Слуховой аппарат

[striz]

Уважаемые форумчане, предлагаю вам эту разработку с надеждой, что она кому- нибудь пригодится.
Буду рад в двойне если кто предложит более удачный вариант. С уважением, Игорь Кухлеев.

Причиной данной разработки послужило то, что по воле судьбы мне пришлось обратиться к сурдологам по вопросу снижения слуха в области высоких частот.
Те сообщили, что они смогут поправить мой слух. Однако после курса уколов заявили, что паталогии слуха неизлечимы и отправили на протезирование, предупредив что самый хилый слуховой аппарат для меня будет стоить минимум 40000р. на каждое ухо. Посмотрел в интернете рекомендованный кабинет, но кроме заверений, что я являюсь крутой и современной личностью ничего не обнаружил. Ни цен на услуги, ни технических характеристик аппаратов, ни их ассортимента.
От такого лечения осталось ощущение халтуры
40 лет тому назад я делал чувствительный микрофонный усилитель на германиевых транзисторах. Он работал прекрасно, звук казался прозрачным, хорошо прослушивались далекие голоса, что касается шумов, то я не помню чтобы они мне мешали. И вообразил, что на современных деталях создам нечто очень качественное. Как же я ошибся и был ошарашен.... На поиски этой схемотехники пришлось потратить около года времени, правда вместе со всеми другими житейскими делами.
Большое спасибо [https://forum.vegalab.ru/showthread....122447]Allckkk[/CODE] за практическую помощь в поиске схемотехники преда
Большое спасибо [https://forum.vegalab.ru/showthread....132195]Semimat[/CODE] за обстоятельный рассказ как работает микрофон
Первоисточником была эта разработка http://radioskot.ru/publ/unch/karman...arat/6-1-0-627
При всей ее привлекательности оказалось, что УМ 34119 излишне прожорлива для слухового и дает вполне заметные на слух искажения (видно по даташиту).
Пришлось сразу заменить ее на более экономичную и качественную ТРА301. Обвязка 34119 по ее даташиту мне понравилась, поэтому ТРА301 я включил по этой же схеме, потребовалось только изменить обвязку входов.
На слух сразу почувствовал улучшение качества звука.
Для УМ выбрана мостовая схема потому, что по завершению разработки планируется повесить аппарат на каждое ухо, то есть использоваться будет в монофоническом режиме (стерео наушники подключать к мостовому усилителю проблематично)
УМ оказался самым простым узлом, не требующим больших затрат времени. Нужно только создать комфортную для Вас АЧХ подбором компонентов обратных связей, не забыв при этом временно отключать все другие фильтры устройства. Я номиналы по податашиту не изменил никак (хотя пробовал перенастраивать фильтры УМ многократно).
А пред первоисточника на мой взгляд оказался не очень качественным .
Должен сказать,что в настоящей разработке пред с микрофоном оказался самым сложным и трудоемким узлом, несмотря на малое количество деталей.
Я не смог получить от преда первоисточника неискаженный сигнал. К тому же с моими деталями пред первоисточника имел явно избыточное усиление.
Попробовал пред отсюда http://dedclub.blogspot.ru/2014/10/ssm2167.html Гораздо лучше.
Новая схема неплохо работала в домашних условиях, но когда я потаскал ее по производственным цехам, ревущим автострадам, то она показала непригоднсть для слухового аппарата.
Рев пролетавших мимо машин превращался в какой-то скрежет непонятного происхождения. Закрой глаза- и не поймешь что это был автомобиль.
Громкая , да и не громкая речь прослушивалась с хриподцой. В очень тихой комнате явственно прослушивались небольшие шумы тракта. Причина была не понятна, пока не попробовал применить разработки участников форумов на тему снижения искажений микрофона.
Сначала попробовал заменить свои безымянные дешевки (микрофоны) на более качественные. Проездом в Москве нашел "сосну", но в ЧИП и ДИПе не смогли назвать дату изготовления микрофона. Брать кота в мешке за 2000р. не стал.
Воспользовался наводкой[https://forum.vegalab.ru/showthread....1#post2132195] Semimat[/CODE] а на хороший микрофон. его цена не запредельна- около 800 р.
Вложение 255961
однако стоимость пересылки в 3-5 раз дороже микрофона - до5000р.
Вложение 255965

