Пред для электретного микрофона

[Fenyx]

Заходим, товарищи, участвуем!
Литература для интересующихся:
П. Хорвиц У. Хилл "Искусство схемотехники" стр. 128-138.
"Параметрическая линеаризация полевого транзистора или как сделать твердотельный триод" Alex Nikitin.
Ветка здесь "Усилитель на 7 транзисторах" его же.
Обоснование: В микрофоне встроен полевой транзистор, но его включение в стандартной схеме далеко от идеального, о чем в частности сказано на LinkvitzLab, тут, по этому надо не тупо включать его по схеме из даташита, а задать наиболее благоприятный режим работы.
Одна только каскодная схема (без операционного усилителя) дает увеличение чувствительности около 26-30дБ !!! Это впечатляет!
**************************
Финальный вариант схемы (картинка внизу) - в том виде, что работает у меня: картинка и файл с печаткой для SprintLayout.
Разделительный конденсатор С1 и задающую смещение на входе операционника цепочку R6-R7 можно убрать, если напряжение питания будет постоянным и номинал резистора нагрузки каскода R1 будет подобран так, чтобы постоянное напряжение на нем было около 1/2 Uпит.
Конденсатор по питанию можно переместить непосредственно к входным пятачкам платы (как я и сделал, потому что плата вставлена в корпус от щупа вольтметра - теперь это корпус микрофона , и конденсатор мешался). Второй кондер рядом - неполярный электролит для развяски ОС по постоянному току можно отогнуть (если оставить длину его ножек над платой 2мм) и он не мешает.
Напоминаю, что опер можно взять любой, какой вам понравится, я взял AD8610 потому что он обладает просто превосходными характеристиками и при этом высылается фирмой Analog Devices безвозмездно (то есть даром ) всем желающим (на ссылке искать в таблице в столбце "Samples Cart" те строчки где есть "Add to Cart" - туда и жать). Вероятно вам будет полезен этот топик: Заказ деталей.

Последние новости: основные варианты схем с описанием и разведенными печатками собраны в одной статье, лежат тут:Усилитель для электретного микрофона на ОУ
*************************************************************************************
Так как в теме и в привате регулярно всплывают вопросы, то решил вынести сюда своеобразный микро-FAQ.
Первая по хронологии схема, она мной собрана и прекрасно работает до сих пор:

Печатка к ней.
Следующая схема - та которая лично мне нравится больше, на двух оу (в одном корпусе), без дополнительного транзистора. Кроме прочего отличается еще и меньшим минимальным напряжением, которое требуется для ее работы. Практически напряжение снизу ограничено только требованиями примененных ОУ - для использованных мной AD8620 это около 7В (однополярного):

Печатка.
Фото готовой печатки:
Дорожки спциально разведены пошире (и сами и пространство между ними) - чтобы можно было легко сделать "на коленке" - лазерно-утюжной технологией и т.п. - хоть от руки нарисовать. Внимание! В файле для спринта присутствуют некоторые элементы, которых в вышеприведенной схеме нет. Они выполняют вспомогательные функции и на принципиальной схеме отсутствуют чтобы не отвлекать от основной мысли.
То, что ниже в статье - это так, мысли вслух про возможные варианты. К тем могу еще добавить вариант с одним оу и Т-образной ОС, но на мой взгляд он преимуществ не имеет (кроме экономии одного оу, но это экономия пустая, т.к. по цене ничего не выигрываешь и по габаритам тоже - корпус точно такой же). И еще обсуждался вариант по снижению нелинейных искажений самого капсуля (вернее полевого транзистора в нем), путем перевода оного в "линейную" область. Для этого нужно снизить напряжение на капсуле с 2В до примерно 0,35В - см. графики ниже. Такой вариант требует специальной схемы для компенсации температурного дрейфа полевика. Те, кто сильно заморачиваются параметром THD в своем микрофоне (по данным симулятора искажения падают в 10 раз - с 0,45 до 0,05%, на самом деле может быть и по другому - в микрофоне есть еще другие источники искажаний), могут попробовать заменить источник опорного напряжения (у меня это светодиод) на схему, выдающую напряжение 0,35В при 20 градусах и имеющую температурный коэффициент 2,0-2,2мВ на градус (плюс, т.е. с ростом температуры напряжение должно повышаться).
И одно замечание - ссылки на картинки и файлы ведут на сайт многоуважаемого камрада GREY, так что если его сайт забарахлит или он в очередной раз поменяет его структуру, то я не виноват что вы не видите картинок!
*************************************************************************************
Ссылка на связанную тему по микрофонам:
Выбираем измерительный мткрофон
Топик по компьютерным измерениям программой LspLab:
Как пользоваться LspLab3
Еще про измерения:
Измерение АЧХ акустики. Вопросы чайника по JustMLS, RMAA и т.п.
Хороший обзор режимов работы полевика с предложенной (лучшей) схемной реализацией:
https://forum.vegalab.ru/showthread....56#post1898656
Кривые на картинках снизу - ВАХ полевика моего капсуля WM61

