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?

[mr-marlen]

Да я это все читал, но что именно ты сейчас имеешь ввиду не понял.

Да это я для Bobby цитату и ссылки на посты вставил. Рекомендация почитать была для него .

Схема 3 - истоковый повторитель с частотнозависимой компенсацией второй гармоники.

Отличный и вполне достаточный результат . Её и соберем. Как всегда есть вопросы.
1) Можно уточнить порядок величины С4 на 3ей схеме? пФ?
2) Питание +18В, есть ли возможность без особого ущерба понизить до +15В?
3) Можно ли задействовать второй ОУ с Ку=2-3?
Или для этих целей лучше использовать еще один ОУ, на который завести дополнительно -15В, помимо +15В? Мне для измерений больше 120-123дБ не особо нужно. Если оставлять так как есть с Ку=1, то в дальнем поле 3ья гармоника будет тонуть в шумах, что не очень хорошо.

[olvicgor]

1) Можно уточнить порядок величины С4 на 3ей схеме? пФ?

пФ.

2) Питание +18В, есть ли возможность без особого ущерба понизить до +15В?

Снизить можно,Но R1 получится поменьше, что, скорее всего, немного увеличит К3. Попробуй.

3) Можно ли задействовать второй ОУ с Ку=2-3?

Вот два варианта схем с Ку=3.
Для Ку=2 надо заменить R5 на 10к

[Nota Bene]

Чтобы еще снизить уровень компенсации нужно уже применять ОС в сток, как в схеме Карбона.

В схеме Карбона за счет этой ОС в сток полевика уменьшается до минимума девиация мощности рассеивания на нем, что должно значительно уменьшить тепловые искажения предусилителя. Это можно проверить только в НЧ и ИНЧ-диапазоне. Есть возможность сравнить ИП и схему Карбона по искажениям в низкочастотной области?

[Bobby_ii]

Результат отличный. Уже близко к цели.

Выше 15кГц в схеме 3 все равно имеет место перекомпенсация, т.к. частотная коррекция компенсации в этой схеме снижает величину компенсирующей емкости только до Сзи, а надо бы меньше.

Что-то у меня какие-то нестыковки с постоянными времени получаются ...
120пф*30К=50КГц (вых. сопр. ИП по Стоку можно пренебречь - там сотни кОм будут).
Потому чисто по пропорциям:
Может, наоборот с С1 впослед резистор порядка 10к поставить? Если хвост поднимется - значит, надо отр. емкость подавать.

мощности рассеивания на нем, что должно значительно уменьшить тепловые искажения предусилителя.

Думаете, оно имеет место быть? Рассеивается 0.3мА*6В=1,8мВт, девиация тока +-0,5В/10к=0,05мА. Что оно тоам намодулирует?

[olvicgor]

Что-то у меня какие-то нестыковки с постоянными времени получаются ...
120пф*30К=50КГц (вых. сопр. ИП по Стоку можно пренебречь - там сотни кОм будут).

Борис, ты прав Я как-то сходу поверил, уважаемому semimat-у, предложившему поставить100пФ,чтобы на 18к получить срез 9кГц, и даже не потрудился проверить правильность цифр расчетом Молодец, что заметил! Действительно, получается, что на верхнем краю диапазона можно попробовать подправить ситуацию. Хотя я попробовал емкости в диапазоне 90-240 пФ, но без записи результатов. Именно 120пФ, как мне показалось, дает наиболее сбалансированный результат. Но, как я писал выше, зависимость результата от величины емкости не очень сильная. Так что получилось, как получилось.

В схеме Карбона за счет этой ОС в сток полевика уменьшается до минимума девиация мощности рассеивания на нем, что должно значительно уменьшить тепловые искажения предусилителя. Это можно проверить только в НЧ и ИНЧ-диапазоне. Есть возможность сравнить ИП и схему Карбона по искажениям в низкочастотной области?