Что называется приехали...Ну нету этого у нас в универмаге
Пришлось попытаться выжать из моего хлама (микрофонов) максимум.
Наслышан, что схема [https://forum.vegalab.ru/showthread....t72335]феникса[/CODE] имеет низкие искажения и даже способна снизить шумы микрофона.Попытался перевести схему Феникса на низковольтное и экономичное питание вот по такой схеме.
Вложение 256866

Светодиод из экономии батареек пришлось заменить на резистор. Применение стабилитронов- недопустимая роскошь для слухового. Надеюсь, что Феникс не будет возмущен, если я измененный мною кусочек от его разработки для краткости буду называть Фениксом.
Для сравнения (иначе бродя по городу трудно оценить качество девайса) собрал второй аналогичный пред, но по схеме с резистором в истоке микрофона.
Велико было желание сравнить схему Феникса и схему [https://forum.vegalab.ru/showthread....78149]Линквица[/CODE] в эдаком низковольтном варианте, но я не смог придумать что делать с высоким выходным сопротивлением Линквица. Ведь дополнительно навешивать [https://forum.vegalab.ru/showthread....21]повторители[/CODE] в пред нежелательно для слухового. Шумыссс...
Вместо Линквица собрал микрофон с резистором в истоке и нагрузкой в стоке.
Вложение 256867

Потом набрел на [https://forum.vegalab.ru/showthread....ost1850472]эту[/CODE] схему. Похожа, еще раз спастбо Allckkk
Ну, сразу был восторг от обоих предов. Искажения уменьшились кардинально. ИМХО в стандартном включении микрофона звук изменялся до неузнаваемости именно "благодаря" искажениям микрофона.
Однако, после выравнивыния усилений обоих предов с микрофонами (путем подбора резистора в истоке) оказалось, что шумы у схемы Феникса заметно выше. Возможно потому, что у Феникса два транзистора в усилении, а во второй схеме -только один.

Сразу оговорюсь, что усилительные свойства второй схемы в разы лучше чем у этого варианта схемы Феникса (при прослушивании каждого преда со своим отдельным микрофоном) по НЕИЗВЕСТНОЙ причине. Мои попытки выяснить причину такой разницы путем замены микрофонов между собой, ни к чему не привели т.к. оба преда после замены микрофонов оказались вдрызг расстроены по постоянному току.
Вот выявился еще оччень крупный недостаток обоих предов: они НЕРЕМОНТОПРИГОДНЫ. Замена, например микрофона при очень плотном монтаже слухового будет неприятным занятием с полной перенастройкой.
В этом конкретном случае усилительные качества и приведенные шумы схемы с резистором в истоке получились гораздо лучше, чем в измененной мною схеме Феникса.
Тем не менее очередной раз первая же прогулка по городу развеяла надежды...
У обоих предов оказалась слишком высокая чувствительность к инфранизким частотам. Вплоть до того что происходила низкочастотная модуляция полезного звука и невозможно было слушать разговор при таких помехах. Наблюдалось при поездках в автобусах"ПАЗ" и в помещениях с работающми венткамерами, при хлопании дверью дома.
Кроме того, термостабильность у обои схем- никакая. Хуже- термостабильность второй схемы. Она захрипела даже при прогреве до 40градусов, а при -8 усиление полностью упало у обоих предов.
Улучшить термостабильность этих предов я даже не пытался из-за их вредоносной чувствительности к НЧ помехам, все равно схему надо переделывать.
Необходимо разделить микрофон и пред конденсатором для подавления инфранизких частот и заодно для обеспечения термостабильности . В точности мне не известно, какая же схемотехника оказалась бы лучшей для слухового, слишком хлопотно было многократно все перепроверять и каждый раз все перенастраивать для проверок.
По факту вот победивший у меня вариант преда:
Вложение 256868

