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?

[semimat]

типа полевик_ИП_ГСТ+повторитель(буфер) + конденсатор в сток полевика? Не должон особо возбуждаться. А от емкости вообще ничего не должно остаться. Конденсатор только должен быть ну ОЧЕНЬ хорошим. Можно стабилизатор питания вместо конденсатора.

Я не знаю, как устроен предусилитель у B&K. Но ведь у них нет такой проблемы, как у нас - встроенного полевика. У них есть прямой доступ к мембране. Они, скорее всего, используют-таки дорогие специализированные ОУ, или что-то похожее схемотехнически. И они могут организовать обратную связь прямо на мембрану. Чтобы скомпенсировать емкость, обратная связь должна быть емкостной, положительной и ее коэффициент должен быть немного больше единицы. Тогда и получается отрицательная входная емкость. Но это и может приводить к неустойчивости. Я пока думаю, что это надо оставить на попозже.
Я собираюсь вот-вот представить на ваш суд предусилитель, снимающий (надеюсь ) все проблемы неинейности электрической части. Я его уже отмоделировал на разных операционниках, на разных паразитных емкостях, и он оказался удивительно неприхотливым и стабильным. И в нем как раз уже реализована идея исключить емкость затвор-сток. Надеюсь, его использование, действительно откроет путь к исследованию нелинейности самой мембраны. Вот после этих исследований можно будет с пониманием дела браться за компенсацию мембранных искажений, если это потребуется. Я сейчас дописываю большой "опус", обобщающий всю эту тему...

А зарядные переключатели нам не нужны - в электрете всё заряжено и отключено до нас .
Разряд заряженного БиК думаю - часы, а не минуты.

Если сопротивление утечки поверхности положить даже равным 10¹⁵ Ом (миллион ГОм) , а емкость мембраны взять 10пФ, то постоянная времени (за которое напряжение падает примерно в три раза) равна 10000 секунд (почти 170 минут, около 3 часов). Но ведь чувствительность, точнее, коэффициент преобразования капсюля пропорционален напряжению. Значит, если мы хотим точности измерений в 1 процент, напряжение на мембране не должно упасть и на 2 Вольта за время измерений! То есть, от наших 170 минут, за которые напряжение упадет в три раза, останутся минуты. Поэтому я и думаю, что все эти идеи не для массового применения, а как некий эксклюзив.

[Bobby_ii]

Но ведь у них нет такой проблемы, как у нас - встроенного полевика. У них есть прямой доступ к мембране. Они, скорее всего, используют-таки дорогие специализированные ОУ, или что-то похожее схемотехнически.

Хе ... это скорее у нас есть преимущество - доступ к полевику .
А в ОУ доступа к входному тр-ру нет, "как ни крути". И если емкость З-И нивелируется в дифкаскаде почти полностью, З-С остается.
Что у нас с З-И?
Рабочая точка - 0.4мА, выхсопр порядка 1кОм
если брать разумное питание 9В, то на резисторе в ИП можно "посадить" 4В, т.е. резистор д.б. 10к
От емкости З-И во входной при этом будет участвовать порядка 10%, т.е. порядка 0,3-0,5пФ. Это примерно 10% от емкости капсюля. Много это или мало?
Если много - можно поставить простейший ГСТ на похожем ПТ. Его сопротивление "на вскидку" порядка 100кОм - останется примерно 1% емкости или 0,05пФ.
Если и это много - надо делать дифкаскад. Там можно понизить еще на пару порядков. А нужно ли?
Емкость З-С можно оценить как 0.5пФ. Ее можно куда-то деть только организовав ОС на Сток, т.е. сделав так, чтобы напруга на стоке изменялась синхронно с Затвором (Истоком). ИП мало чувствителен к напряжению на Стоке (через сопротивление Стока, а это порядка 100к и емкость З-С). Есть конечно риск самовозбуждения. Но не думаю, что он велик. Надо помоделировать (а я ЛТСпайс ышшо не освоил ).

---------- Сообщение добавлено 13:12 ---------- Предыдущее сообщение было 12:16 ----------

Первая схема - идея компенсации Cзс (Crss) путем заведения ОС на сток ПТ. И нивелирования Сзи (Ciss) установкой ГСТ. LMC662 не нашел - оставил LT1122


Вторая - идея выпрямлятора на отдельном транзисторе (J1, R3 задает рабочий ток, R2 подбирается из минимума искажений).
Понадобится, если останется что "выпрямлять".