Тут я присоединяюсь к вопросу Bobby_ii: А что есть такая проблема? Читая Дугласа Селфа, пытавшегося обнаружить тепловые искажения в усилителях мощности на дискретных элементах, я понял, что этой проблемы на самом деле нет. Т.е. она есть, конечно, но только не для отдельно взятых транзисторов, а для тепловых связей внутри интегральных микросхем. О чем, впрочем, я знал и до Селфа - в конце 80-х слышал доклад одной из кафедр МЭИ, где разработали активные фильтры ИНЧ, работавшие на тепловых связях внутри ОУ.

[Nota Bene]

Тут я присоединяюсь к вопросу Bobby_ii: А что есть такая проблема?

Пытаемся ловить сотые доли процента на ВЧ, а на НЧ - не меряем?
Меня так как раз эта частотная область больше всего интересует

Рассеивается 0.3мА*6В=1,8мВт, девиация тока +-0,5В/10к=0,05мА. Что оно тоам намодулирует?

В процентах к номинальной мощности получается не так уж и мало: ~16%...
Смотрел я ВАХ-и у полевиков как-то: https://forum.vegalab.ru/showthread....l=1#post165154 ....
Видно влияние мгновенной температуры в активной зоне на стоковые характеристики.

[olvicgor]

Меня так как раз эта частотная область больше всего интересует

Ну, это-то, как раз, понятно

Смотрел я ВАХ-и у полевиков как-то: https://forum.vegalab.ru/showthread.p...l=1#post165154 ....
Видно влияние мгновенной температуры в активной зоне на стоковые характеристики.

Для нашего случая интересен только результат для КП307. И там как раз ничего предосудительного не было замечено, не так ли?
В принципе это все считается, точнее грубо оценивается.
Если взять схему 3 в последнем варианте, то девиация мощности Р при 120дБ составляет, примерно, ±1,5мВт.
На нижней граничной частоте 20Гц вариация температуры для кристалла кремния весом 1мг и висящем в вакууме будет определяться выражением:
dТ=Р/(2fC), где
f=20Гц, С=0,7мДж/град (теплоемкость кремния на 1мг)
Получаем Т=±0,05градуса.
Не знаю, какой вес у кристалла 3372, а у КП307 около 5мг. Т.е. если там такой же по размерам кристалл, то dТ=±0,01градуса.
Изменение крутизны порядка 0,5%/град. Т.е. dS=0,005%. Учитывая схему включения ПТ, изменение напряжения на выходе будет 0,0005%.
И это при условии, что все тепло остается в кристалле. Поэтому, я не думаю, что проблема тепловых искажений значима.

Одно дополнение к схеме 3.
При работе с этой схемой следует учитывать, что в отличие от чистого повторителя она вносит дополнительную ошибку в график АЧХ - завышает АЧХ в верхней октаве. Величина этого завышения: 11кГц +0,2дБ; 13кГц +0,4дБ; 15кГц +0,7дБ; 19кГц +1дБ.

[semimat]

Что-то у меня какие-то нестыковки с постоянными времени получаются ...
120пф*30К=50КГц (вых. сопр. ИП по Стоку можно пренебречь - там сотни кОм будут).

Борис, ты прав Я как-то сходу поверил, уважаемому semimat-у, предложившему поставить100пФ,чтобы на 18к получить срез 9кГц, и даже не потрудился проверить правильность цифр расчетом Молодец, что заметил!

Да, коллеги, я на порядок облажался, где-то потеряв один ноль! Действительно, 1/(2*3,14*18000*10^-10)=88420 , а не 8842 Гц ... Удивительно, почему же при этом получились хорошие результаты? Может важна фаза компенсирующего сигнала, а поворот фазы начинается задолго до частоты среза, на которой он достигает уже 45 градусов.
Я снова обращаю внимание на емкость кабеля, соединяющего пред и капсюль. В моей памяти остались такие цифры: наши отечественные низкочастотные экранированные кабели имеют погонную емкость 100...200 пФ/м.

[Bobby_ii]

Одно дополнение к схеме 3.
При работе с этой схемой следует учитывать, что в отличие от чистого повторителя она вносит дополнительную ошибку в график АЧХ - завышает АЧХ в верхней октаве. Величина этого завышения: 11кГц +0,2дБ; 13кГц +0,4дБ; 15кГц +0,7дБ; 19кГц +1дБ.