Что касается АРУ.
Поскольку пришлось уменьшить усиление преда по сравнению с первоисточником, сигнала для АРУ не хватило и потребовалось в АРУ добавить 1 каскад. Для того, чтобы в АРУ действовали только слышимые звуки вставил внутри АРУ фильтр НЧ и ВЧ. Это полезно также для общей крутизны фильтров тракта. Разделил пред и АРУ по постоянному току, заменив полуоткрытый диод VD3 в первоисточнике на конденсатор, что дало возможность тасовать узлы как угодно.
Получается, от прежней АРУ остался в основном только принцип действия, весьма удачный.

Вот схема слухового аппарата на сегодня
Вложение 256869

Для согласования выхода АРУ с предом пришлось заменить транзистор в преде на NPN.
В этом почти окончательном варианте сравнил включение микрофона по схеме Линквица и по схеме с нагрузкой в стоке микрофона. Вопреки ожиданиям (высокое выходное сопротивление) схема Линквица имела большее усиление (закорачивание резистора в стоке микрофона никак не влияло на усиление). Осталось выбрать с помощью нарисованных в схеме переключателей наиболее чисто работающий в экстремальных условиях вариант (переключатель микрофона внизу = схема Линквица) и упростить схему для наушного варианта, если предпочитаете его.
О деталях и настройке.
Номинал резистора в истоке микрофона зависит от экземпляра микрофона. Увеличение сопротивления влечет уменьшение чувствительности. Если выберите схему Линквица, то резистор в стоке микрофона R2 может не понадобиться (прежде убедиться влияет ли он на шумы или искажения).
Настройка узлов по постоянному току сводится к установке напряжения половины питания на выходах. Еще лучше дать сигнал на вход и, наблюдая по осцилографу добиться одинакового ограничения сигнала сверху и снизу на выходах.
АРУ работает сразу, может иметь очень высокую чувствительность, которая регулируется общим усилением АРУ, в частности подбором резистора R21. Он сажает импульсы на базе транзистора Т3 и тем самым увеличивает уровень срабатывания АРУ. На мой вкус лучше загрублять АРУ. Пусть лучше немного бьет по ушам, но в целом аппарат не будет отключаться при оглушительном звуке. Транзисторы в АРУ- попались с маркировкой AJ- это примерно как КТ3102В
Диодный ограничитель пиковых помех зависит от того как настроена АРУ. При сигнале на регуляторе громкости менее 200мв подойдут диоды шоттки.
Настройку фильтров предпочитаю делать поотдельности, чтобы потом полосы всех фильтров совпадали в унисон. Срез НЧ делал около 400 гц по принципу неподавления разговорных частот снизу (приятное прослушивание разговора), и при этом чтобы не ощущалось бубнения. Полосу сверху ограничивал 6000гц. Это потому что акценированное звучание звонких звуков повышает разборчивость речи. Многие предпочитают полосу 3500гц, дело вкуса.
Ну вот, когда мы добились вполне приличного качества звучания встает вопрос: куда это девать?
Для опробования наушного варианта ношения побежал в магазин и купил 6-миллиметровые микрофоны какие были, потому что маленькие. Причем на ушах их ОБЯЗАТЕЛЬНО надо ставить по два для подавления акустического возбуждения(паяем параллельно и разворачиваем в противоположные направления). Так эти дешевки зашумели как примусы. Выкинул.
Другие аргументы.
Наблюдая за прохожими я оччень редко вижу людей со слуховыми аппаратами- это при том что врачи рекомендуют всегда носить аппараты, если даже нет необходимости .А с дибильниками в ушах многие ходят и в любом возрасте. Видимо так оценивает народ внешний вид наушного аппарата по сравнению с наушниками с проводами, которые придется носить при карманном варианте аппарата.
По питанию: не смог отыскать в природе литиевых аккумуляторов типоразмера 675. При карманном варианте можно пользоваться бесплатным питанием (уккум от сотового), которого хватит до месяца без зарядки.
По очень миниатюрным переключателям, регуляторе громкости- не достать, разве что случайно. А потенциометр от гарнитур весьма удобно крутить благодаря большому диаметру, и в продаже навалом.
Итак, по причине "шикарного" ассортимента запчастей в магазинах напрашивается более доступный вариант ношения аппарата под одеждой, например в воротнике сорочки, в бейсболке, на шее и т.д. При это сами микрофоны непременно крепить снаружи (под кончиками воротника, на лацконе и т.д.) иначе шуршание не даст вам покоя.