Что хочу понять: в тр-ре мы можем варьировать 2 параметра: рабочий ток и сопротивление в Истоке.
Сможем ли мы этими двумя параметрами добиться компенсации (наложения 2х парабол*)?
Или еще желательно "масштабирование" входного сигнала для данного каскада?
Сопротивление R2 косвенно отвечает за Uзс, т.е. косвенно регулирует соотношение входного сигнала к Uзс
R3 регулирует рабочий ток, т.е. исходную точку на параболе.
Вроде, не надо дополнительного масштабирования вх. сигнала. Если конечно кривизны ПТ хватит. Если не хватит - придется усиливать сигнал или брать ПТ с др. кривизной.

*) естественно если они в одну сторону "кривые", если в разные - надо вводить инвертор.

[semimat]

А в ОУ доступа к входному тр-ру нет, "как ни крути". И если емкость З-И нивелируется в дифкаскаде почти полностью, З-С остается.

В хороших ОУ, для обеспечения малой входной емкости, входной каскад схемотехнически реализован именно так, что напряжение сток-исток (или эмиттер-коллектор) входных транзисторов остается постоянным. Это пошло еще с тех пор, когда в ОУ на входе стали использовать супер бета транзисторы, имеющие максимальное рабочее напряжение около Вольта, а размах синфазного сигнала может превосходить 10 Вольт.

Емкость З-С можно оценить как 0.5пФ. Ее можно куда-то деть только организовав ОС на Сток, т.е. сделав так, чтобы напруга на стоке изменялась синхронно с Затвором (Истоком). ИП мало чувствителен к напряжению на Стоке (через сопротивление Стока, а это порядка 100к и емкость З-С). Есть конечно риск самовозбуждения. Но не думаю, что он велик.

Bobby_ii, ты на правильном пути. Осталось совсем немного. Я тоже не освоил LTSpice, но у меня есть Multisim - он очень понятный и пока, кажется, делает все корректно. У тебя интересная схема входного источника сигнала - два генератора - один высокочастотный, другой низкочастотный, включенные параллельно. Ты выставил у них внутренние сопротивления? Ведь они "закорачиваются" друг на друга.

[Bobby_ii]

Схема изначально от Alickkk (вроде как). Сопротивления источников по 10к.
Я пока использую ЛТСпайс как рисовалку. И то с трудом.
Попробуйте отмоделить на "объезженном" - что там будет ...???
Я пока освою - пару месяцев пройдет как с куста .

[semimat]

Схема изначально от Alickkk (вроде как). Сопротивления источников по 10к.
Я пока использую ЛТСпайс как рисовалку. И то с трудом.
Попробуйте отмоделить на "объезженном" - что там будет ...???
Я пока освою - пару месяцев пройдет как с куста .

Я уже разработал свою схему и вот-вот ее выложу. Она мне кажется лучше и уже полностью обсчитана. Основная идея та же - заставить сток "колебаться" синхронно с истоком. Но остальное реализовано чуть по-другому. Просто мне хочется в какой-то степени обобщить исследования в этой ветке, которых за 9 лет накопилось очень много, и выложить в виде новой темы, чтобы другим было проще найти нужные решения. А то эта ветка стала такой необъятной, что посторонний может не оценить важность информации, накопленной в ней, и просто пройдет мимо.

[Bobby_ii]

В хороших ОУ, для обеспечения малой входной емкости, входной каскад схемотехнически реализован именно так, что напряжение сток-исток (или эмиттер-коллектор) входных транзисторов остается постоянным. Это пошло еще с тех пор, когда в ОУ на входе стали использовать супер бета транзисторы, имеющие максимальное рабочее напряжение около Вольта, а размах синфазного сигнала может превосходить 10 Вольт.

Это в каких? Информация ценная. Сколько ОНИ получают входную емкость?

[Fantomass]

Как-то несколько лет назад у меня тоже зачесалось и я решил сбацать самодельный микрофон на базе капсюля WM-61 и вот, что получилось, может кому-то будет интересно. Капсюль с перерезанной дорожкой и следящей обратной связью как по истоку, так и по стоку. Передварительно всё было промоделировано в PSpice, работало всё шикарно. Капсюль диаметром 6мм сидит в длинной, порядка 30см, 8мм металлической трубке. Всего было изготовлено три микрофона по такому конструктиву. Сейчас осталось два. Если кому нужны, стучитесь:

[gross]

Капсюль с перерезанной дорожкой и следящей обратной связью как по истоку, так и по стоку.

О! Вот это правильно.

[semimat]

Это в каких? Информация ценная. Сколько ОНИ получают входную емкость?

