Страница 25 из 30 Первая ... 152324252627 ... Последняя
Показано с 481 по 500 из 586

Тема:

  1. #1 Показать/скрыть первое сообщение.
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    748

    По умолчанию Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    В теме дается обзор схемотехнических решений, повышающих перегрузочную способность электретных микрофонов по допустимому звуковому давлению (SPL), и предлагается для опробования простая, но эффективная и неприхотливая схема предусилителя, снижающая (в симулировании) нелинейные искажения его электрической части до значений 0,003% и менее при амплитудном значении сигнала на затворе встроенного полевого транзистора до 6 Вольт (что формально соответствует более 140 дБ акустической мощности для типового электретного капсюля).
    Те, кто знаком с вопросом, могут перейти во второй раздел к описанию самой схемы, а для новичков в первой части поясняется суть проблемы и рассмотрены технические варианты ее решения, предлагавшиеся в период с 2005 года до настоящего времени. Проблема пока полностью не решена, поэтому материал будет полезен тем, кто хочет подключиться к ее решению.
    Я благодарен участникам форума: Alickkk, Andey Orloff, Bobby_ii, Carbon, Dzymytch, Fenyx, Kamikaze, mAxSpace, Mr-marlen, Nota Bene, Olvicgor и всем другим, кто в ветках: «выбираем измерительный микрофон» и «пред для электретного микрофона» рассказывали о своих изысканиях в данном вопросе, а также проделали колоссальную работу по поиску ценной информации из всевозможных источников и щедро делились ей в своих постах. Именно оттуда взяты все ссылки.

    Первая часть. Суть проблемы.

    Современные электретные микрофонные капсюли можно считать уникальными изделиями по соотношению цена/качество. Благодаря этому микрофоны на их основе вытеснили другие типы микрофонов почти во всех сферах применения.
    Тем не менее, у распространенных моделей капсюлей есть одно «слабое место»: встроенный в них полевой транзистор, работающий по схеме с общим истоком (ОИ), при типовом включении имеет «классическую» квадратичную вольтамперную характеристику (ВАХ), изображенную на рис. 1 .
    Рис.1. Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	2SK3372ВАХ.png 
Просмотров:	1654 
Размер:	13,3 Кб 
ID:	207911

    Естественно, такая квадратичная нелинейность незаметна лишь при небольших уровнях входных сигналов. Однако с увеличением входного напряжения неизбежно происходит рост нелинейных искажений вплоть до недопустимых значений.
    Для электретных микрофонов верхнюю границу акустического динамического диапазона условно принято определять величиной, при которой искажения достигают 0.5% (http://www.sengpielaudio.com/calcula...sferfactor.htm). У распространенных моделей капсюлей она обычно ограничена значением 100 дБ именно из-за квадратичности ВАХ. Тем не менее, это всех устраивает, поскольку в большинстве применений такие искажения вполне допустимы, а уровни в 100 дБ встречаются не часто. Поэтому производители капсюлей не заморачиваются проблемой устранения квадратичной нелинейности, тем более, что она немного нейтрализуется внутренней ООС за счет эффекта Миллера.
    Другое дело - измерение искажений высококачественной акустической аппаратуры, например, колонок, у которых они (искажения) иногда не превосходят нескольких десятых долей процента при создаваемых уровнях акустической мощности более 120 дБ. Значит надо иметь измерительный микрофон, дающий при такой громкости на порядок меньшие искажения, чем сам исследуемый объект. Вот тут-то и становится ясно, что электретный капсюль в стандартном включении для этих целей совершенно непригоден. Не поможет здесь и обычный линейный предусилитель - он не только не способен ослабить искажения капсюля (поскольку снимает с него уже искаженный сигнал), он вообще просто войдет в ограничение. Фирменные измерительные микрофоны для таких задач стоят очень дорого, ограничивая массовость подобных измерений, поэтому очень важно найти дешевое решение. Значит, если мы захотим попробовать использовать электретный капсюль, надо попытаться изменить его электрическую схему включения так, чтобы «выпрямить» или «обойти» квадратичность ВАХ полевика.
    Расчеты и эксперименты показали, что компенсация только лишь квадратичности ВАХ способна уменьшить нелинейные искажения в десятки раз. Это дает значительное увеличение верхней границы динамического диапазона капсюля. Сразу предупрежу: как только удается исключить влияние квадратичности и, тем самым, устранить главный источник искажений, обнаруживается, что существуют и другие источники нелинейности, поэтому желательно искать универсальный способ борьбы с ними.
    За последнее десятилетие было предложено несколько подходов к решению проблемы.

    Рассмотрим сначала решения, не требующие внесения изменений в конструкцию капсюля.

    Первое возможное решение состоит в существенном изменении режима работы полевого транзистора, а именно, понижении напряжения на его стоке до величины 0,2…0,3 В. При таких малых напряжениях, как известно, ток стока транзистора может зависеть относительно напряжения на затворе не квадратично, а линейно. Этот режим позволяет снизить КНИ при акустической мощности 100 дБ с 0,5% до примерно 0,05% (#151 и http://www.ant-audio.co.uk/Theory/Parametric_Rus2.htm). Но теперь уже при мощности 120 дБ искажения все равно увеличиваются до 0,2….0,5% . И, увы, крутизна транзистора в этом режиме намного меньше, что в итоге ухудшает чувствительность схемы.
    Другое решение состоит в замене обычного стокового резистора на элемент, вольтамперная характеристика которого нелинейна таким образом, чтобы компенсировать квадратичную ВАХ полевика. Лучше всего с этим справляется другой полевой транзистор, включенный в сток встроенного полевика (http://www.johncon.com/john/wm61a/ и http://home.comcast.net/~rc1618/WM61A). Причем, второй транзистор не обязательно должен быть идентичен первому! Но, увы, и в этом случае, резкое снижение искажений, получаемое на стандартном уровне мощности в 100 дБ, все равно, отодвигает предельную рабочую границу лишь до 120 дБ.
    Еще одно решение, рассмотренное здесь (#2480 и последующие посты от olvicgor), использует сразу два эффекта. Первый из них: эффект Миллера - это фактически внутренняя отрицательная обратная связь (ООС) транзистора за счет паразитной емкости сток-затвор, которая способствует снижению искажений. Второй эффект - это зависимость крутизны полевика от напряжения на его стоке, способная при удачном выборе режима, компенсировать основную нелинейность в ограниченном диапазоне звуковых мощностей. К тому же этот метод может в некоторой степени устранить не только искажения электрической части микрофона, но и скомпенсировать искажения всей связки мембрана - предусилитель.
    Увы, и в последенем случае границу, при которой искажения вырастают до десятых долей процента, удается отодвинуть лишь к 120 дБ. Это значение можно назвать общей границей для работы внутреннего транзистора в режиме ОИ. Чтобы понять причину этого перейдем от акустических дБ к напряжениям на его затворе. Можно показать расчетами, что при стандартном включении, для типичного встроенного в капсюль полевика, искажения в 0,5% за счет квадратичности достигаются уже при амплитуде входного сигнала, равного 10…20 мВ. Рассмотренные выше схемотехнические решения, компенсируя квадратичность, доводят допустимый уровень до 200…300 мВ при искажениях, составляющих в некоторых случаях менее десятой доли процента. Но при дальнейшем увеличении сигнала, искажения начинают стремительно расти в силу множества факторов уже другой природы. Вот лишь некоторые из них. Во-первых, напряжение отсечки встроенного полевика, как правило, составляет 0,3…0,4 В, и при приближении амплитуды сигнала к этому значению, транзистор попросту начинает закрываться, его ток меняется в разы; во-вторых, при этих уровнях сигнала p-n переход транзистора уже нельзя рассматривать как бесконечное сопротивление - он начинает приоткрываться; в-третьих, при таких больших колебаниях напряжений на затворе относительно истока и стока, существенную роль начинают играть нелинейности паразитных емкостей исток-затвор и сток-затвор. Это особенно сказывается из-за малой емкости источника сигнала (≈ 5 пФ).

    Решения, предполагающие внесение изменений в конструкцию капсюля.