[EDDiE]

I don"t understand you, sorry

Ну, а чё непонятного-то? Вы хоть иногда в даташиты заглядывайте.

Шумы транзистора в вашей схеме зависят не только от микротокового режима работы коллектора, ещё от объёмного сопротивления базы (Rб) и усиления транзисторa h21э. Для уменьшения объёмного сопротивления базы используют параллельное соединение нескольких транзисторов, кроме того, используют транзисторы со структурой npn.
Что положительно сказывается при работе с индуктивным характером источника, коим у Вас является микрофон.
AD8397 работает от 3-х вольт и имеет выходной каскад хорошо работающий на низкоомную нагрузку, что хорошо для слухового аппарата.

[Openreel]

при работе с индуктивным характером источника, коим у Вас является микрофон.

Электретник уже стал индуктивностью?

---------- Сообщение добавлено 03.31 ---------- Предыдущее сообщение было 02.51 ----------

Вот только пока не знаю что делать с увеличением количества каскадов, которое может получиться при разделении функции фильтрования по каскадам.

Подавление низких частот элементарно делается акустический. Классический ненаправленный микрофон - это приемник давления. Стоит его переделать в приемник градиента давления, появится направленность и НЧ будет заметно обрезано. Самым линейным способом - у маленького капсуля на низкой частоте градиент давления будет низким, смещение мембраны тоже малым. Подробности в микрофонных учебниках.

Желание иметь микрофон с узкой полосой вроде как автоматом приводит к приемнику градиента давления с огромной диафрагмой. Рабочий диапазон частот микрофона сверху ограничен резонансом мембраны. При прочих равных чем больше диаметр мембраны тем ниже частота резонанса. На 1 дюйм сделать верх до 20к задача очень не простая, за разумные деньги не решаемая. На пол дюйма - элементарно. И если у мика 1/4 дюйма полоса не тянет до 20 к, а тянет к примеру до 10к, то скорей всего там мембрана никакого качества. Ленточные мики на первый взгляд ничем не лучше конденсаторных. Но на практике они могут дать ясность и нюансы еще лучше многих хороших конденсаторных миков. И только за счет чумовых механических свойств ленточки(мембраны). Но это не значит что надо ленточный мик в сабж, его туда категорический не надо. Я про то, что 90% качества мика это качество мембраны.

Посему верх у мика лучше ограничивать либо акустическим оформлением либо электроникой.

Про импульсные помехи, с ними все совсем не просто. Мик имеет резонансы, схема имеет резонансы, наушник имеет резонансы. На импульсе оно хорошо заводится и гробит результат. Про всякие АРУ - посмотрите же наконец как студийка сделана, там 100500 собак на этой теме съели, в том числе и как разные виды компрессии ушами воспринимается.

[striz]

Ну, а чё непонятного-то? Вы хоть иногда в даташиты заглядывайте.

Слушаю и повинуюсь

---------- Сообщение добавлено 08.55 ---------- Предыдущее сообщение было 08.54 ----------

используют транзисторы со структурой npn.

Да вроде NPN всегда стоял...

