Выбираем измерительный микрофон...

[Stalin]

Напишите, пожалуйста, типы и по возможности характеристики используемых вами микрофонов для измерения параметров акустических систем.

Вот, что удалось найти:
Спасибо за кучу ссылок Ламеру со стажем,
Спасибо GREY за принесенный в жертву Behringer ECM8000,
Спасибо Ерофееву Ивану,
Спасибо Fenix-у за усилитель и Нингбо Йиньжоу зинглонг Электроникс ,
Новая схема микрофонного усилителя от Fenix-а,
Спасибо Ale за находку ,
Спасибо Randol,
EM9767 и вообще весь модельный ряд этой фирмы и подобной в ассортименте
Микрофоны DPA и их Reference microphone
Спасибо Yaroslaw за микрофоны фирмы "Брюль и Кьер"

Почему существуют вот такие микрофоны, если прктически фаворитами признаны капсули Panasonic WM60 и его "клоны", имеющие настолько ровную характеристику, стоящие около двух долларов?

[Fantomass]

Насчёт 11 Вольт - это напряжение на клеммах динамика - когда сожжёшь пару раз твитеры за $300 и за $75, тогда ооочень быстро отпадёт желание заниматься таким экстримом Если я не ошибаюсь, то ни в одних моих измерениях ни разу в жизни на мембране микрофона не было больше 120дБ. Это так, для справки, может понадобится при расчёте аттенюатора или усилителя.

[mr-marlen]

А вообще у меня есть варианты питания и от классических +/-15В,

А можно показать такой вариант, если у него поменьше деталей? Да и ОУ можно будет не искать с питанием от +-4,5В. Заранее спасибо.

[Fantomass]

[OFF]
8,2в максимум, при включении...

Это при 220В в сети. А если 242В? А если... Запас маленький. Я не сторонник таких методов, тем более, что как раз переходные процессы, в отличие от свипов, симулируются не всегда точно. Лучше как Carbon советует - дёшево и сердито.

[olvicgor]

За недостатком времени очень кратко. Промерил схему Carbon-a. Отличие только в ОУ У меня - AD822. Собиралась и измерялась, естественно, только та часть схемы, которая предназначена для больших сигналов.
Картинки спектров, снятых методом Марлена в тех же условиях, что и в посте #2679 для истокового повторителя и общего истока.

SPL=110дБ, измеренные значения гармоник:
К2=0,042%, К3<0,001%

SPL=115дБ, измеренные значения гармоник:
К2=0,077%, К3<0,001%

SPL=120дБ, измеренные значения гармоник:
К2=0,13%, К3<0,001%

SPL=125дБ, измеренные значения гармоник:
К2=0,23%, К3=0,002%
Желающие могут сравнить цифры, но резюме простое: в пределах погрешности измерения по искажениям схема идентична истоковым повторителям из поста #2679. Вторая гармоника чуть-чуть меньше, третья чуть-чуть больше.

[Alickkk]

Лучше как Carbon советует - дёшево и сердито.

та я ж не против... только не на 10в стаб - минимум на 12... 500мВт...
вот, кстати, 242в... макс. СИ - 9,1в(это со стабом на 12в)))... 9,6в(без стаба)...

[Fantomass]

За недостатком времени очень кратко. Промерил схему Carbon-a. Отличие только в ОУ У меня - AD822. Собиралась и измерялась, естественно, только та часть схемы, которая предназначена для больших сигналов.
Желающие могут сравнить цифры, но резюме простое: в пределах погрешности измерения по искажениям схема идентична истоковым повторителям из поста #2679. Вторая гармоника чуть-чуть меньше, третья чуть-чуть больше.

Вот это дело. Чуда не произошло. Занавес!

[semimat]

За недостатком времени очень кратко. Промерил схему Carbon-a. Отличие только в ОУ У меня - AD822. Собиралась и измерялась, естественно, только та часть схемы, которая предназначена для больших сигналов.
Картинки спектров, снятых методом Марлена в тех же условиях, что и в посте #2679 для истокового повторителя и общего истока.

Желающие могут сравнить цифры, но резюме простое: в пределах погрешности измерения по искажениям схема идентична истоковым повторителям из поста #2679. Вторая гармоника чуть-чуть меньше, третья чуть-чуть больше.

Это удивительный результат... Получается, что мембранные искажения на этих уровнях - главная проблема.... olvicgor , пожалуйста, не торопись, проверь все возможные причины таких результатов. Проверь, какой ток потребляет твой капсюль. Ведь если он потребляет 0.4...0.5 мА, то при 9 вольтах и сопротивлениях по 6 кОм напряжение на капсюле "схлопнется", а на выходе операционника не будет половины питания. Это может ухудшить работу схемы.