    Из приведенных выше соображений следует, что дальнейшее увеличение диапазона допустимых акустических мощностей требует изменения схемы включения полевика, а, следовательно, внесения изменений в капсюль. К счастью, их изготовители в какой-то степени предусмотрели такую возможность. Капсюль конструктивно выполнен так, что исток транзистора легко отсоединить от корпуса (на TouTubе есть даже видеоролик: Linkwitz Mod of WM-61A Condenser Microphone), и, тем самым, возникает возможность использовать разные схемы включения. Впервые такая «операция» была предложена Линквицем (http://www.linkwitzlab.com/sys_test.htm#Mic). Он перевел транзистор в режим истокового повторителя (рис.2).
    Рис.2.Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	linkwitzlab.gif 
Просмотров:	4214 
Размер:	20,7 Кб 
ID:	207898
    Это стало революцией в направлении расширения допустимых входных напряжений. Данная схема при достаточно большом сопротивлении в истоке обеспечивает следующие преимущества (создающие условия для достижения малого КНИ): даже при значительных входных сигналах токовый режим полевика остается почти неизменным; напряжение затвор-исток почти не меняется (что также минимизирует влияние емкости исток-затвор на работу каскада); максимальное напряжение сигнала уже ограничивается не напряжением отсечки, а напряжением питания. Из недостатков можно выделить отсутствие усиления (что ухудшает пороговую чувствительность) и сохранение влияния паразитной емкости затвор-сток (которое можно уменьшить, повышая напряжение питания на стоке).
    Тем не менее, в различных вариациях, в том числе с заменой истокового резистора на источник тока, данная схема позволила в симуляторе получать искажения в сотые доли процента для входных напряжений около 1В при разумных напряжениях питания.
    Еще один вариант схемы включения транзистора промелькнул на форуме в теме "пред для электретного микрофона" (пост #259, Vlad Zhdanov) и, возможно, его также имел в виду другой участник (тема «выбираем измерительный микрофон», пост #1057, ANEK). К сожалению, этот вариант не был доведен до участников форума в более полной проработке, поэтому не получил развития в обсуждениях. Суть его состоит в том, что встроенный транзистор используется в обычном усилительном режиме, когда сигнал снимается со стока, но в исток тоже добавлен некоторый резистор. Хоть этот резистор уже сам по себе снижает искажения каскада, на него дополнительно подается сигнал ООС с выхода предусилителя. Получается типичный, охваченный ООС, УНЧ, в составе которого полевик капсюля выполняет роль входного каскада. Сначала была мысль продолжить этот путь, доведя его до рабочей схемы. Но потом родилось более простое и, как оказалось по результатам моделирования, более эффективное решение, о котором пойдет речь во второй части.

    Вторая часть. Предлагается схема..

    Итак, стало ясно, что при попытке расширить диапазон входных напряжений встроенного полевика до напряжений порядка одного Вольта и более, необходим отказ от схемы с ОИ и использование, как минимум, истокового повторителя с исполнением процедуры разрезания металлизации на задней контактной площадке капсюля. О замене полевика на принципиально другую электронику путем вскрытия капсюля речи не идет - слишком деликатная процедура, чтобы рекомендовать ее для массового повторения.
    Второе, что стало ясно - это необходимость вообще постараться заставить полевик работать так, чтобы все его режимы почти не менялись даже при больших напряжениях сигнала. Тогда, можно ожидать, что и все факторы, приводящие к нелинейностям, одновременно будут минимизированы.
    Один из возможных вариантов схемы, в которой реализованы эти принципы, представлен на рис.3.
    Рис.3.Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	ПУ semimat.png 
Просмотров:	6113 
Размер:	12,2 Кб 
ID:	207899
    Рассмотрим, как в этой схеме реализованы методы стабилизации режимов…
    В первую очередь надо стабилизировать ток полевика. Проще всего это делать истоковым повторителем. Однако обычный резистор в цепи истока должен быть очень большим (более 100 кОм), чтобы рассчитывать на максимальное снижение искажений. Но тогда при типичном токе полевика 0,2…0,4 мА потребуется напряжение питания до 40 Вольт и более. К тому же, схема будет иметь низкую температурную стабильность, поскольку у полевика температурный коэффициент тока составляет примерно 2 мкА/C° (см. температурную зависимость на рис. 1 ). В связи с этим, вместо резистора в цепи истока использована несложная схема на транзисторе Q2, дающая по постоянному току и на частотах ниже 0,25 Гц дифференциальное сопротивление менее 10 кОм, а на частотах выше 20 Гц, наоборот - более 250 кОм. Кроме того, резистор R4 подобран так, что температурный коэффициент тока схемы равен 2 мкА/C°. Таким образом, если конкретный экземпляр полевика будет действительно обладать указанным температурным коэффициентом тока, то каскад окажется стабилизирован в диапазоне температур ‑25...+75 C°.
    Это схемотехническое решение также практически полностью исключает влияние паразитной емкости затвор-исток одновременно и на работу схемы, и на входную емкость каскада, поскольку напряжение на истоке полностью повторяет напряжение на затворе.
    Осталось придумать схемное решение, чтобы и напряжение на стоке повторяло напряжение на затворе: тогда транзистор будет всегда находиться примерно в одном режиме. Для этого можно всего лишь немного изменить типичную цепочку R1-C2-R5 отрицательной обратной связи операционника (с привычной R-R-C на R-C-R) и замкнуть её не на землю, как обычно, а на плюс питания. Теперь, если сток полевика подключить к резистору R1 (в точку b), то задача оказывается решенной. Вот и вся схема… Настраивается она одним резистором R2 так, чтобы напряжение на выходе операционника (точка d) было примерно равно половине питания. Напряжения в точках a и c также автоматически станут равными этому значению.
    Согласующая цепочка R6‑C3‑R7 служит для отсекания постоянной составляющей с выхода операционника и снижения громкости щелчка при «горячем» подключении преда ко входу последующего усилителя, а также для уменьшения влияния емкостной нагрузки в виде длинного выходного соединительного кабеля на работу операционника.

    Чтобы проиллюстрировать способность данной схемы работать с большими уровнями входных сигналов, на рис. 4а представлен ее вариант с двуполярным питанием, где операционник использует +/- 15 В (чтобы не было ограничения по выходу), а основной каскад питается лишь от +/- 6 В. Как видно из моделирования, при амплитуде входного сигнала в 6 В искажения составляют 0,002%. Если же не предвидится таких больших входных сигналов, полное питание этого каскада можно снизить вообще до 6 В.
    Рис.4. а)Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	макс сигн схема.png 
Просмотров:	3929 
Размер:	15,1 Кб 
ID:	207900 б)Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	макс сигн АЧХ.png 
Просмотров:	1357 
Размер:	4,7 Кб 
ID:	207901 в)Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	макс сигн КНИ.png 
Просмотров:	1256 
Размер:	3,8 Кб 
ID:	207902
    На рисунках 3 и 4 были представлены самые простые варианты схемы для знакомства с принципом ее работы и возможностями. На практике еще надо позаботиться о том, чтобы пульсации и шумы источника питания не попали на инвертирующий вход операционника через цепь R1-C2, а затем на его выход. Поэтому в рабочем варианте схемы надо поставить фильтрующую цепочку R8‑C4 (или две), как показано на рис. 5а).
    Рис.5. а)Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	питание 12В схема.png 
Просмотров:	5081 
Размер:	16,0 Кб 
ID:	207904 б)Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	питание 12В АЧХ.png 
Просмотров:	1452 
Размер:	4,7 Кб 
ID:	207905 в)Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	питание 12В КНИ.png 
Просмотров:	1134 
Размер:	3,9 Кб 
ID:	207906
    Также, если операционник в силу своих особенностей дает подъем АЧХ на своих предельных частотах, может быть полезной корректирующая емкость Cк. Как видно из рис. 4б, там имеется небольшой подъем АЧХ на 6 МГц, а в схеме на рис. 5б его уже нет благодаря этой емкости.
    Чтобы другие могли самостоятельно повторить симулирование, я привожу используемую модель полевика (рис. 6). Естественно, могут вызвать вопросы значения некоторых параметров. Я принял их такими на основе анализа разных моделей, использовавшихся участниками форума, усреднив и округлив их (ведь это лишь типовые значения, которые меняются от экземпляра к экземпляру). Некоторые спорные значения, которые приводили к противоречивым результатам (например, не давали правильной величины реального тока транзистора), я заменил на значения по умолчанию для симулятора «Multisim 12» или старался подобрать их так, чтобы такие стандартные характеристики, как напряжение отсечки, начальный ток и удельная крутизна остались соответствовать реальности, определяемой формой графика на рис. 1. Ваше право изменить их.
    Рис.6.Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	спайс.png 
Просмотров:	1344 
Размер:	13,8 Кб 
ID:	207907
    В заключение сделаю несколько итоговых замечаний по представленному материалу.
    1. Предолженная схема преда нужна для работы с большими уровнями звуковых мощностей, которые используются в некоторых акустических измерениях. Пороговая чувствительность у неё несколько хуже, чем у обычных схем предусилителей, поскольку внутренний полевой транзистор используется в режиме истокового повторителя, а не как усилитель напряжения. Поэтому, чем более малошумящий ОУ вы используете, тем шумы будут меньше. Я рекомендую ОУ с биполярными транзисторами на входе, схема это допускает, а шумы напряжения у них меньше. Надо только, чтобы токовые входные шумы не превосходили 2…3 пА/√Гц. Например, AD8671, он очень дешевый и имеет шумы напряжения 2,8 нВ/√Гц, в этом случае ухудшения по шумах практически не произойдет. Моделирование на нем (как видно из рисунков) дает отличные результаты.
    2. Пред не устраняет искажения, возникающие из-за акусто-механических нелинейностей мембраны капсюля. Я рассчитываю, лишь на минимизацию электрических искажений до уровня, когда они становятся пренебрежимо малы по сравнению с мембранными, что позволит подойти к вопросу изучения этих искажений.
    3. Лучше всего использовать данную схему совместно с капсюлем WM-61. У него маленький диаметр, благодаря чему он обладает широким частотным диапазоном и одновременно уже сам по себе допускает повышенные входные уровни акустической мощности по сравнению с капсюлями большего диаметра.
    4. Снова повторю: чтобы исключить проникновение пульсаций источника питания надо хорошо зафильтровать напряжение в точке подключения R1 к источнику. Питание операционника этого не требует.
    5. При симулировании схемы с вариацией параметров в очень широких пределах иногда может наблюдаться интересный эффект - небольшой подъем АЧХ на частоте около 1 Гц. Он легко устраняется изменением номиналов любого из конденсаторов С1 в пределах 10…20 мкФ или С2 в пределах 50….100 мкФ. Или снижением емкости C3 так, чтобы частоты ниже 10…20 Гц не проходили на выход.
    6. Верхняя граница рабочих частот схемы в моделировании определяется частотными свойствами операционника. Для современных ОУ она намного шире звукового диапазона. Это может быть недостатком с точки зрения увеличения шумов, если используемая система оцифровки сигнала не имеет хорошего фильтра, отрезающего шумы выше половины частоты дискретизации. И на нормальном осциллографе, конечно, это визуально увеличит шумовую дорожку. Тогда можно дополнить схему еще одним каскадом-фильтром.
    7. Лучше всего иметь усиление схемы 6 дБ (при R5=2кОм) или 10 дБ (при R5=4,3кОм). Вряд ли мембрана сможет реально выдать напряжения, которые приводились в моделировании. Поэтому на практике даже с таким усилением выходной сигнал будет не больше 5 Вольт амплитуды. Если операционник запитать напряжением 15 Вольт (или +/- 9…12 В при двуполярном питании), то он без проблем выдаст такой сигнал в нагрузку. Зато это позволит использовать меньшее усиление в звуковой карте и, тем самым, уменьшить ее собственную шумовую дорожку. Использование коэффициента усиления, равного единице (при R5=0), снижает требования по борьбе с пульсациями питания, но в симуляторе несколько увеличивает искажения на больших уровнях. В этом случае надо также внимательно смотреть, допускает ли ваш операционник работу на нагрузку 2 кОм. Если нет, то R1 надо будет соответственно увеличивать.