---------- Сообщение добавлено 08.58 ---------- Предыдущее сообщение было 08.55 ----------

Что положительно сказывается при работе с индуктивным характером источника, коим у Вас является микрофон.

У меня всегда стоял электрет. Я, правда, делился с товарищами по сайту что попробовал динамический диаметром 10мм. Но это было фиаско.

---------- Сообщение добавлено 09.14 ---------- Предыдущее сообщение было 08.58 ----------

AD8397 работает от 3-х вольт и имеет выходной каскад хорошо работающий на низкоомную нагрузку, что хорошо для слухового аппарата.

Потребляемый то в покое этого операционника 7 ма. Это раза в четыре больше чем потребляет весь аппарат. Многовато, не так ли? Потом, это два голых опкрационника в одном корпусе. Нет интегрированной навески, что дополнительно увеличивает площадь монтажа. К тому же придется ставить крупногабаритные электролиты т.к. не мостовая схема. Хотя, конечно мостовую схему можно на нем собрать, сильно усложнив монтаж.

---------- Сообщение добавлено 09.21 ---------- Предыдущее сообщение было 09.14 ----------

Подавление низких частот элементарно делается акустический....Подробности в микрофонных учебниках.

Я пытался искать как с помощью очень маленьких по размеру акустических устройств отфильтровать помехи. Но пока конкретной информации (чертежа и т.п.) не нашел.

---------- Сообщение добавлено 09.27 ---------- Предыдущее сообщение было 09.21 ----------

Про всякие АРУ - посмотрите же наконец как студийка сделана

Посмотрю, если найду...Спасибо за совет. Что касается АРУ, то как мне кажется, в "первоисточнике" т.е. где я ее конкретно откапал человек неплохо потрудился и эта АРУ вполне удовлетворительно работает. Ограничитель импульсных помех в данной разработке- совсем другая и отдельная песня и физически в состав АРУ не входит. Пытаюсь улучшить качество работы ограничителя. Как видите он здесь совсем примитивый.

---------- Сообщение добавлено 10.04 ---------- Предыдущее сообщение было 09.27 ----------

Другие способы борьбы с импульсными помехами - это уже "тяжелая артиллерия" из области цифровой обработки сигналов.

Да, конечно, все так и есть. Попробую все же твой совет по установке ограничивающих диодов между коллектором и базой Т1. Тут при срезании может получиться звук с меньшими искажениями. Все-таки не столь грубое срезание сигнала как в случае подключения диодов параллельно регулятору громкости. Диоды немного скруглят срезание, эмиттерный переход тоже немного скруглит, еще глубже включится обратная связь и уменьшит КУ. Только есть опасение что уровень сигнала окажется недостаточным для открывания диодов.

---------- Сообщение добавлено 10.20 ---------- Предыдущее сообщение было 10.04 ----------

Для уменьшения объёмного сопротивления базы используют параллельное соединение нескольких транзисторов,

У меня есть предположение, подтвержденное многократно, что конкретно в моей конструкции с моими деталями основные шумы сегодня дает электретный микрофон. И даже при не очень хорошей работе дешевого микрофона сейчас аппарат неплохо работает для повседневного пользования в реальной (не кромешная тишина) обстановке. Возможно в будущем когда будут исчерпаны все другие возможности уменьшения шумов я воспользуюсь вашим советом и поставлю в параллель много транзисторов. Думаю что сейчас по вышенаписанной причине параллельное включение транзисторов не даст ощутимого результата.

---------- Сообщение добавлено 10.40 ---------- Предыдущее сообщение было 10.20 ----------

Про импульсные помехи, с ними все совсем не просто

Да, я в этом на практике убедился. Честно говоря не ожидал, что задача срезания помех окажется много сложней задачи регулирования усиления.

[EDDiE]

Offтопик:

Электретник уже стал индуктивностью?

Не разглядел, бывает

[Alex]

AD8397 работает от 3-х вольт и имеет выходной каскад хорошо работающий на низкоомную нагрузку, что хорошо для слухового аппарата.