Это по отношению к чистому повторителю (схема 1) или к схеме 2?

В принципе это все считается, точнее грубо оценивается.
....... изменение напряжения на выходе будет 0,0005%.

+100500 (примерно это и хотел сказать - в выходном каскаде изменение температуры - десятки градусов. т.е. обжегшись на молоке ....

---------- Сообщение добавлено 01:37 ---------- Предыдущее сообщение было 01:35 ----------

Да, коллеги, я на порядок облажался, где-то потеряв один ноль!

А не облажался-бы - фигня бы получилась . Как говорится, провидение .... или подсознание????

[olvicgor]

Я снова обращаю внимание на емкость кабеля, соединяющего пред и капсюль. В моей памяти остались такие цифры: наши отечественные низкочастотные экранированные кабели имеют погонную емкость 100...200 пФ/м.

Очень правильное и своевременное напоминание! Теперь это действительно стало важно. В схеме 3 емкость соединительного кабеля между капсюлем и схемой влияет на результат, поскольку ее величина, как я уже писал, 100пФ, что сравнимо с емкостью С4 (120пФ) в стоке ПТ. Кабель устроен так: в экран, соединенный с корпусом капсюля, засунуты два провода, идущих от стока и истока ПТ. Т.е. по идее в схеме 3 надо бы нарисовать еще три емкости: две по 100пФ на землю: от истока и от стока и небольшую, думаю не больше 20 пФ, (сегодня уточню) емкость между стоком и истоком. Это значит, что на самом деле частота среза цепочки в стоке в районе 25 кГц или чуть ниже. Конечно, не 7кГц, но и не 50. Вот задачка для симулятора: посмотреть, что изменяется при наличии/отсутствии этих емкостей.
mr-marlen, ВАЖНО! В величина С4 не 120пФ, а 220пФ.
Схему надо будет поправить. Но сначала подождем, что получится у Марлена.

Что касается погонных емкостей кабелей, то они бывают самые разные. Как-то мне попался китайский сдвоенный (лапшой) НЧ кабель у которого погонная емкость одной жилы была 200пФ/м, а второй - 500 Более или менее нормированная емкость у ВЧ кабелей. У них вне зависимости от диаметра, материалов и т.д. строго действует правило: для 50Омного кабеля погонная емкость чуть меньше 100пФ/м, для 75Омного - 65пФ/м.

Это по отношению к чистому повторителю (схема 1) или к схеме 2?

Ситуация такая. У схем 1 и 2 во всей полосе Ку отличается примерно на 3дБ. У схемы 2 Ку ниже. У схемы 3 на частотах ниже 9кГц тоже Ку меньше, чем у ИП на 3 дБ, но на 19 кГц меньше только на 2 дБ.

[mr-marlen]

mr-marlen, ВАЖНО! В величина С4 не 120пФ, а 220пФ.

Поставлю два по 120пФ, т.к. деталей уже прикупил. Когда запаяю на монтажную плату пока не известно.

[Bobby_ii]

Ситуация такая. У схем 1 и 2 во всей полосе Ку отличается примерно на 3дБ. У схемы 2 Ку ниже. У схемы 3 на частотах ниже 9кГц тоже Ку меньше, чем у ИП на 3 дБ, но на 19 кГц меньше только на 2 дБ.

Чего-то сейчас не соображу, почему ОС частотно-независимая получилась. Сзс/См - постоянка. Это ладно. Но R1/Сзс ведь частотно-зависима? Или такой ОС что-то "выправили"? Что?
Кстати можно довольно точно посчитать соотношение емкости микрофона и Сзс. Будет ясно в порядках.
хм... почему когда я беспокоился о емкостной нагрузке, то воспринят не был?
Буфер конечно лучше ставить непоср. у капсюля. 2пФ - не 100пФ. Может все измерения другими будут.

[olvicgor]

Но R1/Сзс ведь частотно-зависима?

Зависима, но начиная с каких частот - с мегагерц!

Кстати можно довольно точно посчитать соотношение емкости микрофона и Сзс. Будет ясно в порядках.