    Прямо признаюсь, я не проверял эту схему даже в макете, а только моделировал в Мультисиме-12. При моделировании схема оказалась удивительно устойчива к изменению номиналов деталей, параметров модели полевика и операционника. Проверить полученные результаты в «железе» у меня нет ни возможности, ни времени (я не связан с акустикой, мне просто интересно было «решить задачку»). Но как же после этих трудов все-таки хочется сравнить теорию с реальностью! Поэтому я очень заинтересован, если бы кто‑то это воплотил в жизнь.

    В общем, друзья, все кто хочет и может поэкспериментировать со схемой, пожалуйста, расскажите, как она у вас заработала, на каких операционниках, какие были проблемы. В случае успеха будет здорово, если вы поделитесь с другими конструкцией и разводкой платы. Обратите внимание, как она будет работать на длинный кабель с большой емкостью. Ведь не все операционники способны устойчиво работать на емкостную нагрузку. В этом случае может понадобиться еще буферный каскад. Может также оказаться, что в реальности существуют неожиданные проблемы, и вы придумаете, как усовершенствовать схему, чтобы устранить их.

    P.S. Пока писались последние строки и проходило финальное обсуждение идеи обратной связи по стоку, появились посты, где люди стали делиться своими практическими наработками именно в этом вопросе. Даю ссылку уже на опробованное решение #2696 . Радует, что процесс пошел!
    Последний раз редактировалось semimat; 22.04.2014 в 00:05. Причина: опечатка

  2. Завсегдатай Аватар для Fenyx
    Регистрация
    21.12.2004
    Адрес
    г.Саратов
    Возраст
    42
    Сообщений
    1.977

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Но ведь и температура, и давление воздуха, и "возраст" электретного микрофона влияют не только на искажения капсюля, но и на его чувствительность и АЧХ. Мы же с этим миримся.
    Тут вот какая неприятная загвоздка.. Если чувствительность микрофона упадет на 2-3 дБ за 5 лет, то это не скажется никаким практическим образом на качестве его работы. Кому надо абсолютные величины давления мерить, раз в год сносит на поверку и всё. АЧХ там сколь-нибудь заметно не меняется. Ну, может на краях диапазона какие-то крохи уплывут, но они погоды не делают. А вот с компенсатором всё по другому. Еще когда вы с т. практиком (сори ну очень длинный ник) обсуждали его "самую лучшую на сегодня" схему, сами отмечали что с термостабильностью ситуация не прояснена. А я ведь ждал, что вы промоделируете хотя бы поведение схемы в разных температурах. Если оно такое же хм.. никакое как и у других встречавшихся сырых схем, то ценность компенсатора будет помножена на нуль, т.к. работать она будет только в термостате, в каждое десятое полнолуние на вершине горы фудзияма после десятикратного молебна всем богам и то не факт. А это не просто +- пара децибел чувствительности - может гармоники будут в 2 раза больше чем без компенсатора. Да еще, кажется, проблема возможного подвозбуда была.. Я ведь хотел её собрать на тестирование, но зачем собирать сырую схему, которая априори не отлажена по стабильности? Думал когда будет "допиленный" по этим параметрам вариант - можно уже и в железе опробовать, да вы её забросили и перешли на обсуждение rf микрофонов.
    Делай хорошо, а хреново и само получится!

  3. Завсегдатай Аватар для теоретизирующий практик
    Регистрация
    03.07.2011
    Адрес
    Ставропольский край
    Сообщений
    2.021

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от Fenyx Посмотреть сообщение
    . работать она будет только в термостате
    Заставили - таки ещё раз пересмотреть термостабильность "распрямителя .

    Т.к. не симулирую на ПК, пришлось просимулировать на бумажке. И выяснилось, что с точки зрения термостабильности компенсации необходимо поддерживать термостабильность рабочего тока через основной нелиненый элемент - через ПТ.
    При этом, с увеличением температуры ПТ, с одной стороны возрастает напряжение отсечки, а с другой стороны снижается крутизна. Если источник исходного сигнала является ИТУНом, а в упрощённых схемах компенсаторов это почти соблюдается, то при стабилизации среднего тока ПТ "девиация напряжения" на ПТ увеличится (крутизна с повышением температуры снижается). Но одновременно увеличивается и напряжение отсечки (считая от рабочей точки).
    Таким образом при увеличении температуры компенсация не изменится, но коэффициент передачи "распрямляющей части" увеличится. Увеличится незначительно, пропорционально температурному изменению крутизны. Незначительно в смысле если эксплуатировать не в критическом диапазоне от -50 до +150град., а при комнатной температуре, % на несколько. По понятиям такое изменение чувствительности микрофона должно мало кого волновать.