[Nik_Z]

Корпус не проблема - https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=224

[Nasty_Mind]

Вот вам печаточка... На фото предыдущий вариант с попыткой приделать фантомное питание, но как оказалось это не имеет смысла в моем случае.

[Viktor S]

Обнаружил, что при покачивании (изгибании) проводов припаянных к капсюлю, на выходе усилителя ИНЧ до 2 Вольт! Видимо надо заливать капсюль и провода, дабы обездвижить.
Кто-нибудь сталкивался с подобным?

[VVS_]

Обнаружил буквально сегодня. Провел достоверное сравнение.
Перегрузочная способность электрета сильно выше при нагрузке на ИТ.
Гипотеза улучшения внутренних обратных связей электрета (емкостных) это объясняет, иных объяснений найти не удается.
Сравнивалась со схемой феникса, с простой работой на низкоомную нагрузку 1-2 ком.
Полевик внутри клипует в обоих случаях одинаково. При питании от ИТ запас до клиппинга сильно расширяется (размах напряжения на капсюле до 3 вольт, среднее постоянное 6 вольт). Но сигнал надо снимать высокоомным усилком иначе клиппинг по току. Сделал повторитель на tl072.
В итоге, установив такой микрофон на акустической гитаре и скорректировав АЧХ под нее, удалось получить "звукосниматель" с соотношением сигнал/шум 68-70 дб. Притом у капсюля в штатном включении не лучше 60 дб (из за раннего клиппинга).
Думаю что это не предел. Можно поднять напругу и увеличить размах напряжения.
Вот только не знаю сколько вольт внутренний полевик выдержит.

[mAxSpace]

VVS_, в схеме феникса капсюль клиповать не может - на нём напряжение почти неизменно, до того момента пока первый ОУ не перегрузиться.

[VVS_]

VVS_, в схеме феникса капсюль клиповать не может - на нём напряжение почти неизменно, до того момента пока первый ОУ не перегрузиться.

Клипует по току. Полевик клипует и еще как.
Разница на лицо. Причем не жесткое ограничение, а рост гармоник, искажение формы.
Я фениксом гитару так и не смог снять, если громко играть, а микрофон внутри гитары - клипануть легко. При этом размах на выходе усилка ну 0.5 вольт максимум выставлял.
Переполюсованный электрет кстати тоже ничего не выигрывает особо, лучше чем просто резистор но примерно как феникс.

Идеология заключается в том, чтобы полностью разгрузить капсюль от динамики по току и усилить глубину внутренних обратных связей капсюля, которая эти зачатки клиппинга убирает и расширяет диапазон. Если такую связку нагрузить даже на 100 кОм по переменному току, она сразу клипует как обычная схема с резистором.
У меня нагрузка 2 МОм, все ок.

[mAxSpace]

Клипует по току. Полевик клипует и еще как.

Это ОУ входит в ограничение, либо у вас схема работает неправильно.

Похоже вы свой капсюль пожгли истотчником тока, я сейчас проверял свои три WM-61 и ещё один самсунговскимй со схемой феникса, смотрел на контактной площадке капсюля осциллографом 1мВ/см - при любой громкости нет никакого сигнала кроме шума - даже 0.1 миливольта , при этом на выходе естественно напряжение есть.

[VVS_]

Это ОУ входит в ограничение, либо у вас схема работает неправильно.

У меня схема работает, прекрасно пишет ОУ ни в какие ограничения не входит. капсюль в норме.

Похоже вы свой капсюль пожгли истотчником тока,

Подавал 10 вольт, он выжил и сейчас работает, никаких изменнеий параметров нет, сигнал/шум отлично.
Более того, пробовал гору экземпляров разных капсюлей.

я сейчас проверял свои три WM-61 и ещё один самсунговскимй со схемой феникса, смотрел на контактной площадке капсюля осциллографом 1мВ/см - при любой громкости нет никакого сигнала кроме шума - даже 0.1 миливольта , при этом на выходе естественно напряжение есть.