[mr-marlen]

Вот это дело. Чуда не произошло. Занавес!

Нутром чуял , ну и экспериментом с МКЭ-3. Теория всегда хорошо, но практика решает.

Offтопик:
Дмитрий ты наверное единственный кто в этой теме показывал реальные графики после первых существенных сдвигов в обсуждении, за что тебе отдельное огромное спасибо.
Я так и не нашел времени собрать макетку с твоим вариантом (ремонт, ребенок, аспирантура, работа...аааааааааа...хочу на пенсию или в школу ).

[Bobby_ii]

olvicgor, а уровень выходного сигнала от ИП чем-то отличается?
Если бы емкость существенно уменьшилась, имели бы прибавку сигнала %%15-20 отн. ИП (вх. емкость ИП прим. 1пФ, емкость мика прим. 5пФ).

Чуда не произошло. Занавес!

Зачем-же занавес? Теперь после повторителя на ОУ надо ставить "распрямлятор" на полевике с резистором в истоке (неправильный ИП).
Лучше промоделировать на предмет величины сопротивления чтобы искажения К2 совпали с намерянными.

[olvicgor]

olvicgor , пожалуйста, не торопись, проверь все возможные причины таких результатов.

Не понял вопрос. Но все равно, похоже, что не выйдет в ближайшее время. Завтра всю аппаратную стойку разбираю на неопределенное время в связи с заменой мебели, которую еще надо адаптировать под аппаратуру. Увы. Пока все.

ремонт, ребенок, аспирантура, работа

Offтопик:
Марлен, елки-палки, когда ж ты все успел И как ты еще при этом время на аудио находишь

---------- Сообщение добавлено 23:36 ---------- Предыдущее сообщение было 23:34 ----------

olvicgor, а уровень выходного сигнала от ИП чем-то отличается?

Фу, ты. Не посмотрел. Ну, может завтра полчасика еще потрачу, но только, если тебе очень-очень надо.

[mr-marlen]

Зачем-же занавес?

А разве нет?
Вывод для WM61A простой:
2) для измерений 2ой используем схему Olvicgor*a с ОИ и не превышаем уровни давления на мембране выше 115дБ, что эквивалентно 95дБ на 1м при измерении с 10см. ИМХО достаточно сполна.
3) для измерения 3ей используем ИП по Линквицу, можно немного оптимизировать, но особого смысла нет.

---------- Сообщение добавлено 00:46 ---------- Предыдущее сообщение было 00:40 ----------

Offтопик:

Offтопик:
Марлен, елки-палки, когда ж ты все успел И как ты еще при этом время на аудио находишь

Вот именно, что нахожу на всякие мелочи, а проект нормальной взрослой акустики так и не начат уже как год или два... даже не все динамики закуплены .

[semimat]

А вообще у меня есть варианты питания и от классических +/-15В, и от фантомного +48В, и от +5В USB

А ты можешь выложить схему с питанием от +5В USB? Я ведь в начале решал именно проблему, как улучшить микрофон для заурядной звукозаписи без дополнительного источника питания, кроме тех, которые уже есть в компьютере. Эта твоя схема решила бы мои проблемы...

---------- Сообщение добавлено 02:23 ---------- Предыдущее сообщение было 01:48 ----------

За недостатком времени очень кратко. Промерил схему Carbon-a. Отличие только в ОУ У меня - AD822. Собиралась и измерялась, естественно, только та часть схемы, которая предназначена для больших сигналов.
Картинки спектров, снятых методом Марлена в тех же условиях, что и в посте #2679 для истокового повторителя и общего истока.

Интересно, из этих данных получается примерно линейная зависимость К2 от давления. Значит до 125 дБ квадратичная нелинейность является хорошей аппроксимацией. Если это "проделки мембраны", то в принципе можно надеяться, что эту квадратичность можно и дальше уменьшать. Хуже было бы, если кривая нелинейности непонятно какая.

[Bobby_ii]

Значит до 125 дБ квадратичная нелинейность является хорошей аппроксимацией.

Можешь посчитать/промоделировать какой-нибудь распространенный ПТ - какой ему резистор надо в Исток чтобы искажения совпали +- с померянными? Напряжения с повторителя надеюсь olvicgor выложит. Если не выложит - можно считать 1В на 125дБ . В крайнем случае, доп. усиление или услабление поставить никто не мешает.