    Цитата Сообщение от Fenyx Посмотреть сообщение
    Да еще, кажется, проблема возможного подвозбуда была..
    Проблемы не было, была неравномерность АЧХ в инфранизком диапазоне. Я потом выложил схему без конденсаторов в цепи сигнала, но она осталась незамеченной. (#149)

    Получилось со стабилизацией тока и с термонезависимой компенсацией 2й гармоники примерно так. Сам предусилитель до 1,4в не показан. R1- регулировка компенсации, R4- выставление напряжения на выходе около 0 - (-50мВ). Сперва выставляется R4, затем R1. После компенсатора - желателен буфер.
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Компенсатор2Г.jpg 
Просмотров:	161 
Размер:	64,0 Кб 
ID:	239144  
    Последний раз редактировалось теоретизирующий практик; 09.06.2015 в 19:26.
    Анатолий

  4. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    748

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от Fenyx Посмотреть сообщение
    Тут вот какая неприятная загвоздка.. Если чувствительность микрофона упадет на 2-3 дБ за 5 лет, то это не скажется никаким практическим образом на качестве его работы. Кому надо абсолютные величины давления мерить, раз в год сносит на поверку и всё. АЧХ там сколь-нибудь заметно не меняется. Ну, может на краях диапазона какие-то крохи уплывут, но они погоды не делают. А вот с компенсатором всё по другому. Еще когда вы с т. практиком (сори ну очень длинный ник) обсуждали его "самую лучшую на сегодня" схему, сами отмечали что с термостабильностью ситуация не прояснена. А я ведь ждал, что вы промоделируете хотя бы поведение схемы в разных температурах. Если оно такое же хм.. никакое как и у других встречавшихся сырых схем, то ценность компенсатора будет помножена на нуль, т.к. работать она будет только в термостате, в каждое десятое полнолуние на вершине горы фудзияма после десятикратного молебна всем богам и то не факт. А это не просто +- пара децибел чувствительности - может гармоники будут в 2 раза больше чем без компенсатора. Да еще, кажется, проблема возможного подвозбуда была.. Я ведь хотел её собрать на тестирование, но зачем собирать сырую схему, которая априори не отлажена по стабильности? Думал когда будет "допиленный" по этим параметрам вариант - можно уже и в железе опробовать, да вы её забросили и перешли на обсуждение rf микрофонов.
    Очень выразительный пост, который надо “разобрать на цитаты”…

    вы с т. практиком (сори ну очень длинный ник)

    Мне кажется, что этот “пассаж” длиннее, чем “теоретизирующий практик”. Зачем такое писать? Кстати, у него есть имя Анатолий, оно ещё короче, и он им подписывает посты. В этом случае приличней обращаться не по нику, а по имени.

    его "самую лучшую на сегодня" схему

    Такого ни кто не говорил про эту схему. Было лишь сказано “..лучшие результаты по такой компенсации..” – и это совсем не означает “самую лучшую на сегодня схему”. Наоборот, было подчеркнуто в предыдущих постах, что лучшей схемой будет не та, которая дает нулевые искажения, а та, которая при не самом высоком подавлении искажений будет обладать другими преимуществами – простотой, повторяемостью, дешевизной и пр. Вполне достаточно иметь подавление исходных искажений лишь примерно в 10 раз, и по искажениям мы выйдем на уровень дорогих измерительных микрофонов. Так что лучшая схема еще не представлена… Я предлагаю подключиться к решению проблемы и что-то новое предложить. К сожалению, вместо этого мы читаем:

    А я ведь ждал, что вы промоделируете хотя бы поведение схемы в разных температурах…. Я ведь хотел её собрать на тестирование, но зачем собирать сырую схему, которая априори не отлажена по стабильности? Думал когда будет "допиленный" по этим параметрам вариант - можно уже и в железе опробовать…

    А я думал, что человек, который создал свою тему и имеет под две тысячи постов по разным вопросам, будет со своим опытом участвовать в решении этой задачи и предложит что-то “от себя” – либо расчет температурной стабильности, либо профессиональное тестирование, либо вообще свою схему, либо еще что-то, требующее квалификации. А получилось, что “матерый” форумчанин сидит и ждет решений от других… и критикует. Причем критика без подкрепления ссылками на конкретные публикации, измерения, теоретические расчеты. Все взято с потолка, или "с вершины горы Фудзияма после десятикратного молебена".
    Сейчас мы пока только идем по пути к “лучшей схеме”, и путь еще не пройден. Он состоит не только в получении минимальных искажений, но и в простоте схемы, её дешевизне, удобстве настройки, стабильности, не сильного ухудшения по шумам и т.д. Да плюс еще и нужно общее понимание, как правильно измерять малые искажения. Все эти вопросы в комплексе сейчас поднимаются и решаются. В том числе и вопрос о ВЧ-накачке. Я был пессимистичен в этом вопросе. Но увидел участников, готовых практически опробовать схемы на этом принципе. Для меня они дороже неконструктивных критиков, поскольку ребята движутся к цели. Словом, “дорогу осилит идущий”. От себя добавлю: еще лучше, если он идет не один.

    Если чувствительность микрофона упадет на 2-3 дБ за 5 лет, то это не скажется никаким практическим образом на качестве его работы. АЧХ там сколь-нибудь заметно не меняется. Ну, может на краях диапазона какие-то крохи уплывут, но они погоды не делают.

    Эти утверждения для дешевых электретных капсюлей кто-то проверял экспериментально, или кто-то выкладывал ссылки на результаты подобных исследований? Я за то, чтобы каждое утверждение подкреплялось расчетами или ссылками. Тогда пост становится содержательным. Буду рад, если ты найдешь ссылки на измерения температурных зависимостей АЧХ для микрофона WM61, где будет показано её температурное постоянство или непостоянство.

    Кому надо абсолютные величины давления мерить, раз в год сносит на поверку и всё.

    Мы тут стараемся создать дешевый народный измерительный микрофон, поскольку не всем по карману дорогая измерительная техника. А оказывается, можно просто раз в год отдать свой самодельный микрофон на поверку. Думаю, что некоторым для этого придется ехать в другой город и там с недельку пожить в гостинице, пока смогут договориться о поверке всякой самодельщины за немалые деньги. Тогда уж наверное дешевле заказать дорогой измерительный микрофон. Но мы же сознательно идем здесь другим путем. В том числе соглашаемся на неабсолютную точность наших измерений. И не поверяем АЧХ каждый год и не измеряем её зависимость от температуры, условно полагая, что эта ошибка нас не пугает. А вот искажения микрофона как раз-то и можно оценивать и компенсировать в домашних условиях регулярно с достаточной точностью, не обращаясь к поверочным организациям. И даже делать это каждый раз непосредственно перед применением микрофона, как это имеет место в ряде современных приборов, у которых калибровка выполняется при каждом включении. Тогда вопрос температурного диапазона не встает. Да и ввести в схему термокомпенсацию для диапазона +– 10 С с помощью рублевого терморезистора - не проблема. Температурный коэффициент искажений определяется множеством факторов, его трудно корректно отмоделировать, но проще измерить экспериментально для конкретной схемы. И для неё же после этого подобрать компенсирующий терморезистор.
    Поэтому сейчас температурный вопрос не главный. Сейчас мы занимаемся вопросом создания простой, доступной методики измерения искажений. В частности, Malinovsky D предложил интересный вариант. Maxim_Sed и zeonmaster работают над своей установкой для измерения искажений. Анатолий приобрел сирену и, надеюсь, получит хороший результат. Я считаю, что его вариант (только с использованием не одной, а двух сирен) позволит создать малогабаритную дешевую установку для быстрой абсолютной калибровки микрофонов и измерения их искажений в домашних условиях. Словом, процесс идет, люди работают и что-то конструктивное предлагают. Благодаря их конструктивной позиции можно надеяться, что “количество перейдет в качество” и мы придем к достойным результатам.

    ---------- Сообщение добавлено 04.34 ---------- Предыдущее сообщение было 04.02 ----------

    Цитата Сообщение от теоретизирующий практик Посмотреть сообщение
    Проблемы не было, была неравномерность АЧХ в инфранизком диапазоне. Я потом выложил схему без конденсаторов в цепи сигнала, но она осталась незамеченной. (#149)...
    Получилось со стабилизацией тока и с термонезависимой компенсацией 2й гармоники примерно так. Сам предусилитель до 1,4в не показан. R1- регулировка компенсации, R4- выставление напряжения на выходе около 0 - (-50мВ). Сперва выставляется R4, затем R1. После компенсатора - желателен буфер.
    Анатолий, я отмоделиовал эту схему. Результат по компенсации снова великолепный. Правда, сигнал на выходе очень слабенький. Схема при том полевике, который я использовал вместо КП103, ослабляет входной сигнал в 100 раз. Выходные шумы капсюля в диапазоне частот 2....10 кГц составляют примерно 30....40 нВ/Гц0.5 (к сожалению, точного значения все-таки я не знаю). Это значит, что на выходе компенсатора они будут 0.3...0.4 нВ/Гц0.5 . Собственные выходные шумы компенсатора можно оценить величиной 3 нВ/Гц0.5 (из выходного сопротивления истока). Получается потеря по шумам почти 20 дБ, и не спасет даже последующий малошумящий усилитель.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема Анатолия 5.png 
Просмотров:	562 
Размер:	9,4 Кб 
ID:	239219

    Анатолий, пожалуйста, не останавливайся на работе с сиреной. Мне кажется, что с ней можно получить хорошие результаты. Правда, я остаюсь приверженцем двухчастотнго метода, поэтому мне видится использование двух сирен, у которых трубки "бьют" в одну точку, где расположен микрофон. Тогда можно создать большое звуковое давление, и в то же время в помещении не будет стоять "адский" свист. Да и габариты установки получатся маленькими.
    Последний раз редактировалось semimat; 11.06.2015 в 15:18.