Вот и я о том же. У меня точно так же ОУ блокирует изменение напряжения на капсюле и берет от него только ток.
Тем самым такая схема полностью разрывает внутреннюю ООС капсюля, а клиппинг по току имеет место всеравно. Ведь капсюль нагружен на около-нулевое входное сопротивление усилка и должен обеспечивать ток.

Частный случай, капсюль который нагрузили на низкоомный резистор. Изменения напряжения маленькие, но клиппинг всеравно есть.

Вобщем, я рекомендую провести сравнительный эксперимент. Удивитесь.
Только дайте капсюлю размаха спокойного в районе 3-4 вольт.

[mAxSpace]

Вобщем, я рекомендую провести сравнительный эксперимент. Удивитесь.

Вы думаете я это не делал ?

[VVS_]

Вы думаете я это не делал ?

Думаю что нет, иначе вопроса не было бы
Вот самый простой вариант для проверки, с ОС по постоянке.


А вообще в более добротном варианте у меня сделан более высокоомный ИТ + следящий интегратор по постоянке. И резистор ос 10 МОм, а не 1.8 МОм как тут. Но даже данная схема конкретно для гитарного усилка пошла лучше чем феникс, она единственная не перегружается гитарой. Сигнал/шум 68 дб реально достижим, исключительно за счет расширения запаса по перегрузу

Постоянка на капсюле д.б. 6 вольт. Подобрать резистором ОС по постоянке. Каждый капсюль имеет разное потребление тока, поэтому рабочая точка здесь только под конкретный экземпляр, универсальность достижима только если интегратор применять.

Я тоже думал ранше что достичь клиппинга при двух встречных ИТ гораздо проще чем на фениксе, думал что микрофон будет доставать до питания и земли легко.
Однако микрофон штука интересная, по переменному току он не ИТ, а вполне конкретный ИН с конкретным коэфф. передачи. То есть как в него не ори, больше 3 вольт накричать не удается. Засовывал внутрь АС (с ФИ), до клиппинга довести конечно удалось, размах был 4 вольта. Но громкость была уже на пределе. На такой громкости не меряют, домочадцы оглохнут

[mAxSpace]

Думаю что нет, иначе вопроса не было бы

VVS_, видимо мы гонимся за разными параметрами, вы хотите получить на выходе около десятка вольт, а я предпочитаю низкий КНИ во всём диапазоне уровней. я уж не знаю какие вы там громкости хотите этим микрофоном переварить, мой к примеру начинает ограничивать, я извиняюсь, если его в рот засунуть и рявкнуть, вопрос - ЗАЧЕМ ЭТО ДЕЛАТЬ ? - это измерительный микрофон, и он должен быть максимально ровным. Озвучивать им взлёт реактивного самолёта я вроде не собираюсь.
Способ сравнения искажений по ограничению напряжения я считаю совсем некорректным, извините, это совсем не научно.

конкретно для гитарного усилка пошла лучше чем феникс

Это ключевой момент - схема Феникса для измерительного микрофона, для гитары нужен инструментальный микрофон и даже не с круговой диаграммой направленности, если уж на то пошло.
Видимо мы о разном.

[VVS_]

VVS_, видимо мы гонимся за разными параметрами, вы хотите получить на выходе около десятка вольт, а я предпочитаю низкий КНИ во всём диапазоне уровней.

По измерениям получается что разгруженный капсюль по честному охваченный внутренней ООС тоже дает исчезающе малые искажения.
0.02% через воздух я им намерил легко. Лучше наверное уже акустику сложно найти.
Но если эта связка ИТ вдруг оказалась нагружена на нагрузку ниже 1 мОм, нелинейные искажения растут. В этом плане феникс радикально изменяет режим работы капсюля за счет стабилизации рабочей точки

я уж не знаю какие вы там громкости хотите этим микрофоном переварить, мой к примеру начинает ограничивать, я извиняюсь, если его в рот засунуть и рявкнуть, вопрос - ЗАЧЕМ ЭТО ДЕЛАТЬ ? -

Мой так перегрузить не получается. Только внутри АС...
Делать? да собственно незачем.
Удручил тот факт, что разрекламированная перегрузочная способность усилителя феникса(точнее капсюля в этом режиме) вообще решает все и вся.
Когда я наделал этих платок и реально начал пробовать на гитаре, был очень расстроен. А надо было срочно, приспичило, делать запись надо, друзья пришли. Абыдно.

Способ сравнения искажений по ограничению напряжения я считаю совсем некорректным, извините, это совсем не научно.