Из общих соображений:
ток зависит от Ugs квадратично, Us (и "нулевая" точка Ugs) определяется режимом. Т.е. режим (ток стока) "двигает" РТ по параболе.
от сопротивления под Истоком (точнее от его соотношения с Rs) зависит какой %напряжения Затвора уйдет на Ugs, какой на Us (Ug=Us+Ugs=Rl*I+Ugs) т.е. от R зависит диапазон изменения Ugs и соотв - участок параболы.
Т.е. трэба подобрать 2 параметра:
- рабочий ток
- сопротивление нагрузки
теоретически можно добиться совпадения парабол передаточных ф-ий

[Carbon]

А можно показать такой вариант, если у него поменьше деталей? Да и ОУ можно будет не искать с питанием от +-4,5В. Заранее спасибо.

Деталей там больше, добавляется серво на еще одном ОУ для устранения постоянки на выходе. Для измерений лишний наворот имхо.

---------- Сообщение добавлено 13:29 ---------- Предыдущее сообщение было 13:01 ----------

А ты можешь выложить схему с питанием от +5В USB? Я ведь в начале решал именно проблему, как улучшить микрофон для заурядной звукозаписи без дополнительного источника питания, кроме тех, которые уже есть в компьютере. Эта твоя схема решила бы мои проблемы...

Схему из поста #2706 можно использовать при любом напряжении питания, пропорционально пересчитав резисторы R1, R4, R6. Возможно, резисторы придется подобрать из-за разброса начального тока стока полевика, хотя работать будет и так. С3 и С6 нужно изменить соответственно, сохранив постоянную времени R1&C3 и R4ǁR6&C7.

---------- Сообщение добавлено 13:40 ---------- Предыдущее сообщение было 13:29 ----------

SPL=125дБ, измеренные значения гармоник:
К2=0,23%, К3=0,002%
Желающие могут сравнить цифры, но резюме простое: в пределах погрешности измерения по искажениям схема идентична истоковым повторителям из поста #2679. Вторая гармоника чуть-чуть меньше, третья чуть-чуть больше.

Странно. Помнится, у меня на 60гц при 10В RMS с 5см у 12" XXLS с ЭАОС получалось THD<0,1%.

[semimat]

Можешь посчитать/промоделировать какой-нибудь распространенный ПТ - какой ему резистор надо в Исток чтобы искажения совпали +- с померянными?
теоретически можно добиться совпадения парабол передаточных ф-ий

Я думаю, что подсовывание резистора в исток не "распрямляет" параболу. Точнее, после этого ВАХ становится более выпрямленной, но перестает быть квадратичной. Это просто универсальный способ "распрямления", который распрямит любую ВАХ за счет ООС. Но вариант каскада с обратными связями в исток и сток справляется с этим гораздо лучше. И уж если он не справился, то надо понять, почему так произошло . Я пока не могу найти причины таких результатов экспериментов olvicgor*a. Либо это как раз те акусто-механические искажения мембраны (и вообще, конструкции капсюля с малым входным отверстием), либо, все-таки, метод двух динамиков тоже дает свой вклад за счет их нелинейного влияния друг на друга при таких уровнях и когда они расположены близко, либо уже сказывается нелинейность самого воздуха.... Всё-таки, carbon, fantomass и gross уже давно имели возможность происследовать искажения своих "продвинутых" микрофонов, и судя по их постам, при их использовании искажениями микрофона можно пренебречь (как сказал gross, даже его менее продвинутый пред уже не "сдерживает" движение вперед в акустических исследованиях). В общем, надо дальше разбираться, чтобы отделить "мух" от "котлет". Но после экспериментов olvicgor*a стало ясно, что моделирование здесь уже не поможет, оно дает идеальный результат, отличный от полученной реальности. Остаётся только экспериментировать дальше, и вся надежда тут на olvicgor*a. Для начала было бы здорово убедиться в воспроизводимости результатов с разными экземплярами капсюлей. Вдруг это какой-то "неправильный" экземпляр.

[Bobby_ii]

Я думаю, что подсовывание резистора в исток не "распрямляет" параболу.

Примем для простоты напряжение отсечки = 0, к=1 (не крутизна)
I=k*Ugs** (Током покоя "выбирается" Ugs_0)
Us=I*R=k*R*Ugs**=k*R*(Ug-Us)** .... окромя квадратов ничего не предвидится.

И уж если он не справился, то надо понять, почему так произошло . Я пока не могу найти причины таких результатов экспериментов olvicgor*a.