  5. Завсегдатай Аватар для теоретизирующий практик
    Регистрация
    03.07.2011
    Адрес
    Ставропольский край
    Сообщений
    2.021

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Выходные шумы капсюля в диапазоне частот 2....10 кГц составляют примерно 30....40 нВ/Гц0.5 (к сожалению, точного значения все-таки я не знаю). Это значит, что на выходе компенсатора они будут 0.3...0.4 нВ/Гц0.5 . Собственные выходные шумы компенсатора можно оценить величиной 3 нВ/Гц0.5 (из выходного сопротивления истока). Получается потеря по шумам почти 20 дБ, и не спасет даже последующий малошумящий усилитель.
    По моему надо просто оценить отношение сигнал/шум на выходе компенсатора в реальных условиях измерения большого давления.
    При шумах компенсатора 3нВ/Гц^0,5 и полосе 10 кГц, имеем эфф. напряжение собственных шумов 300нВ, или 0,3мкВ, или 0,0003мВ. Если сигнал при этом на выходе составляет 10мВ, имеем отношение сигнал - шум чисто компенсатора - более 30000, или 90 дб. Если используем микрофон для спектроанализатора, который, по понятиям, обрабатывает, выделяет и накапливает узкополосные сигналы, то реальное разрешение спектроанализатора будет значительно выше.

    semimat, в этой схеме должна наблюдаться независимость в разумных пределах оптимума подавления (без подстройки подгоночных сопротивлений) 2й гармоники при изменении крутизны и напряжения отсечки ПТ. Важно только, чтобы при настроенном с помощью R5 рабочим током ПТ напряжение З-И не заходило в отпираемую область. При изменении крутизны и при стабилизации рабочего тока - должен меняться только коэффициент передачи.
    Это свойство гарантирует неизменность настройки компенсатора с изменением температуры.
    Естественно, температурные изменения чувствительности микрофона (если они на самом деле имеются) будут вносить ошибку компенсации, пропорциональную изменению чувствительности.
    Последний раз редактировалось теоретизирующий практик; 11.06.2015 в 18:34.
    Анатолий

  6. Частый гость Аватар для Dzymytch
    Регистрация
    01.01.2006
    Адрес
    Вильнюс
    Возраст
    36
    Сообщений
    423

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Понадобилась парочка микрофонов Мonacor mce-4000, может кто-нить еще желает приобрести ?

    https://www.studiospares.com/Microph...ule_256320.htm

    заказ отсюда (плюс доставка по Англии около 3 фунтов за все штуки). И уже с Литвы в Россию выходит относительно недорого:
    от
    http://www.post.lt/en/help/price-cal.../index/letters

    (красный- мсе-2000, зелёный-4000)
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	8d91e258c944065affff80f5fffffff9.JPG 
Просмотров:	490 
Размер:	37,5 Кб 
ID:	239499

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	mikrofony_charka.png 
Просмотров:	383 
Размер:	23,1 Кб 
ID:	239500
    Последний раз редактировалось Dzymytch; 14.06.2015 в 18:25.
    Понимание некоторых тенденций не освобождает от знания многих фактов

  7. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    748

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Анатолий, хорошо, что ты напомнил про тот вариант схемы (#149) и даже доработал его (#482). Интересными для меня оказались две вещи.
    Первое - это то, что в результате компенсации не образовалась третья гармоника. То есть, реализовалась настоящая обратная функция, и при этом без всякого заведения квадратичной нелинейности в ОС! Благодаря этому схема очень упростилась и стала гарантированно невозбуждаемой, а также в ней не может возникнуть динамических искажений, какие случаются в схемах с глубокими ОС.
    Второе - это то, что схема действительно термокомпенсирована. Я сначала в это не поверил, но посидел с расчетами и убедился в правильности твоего вывода. Я даже получил формулу для расчета коэффициента компенсируемой второй гармоники К2 через ток полевика I, резистор R1 и амплитуду входного сигнала Uамп для схемы из ( #483). Она оказалась очень простой: К2=Uамп/(8*R1*I). Для приведенного выше результата моделирования, когда Uамп=1.58В, I=0.002 А, R1=30000*0.804 Ом получаем: K2=1.58/(8*30000*0.804*0.002)=0.0041=0.41%. Это как раз то значение К2, которое есть во входном сигнале, и которое в результате обнуляется. Поразительно, что в формуле вообще нет параметров полевика (конечно, при её выводе был отброшен очень малый член, который, в свою очередь, очень мало зависит от температуры)! Так что эта схема уже достаточно хороша - она проста, нетребовательна к выбору полевика и сама по себе термостабилизирована.
    Остались три условно слабых места.
    Первое - это то, о чем я сказал ранее - схема повышает уровень шумов. Но это не принципиально, поскольку её можно подключать только во время работы с большими уровнями сигналов, когда повышенные шумы не ограничивают измерения.
    Второе - это то, что она требует последующего малошумящего усилителя с Ку порядка 40 дБ, чтобы без потерь вписать выходной сигнал в динамический диапазон входа звуковой карты. То есть, реально полная схема получается сложнее.
    Третье - это то, что хоть сама по себе схема термокомпенсирована, она очень чувствительна к напряжению питания. Так что для неё нужен термостабильный источник питания.
    Еще я боюсь, что искажения мембраны капсюля окажутся термозависимыми. Причина этого может быть в том факторе, который мы с тобой когда-то обсуждали и оценивали. А именно, в отличие от фирменных микрофонов с металлической мембраной, у дешевого электретного капсюля мембрана полимерная. Её механичеcкие свойства могут сильно зависеть от температуры. Это значит, что от температуры будет зависеть её статический прогиб, определяемый электростатическим притяжением к заднему электроду и упругими свойствами, определяющими натяжение. А изменение статического прогиба приведет к изменению её емкости и, соответственно, к изменению величины емкостных искажений.
    Вот поэтому я пока и не старался заботиться о термокомпенсации разрабатываемых схем. Надо сначала оценить термозависимость искажений самой мембраны. А уж дальше думать, что делать. Я почти уверен, что надо будет все равно вводить в схему элемент настраиваемой термокоррекции для устранения сразу всех возможных факторов, влияющих на температурный уход компенсации. Самое "приятное", что место введения термокоррекции может быть совершенно разным. В частности, в твоей схеме я бы сделал термокомпенсацию по напряжению питания, поскольку компенсация (и это показывает моделирование) может осуществляться с одинаковым успехом как резистором R1, так и током полевика I, который в твоей схеме напрямую определяется напряжением питания. Соответственно, достаточно будет просто сделать блок питания с регулируемым температурным коэффициентом напряжения. Это очень простая задача. И вот тут возникает мысль - а нужна ли высокая собственная термостабильнось схемы компенсации, если все равно будет предусмотрена настройка термокоррекции, которая разом устранит все возможные температурные дрейфы. Нет, конечно же собственная термостабильность никогда не помешает, и надо к ней стремиться. Но это не категорическое требование. Вот поэтому я решил воспользоваться твоей последней схемой и упростить её, чтобы избавиться от двуполярного питания и токозадающих биполярных транзисторов. И получилось вот что:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема Анатолия 5 упрощ.png 
Просмотров:	543 
Размер:	8,6 Кб 
ID:	239532
    В принципе, у полевика есть термостабильная точка, и можно его ток изначально выставить именно таким. Тогда и в этой схеме тоже будет неплохая собственная термостабильность. Но все равно лучше осуществить отдельную терморегулировку по напряжению питания. Словом, твоими конструктивными инициативами мы сделали новые важные шаги в направлении к лучшей схеме.
    Когда год назад мы пришли к схеме преда с почти нулевыми собственными искажениями, то осознали и оценили роль и вклад мембранных искажений капсюля. Для этого "потребовался" отличный экспериментатор olvicgor, который надолго вперед дал нам пищу для последующих исследований вопроса компенсации мембанных искажений. Вот сейчас ты создал термокомпенсированный компенсатор (каламбур получился). Его использование позволит измерить зависимость мембранных искажений от температуры. Но увы, нового olvicgor*a для этих измерений пока нет.

  8. Частый гость Аватар для Maxim_Sed
    Регистрация
    30.01.2009
    Адрес
    Северодонецк, Украина
    Сообщений
    428

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Dzymytch, на днях разломал гарнитуру от мобилы нокия: внутри стоял очень качественный мик по размерам 1:1 как вм61.
    Последний раз редактировалось Maxim_Sed; 15.06.2015 в 08:23.