Это очень древняя информация из наших справочников-учебников по схемотехнике операционных усилителей еще 80х..90х годов, когда детально разрисовывали и анализировали их структуру. Теперь я уже быстро не найду, где это точно есть. Главная идея в том, что каждый из транзисторов дифф каскада включен по каскодной схеме, причем база верхнего транзистора "отслеживает" напряжение на эмиттере нижнего, примерно так, как это у тебя в последних схемах с помощью емкости, только там это сделано с помощью транзистороной "обвязки". Каскады получаются довольно громоздкие по количеству элементов, но на кристалле это не принципиально, ну а мы себе этого позволить не сможем. Увы, сейчас производители своих микросхем уже детально не разрисовывают их реальную внутреннюю структуру, в том числе, чтобы не раскрывать некоторые ноу-хау. Да там теперь и нельзя произвести четкое разделение схемы на дискретные компоненты - они уже на кристалле "плавно" переходят один в другой, и это одно из преимуществ современных интегральных схем. Я не отслеживаю эти вопросы, поэтому конкретных цифр назвать не могу.

[Bobby_ii]

Капсюль с перерезанной дорожкой и следящей обратной связью как по истоку, так и по стоку.

Стало быть, идея не нова. И это радует.
К вам вопросы:
1. 1й ОРА2134 работает на сопротивление порядка 1кОм - для него это нормально, он там не "наплодит"?
2. Не было ли проблем с наводками, самовозбуждением, ... ?
3. Какой получается уровень сигнала при ...дБ/1м?
4. Измеряли ли по 2х-частотной методике?
Хочется оценить, во сколько раз такое решение уменьшает входную емкость (увеличивается сигнал) и что остается от искажений? Есть ли смысл дальше ставить "выпрямлятор" или уже выпрямлять нечего?

Увы, сейчас производители своих микросхем уже детально не разрисовывают их реальную внутреннюю структуру, в том числе, чтобы не раскрывать некоторые ноу-хау.

Можно косвенно судить по величинам входных емкостей. А они у
AD8065/8066 1000GOhm 2.1-4.5pF 1pA 7nV*0.6fA*/Hz 145MHz 180V/us 5-24V*6.5mA 30mA_out (в др. даташите - 5фА/Гц)
ad8610_8620 xxxxxGOhm 8-15pF 10pA 6nV*5fA/Hz . . . 25MHz 50V/us 10-26V 3.5mA 30mA_out
LT1055_1056 1000GOhm 4pF . . . 10pA 30nV*2fA/Hz . . 4.5MHz 12V/us +-15-20V 5mA
LT1057_1058 если правильно понимаю, то то-же самое что 1055, только сдвоенные/счетверенные
LT1122 . . . . 1000GOhm 4pF . . 4-10pA 25nV*2fA/Hz . 14MHz 80V/us +-15-20V 7.5mA
LT1169 . . . . 10-100TOhm 2pF. 0.7-4pA 8nV*1fA/Hz . 5MHz 4V/us +-15-20V 5.5mA
OPA_2_4 134 10TOhm . . . 2-5pF . 5pA . 8nV*3fA/Hz . 8MHz 20V/us +-2.5-18V 5mA 35mA_out

AD744 . . . . . 3TOhm . . . 5.5pF 30pA 20nV*10fA/Hz . 13-200MHz 75V/us
Пока как-то не видно, чтобы в данных ОУ была использована указанная компенсация.
У транзистора типа 3372/ ВС547 входная емкость в ИП должна быть меньше 1пФ, в ОИ - 3-15пФ.
Так что делать компенсацию на капсюльном тр-ре - вроде как - единственный выход .

[Fantomass]

1.По поводу OPA2134, то при действующем выходном напряжении 3В и нагрузке 600 Ом у него на 1кГц THD=0.00015 (из даташита). Так что, я вполне спокоен. Во всяком случае, его искажения будут ничтожны по сравнению с входным каскадом и капсюлем.
2. Никогда не было.
3.Уровни у трёх микрофонов получились 44мВ, 77мВ и 84мВ при давлении 94дБ/м.
4.Я не в курсе, что за методика такая?
Мне кажется, что с этим капсюлем более глубоко возиться смысла уже нет.

[semimat]

Друзья, я все-таки решил создать новую тему под названием "Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности", и сейчас она уже доступна на форуме.
https://forum.vegalab.ru/showthread....56#post1898656.
Все, что по моему мнению было существенного в обсуждениях здесь, я постарался изложить и там. Я выношу на обсуждение и свой вариант схемы. Увы, у меня нет возможности проверить все на практике: я не акустик и у меня нет соответствующего инструментария. Но схема мне кажется очень простой. Я даже думаю, что многие смогут "на коленке" переделать то, что у них уже есть, чтобы проверить результат.

[semimat]

Можно косвенно судить по величинам входных емкостей. А они у

LT1169 . . . . 10-100TOhm 2pF. 0.7-4pA 8nV*1fA/Hz . 5MHz 4V/us +-15-20V 5.5mA

Пока как-то не видно, чтобы в данных ОУ была использована указанная компенсация.
У транзистора типа 3372/ ВС547 входная емкость в ИП должна быть меньше 1пФ, в ОИ - 3-15пФ.
Так что делать компенсацию на капсюльном тр-ре - вроде как - единственный выход .