Вообще-то, я раз пять уже про это писал При Uси=4-5В соотношение 1/6.

почему когда я беспокоился о емкостной нагрузке, то воспринят не был?

Ты беспокоился о нагрузке ИП со стороны выходного каскада. Разница между 30к и 1/S ПТ полтора порядка.
Еще раз измерил емкость соединительного кабеля, но теперь отпаял его от капсюля. В первый раз измерял с не отпаяным капсюлем, что конечно неправильно. теперь уже точные значения: провод истока-экран - 44пФ, провод стока-экран - 45пФ, провод исток-провод сток - 24пФ.

Поставлю два по 120пФ, т.к. деталей уже прикупил. Когда запаяю на монтажную плату пока не известно.

По последним данным может быть многовато. Попробуй с одним и с двумя. Ждем результатов.

[Bobby_ii]

Ты беспокоился о нагрузке ИП со стороны выходного каскада. Разница между 30к и 1/S ПТ полтора порядка.
провод истока-экран - 44пФ, провод стока-экран - 45пФ, провод исток-провод сток - 24пФ.

Надо моделировать, что там будет с искажениями. Емкости не хилые.

[Alickkk]

Посмотреть, сколько на круг искажений привносит схема фантомного питания и симм. выхода типа этой

не знаю на круг, или где? но для схемы без ОООС вполне себе низкий КНИ...

---------- Сообщение добавлено 21:33 ---------- Предыдущее сообщение было 21:32 ----------

Надо моделировать, что там будет с искажениями. Емкости не хилые.

все там нормально на 10к...

[Fenyx]

Это гипотеза, сформулированная, как правильно указал Bobby_ii, в посте 3016. С учетом, конечно, и графика АЧХ из дейташита капсюля.

А, вот оно как.. Я, не претендуя на истину в последней инстанции, хочу заметить, что микрофон немного похож на динамик, только наоборот. Как известно, динамик ниже своей резонансной частоты почти не излучает. Микрофон имеет обратную зависимость - он воспринимает частоты только НИЖЕ своей Fрез. Смотря на АЧХ WM-61, видим что спад у него происходит где-то за 15 КГц - к 20 только немного успевает спадать. Из этого можно сделать вывод что Fрез у него где-то 16-17 КГц (говорю по памяти, при желании можете сами точнее углядеть). То же самое написано у B&K промикрофоны 1/4".Только у них никелевая мембрана натянута очень туго и резонанс там зашкаливает за 20КГц. А у более крупных резонансная заметно ниже - у них и полоса ниже. Можете оставаться при своем мнении, но я вас предупредил.

[Bobby_ii]

не знаю на круг, или где? но для схемы без ОООС вполне себе низкий КНИ...

-70dB 0,03% - многовато. Хочется меньше. Как?
Предположу, что искажает скорее всего ПТ т.к. на нем остается 1В или BZ884-B27 - это на 27В? Тогда норма.
По стандартам IEC 268-15 / DIN 45596 нашел только "магазины" - круто, блин!!!
В спецификациях к микрофонам видел макс.ток 3.5мА, типовой - 2мА.
На 3.4к (2 по 6к8 впараллель) упадет прим. 10В. Еще 10В должно (желательно) упасть на Q1,Q2. Ну может 5В. Остается примерно 30В. 27В "стабилизированного" - норм (в принципе).
Если ток ПТ порядка 0,3мА, то на 30к будет прим. 10В, т.е. ток Q4 прим. 3мА. Не считая тока стабилизатора 3,3мА.
Вроде, всё в норме и оптимально.
Так кто плодит гармоники и как этого избежать?
Как сделать баланс с ОООС? Может есть специальные передатчики? Сколько они "едят"?

все там нормально на 10к...

Емкость не 0,5пФ, а 50пФ нада. Откуда там точка????