  9. Новичок Аватар для azz74
    Регистрация
    17.09.2013
    Адрес
    Долина яблонь
    Возраст
    47
    Сообщений
    91

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от Maxim_Sed Посмотреть сообщение
    Dzymytch, на днях разломал гарнитуру от мобилы нокия: внутри стоял очень качественный мик по размерам 1:1 как вм61.
    Вот только частотный диапазон у таких микрофонов обычно 50Гц-12кГц.

  10. Частый гость Аватар для Maxim_Sed
    Регистрация
    30.01.2009
    Адрес
    Северодонецк, Украина
    Сообщений
    428

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    azz74, мик будет откалиброван
    так что если что-то не то с АЧХ, всё станет видно ;)

  11. Завсегдатай Аватар для теоретизирующий практик
    Регистрация
    03.07.2011
    Адрес
    Ставропольский край
    Сообщений
    2.021

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Остались три условно слабых места.
    Первое - это то, о чем я сказал ранее - схема повышает уровень шумов.
    Как-то не приходилось практически сталкиваться с шумами микрофонов, а копать в этой теме - долго. semimat, если не сложно, какое примерно абсолютное напряжение шумов "микрофона с предусилителем" при принятом в "проекте" максимальном давлении, и при полезном сигнале (п-п 3,16В)? Ты пишешь про шумы капсюля 30-40 нВ/Гц^0,5 наверное подразумевая их величину уже на выходе предусилителя? Непонятно.

    При такой схеме компенсатора - единственным путём несколько снизить вносимый шум компенсатора - повышение мощности сигнала, потребляемого ПТ. Например поставить ПТ с крутизной в 10 раз бОльшей (или включить параллельно 10 транзисторов), и в 10 раз снизить номиналы R1 и R2. Уменьшение шума собственно компенсатора будет в районе 10 дБ, или немного меньше, с учётов шумов выходного "нормирующего" усилителя.

    Можно увеличить коэффициент передачи делителя R1 + ПТ. (ПТ с бОльшим напряжением отсечки). Но при этом передаточная характеристика компенсатора будет больше отклоняться от идеальной. Идеальная, это когда и источник сигнала и источник смещения - ИТУНы. Интересно чисто практически, при каком шунтировании ПТ начнёт проявляться третья гармоника. Хотя бы до 0,001%. Можно прикинуть в симуляторе по последней схеме, зашунтировав выход резистором и перепроверив оптимум настройки.. Могут всплыть очень полезные практические тонкости.

    Кстати, для моделирования ты применил какой - то транзистор с очень малым напряжением отсечки и с большой крутизной. С простыми КП103, а тем более КП102 коэффициент передачи будет заметно больше, а коэффициент шума возможно меньше.


    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    хоть сама по себе схема термокомпенсирована, она очень чувствительна к напряжению питания. Так что для неё нужен термостабильный источник питания.
    Это, по моему, не так критично. Наверное имеются достойные микросхемные стабилизаторы. Всё равно стабилизатор надо ставить.


    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Еще я боюсь, что искажения мембраны капсюля окажутся термозависимыми. Причина этого может быть в том факторе, который мы с тобой когда-то обсуждали и оценивали. А именно, в отличие от фирменных микрофонов с металлической мембраной, у дешевого электретного капсюля мембрана полимерная. Её механичеcкие свойства могут сильно зависеть от температуры. Это значит, что от температуры будет зависеть её статический прогиб, определяемый электростатическим притяжением к заднему электроду и упругими свойствами, определяющими натяжение. А изменение статического прогиба приведет к изменению её емкости и, соответственно, к изменению величины емкостных искажений.
    Возможно, но не обязательно, надо практически....

    Кроме того про капсюль повторюсь. Возможно, но необязательно, может выявится термозависимость напряжения поляризации электрета, что приведёт к изменению чувствительности, и соответственно к разбалансировке компенсатора. Опять практически...
    Последний раз редактировалось теоретизирующий практик; 15.06.2015 в 22:04.
    Анатолий

  12. Частый гость Аватар для Dzymytch
    Регистрация
    01.01.2006
    Адрес
    Вильнюс
    Возраст
    36
    Сообщений
    423

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Maxim_Sed,
    собственно, сам вопрос измерительных микрофонов свободного поля для себя решил уже давно. Мне электреты нужны немного для других целей, потому не наберешься телефонов разбирать .
    Понимание некоторых тенденций не освобождает от знания многих фактов

  13. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    748

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от теоретизирующий практик Посмотреть сообщение
    Как-то не приходилось практически сталкиваться с шумами микрофонов, а копать в этой теме - долго. semimat, если не сложно, какое примерно абсолютное напряжение шумов "микрофона с предусилителем" при принятом в "проекте" максимальном давлении, и при полезном сигнале (п-п 3,16В)? Ты пишешь про шумы капсюля 30-40 нВ/Гц^0,5 наверное подразумевая их величину уже на выходе предусилителя? Непонятно.
    Мне не удалось подтолкнуть участников к серьезному обсуждению шумов. Так что здесь и в ветке "выбираем измерительный микрофон" этот вопрос фактически не исследовался. Самые грамотные измерения шумов полевика из капсюля сделал участник begemot61. Он выложил их на другом сайте. Я дал ссылку на них и сделал оттуда "выжимку" в посте #391 . Но сейчас у меня серьезные сомнения в полученных абсолютных величинах, хотя методически все сделано отлично. Сегодня у меня нет времени изложить свои "стартовые взгляды" на вопрос источников и величин шумов электретного капсюля, есть только сомнения, о которых я говорил в постах #410 и #411 , но в ближайшее время я постараюсь представить свои теоретические расчеты, чтобы еще раз подтолкнуть эксприментаторов к измерениям. Мне только нужно знать аналитическое выражение функции А-взвешенной коррекции. Я где-то видел её, но сейчас не могу найти, где это было. Мне она нужна для программного расчета А-взвешенного шума полевика. Если ты где-то её видел - подскажи.

    Цитата Сообщение от теоретизирующий практик Посмотреть сообщение
    Возможно, но не обязательно, надо практически....
    Кроме того про капсюль повторюсь. Возможно, но необязательно, может выявится термозависимость напряжения поляризации электрета, что приведёт к изменению чувствительности, и соответственно к разбалансировке компенсатора. Опять практически...
    И это тоже возможная причина возможной термозависимости искажений капсюля. Я вообще считаю, что разных причин для "уплывания" компенсации много. Их всех невозможно грамотно учесть и промоделировать. Поэтому и уповаю только на эксперимент. Без него задача "на кончике пера", сразу сделать идеальную схему, трудно осуществима. Может поэтому я излишне резко и болезненно отреагировал на пост Fenyx*a - сейчас очень нужны те, кто реально примет участие в теме со своим опытом экспериментальных исследований. Трудностей много, мы их видим сами и ждем посильной помощи в их преодолении.

    Цитата Сообщение от теоретизирующий практик Посмотреть сообщение
    ...Идеальная, это когда и источник сигнала и источник смещения - ИТУНы. Интересно чисто практически, при каком шунтировании ПТ начнёт проявляться третья гармоника. Хотя бы до 0,001%. Можно прикинуть в симуляторе по последней схеме, зашунтировав выход резистором и перепроверив оптимум настройки.. Могут всплыть очень полезные практические тонкости.
    Кстати, для моделирования ты применил какой - то транзистор с очень малым напряжением отсечки и с большой крутизной. С простыми КП103, а тем более КП102 коэффициент передачи будет заметно больше, а коэффициент шума возможно меньше.
    Я очень удивился, когда в моделировании получил отсутствие третьей гармоники. Поэтому не поленился и расписал в формулах работу твоей схемы. И был поражен, когда обнаружил, что совсем не обязательно иметь ИТУН. Поэтому и упростил схему, заменив генератор стабильного тока на токовом зеркале простым резистором. Я не нагружал схему, но на основании проведенных расчетов полагаю, что нагрузка приведёт к разбалансу, который может быть устранен повторной подстройкой.
    Поскольку я не умею подключать внешние модели к симулятору (увы, не смог воспользоваться помощью Nota Bene, который раньше дал ссылку на файл спайс-моделей отечественных полевиков) , то беру "первый попавшийся" в базе симулятора полевик и редактирую его спайс-модель. Тогда я что-то понимаю. В данном случае, действительно, напряжение отсечки я взял 1 В, а крутизна получилась 4 мА/В в рабочем режиме схемы. Это действительно не совсем естественно. Я вернусь еще к схеме и подставлю типовые значения для КП103, главное - увеличу напряжение отсечки. Мне хочется получить ослабление сигнала не 100, как сейчас получилось, а на уровне хотя бы 50, как это было в предыдущих твоих схемах компенсации.
    Последний раз редактировалось semimat; 17.06.2015 в 02:41.