Он-же объяснял (с картинками!!!). ООС в каскаде ОИ в основном ЕМКОСТНАЯ, емкость З-С почти линейно зависит от напряжения З-С. Вот и получаем +1 к порядку кривизны тр-ра и соотв. следующую (третью) гармонику.

Либо это как раз те акусто-механические искажения мембраны (и вообще, конструкции капсюля с малым входным отверстием)

Это - отдельный разговор. Но акустическая схема даст скорее временные и амплитудные искажения. Нелинеить кроме мембраны и упругости воздуха нечему. Резонировать - есть чему.

Но после экспериментов olvicgor*a стало ясно, что моделирование здесь уже не поможет, оно дает идеальный результат, отличный от полученной реальности.

Я просил помодулировать распрямлятор и подобрать в симуле параметры (рабочий ток и резистор под исток) так, чтобы он давал такие-же искажения, как мембрана в экспериментах - тогда есть БОЛЬШАЯ вероятность, что распрямлятор с этими параметрами будет иметь такую-же кривизну, как мембрана и соотв. даст великую компенсацию .

[semimat]

Примем для простоты напряжение отсечки = 0, к=1 (не крутизна)
I=k*Ugs** (Током покоя "выбирается" Ugs_0)
Us=I*R=k*R*Ugs**=k*R*(Ug-Us)** .... окромя квадратов ничего не предвидится.

Я наверное что-то недопонимаю. Если дальше расписать твои формулы, то связь между Us и Ug не будет квадратичной. Ты получил просто квадратное уравнение связывающее их: Us=k*R*(Ug²-2*Ug*Us+Us²). А его решение не имеет вид Us=k**Ug² . Не будет она и корнем квадратным... Пока я считаю, что нам рано компенсировать то, природу чего мы еще не поняли и не убедились в том, что это воспроизводимый результат, а не особенность конкретного капсюля. Но если мы поймем, что дело именно в капсюле, тогда я согласен с твоими предыдущими предложениями - лучше уже после этого преда создать дополнительный каскад специально для подавления остаточной нелинейности.

Это - отдельный разговор. Но акустическая схема даст скорее временные и амплитудные искажения. Нелинеить кроме мембраны и упругости воздуха нечему. Резонировать - есть чему.

У меня возникло подозрение, что сама входная часть микрофона в виде небольшого отверстия может на низких частотах ни как себя не проявлять, а вот на частотах, на которых проводил измерения olvicgor, при больших уровнях это отверстие может создать нелинейность, поскольку проникающая в него волна не успевает равномерно распределиться по мембране, а "бьет" только в ее центр, вызывая неизвестно какие колебания, и испытывая нелинейное демпфирование отверстием. Может поэтому при измерениях на НЧ у carbon*a получались другие результаты. Это только предположения...

Я просил помодулировать распрямлятор и подобрать в симуле параметры (рабочий ток и резистор под исток) так, чтобы он давал такие-же искажения, как мембрана в экспериментах - тогда есть БОЛЬШАЯ вероятность, что распрямлятор с этими параметрами будет иметь такую-же кривизну, как мембрана и соотв. даст великую компенсацию .

Пожалуйста, нарисуй общую схему преда, и как ты представляешь место этого распрямлятора в ней. Я пока еще видимо не понимаю твою идею.
Если это вариант ОИ, который оптимизирует olvicgor, но только ты еще хочешь добавить резистор в исток и подбирать его, то мы это обсуждали. Я с тобой согласен, есть шанс, что квадратичность полевика и квадратичность мембраны имеют разный знак, причем квадратичность полевика по модулю больше квадратичнсти мембраны. Но, как я сказал выше, введение резистора создает более выпрямленную, но уже не квадратичую функцию. Поэтому, даже если мы сможем удачно обнулить вторую гармонику на определенной амплитуде входного сигнала, то все равно от эффекта, когда в двухчастотном методе, одна низкая частота будет медленно смещать рабочую точку, а другая, высокая, будет модулироваться по амплитуде этим низкочастотным смещением, мы не избежим. Надо сохранить одну и ту же квадратичность кривой во всем диапазоне возможных смещений.
Но ты говоришь об оптимизации рабочего тока, то есть, имеешь в виду какой-то другой отдельный транзистор для компенсации, поскольку у встроенного полевика мы не можем менять ток. Тогда нарисуй схему, как ты себе ее представляешь.

[Bobby_ii]

В некоторых пределах ток менять можем и у встроенного. Но вы совершенно правы - эти пределы слишком узкие.
У отдельного ПТ ток меняется по др. механизму, чем у встроенного (у встроенного смещение всегда 0 кр. переходных процессов, у отдельного в ИП меняется за счет изменений Ugs, в ОИ - как и у встроенного за счет Rd, которое под 100кОм).