---------- Сообщение добавлено 01:55 ---------- Предыдущее сообщение было 01:16 ----------

Из этого можно сделать вывод что Fрез у него где-то 16-17 КГц

Как говорилось в одной рекламе "нет, сынок, это - фантастика!!!" Если бы резонанс был на 17к - ВМ-61 подошел бы для записи. И после наших "экзерсисов" был бы чуть ли не идеальным микрофоном. Но в нем 100% какая-то бяка на высоких СЧ/ВЧ. Я определял на слух - в р-не 5к +- октава (независимый источник, делал это когда пробовал 61й для записи).
Чисто из физических св-в: вы представляете что такое пленка с осн. резонансом 20кГц? Это СТЕНА!!! Резонанс выше чем собственный рез. стали!!! Она вообще не будет колебаться от звукового давления. У Брюликов/Гефелей поляризация 200В и чуйка в несколько раз ниже чем у ВМки при сходной емкости (что говорит о сходной геометрии).
Данные на Гефели:
МК301 5-100к +-2дБ 5мВ/Па 168дБ<3% 200В 6,8пФ
MK302 5-60к +-3дБ 3мВ/Па 172дБ<3% 200В 6пФ
Чуйка ВМки порядка 20мВ/Па при прим.100В поляризации. Т.е. ВМка примерно в 8-13 раз мягче. Резонанс 301го - в р-не 50к (где-то была инфа по резонансам, но как всегда, протерялась).
Так что прямых данных по резонансу ВМ-61 нету, а косвенных - много.

[Alickkk]

Емкость не 0,5пФ, а 50пФ нада. Откуда там точка????

пипец... а как бы я проверил? с 50пФ и без? ... точка - это равносильно нулю...

[olvicgor]

Можете оставаться при своем мнении, но я вас предупредил.

Спасибо за предупреждение но я тоже не претендую на истину в последней инстанции. Для решаемой задачи в сущности неважно, какую частоту назначить частотой основного резонанса мембраны. Важно когда начинает снижаться вклад упругости подвесов в суммарных искажениях микрофона. Это происходит, начиная с где-то с 7кГц. БиК для своих электретников указывает еще более низкую частоту - 5кГц (см.пост 3046)
Что касается резонанса как такового, то я бы предположил, что резонансов мембраны явно больше, чем один. Кроме резонанса мембраны я не могу придумать механизма, вызывающего появление особенностей на АЧХ 61-го микрофона и на графике его искажений в области, начинающейся с 5кГц. Это не может быть стоячая волна в мембране. Судя по всему, сложная структура воздушного подвеса: два соединенных отверстиями объема дает и сложный мембранный резонанс. Что касается связи АЧХ и частоты т.н. основного резонанса мембраны, то тут тоже не все так однозначно. Из-за относительно сложной системы конструктивного демпфирования резонансов мембраны АЧХ реальных микрофонов может вести себя очень разнообразно. Для примера посмотрите на поле допусков АЧХ полдюймового электретника 4188 от БиК с номинальной частотой резонанса 9кГц.

[Carbon]

Что касается резонанса как такового, то я бы предположил, что резонансов мембраны явно больше, чем один. Кроме резонанса мембраны я не могу придумать механизма, вызывающего появление особенностей на АЧХ 61-го микрофона и на графике его искажений в области, начинающейся с 5кГц. Это не может быть стоячая волна в мембране. Судя по всему, сложная структура воздушного подвеса: два соединенных отверстиями объема дает и сложный мембранный резонанс.

Скорее всего, так и есть. Мне где-то попадалось (жаль не сохранил), что единственная частота механического резонанса вблизи 5-7 кгц демпфируется упругостью воздуха в двух объемах и отверстиях в задней пластине. При этом остается некоторая волнистость АЧХ вблизи резонанса, что и нарисовано в даташите.

---------- Сообщение добавлено 12:00 ---------- Предыдущее сообщение было 11:53 ----------

А, вот оно как.. Я, не претендуя на истину в последней инстанции, хочу заметить, что микрофон немного похож на динамик, только наоборот. Как известно, динамик ниже своей резонансной частоты почти не излучает. Микрофон имеет обратную зависимость - он воспринимает частоты только НИЖЕ своей Fрез.

Раньше в рациях динамики с резонансом до 300гц использовались и в качестве микрофонов. Отлично передавали весь речевой диапазон.