Обрати внимание на LT1169, у него типовая емкость 1,5 пФ и дается она для дифференциального сигнала (вот выдержка из его даташита). А уж какая она в режиме повторителя, я и сказать не берусь.

Но это я к тому, что умные люди везде есть, и эти вопросы они тоже видят. И делают всё "по уму". Просто мы не всегда имеем возможности воспользоваться их достижениями - дороговато. Поэтому я согласен, нам надо "укрощать" встроенный полевик. Приглашаю посетить тему: https://forum.vegalab.ru/showthread....56#post1898656
Там как раз реализована компенсация на капсюльном транзисторе.

[Bobby_ii]

Добавил ОПУ в список сравнения
0,00015% это конечно хорошо ... но вот знать бы чего там (т.е. спектр). 0,00015% это всего-лишь -76дБ, а надо -150 Если там в основном 2я и 3я гармоники - не страшно, а если более высокие - _оно_ в звуке будет ... ах да, это-ж измерительный микрофон!!! Но всё равно!!!
2. - внушает оптимизм.
3. - почему ТАКИЕ разные? Разные капсюли?
4. Подается 2 частоты с 2х динамиков (каждая со своего), например, 5000 и 5650Гц, смотрится разностная частота, в данном случае - 650Гц. Можно с уверенностью сказать, что эта комбинашка - результат работы микрофона. Т.к. в каждом динамике таковая не образуется.

[semimat]

Добавил ОПУ в список сравнения
0,00015% это конечно хорошо ... но вот знать бы чего там (т.е. спектр). 0,00015% это всего-лишь -76дБ, а надо -150

Мне кажется, что 0,00015% - это -116,5 дБ.... и это на все гармоники сразу.

[Bobby_ii]

Да. Сорри, путаюсь. -116,5дБ.
Но всё равно хочется еще 30дБ на все гармоники.
С учетом глубокой ОООС там будут в основном с 5й и выше, первые будут малы.
Но это скорее к звукозаписи относится. Для измерений будет более чем достаточно.

[Carbon]

Как-то несколько лет назад у меня тоже зачесалось и я решил сбацать самодельный микрофон на базе капсюля WM-61 и вот, что получилось, может кому-то будет интересно. Капсюль с перерезанной дорожкой и следящей обратной связью как по истоку, так и по стоку

Offтопик:
Эх, жаль что Fantomass не выдержал - выложил решение задачки. А какая "угадайка" интересная была.... Похоже, многолетний сериал в этой ветке близится к концу.

Вот мой вариант микрофона из поста https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1565769

[Fantomass]

Добавил ОПУ в список сравнения
0,00015% это конечно хорошо ... но вот знать бы чего там (т.е. спектр). 0,00015% это всего-лишь -76дБ, а надо -150 Если там в основном 2я и 3я гармоники - не страшно, а если более высокие - _оно_ в звуке будет ... ах да, это-ж измерительный микрофон!!! Но всё равно!!!
2. - внушает оптимизм.
3. - почему ТАКИЕ разные? Разные капсюли?
4. Подается 2 частоты с 2х динамиков (каждая со своего), например, 5000 и 5650Гц, смотрится разностная частота, в данном случае - 650Гц. Можно с уверенностью сказать, что эта комбинашка - результат работы микрофона. Т.к. в каждом динамике таковая не образуется.

3. Да, разброс чувствительности каппсюлей.
4. Интермодуляционные искажения... Нет не мерял.

---------- Сообщение добавлено 09:32 ---------- Предыдущее сообщение было 09:31 ----------

Offтопик:
Эх, жаль что Fantomass не выдержал - выложил решение задачки. А какая "угадайка" интересная была.... Похоже, многолетний сериал в этой ветке близится к концу.

Вот мой вариант микрофона из поста https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1565769

Зачёт

[gross]

Эх, жаль что Fantomass не выдержал - выложил решение задачки. А какая "угадайка" интересная была.... Похоже, многолетний сериал в этой ветке близится к концу

Да, согласен. Ведь не такое уж частое решение, но применялось, в эмиттерных повторителях, помню, для линеаризации - на коллектор заводилось следящее напряжение и гармоники резко падали.
Но на сериал, думаю, это не повлияет, схема с общим истоком будет продолжать рулить.

[mr-marlen]

Спасибо за схемы! Получится ли с такой схемой после подстройки измерять уровни второй в -70...-65дБ при 110дБ давления на мембране?
Если можно напишите минимальные измеряемые уровни 2ой гармоники при 90дБ, 110дБ, 120дБ.