  14. Частый гость Аватар для Maxim_Sed
    Регистрация
    30.01.2009
    Адрес
    Северодонецк, Украина
    Сообщений
    428

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Мне не удалось подтолкнуть участников к серьезному обсуждению шумов. Так что здесь и в ветке "выбираем измерительный микрофон" этот вопрос фактически не исследовался.
    Шум с микрофона ( в реальных условиях) на 99% определяется шумовым фоном помещения.
    Очень тихая жилая комната - это шум примерно 25 дБА, к которому добавляются шум старта-останова лифтов и звуки жизнедеятельности соседей.

    Т.о. глубокого смысла в получении каких-то сверхнизких шумов от мика нет.

    ---------- Сообщение добавлено 14.28 ---------- Предыдущее сообщение было 14.21 ----------

    А для миков, которые должны работать с уровнями 130-140 дБ, низкий уровень шумов тем более мало актуален:
    от шумовой полки помещения (40 дБА) до макс 140 дБ диапазон 100 дБ.

    это больше, чем позволяет оцифровка 16 бит

    тут вообще появляется тривиальная проблема - снизить чувствительность мика, чтобы не получить клиппинг при 140 дБ, когда в ЗК 0 дБ = 300 мВ
    Забросил электронику и катаюсь на крокодиле. В последнее время пасусь на Веломании и Харьковтуристе. +З8 0gЗ-7g8-4g-7g

  15. Завсегдатай Аватар для теоретизирующий практик
    Регистрация
    03.07.2011
    Адрес
    Ставропольский край
    Сообщений
    2.021

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    В данном случае, действительно, напряжение отсечки я взял 1 В, а крутизна получилась 4 мА/В в рабочем режиме схемы. Это действительно не совсем естественно. Я вернусь еще к схеме и подставлю типовые значения для КП103
    Замерил прикидочно параметры КП103Л (взял наугад из тумбочки). S=3мА/В, Uотс=3В, Iнач=4,5мА.
    Примерно получается, что коэффициент передачи утроится.

    В твоей схеме напряжение питания 15В делится на 2 части, 1,87В напряжение на затворе и истоке относительно стока, остальное - падение напряжения на R5. Значит напряжение сток- исток в 1,87В на нижней границе допустимо малого (при напряжении отсечки 1В). Для КП103л такое напряжение С-И уже будет малО. Учитывая что всё равно потребуется двухполярное питание для ОУ, наверное проще затвор заземлить, R5 подключить к + ИП 15В, а сток к - 8В. (8В - т.к. КП103 вообще низковольтные). Тогда R2,R3,C2 исключаются, но появляется цепь снижения напряжения на стоке с -15 до -8В.

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Я не нагружал схему, но на основании проведенных расчетов полагаю, что нагрузка приведёт к разбалансу, который может быть устранен повторной подстройкой.
    Думаю, что всё таки с какой то величины нагрузки появятся побочные гармоники. В твоей схеме внутрисхемная нагрузка - параллельно включённые R1 + R5. К ней добавится нагрузка от включения оконечного нормирующего буфера. Если R1 без усложнения не получится увеличить, то R5 можно увеличить, запитав его от как можно более высокого напряжения, +15В.



    Цитата Сообщение от Maxim_Sed Посмотреть сообщение
    А для миков, которые должны работать с уровнями 130-140 дБ, низкий уровень шумов тем более мало актуален:
    от шумовой полки помещения (40 дБА) до макс 140 дБ диапазон 100 дБ.

    это больше, чем позволяет оцифровка 16 бит
    Даже если динамический диапазон будет меньше, то в спектраанализаторе разрешение увеличивается, за счёт работы программного обеспечения. Ну там к примеру анализ узких участков частотного диапазона, накопление при многократных проходах...
    Последний раз редактировалось теоретизирующий практик; 17.06.2015 в 21:31.
    Анатолий

  16. Частый гость Аватар для Maxim_Sed
    Регистрация
    30.01.2009
    Адрес
    Северодонецк, Украина
    Сообщений
    428

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    теоретизирующий практик,

    из-за того, что Ку преда приходится делать невысоким и отношение сигнал\шум дурное, проблема шумов (в пределах данной темы) отсутствует ;)
    Забросил электронику и катаюсь на крокодиле. В последнее время пасусь на Веломании и Харьковтуристе. +З8 0gЗ-7g8-4g-7g

  17. Завсегдатай Аватар для Fenyx
    Регистрация
    21.12.2004
    Адрес
    г.Саратов
    Возраст
    42
    Сообщений
    1.977

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Зачем такое писать? Кстати, у него есть имя Анатолий, оно ещё короче
    Я этого не знал - нас никто друг-другу не представлял.

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Такого ни кто не говорил про эту схему. Было лишь сказано “..лучшие результаты по такой компенсации..”
    Не придирайтесь к словам - ясно что если цель всей работы, это получить лучшие результаты по компенсации, то схема которая это реализует и будет самой лучшей.

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    А я думал, что человек, который создал свою тему и имеет под две тысячи постов по разным вопросам, будет со своим опытом участвовать в решении этой задачи и предложит что-то “от себя” – либо расчет температурной стабильности, либо профессиональное тестирование, либо вообще свою схему, либо еще что-то, требующее квалификации. А получилось, что “матерый” форумчанин сидит и ждет решений от других… и критикует. Причем критика без подкрепления ссылками на конкретные публикации, измерения, теоретические расчеты. Все взято с потолка, или "с вершины горы Фудзияма после десятикратного молебена".
    Очень странно что вы это в таком ракурсе воспринимаете. Я не считаю своим правом встревать в творческий процесс других людей, если изначально в нем не участвовал. Анатолий предложил схему (вернее её часть), вы её отмоделировали и результаты описали. Вот на ваших словах, а не на словах молебна на горе фудзияма моё заявление и было основано. Я, вероятно, ваши объяснения недопонял, ну так поэтому и ждал развития. Да еще Анатолий все время в своей манере изъясняется - обрывками схем и комментариев к ним. Извините, но мне бывает в них трудно разбираться. Критика моя относится только к тому, что вы остановились на пол пути в разборе той схемы. И заметьте, с моей подачи таки сделали еще шажок. А говорите я не помогаю!

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Мы тут стараемся создать дешевый народный измерительный микрофон, поскольку не всем по карману дорогая измерительная техника. А оказывается, можно просто раз в год отдать свой самодельный микрофон на поверку.
    Нет, опять вы всё как-то не так воспринимаете. Я тоже не имею возможности пойти за угол и там откалибровать микрофон за пять копеек. Но я говорил не об этом. А о том, что наличие временнОго дрейфа параметров микрофона как раз не критично и мерить его нет необходимости, кроме как в исключительных случаях. А то что вы пытаетесь сделать - компенсация сверхмалых искажений - гораздо более тонкая сфера, тут надо аккуратнее быть.

    На счет практических экспериментов - я уже писал, что спаять-то схему могу. Но вот провести вдумчивое доскональное тестирование результата сейчас нет никакой возможности. А зачем такая помощь. Ну, проверить искажения двухчастотным методом могу. Но опять же, не знаю на сколько это растянется. И так куча дел, которые я только откладываю всё время.
    Последний раз редактировалось Fenyx; 17.06.2015 в 23:57.
    Делай хорошо, а хреново и само получится!

  18. Завсегдатай Аватар для теоретизирующий практик
    Регистрация
    03.07.2011
    Адрес
    Ставропольский край
    Сообщений
    2.021

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    semimat , нарисовал схему с учётом последних соображений.
    Так как выходное напряжение всё равно меньше чем требует ЗК, то имеет смысл сразу применить схему с ОУ. Это позволяет применить более распространённые ПТ с N каналом. Запас усиления ОУ, и включение ПТ по схеме с ОИ позволяют сразу получить на выходе достаточно высокое напряжение. На схеме приведён вариант примерно с 10-кратным усилением при показанных R5, R6 (по сравнению с напряжением на затворе ПТ). Увеличив R5 можно, вероятно, догнать выходное напряжение, достаточное для ЗК. Например применив ПТ с напряжением отсечки около 3В получим переменку на затворе под 30мВ. А если принять R5 в 10-15кОм получим на выхлопе ОУ уже под 1В переменки.
    Режим ПТ с небольшим отрицательным смещением выставляется R2.
    Так как ток ПТ стабилизирован, термостабильность компенсатора, полагаю, высокая.
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Компенсатор3.jpg 
Просмотров:	642 
Размер:	39,3 Кб 
ID:	239848  
    Последний раз редактировалось теоретизирующий практик; 18.06.2015 в 20:16.
    Анатолий

  19. Завсегдатай Аватар для Fenyx
    Регистрация
    21.12.2004
    Адрес
    г.Саратов
    Возраст
    42
    Сообщений
    1.977