C его-то потребляемым током?! Насколько батарейки хватит, если только он будет 14мА (это при 3в питания, при 5в - уже 18мА) жрать?
(к тому-же - зачем там 2-х канальный?)

Потребляемый то в покое этого операционника 7 ма.

Это одного канала. а их там два в корпусе.

[striz]

Это одного канала. а их там два в корпусе.

Тем более слишком большой ток потребления.

---------- Сообщение добавлено 13.08 ---------- Предыдущее сообщение было 12.45 ----------

Вообще, мне еще теперь кажется, что надо разделить каскады ФНЧ и ФВЧ. Сначала должен идти усилитель, одновременно отсекающий НЧ

Частично уже происходит ослабление НЧ от конденсатора в базе Т1. Могу добавить что когда в базе транзистора конденсатора не было и была схема с непосредственными связями, то в шумных местах происходила НЧ модуляция полезного сигнала что равносильно отказу каскада.

---------- Сообщение добавлено 15.23 ---------- Предыдущее сообщение было 13.08 ----------

Попробуй реализовать его на каскаде АРУ (T1), может он после небольшой настройки даст хорошие результаты. Только надо кроме разделительного конденсатора между микрофоном и каскадом АРУ последовательно добавить резистор в районе 3 кОм.

Semimat, сейчас подключил диодный ограничитель с конденсатором как ты предлагал по такой схеме

Правда, пока не ставил резистор последовательно между микрофоном и транзистором- надо резать плату.
Признаюсь,не ожидал...
Сначала попробовал покричать без ограничителя и АРУ.
Когда довольно громко "выл" в метре от микрофона размах напряжения на коллекторе транзистора был до 0.4 вольта, слышал искажения, вызванные ограничением, которое получилось естественным образом где-то по тракту усиления в результате перегрузки. АРУ, естественно, предварительно отключил.
При подключении параллельно базовому резистору цепочки диоды- конденсатор по приложенной схеме получилось ограничение размаха сигнала на коллекторе до 0.1 в.
При этом искажения вовсе не били по ушам, можно было даже слушать кое- какую музыку. Слышимые искажения были гораздо меньше слышны чем без применения ограничительных диодов когда ограничение возникло при перегрузке в начале текста. Учитывая то, что такое качество звука продолжается доли секунды пока срабатывает АРУ, можно сказать что качество звука совсем не плохое. Даже без применения цифровой обработки. Только сам не понял почему у меня получились такие небольшие напряжения сигнала? Как-то не вяжется с напряжением открытия диодов. Возможно провернулась ручка переключателя осцилографа. Если такое ограничение покажет нормальное прослушивание в природе, это будет неплохой вариант!

---------- Сообщение добавлено 15.55 ---------- Предыдущее сообщение было 15.23 ----------

МММда...Похоже я поторопился с выводами. Оказалось, что при подключении цепочки диоды- конденсатор усиление транзистора упало не только при больших сигналах, но и при любых сигналах. То есть ограничение, возможно вовсе не происходило. Будем посмотреть...

[indus]

Сегодня в одной схеме увидел CMOS-операционник AD8542 (AD8541/AD8544). Ток потребления 45мкА на канал. Вроде не плохая замена LMV821.

В качестве усилителя-ограничителя можно попробовать схему с пониженным напряжением питания от l3VGV:

Вложение 259050

Номиналы элементов можно попробовать изменить под себя.