Если удастся добиться компенсации, то никаких "медленных" изменений РТ не будет - будет движение по этой кривой при любом сигнале. Изменение РТ будет с пост. времени порядка R2-C2, R3-C3 т.е. 3сек.

Вот схема 1 без ОУ:


Схема 2 с ОУ:

Мне в ней не нравится R1-R3-C3, ХО лучше бы заменить ГСТ как в предыдущей или резистором согласно РТ. Может из-за этой цепочки и искажения лезут (тр-р чувствителен к изменению потенциала под R1, т.е. получается ненужная петля с непонятным коэф. передачи).

[semimat]

Мне в ней не нравится R1-R3-C3, ХО лучше бы заменить ГСТ как в предыдущей или резистором согласно РТ.

Увы, надо признать, что лучше варианта схемы 2 (как у carbon*a) наверное не придумать. Мне даже досадно, что я до него не додумался и в своей схеме использовал вариант, эквивалентный генератору тока по переменке и малому сопротивлению по постоянке (https://forum.vegalab.ru/showthread....56#post1898656). Мой вариант дал обнаружимые искажения при симулировании, в отличие от "R1-R3-C3", где всё по нулям. Я решил поискать и Интернете темы про снижение входной емкости (просто забил такой вопрос в Гугле). И нашел ссылку на книжку аж 1971 года. Там приведены такие схемы (одну я обвел):

Так что, считай, этот вариант прошел испытание временем с тех пор, когда операционники еще были в диковинку. Думаю, что тут что-то менять уже не надо. А вот дальше надо прилаживать каскад коррекции. У тебя в схеме 2 это наверное "неправильный ИП" после ОУ. Мне пока кажется, что с функцией корректора-распрямителя он не очень справится. Я бы начал городить схему с регулируемой чисто квадратичной функцией, пока не знаю как. Но это потом, если с источником искажений станет ясно, и они окажутся частотно независимыми. Может попробую просимулироавать схему 2 чуть попозже. Я немного выдохся от этих "мозговых штурмов", слишком много схем перерисовал и пересимулировал...
Я тебе пока советую найти в Инете "Мультисим 12" (сейчас уже есть 13й, но он, кажется, без русификатора). Я его вообще не изучал. Просто поставил на компьютер, нарисовал схему и нажал одну кнопочку "пуск". И все. Программа весь процесс симуляции оптимизирует сама. После этой простоты я не смог и не захотел понять ни Microcap, ни LTspice. Попробуй, мне кажется, этот путь легче и быстрее, чем осваивать их. Тогда нам проще будет сравнивать и проверять результаты.

[Bobby_ii]

... каскад коррекции. У тебя в схеме 2 это наверное "неправильный ИП" после ОУ....
Я бы начал городить схему с регулируемой чисто квадратичной функцией, пока не знаю как.

Это и есть схема с регулируемой квадратичной функцией. Ее просил симульнуть. В отличие от ОИ она не добавляет порядков к искажениям. Параметрами регулируется положение на параболе и диапазон изменения напряжений З-И. Тр-р в любом случае работает по своей входной ВАХ. Если она близка к параболе, то никакой кривизны больше не добавляется.
Вместо R5 корректнее было бы поставить ГСТ чтобы режим по постоянке не зависел от напр. питания.
Про "конденсаторы против ГСТ" я соображения высказал. У ЭП "к" меньше 1, у ОУ=1 и это может быть критично.
Схема с ГСТ в книжке 1971го года тоже есть (в)

Offтопик:
Интересно, что схемы все "перевернутые". Почему так? Принято было? Приходится ноут переворачивать. В голове переворот уже не проходит.

---------- Сообщение добавлено 10:00 ---------- Предыдущее сообщение было 09:29 ----------

Чутка размышлений про неправильный ИП.
Если напр. отсечки=0 (условно), то уравнение ПТ выглядит примерно так: I=S*Ugs, S=s*Ugs => I=s*Ugs**
Us=I*R=s*R*Ugs**
Ug=Us+Ugs=s*R*Ugs**+Ugs
Ug/sR=Ugs**+Ugs/sR=Ugs**+2Ugs*1/(2sR)+-1/(2sR)**
Ug/sR+1/(2sR)**=(Ugs+1/2sR)**
Ugs=sqrt(Ug/sR+1/(2sR)**)-1/2sR
I=s*Ugs** ....
получается константа+линейная + корень квадратный (что и нужно чтоб "выпрямить" параболу микрофона)