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    теоретизирующий практик, уточните момент, а то я что-то немного в ваших схемах запутался, как к последней схеме должен быть подключен капсуль? У него ведь тоже режим может быть разный. Или тут не важно? Этого же не может быть. Тут обсуждалось много схем. Стандартная предусматривает 5в питания через резистор порядка 5к. Обсуждались схемы с повышенным и пониженным питанием, ну и конечно еще были схемы с оу. У всех разная величина нелинейных искажений. Или подстраивается под любой вариант? Тогда можно взять сдвоенный оу, на одной половине сделать, допустим, схему как я делал, а на второй - компенсатор. Какое тогда максимально допустимое усиление первого каскада? Или предполагается только прямое подключение. Почему я и говорил неоднократно про то что вы изъясняетесь обрывками мыслей. Вы с Semimat*ом как-то друг друга понимаете, а вот я не всегда - как будто включил телевизор на середине фильма! Вы скажите хоть мельком - какая схема включения капсуля тут предполагается. Ваша конструкция в предыдущем посте мне очень нравится -хотел бы попробовать её в металле. Какие транзисторы лучше подобрать.. В токовое зеркало надо подбирать пару или лучше взять сборку? В свете обсуждения выше питания прокомментируйте - как здесь - нужно ли его точно стабилизировать? Мне так кажется что нет, т.к. всё работает через управление током. Кроме R2. При напряжении, например, +-10В или ниже нужно будет перестроить R2 и всё или я чего-то не понимаю? Степень компенсации регулируется R1, верно?

    Может в выходной разведу платку, да спаяю..
    Последний раз редактировалось Fenyx; 18.06.2015 в 21:19.
    Делай хорошо, а хреново и само получится!

  20. Завсегдатай Аватар для теоретизирующий практик
    Регистрация
    03.07.2011
    Адрес
    Ставропольский край
    Сообщений
    2.021

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Цитата Сообщение от Fenyx Посмотреть сообщение
    как к последней схеме должен быть подключен капсуль?
    Капсюль подключается к линейному предусилителю, обеспечивающему при 136дБ давления (может чуть ошибся) выходное напряжение 3,16В пик-пик, или ~1,1В эфф. Об этом исходном напряжении для корректора как то сложилась взаимодоговорённость с semimat.
    Я в схему предусилителя особо не вникал, посмотрел в своё время, показалось что дальше схему совершенствовать уже некуда, при относительной простоте. Где-то в предыдущих постах semimat приводил её. Схема на ОУ, и обеспечивает усиление до ~1,1В практически без искажений, начиная от входа капсюльного ПТ. Капсюльный ПТ фактически входит в комплексную схему предусилителя.

    По расчётам, при 136 дБ давления проявляется преимущественно 2я гармоника только от капсюля, и равна 0,41%. С уменьшением давления 2я гармоника капсюля снижается пропорционально снижению давления, и наоборот, при увеличении давления - пропорционально увеличивается.
    ___Из этих вводных (0,41% искажений при ~1,1В эфф.) и рассчитывался собственно добавочный узел - корректор 2й гармоники.

    В нескольких предыдущих схемах корректора на основе нелинейного делителя напряжения при максимальной простоте и очень хорошей коррекции попутно сильно снижался полезный сигнал. В 30-100 раз. Значит дополнительно потребуется и буферный усилитель, который компенсирует потери напряжения в делителе корректора. Ну а коли так, то вспомнилась одна из предыдущих не термокомпенсированных схем с ОУ, и после доработки нарисована последняя. Здесь ОУ применяется как для создания петли усиления с нелинейной (квадратичной) ООС, так и доведения общего усиления до нужного значения.

    Здесь важный момент. Корректор выдаёт противоискажения пропорционально амплитуде входного сигнала. Но так же и капсюль выдаёт искажения пропорционально выходному напряжению. Для точного уравнивания искажений и противоискажений и стоит подстроечный резистор на входе корректора. Именно при 136дБ капсюль с предусилителем искажает на 0,41%, и именно для того чтобы противоискажения были в 0,41% на вход корректора надо подать 1,1В (этот порог подстраивается в широких пределах входным резистором корректора при балансировке искажений во время настройки).



    Цитата Сообщение от Fenyx Посмотреть сообщение
    Какие транзисторы лучше подобрать.. В токовое зеркало надо подбирать пару или лучше взять сборку?
    Сборка в принципе должна быть лучше, но схема некритична к разбалансу характеристик пары. Желательно транзисторы с "бетта" больше 100, ВЧ. Разброс напряжений Б-Э в несколько мВ не сильно повлияет (200 Ом в эмиттерах).

    Цитата Сообщение от Fenyx Посмотреть сообщение
    В свете обсуждения выше питания прокомментируйте - как здесь - нужно ли его точно стабилизировать? Мне так кажется что нет, т.к. всё работает через управление током. Кроме R2. При напряжении, например, +-10В или ниже нужно будет перестроить R2 и всё или я чего-то не понимаю?
    Стабилизировать надо. Другой вопрос, что принять можно и +/-15, и +/- 10В. Главное, чтобы стабильно, термостабильно (все современные стабилизаторы условно термостабильны) и желательно малошумно, чтобы не морочиться с RC фильтрами для подавления шума стабилизаторов напряжения, особенно на минусовой полярности.
    Да, по выбранному напряжению минуса питания R2 просто подстраивается, чтобы смещение затвора ПТ было бы немного запирающее.


    Цитата Сообщение от Fenyx Посмотреть сообщение
    Степень компенсации регулируется R1, верно?
    Верно. R1 настраивается под искажения входного сигнала (чем больше искажения входного сигнала, тем больше надо подать сигнал на вход корректора, чтобы корректор выдал аналогичный противоикажающий сигнал).

    P.S. Желательно для надёжности просимулировать схему на предмет термостабильности. Простые схемы типа нелинейного делителя легко симулируются "в голове", а с этой просчитывать долго, муторно.
    Последний раз редактировалось теоретизирующий практик; 18.06.2015 в 23:11.
    Анатолий

  21. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    748

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенными уровнями звуковой мощности.

    Анатолий, с каждым разом ты улучшаешь схему! Сейчас по электрическим параметрам и термостабильности она доведена до совершенства. Вот результаты моделирования.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема Анатолия 6.png 
Просмотров:	734 
Размер:	17,1 Кб 
ID:	239865 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема Анатолия 6 АЧХ.png 
Просмотров:	561 
Размер:	5,8 Кб 
ID:	239866
    При моделировании я взял транзистор с напряжением отсечки 3В и начальным током стока немного более 3 мА, а также выбрал делитель на затворе полевика с бОльшим делением, чтобы сквозное усиление было равно ровно единице. При десятикратном делителе, на выходе легко достигаются все нули по искажениям, однако получается общее ослабление сигнала в 5 раз. Но я считаю, что единичное усиление (простое повторение) лучше пятикратного ослабления: при этом АЧХ получается идеальная (при десятикратном делителе у АЧХ на двух мегагерцах возникает резонансный всплеск +15 дБ). Схема запросто держит нагрузку 2 кОм не увеличивая выходные гармоники, то есть, она уже не требует буферного усилителя. Конечно, как мы отмечали раньше, знак нелинейности капсюля требует добавления к схеме инвертирующего каскада, который тоже показан на рисунке. Вот в таком виде схема уже может быть рекомендована для тестирования. Она термостабильна по компенсации искажений. Теперь с её помощью можно будет исследовать термостабильность искажений капсюля.
    Fenyx, в таком виде схема может быть подключена и к выходу твоего преда. Осенью я пробовал снижать искажения твоей схемы с помощью своего компенсатора, который практически не уступает схеме Анатолия (только, увы, требует температурной стабилизации) и получил примерно двадцатикратное ослабление искажений. Дальше компенсация была затруднена. Наверное, это было потому, что процент искажений был больше, чем в схеме Линквица и схеме со следящими ОС, и мой компенсатор "не справился" с такими искажениями. Я моделирование проводил "поверхностно", поскольку все равно мне это не позволяло получить допустимые входные уровни, о которых я тогда мечтал (из-за того, что схема ОИ в принципе не допускает подачу входных сигналов с амплитудой, сравнимой с напряжением отсечки, которое у встроенных полевиков находится на уровне 0,3...0,4 В). Но если у тебя уже есть реальный пред, то было бы интересно, насколько практически компенсатор Анатолия сможет снизить искажения - у его схемы, мне кажется, верхний предел по компенсируемым искажениям больше.
    Последний раз редактировалось semimat; 19.06.2015 в 03:11.

Страница 25 из 30 Первая ... 152324252627 ... Последняя

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •