент открывания транзистора. То есть, твой вариант преобразователя, судя по нарисованной схеме (как, впрочем и схема из рис 9.12) является схемой "прямоходового" преобразователя. Мне кажется, она хуже по экономичности. Но главный её минус - это требование большого количества витков выходной обмотки, чтобы получился нужный коэффициент преобразования низкого питающего напряжения (3.7В) в высокое (150В). В "обратноходовой" схеме количество витков вторичной обмотки можно делать раз в десять меньше, поскольку там используется эффект "броска напряжения" на индуктивности при резком запирании транзистора, которое в момент запирания транзистора становится на первичной обмотке в десяток раз больше напряжения питания. В ламповых телевизорах строчный трансформатор питается напряжением 110 В, но при запирании строчного транзистора, напряжение на нем подскакивает более чем до 1000 В, что и создает на вторичной обмотке импульсы амплитудой 8.5кВ. Один из главных результатов уменьшения витков вторичной обмотки - это радикальное уменьшение её индуктивности и паразитной емкости, что очень важно для правильной экономичной работы схемы. Советую в твоей схеме попробовать поменять полярность вторичной обмотки и уменьшить количество её витков до 50, и обязательно убрать диод D1. Тогда схема станет "обратноходовой". Конденсатор С1 надо взять для начала около 1 мкФ - иначе напряжение может подскочить так быстро, что не успеешь оглянуться, а транзистор уже пробился от собственного броска напряжения. У меня это при настройке преобразователя лампы-вспышки происходило сразу же, как только я забывал подключить на выход конденсатор 800 мкФ 300В. А какой у тебя используется транзистор? У схемы на рис 9.12 токопотребление составляет до 1 мА, а скважность импульсов - более 1000! (импульс - 10 мкс, период - более 10 мс). Это значит, что в момент импульса ток транзистора должен составлять более 1А! Подойдут на всякие транзисторы. Мне пришлось в своей схеме преобразователя использовать восемь (!) параллельно включенных высокочастотных транзисторов (200 МГц), выковырянных из гибридных сборок КТС613Г.

P.S. Все-таки еще раз предложу заменить диод КД102 на высокочастотный. У КД102 большая паразитная емкость, а предельная частота составляет 10 кГц - на ней он уже работает с большими потерями. Для экономичной схемы это недопустимо. Я использовал три последовательно включенных диода Д220. Это поднимает допустимое рабочее напряжение (поскольку у одного Д220 пробивное напряжение составляет 200В) и уменьшает емкость в три раза. А время восстановления обратного сопротивления составляет 0.5 нс.

[striz]

Это интересно. Попробую подобрать транзистор и изменить схему. Сейчас пока не до миниатюризации. Нужно сначала чтобы как надо схема заработала. СПАСИБО.

---------- Сообщение добавлено 23.49 ---------- Предыдущее сообщение было 23.45 ----------

Semimat, а в обратноходовай схеме сердечник с зазором или без разницы?

---------- Сообщение добавлено 23.54 ---------- Предыдущее сообщение было 23.49 ----------

А какой у тебя используется транзистор?

Скорее всего обычный, выковырен из немецкого индуктивного датчика с питанием 24 вольта. Маркировка AJ. Уточню по даташиту.

---------- Сообщение добавлено 02.04.2016 в 00.05 ---------- Предыдущее сообщение было 01.04.2016 в 23.54 ----------

У схемы на рис 9.12 токопотребление составляет до 1 мА, а скважность импульсов - более 1000! (импульс - 10 мкс, период - более 10 мс). Это значит, что в момент импульса ток транзистора должен составлять более 1А! Подойдут на всякие транзисторы

У этой схемы скважность уменьшается с увеличением частоты, заметил это когда подбирал конденсаторы. Так что с повышением частоты импульсы тока могут быть более щадящими.

---------- Сообщение добавлено 00.11 ---------- Предыдущее сообщение было 00.05 ----------

P.S. Все-таки еще раз предложу заменить диод КД102 на высокочастотный

Нашел диод BAV20. Это 200вольт и 50нс восстановления. С виду как КД521

[semimat]

...Semimat, а в обратноходовай схеме сердечник с зазором или без разницы?..

Мне нужно было создать довольно мощный преобразователь, чтобы за 10...15 с заряжать конденсатор 800 мкФ до 300 В от 4 В питания. Поэтому пришлось делать "правильную схему" с зазором. Я расколол пополам два кольцевых сердечника К20х10х5 НМ2000 и снова склеил их через папиросную бумагу. Затем сложил вместе. При малой мощности преобразователя, думаю, можно получить неплохие результаты и без зазора - тогда можно мотать меньше витков.
P.S. Мне было конечно проще - у меня был прибор, измеряющий индуктивности, емкости и даже их добротности. Поэтому всё проверялось на соответствие ожидаемому после изготовления.

[striz]

Понятно, что сейчас можно поставить и Д220, но в слуховой- не влезут. Но сейчас это не суть важно.

---------- Сообщение добавлено 00.19 ---------- Предыдущее сообщение было 00.17 ----------

Понятно, что сейчас можно поставить и Д220, но в слуховой- не влезут. Но сейчас это не суть важно

---------- Сообщение добавлено 00.20 ---------- Предыдущее сообщение было 00.19 ----------

можно получить неплохие результаты и без зазора

На счет зазора понятно.

---------- Сообщение добавлено 00.22 ---------- Предыдущее сообщение было 00.20 ----------

Мне было конечно проще - у меня был прибор, измеряющий индуктивности, емкости и даже их добротности

У меня кроме тестера только самодельный, но хороший для "домашних" дел измеритель емкости. Без него я бы ничего не смог сделать с SMD.

---------- Сообщение добавлено 00.27 ---------- Предыдущее сообщение было 00.22 ----------

Semimat, сегодняшняя беседа очень полезна, ты опять вдохнул в меня пуд бодрости. Похоже те ребята что хвалились низким потреблением тока тоже не врут. Будем добиваться своего. А звук сегодня от микрофона хоть и с небольшим фоном, но был мягким и приятным. У меня остается надежда что за счет резкого повышения чувствительности удастся реально уменьшить шумы микрофона.

[semimat]

Striz, всё-таки переход к обратноходовому блокинг-преобразователю в его простой схеме потребует пересмотра количества витков всех обмоток трансформатора и использования транзистора с большИм значением допустимого обратного напряжения база-эмиттер. При запирании транзистора на обмотках трансформатора возникает большой импульс напряжения, в том числе, на обмотке обратной связи оно будет более десятка Вольт. Если использовать высокочастотные транзисторы, у которых предельное напряжение Uэбобр составляет 4...7 В, то переход может просто пробиться запирающим напряжением. У меня в схеме не использовался блокинг-генератор, а был собран микромощный генератор прямоугольных импульсов, управляющий включением и выключением ключевых транзисторов, и соответственно, не было обмотки обратной связи. Я счел, что такой вариант гораздо проще поддается расчетам. Сейчас его можно реализовать на КМОП логической микросхеме, когда напряжение питания превосходит 3В. Если же доводить "до ума" стандартный блокинг-генератор, то надо всё внимательно просчитывать или добавлять элементы защиты перехода б-э ключевого транзистора.

[shura1959]

использования транзистора с большИм значением допустимого обратного напряжения база-эмиттер

добавлять элементы защиты перехода б-э ключевого транзистора.

Это можно решить, включив диод с необходимым Uобр. последовательно с эмиттером.

[striz]

Это можно решить, включив диод с необходимым Uобр. последовательно с эмиттером.

Боюсь это может отрицательно сказаться на работе преобразователя вцелом т.к. напряжение питания низкое, а диод создаст большое падение напряжения в цепи питания эмиттера.

[shura1959]

Боюсь это может отрицательно сказаться на работе преобразователя вцелом т.к. напряжение питания низкое, а диод создаст большое падение напряжения в цепи питания эмиттера.

Может Шоттки подойдёт 0,2В, или германиевый 0,1В.

[striz]

У меня в схеме не использовался блокинг-генератор, а был собран микромощный генератор прямоугольных импульсов

Semimat, у меня маленькая неприятность. После нашей беседы пост 305 я с одержимостью взялся за дальнейшие поиски экономичного и бесшумного преобразователя напряжения. Но вдруг обнаружил что у моего осцилографа что-то случилось с аттенюатором, непонятно как показывает амплитуду сигнала. Разобрал осцилограф, а со временем на ремонт все меньше и меньше. У нас на днях обещают лето за +20, соответственно море работы в теплицах и так до очередной дождливой погоды. Попробую пока хоть на работе плохонький осцилограф выкляньчить. С внешним возбуждением конечно удобнее. Но в данном случае задачка вроде бы кажется не больно сложной: просто создать потенциал на корпусе. К тому же габариты имеют важное значение. У меня есть желание попытаться смастерить преобразователь в объеме примерно с микрофон диметром 9 мм. Но пока, как тебе известно не выходит не то чтобы с габаритами, а вообще нет работающего экземпляра с заданными свойствами. А вообще- то мне встречалась МОП логика очень малых размеров. Надо порыться. На сегодняшний день для меня задача номер один- добиться малого потребления тока генератора на частоте 20000гц 0,5-1.0 ма. Для этого как только попадет в руки осцилограф попробую этого добиться на куске феррита без повышающей обмотки. Подбирать витки, подбирать феррит. А дальнейший ход- дело пожеланий, в том числе возможно и внешнее возбуждение. Не получится малый ток- все равно обязательно преобразователь какой получится подключу к микрофону и поиздеваюсь. Последнее такое подключение мне понравилось. Не буду подробнее описывать мою радость от того подключения т.к. оно получилось очень скоротечным по причине моего недовольства работой преобразователя.

---------- Сообщение добавлено 18.27 ---------- Предыдущее сообщение было 18.10 ----------

Может Шоттки подойдёт 0,2В, или германиевый 0,1В.

shura, пока не знаю почему так получилось, но транзисторы что я использовал выдерживают нагрузку в преобразователе с напряжением питания до 4 вольт. Может быть потому что эти транзисторы от вышедшего из строя промышленного оборудования и соответственно были отобраны, как это часто бывает. Маркировка AJ, если повар нам не врет это BCX70J. У них напряжение 45 вольт. Будущее покажет, есть ли необходимость применять дополнительную защиту. Пока пытаюсь загнать преобразователь в желаемый экономичный режим работы.

[indus]

Промерил капсюль под высоким напряжением. Скорее всего EM-9767. Включение по Линквицу: напряжение питания - 3,4В, резистор в истоке - 5кОм. Напряжение на корпусе менялось от -320В до +320В. Результаты обмера перевёл в график. Пририсовал вспомогательные синие линии с одинаковым наклоном для ориентации в пространстве.

При 170В прирост усиления получился всего в 2,4 раза (7,5дБ). На том форуме обещали увеличение в "примерно 50-70 раз...".
Может у них капсюли другой системы?

Полагаю, что провал на графике в районе +125В происходит за счёт компенсации напряжения электрета. При переходе через эту точку провала, сигнал на экране осциллографа инвертируется. Компьютерная пищалка даёт сильно не синусоидальный сигнал, потому это хорошо было видно.

Вот так. А я уж размечтался, что за счёт этого и АРУ можно сделать. 50 - 70 раз (34 - 37 дБ) вполне бы хватило...

[striz]

Вот так. А я уж размечтался, что за счёт этого и АРУ можно сделать. 50 - 70 раз (34 - 37 дБ) вполне бы хватило...

Indus, спасибо за интересные измерения. Я как раз хотел полюбопытствовать как будет работать микрофон при подаче на корпус не отрицательного, а положительного потенциала. Мне приходилось встречаться с мнением, что при использовании качественных микрофонов высокое напряжение смещения не приводит к улучшению качества работы микрофона. У меня сейчас задача выяснить как влияет большое напряжение смещения при использовании дешевых и общедоступных микрофонов. Особенно интересно как поведут себя "мелкие" микрофоны, например от сотовых(не цифровые), от гарнитур и т.п. Когда я таковые в обычном включении попробовал в слуховом, результат был на много хуже чем от дешевых 9 мм микрофонов. А хотелось бы использовать малогабаритные микрофоны, тем более что придется применять спаренные микрофоны для устранения акустического возбуждения. Ваше сообщение особенно интересно тем, что оно является единственным отрицательным отзывом по теме смещения микрофона которые мне удалось прочитать. Намерен повторить аналогичное опробование на своих микрофонах.
И еще такой момент: мне не приходилось подавать не микрофон столь высокое напряжение, но читал много раз мнение, что при подаче на корпус 200 вольт мембрана может "схлопнуться" и микрофон испорчен навечно. Однако вы пишите о 320 вольтах! Быть может напряжение у вас было на самом деле ниже?

[indus]

Про электретные микрофонные капсюли я только могу сказать, что большинство из них сделано стандартно, но иногда попадаются капсюли с обратной полярностью электрета. Т.е. таким на корпус надо подавать + в нашем случае.

Напряжение я измерял мультиметром непосредственно на корпусе капсюля. У меня нет высоковольтного блока питания, зато на работе есть звуковой генератор Г3-123. На втором выходе он выдаёт 230В без нагрузки ( по паспорту 195В ). Переменку я выпрямлял диодным мостиком и конденсатором 1мкФ на 400В. Частота - 2кГц.
Сегодня опять пытал высоким напряжением тот же самый капсюль, и ничего, живой.

Вчера измерения делал вот по такой схеме:

После некоторых размышлений пришла мысль попробовать другое включение капсюля. Для начала просто соединил обратно корпус с истоком:

Сигнал увеличился с 20мВ до 75мВ. Чуть изменил схему чтобы прогнать её под большим напряжением:

Ну и график с измерениями. Красным - вчерашнее, синим - сегодняшнее:

Наверно такое включение не всем понравится по каким-нибудь соображениям. Не знаю, как оно будет звучать.

[striz]

Наверно такое включение не всем понравится по каким-нибудь соображениям. Не знаю, как оно будет звучать.

Indus, насколько я понял у вас схема Линквица с большим смещением дала незначительный выигрыш в усилении. А вы не пробовали промерить микрофон аналогичным способом, но включив его по стандартной схеме с ОИ? Если даже искажений будет несколько больше чем при применении схемы Линквица, но если будет получен большой выигрыш в чувствительноси микрофона, то наверняка такой вариант будет полезен во многих случаях применения.
Из ваших графиков видно что вы уже получили десятикратный выигрыш в чувствительности при 180 вольтах по сравнению с предыдущей схемой без смещения. Совсем не дурно если на слух звук окажется чистым и прозрачным.

[semimat]

После некоторых размышлений пришла мысль попробовать другое включение капсюля. Для начала просто соединил обратно корпус с истоком:

Сигнал увеличился с 20мВ до 75мВ. Чуть изменил схему чтобы прогнать её под большим напряжением:
Вложение 263562
Наверно такое включение не всем понравится по каким-нибудь соображениям. Не знаю, как оно будет звучать.

Indus, во-первых, спасибо за важные эксперименты. Думаю, что результаты соответствуют реально ожидаемым. Один из компетентных участников форума (sia_2) приводил данные по эквивалентному напряжению поляризации электретных микрофонов. Он писал, что стандартные микрофоны (с электретом на мембране) имеют эквивалентное напряжение поляризации 50...70В, а у бэкэлектретных (у которых электрет на заднем электроде) это напряжение составляет 150...200В, то есть, как и у нормальных конденсаторных микрофонов. Поэтому добавление напряжения в пределах 150 В должно в лучшем случае увеличить чувствительность в 4 раза, а в худшем менее чем в два раза. Есть еще эффект увеличения чувствительности за счет притяжения (приближения) мембраны к заднему электроду (это наверное соответствует на твоем графике началу отклонения линии от прямолинейной при больших отрицательных U . Но боюсь, это - "прединфарктное" состояние, когда произойдет прилипание мембраны к заднему электроду со смертельными последствиями).
Теперь о вариантах твоих схем. На самом деле первая схема - это фактически стандартное включение капсюля. Поскольку капсюль и резистор включены последовательно, то ни чего не произойдет, если их переставить местами - всё будет происходить так же, лишь полярность выходного сигнала поменяется:

То же относится и ко второй схеме (с учетом того, что источник высокого напряжения чрезвычайно высокоомный). Поэтому и её можно запросто заменить на стандартную схему с тем же результатом:

[indus]

Может попробовать избавиться от высокого напряжения вообще? Например, как-то так:

Лишь бы не засвистело.

[semimat]

Может попробовать избавиться от высокого напряжения вообще? Например, как-то так:

Лишь бы не засвистело.

Это интересный вариант в направлении усилий по снижению искажений. Но в плане повышения чувствительности это не оправдано. Ведь нам важно не просто увеличить выходной сигнал, а увеличить отношение сигнал/шум. В этом варианте за счет положительной ОС мы дополнительно усиливаем и сигнал, и шум, не улучшая их отношения. А вот повышение поляризующего напряжения увеличивает коэффициент преобразования звукового давления в напряжение сигнала, но не увеличивает шумы, поскольку они в основном создаются транзистором. Тем самым, в этом случае улучшается отношение сигнал/щум.

---------- Сообщение добавлено 02.59 ---------- Предыдущее сообщение было 00.48 ----------

Striz, я просмотрел много сайтов, где были приведены схемы преобразователей для питания счетчиков Гейгера (примерно то, что нужно и нам), и удивился: практически все схемы - это "прямоходовые" преобразователи с довольно низкой рабочей частотой и большой скважностью. Это заставило задуматься и прийти к выводу, что в отсутствии сколько нибудь значимой нагрузки, прямоходовой вариант предпочтительнее обратноходового. Увы, для акустических целей представляет опасность низкая рабочая частота экономичных преобразователей. Если же начать повышать частоту типового прямоходового преобразователя, то трудно сохранить малое токопотребление. Ты писал, что есть авторы создавшие экономичные варианты, работающие на частотах до 150 кГц. Если у тебя сохранились ссылки на сообщения об экономичных преобразователях, или на страницы форумов, где этот вопрос обсуждался с какими либо вариантами схем, то дай их. У меня кажется появились некоторые идеи, но не хочется изобретать велосипед.

[striz]

http://vrtp.ru/uploads/post-94-1331437587.gif

Если же начать повышать частоту типового прямоходового преобразователя, то трудно сохранить малое токопотребление. Ты писал, что есть авторы создавшие экономичные варианты, работающие на частотах до 150 кГц. Если у тебя сохранились ссылки на сообщения об экономичных преобразователях, или на страницы форумов, где этот вопрос обсуждался с какими либо вариантами схем, то дай их

Semimat, мне пока приходится только облизываться с моим поломанным прибором, читая интересные сообщения коллег. Прошу не судить строго за задержку. Я по- прежнему намерен довести как преобразователь так и микрофон до возможного результата. Если удастся увеличить соотношение сигнл\шум у хилого микрофона раз в десять, то игра стоит свеч. Упоминание о 150кгц при 1ма на том же сайте http://vrtp.ru/index.php?showtopic=17826&st=30 страница 2 пост # 413292. Но судя по дросселю в коллекторе это скорее всего обратноходовая схема.
http://vrtp.ru/uploads/post-94-1331437587.gif
Еще здесь http://vrtp.ru/index.php?showtopic=1...dpost&p=604951. Как я понял умелец намотал просто на куске феррита (дроссель) а схема была такая
http://vrtp.ru/uploads/post-94-1328480521.gif
Правда такой вариант трансформатора сулит кучу неприятностей, но сейчас главное нащупать как снизить потребление тока.
Еще это сообщение http://vrtp.ru/index.php?showtopic=1...dpost&p=413813

---------- Сообщение добавлено 14.01 ---------- Предыдущее сообщение было 07.08 ----------

Увы, для акустических целей представляет опасность низкая рабочая частота экономичных преобразователей

Слышал своими ушами частоту преобразования в наушниках слухового

[semimat]

Striz, спасибо за ссылки. Теперь я думаю, что авторы действительно-таки получили тогда реально хорошие результаты. То, что я сейчас предложу - это скорее всего почти то же самое, только немного другими словами...

Итак, коллеги, кажется теоретически и в моделировании удалось найти режим работы блокинг-генератора, при котором его потребление становится очень низким. Я его назвал резонансным, а vitalik_b с сайта "вертеп" еще в 2012 году (пост:# 413292 ) назвал его "мягким" (думаю, что у него в сущности был тот же самый режим). Главная идея состоит в том, что для снижения потребляемой мощности выходная (высоковольтная) обмотка нагружается дополнительной емкостью С2 (вдобавок к собственной паразитной) так, чтобы резонансная частота обмотки оказалась в пределах 80...150 кГц. А емкость С1 обратной связи выбирается достаточно маленькой, чтобы эта обратная связь была слабой, и полноценный блокинг-процесс на выходе не формировался. В результате в выходной обмотке возникает не блокинг-процесс, а почти синусоидальный процесс колебаний, и при этом обратная связь очень маленькими порциями добавляемой энергии не дает этому колебательному процессу затухнуть (так же, как в старых будильниках с колеблющимся балансиром, работавших годами от одной батарейки). Параметры R1*C1 цепочки обратной связи выбираются такими, чтобы определяемая ими частота была в районе 20 кГц. То есть, создается ситуация, когда подпитка колебательного процесса происходит даже не на каждое колебание, а на каждое четвертое...седьмое колебание (но все равно с частотой выше звукового диапазона). И еще я решил, что гораздо полезнее резистор R1 подсоединить не к плюсу питания, а тоже к выходу обмотки обратной связи, то есть, параллельно C1 (при этом, другой вывод обмотки посадить не на землю, а на плюс питания). Это должно делать работу схемы более стабильной. И чтобы не мотать много витков во вторичной обмотке я решил воспользоваться схемой удвоения - пусть используются оба полупериода синусоиды. Словом, вот что получилось в моделировании при первых же взятых номиналах. Витков в первичной обмотке - 15, в обмотке обратной связи - 10, во вторичной обмотке - 400. С2=20 пФ, С1=510 пФ, R1=100 кОм. Частота колебаний получилась почти 100 кГц. Потребление тока менее 300 мкА. Выходное напряжение - почти 190 В.

А вот так выглядит осциллограмма напряжения на вторичной обмотке.

Затем я решил попробовать немного оптимизировать токопотребление. Увеличил R1 до 200 кОм и поставил подстроечный конденсатор С2 для регулировки резонансной частоты. Вот результаты: ток потребления - менее 120 мкА, рабочая частота - 150 кГц, напряжение на выходе уменьшилось до 176 В.

Похоже, что данный режим и данная схема - это нечто среднее между обратноходовым и прямоходовым вариантами. Можно переполюсовать выводы вторичной обмотки, и результат останется практически тем же!
Интересно теперь проверить всё это на практике, поскольку здесь есть много трудноучитываемых факторов. В частности, у меня возникли проблемы с описанием трансформатора (очень лень разбираться...) поэтому я взял типовой вариант неидеального трансформатора с конечными индуктивностями, но со стопроцентным магнитосцеплением между обмотками и без потерь. Надеюсь, если использовать Ш-образный магнитопровод от энергосберегающей лампы (только без зазора!), то указанное количество витков примерно так и подойдет для него.
Очень важной положительной особенностью колебательного процесса является то, что этот процесс сам размагничивает сердечник в промежутке между подпитывающими импульсами - именно поэтому можно запросто отказаться от зазора (я так думаю).
Striz, теперь надежда только на тебя! А мы все тут теоретики будем ждать твоего практического вердикта.

[striz]

Striz, теперь надежда только на тебя! А мы все тут теоретики будем ждать твоего практического вердикта.

Ну, понятно что кадры решают все, но в "кадрах" у нас много участников.
Semimat, вчера ночью принялся за преобразователь. Пытал вот эту схему. без повышающей обмотки. Пока добился 1.5 ма при 20000гц. Сегодня продолжу уже с учетом твоих наработок.

---------- Сообщение добавлено 23.53 ---------- Предыдущее сообщение было 10.25 ----------

Итак, коллеги, кажется теоретически и в моделировании удалось найти режим работы блокинг-генератора, при котором его потребление становится очень низким

Semimat, вот первые результаты опробования твоего творения. Признаться, не ожидал!

Трансформатор был у меня уже намотан ранее шелком 450 витков. Только намотал как ты посоветовал 15 витков коллекторная и 10 витков обмотка связи. Все это на беззазорном Ш-образном феррите от энергосберегающей лампочки.
На рис1 промерил без подключения повышающей обмотки. Вот замеры: на коллекторе вполне хорошая синусоида с периодом 7 мкс т.е.140кгц. Ток потребления 0.55ма. Размах синусоиды на коллекторе транзистора р-р 8 вольт при питании 3.9вольт.
Кардинально отличается осцилограмма от других схем прежде всего своим качеством. На синусоиде не заметно следов посторонних "пачек", вызывающих скрежет в наушниках. Только в низах синусоиды небольшая волнистость.
На рис 2 попробовал однополупериодное выпрямление на предмет упрощенного пользования преобразователем. У нас ведь уже получилось приемлемое потребление тока без всякого умножения частоты в повышающей обмотке.
Замеры: ток 0.62 ма, частота такая же. Осцилограф с входным сопротивлением 1мом через измерительный резистор 150мом показал 0.8 вольта. То есть 0.8Х 150=120 вольт выпрямленного потенциала. Амплитуда пульсаций 0.07Х 150=10,5 вольта.Теперь считаем: 450 витков/15 витков= трансформация 1:30. На коллекторе было 8 вольт, 8Х30=240 вольт. Учитывая что используется пол- волны 240/2=120вольт. Расчет совпал с измерением 120 вольт. Правда, получается неувязочка с эффективным значение выпрямленного напряжения, но в целом похоже на то что работает правильно.
На рис3 померил двухполупериодное выпрямления, но на первый случай без настройки повышающей обмотки на более высокую частоту т.к. прежде чем повышать частоту на выходе, надо сначала понизить частоту генерации т.к. она получилась излишне высокой для такого варианта.
Вот замеры: частота такая же, ток 0.81ма. Показания осцилографа на измерительном резисторе 1,8 вольта. 1,8Х150=270 вольт. Амплитуда пульсаций 0.12Х 150=18 вольт. Пульсации видны как синусоида с частотой генератора.
Думаю, что в следующий раз мне нужно будет изменить или емкость конденсатора в базе или количество витков обмотки обратной связи чтобы уменьшить частоту генерации, а затем настроить повышающую обмотку на кратную частоту. Насколько я тебя понял это может уменьшить потребляемый ток.
Да, когда я промерял вариант с однополупериодным выпрямлением, пробовал закорачивать измерительный резистор 150 мом на землю. Это увеличило потребляемый ток с 0,62 до 0,65 ма. Получается что у преобразователя неплохая нагрузочная способность.
Особо приятно то что генератор заработал хорошо и сразу, без танцев с бубном. Правда настройку частоты повышающей обмотки делать пока не пришлось. Даже как- то не верится. Завтра еще раз проверю эти измерения, вдруг что напутал с частотой.