Мне не удается найти гарантированный источник сигнала с гарантированно низкими Кни чтобы сравнить феникс и этот вариант.
На данный момент, показания обеих схем по Кни совершенно одинаковы... 0.02% акустика играла наверное на 0.5 ватта. выше, больше. Искажения росли одинаково в обоих случаях.
Здесь я пас, не скажу что лучше. Скорее всего механическая часть влияет больше.

Видимо мы о разном.

Да, мы о разном. Сорри, если что не так.

[mAxSpace]

Удручил тот факт, что разрекламированная перегрузочная способность усилителя феникса(точнее капсюля в этом режиме) вообще решает все и вся.
Когда я наделал этих платок и реально начал пробовать на гитаре, был очень расстроен. А надо было срочно, приспичило, делать запись надо, друзья пришли. Абыдно.

Я уже неоднократно предлагал в цепи ООС второго ОУ поставить подстроечник - у меня именно так и все проблеммы решились. Вообще не представляю как можно делать микрофонный пред без регулировки чувствительности - в разных случаях приходится иметь дело с разными зв. давлениями.

Да, мы о разном. Сорри, если что не так.

Ну вот и договрились

[VVS_]

Я уже неоднократно предлагал в цепи ООС второго ОУ поставить подстроечник - у меня именно так и все проблеммы решились.

А то! Обязательно! Переменник 10 ком в первом же ОУ. Размах на выходе не более 0.5В был запас до питания сверху и снизу не хуже 4 вольт
У меня вообще второго ОУ нету! Емкость на выход и в звуковуху. У звуковой с Rвх все в порядке, в районе 100 ком. В другой схеме тот же опер работает прекрасно на звуковуху

[anatol0]

0.02% через воздух я им намерил легко. Лучше наверное уже акустику сложно найти.

А нельзя ли поподробнее, на какой акустике и при каких условиях (частота и уровень зв. давления) и методике измерений получены 0,02% ?

[VVS_]

В теме про "окунули в ламповый звук" подробно.

Это ВЧ головка акустики от Focal стоимостью 40 тыр. Акустика - не моя, модель не знаю. Двухполоска.

Измерения на частотах работы ВЧ головки 2, 4, 6 кГц. Искажения примерно одинаковы.
Громкость - комфортная для прослушивания. ну так, не громко и не тихо.
Сложно оценить. Не более 0.5 ватта. Микрофон в упор к ВЧ головке.
Измерительный микрофон от Akustik показал те же значения.

Электростатическая панель (хозяин колонок собрал) показывала 0.01 0.02% или 0.05% (на весьма высокой громкости) но у нее получилась острейшая диаграмма направленности и АЧХ с плавным завалом после 3 кГц. В дальнейшем мы ее не мерили, хотя слушали. Звук специфичный, мало отличимый от фокала, однако на фоне не одинаковости АЧХ оценить звук сложно, надо сначала АЧХ править. Но, беда в том что только ушел от оси излучения верхов сразу нет.

[Ellipce]

Цитата:
Сообщение от VVS_ Посмотреть сообщение
0.02% через воздух я им намерил легко. Лучше наверное уже акустику сложно найти.
А нельзя ли поподробнее, на какой акустике и при каких условиях (частота и уровень зв. давления) и методике измерений получены 0,02% ?

У меня баальшие сомнения, вот веточка, где лучше 0,1% не намерили

[AntonioFD]

Где можно посмотреть сабжевую схему? Ссылки в заглавном посте (кроме архива с печаткой) не рабочие

[VVS_]

У меня баальшие сомнения, вот веточка, где лучше 0,1% не намерили

Это не мои проблемы. Криво мерили значит. В таком эксперименте невозможно случайно получить высокий результат, а вот низкий запросто.

На электростатической панели при высокой громкости 0.05% на трех указанных частотах, без проблем.
При низкой громкости искажения соотв. ниже.
Но, шумы в комнате должны быть почти на нуле! Комп должен быть тихий Иначе будем мерить шум комнаты.
Телевизоры и ЭЛТ мониторы должны быть выключены! А то звук транса строчной развертки даст нам ложные гармоники.

Для НЧ головки показатели были 0.15-0.3% на частоте 500 Гц. причем 0.3% это уже было очень громко.

[Nota Bene]

Ссылки в заглавном посте (кроме архива с печаткой) не рабочие

Писал же Grey, что "Сменил мотор сайта"

Все сохранил, только придется минимально включить мозг и потыркаться. Если че не будет работать - сообщите.