[striz]

В качестве усилителя-ограничителя можно попробовать схему с пониженным напряжением питания от l3VGV:

indus, подскажите пожалуйста каким образом происходит ограничение в схеме от 13VGV? Ведь в обсуждаемом аппарате работа АРУ похоже не вызывает нареканий. Действие АРУ предназначено для комфортного прослушивания громких, но полезных, речевых сигналов. То есть АРУ автоматически снижает излишнюю громкость путем уменьшения усиления и помогает слушать природу с комфортом. А вот что касается очень коротких во времени помех и с огромной амплитудой (например хруст пивной бутылки около микрофона) то их вообще нежелательно слышать. Их надо безжалостно вырезать. Но эта задачка оказывается посложней чем задача качественного автоматического регулирования усиления (АРУ). Хочу оговориться, что примененное в настоящем аппарате ограничение пиковых перегрузок вцелом справляется с такой задачей. Но в течении очень короткого времени в начале атаки мощного звука могут ощущаться кратковременные искажения звука от такого срезания, так как АРУ еще не успевает срабатывать и уменьшить амплитуду сигнала.
Поэтому я задаю вам вопрос: как работает ограничение схемы от 13VGV? Есть ли необходимость ее применять в данном случае? Ведь кроме возможно высокого качества эта схема намного сложней примененной у меня и содержит крупногабаритные детали. Ка говорится, всего этого не жалко для качества, но применительно к малому размеру слухового излишняя сложность крайне не желательна.

[indus]

Ограничение в схеме l3VGV только за счёт ограничения по питанию. Оно там всего около вольта от эмиттера до эмиттера. Ток потребления схемы зависит от R2. АРУ не встроить, как и ограничитель в ваш предварительный, только снаружи. А применять что-то или нет - вам решать.

[striz]

Оно там всего около вольта от эмиттера до эмиттера.

Насколько я могу догадываться, ссылаясь на ваши данные , размах ограничения сигнала в этой схеме около двух или около одного вольта (Оно там всего около вольта от эмиттера до эмиттера) Это лишь догадки навскидку т.к. мне доподлинно неизвестно как конкретно работает эта схема. Так вот по моим измерениям максимальный размах сигнала на коллекторе транзистора моего преда около 0,4 вольта, затем начитается ограничение от перегрузки тракта. При этом желательно чтобы ограничение наступало например с 0.1- 0.2 вольт исходя из того, что сигнал с микрофона большего размаха не обеспечивает. Если предположить, что КУ названной вами схемы приблизительно равен КУ моей схемы, то ограничение сигнала никогда не наступит в случае применения вашей схемы (0.2 вольте против 1-2 вольт). То есть получается, что пиковое ограничение помех наступать не будет. Повторюсь, что это только мои догадки, основанные на вашей информации. Сам я подробно не изучал упомянутую вами схему.

---------- Сообщение добавлено 14.27 ---------- Предыдущее сообщение было 11.35 ----------

Сегодня в одной схеме увидел CMOS-операционник AD8542 (AD8541/AD8544). Ток потребления 45мкА на канал. Вроде не плохая замена LMV821.

Может быть и подойдет. Только у нее шумы побольше и быстродействие похуже. Не уверен что потянет. Я вообще хотел сюда малошумящий операционник поставить, но потребляемый ток сразу в два и более раз больше чем у LMV821. Так что чудес не очень много встретишь... Лучше устройство, зато жрет побольше и наоборот.

[Tuvalu]

Посмотрите HA5142, у неё потребление меньше - 45 мкА/ус, шум меньше - 20 нВ/^Гц. Быстродействие - с головой для вашей схемы.

[striz]

Посмотрите HA5142, у неё потребление меньше - 45 мкА/ус, шум меньше - 20 нВ/^Гц. Быстродействие - с головой для вашей схемы.

Спасибо, посмотрю.

[semimat]

АРУ, естественно, предварительно отключил....
......
МММда...Похоже я поторопился с выводами. Оказалось, что при подключении цепочки диоды- конденсатор усиление транзистора упало не только при больших сигналах, но и при любых сигналах. То есть ограничение, возможно вовсе не происходило. Будем посмотреть...

Это очень странно... Может дело в том, как ты отключал АРУ при измерениях... Я вообще сначала хотел покритиковать схему АРУ, поскольку в схеме нарисован обычный полевик с n-каналом, и тогда по схеме он будет работать совершенно неестественно - с прямым током затвора. Но потом посмотрел, что за транзистор 2N7002, и оказалось, что это МОП транзистор с интересными параметрами.

Он вообще закрыт при напряжении на затворе до 2 Вольт, а затем очень быстро открывается, и его сопротивление при 5 Вольтах на затворе уже становится примерно 7,5 Ом (при Ugs=10В его сопротивление вообще типично составляет 2,8 Ом) !

При напряжении на затворе 3.7 В (по схеме это будет соответствовать тишине), его сопротивление скорее всего составит не более пары десятков Ом. Следовательно усиление каскада с АРУ в тишине может составить около 50, а при закрытом полевике (громкие звуки) оно будет около двух (R6/R5). То есть, схема имеет хороший диапазон регулировки.
Правда, такое малое сопротивление полевика означает, что надо взять последовательный с ним конденсатор намного большей емкости - от 2 до 10 мкФ, а не 1.0. Я бы отмакетировал вот такой вариант схемы. Мне кажется, она должна дать результаты. При этом она скорее всего шумит меньше возможных ОУ, а усиленный ей сигнал уже можно подавать на любой ОУ.

Открытый вопрос - хватит ли усиления 50 чтобы диодная схема ограничения эффективно заработала? Если не хватит, то я бы подумал, как доработать этот каскад, чтобы прибавить усиление, а не переносить ограничитель в другое место. Я бы постарался довести усиление до уровня, когда вместо диодов Шоттки можно было взять обычные кремниевые.
Но в целом я бы продолжил поиски другой схемы АРУ, поскольку, во-первых, в таком варианте она не совсем правильно изменяет АЧХ при изменении усиления - при увеличении усиления она больше усиливает высокие частоты. Должно быть наоборот - в тишине (при большом усилении) сильнее должны подниматься низкие и средние частоты, а не высокие - чтобы они не создавали неприятное шипение. Во-вторых, мне пока кажется, что эта схема АРУ сама по себе может быть источником искажений. Но эти исследования, конечно, вопрос на будущее.

[striz]

Это очень странно... Может дело в том, как ты отключал АРУ при измерениях...

Semimat, я, разумеется отключал АРУ при измерениях иначе никих измерений не получилось бы. А отключал АРУ я путем закорачивания резистора, определяющего усиление АРУ- R21. То есть полевик 7002 оставался подключенным к эмиттеру Т1 через конденсатор и был в открытом состоянии, что соответствует максимальному усилению Т1.
Насколько я помню из популярной литературы для начинающих, диоды шоттки обычно имеют гораздо более скромные электрические параметры чем, например кремниевые. В частности у них могут быть значительные утечки тока в закрытом состоянии. Их достоинство лишь в малом напряжении открытия. Возможно диоды при подключении к базовому резистору Т1 работали как резисторы, образовав дополнительную R-C цепочку в базе транзистора Т1. Усиление при этом уменьшилось в несколько раз (примерно в 4 раза), ограничение пиковых помех скорее всего не достигалось. Прозвонка этих диодов цифровым тестером ничего не показала. Сегодня попробую просто заменить диоды на другие. Если мое предположение подтвердится, то применение диодов шоттки в обратных связях каскадов этой схемы окажется практически неприемлимым по причине большой чувствительности транзисторов и микросхем, возможных утечек диодов шоттки.

---------- Сообщение добавлено 09.44 ---------- Предыдущее сообщение было 09.40 ----------

Я бы постарался довести усиление до уровня, когда вместо диодов Шоттки можно было взять обычные кремниевые.

Прекрасная идея, но боюсь трудно достжима

---------- Сообщение добавлено 09.53 ---------- Предыдущее сообщение было 09.44 ----------

Во-вторых, мне пока кажется, что эта схема АРУ сама по себе может быть источником искажений.

Я думаю это естественно. При резком срабатывании Ару резко изменяется КУ схемы, ИМХО при этом искажается сигнал. То есть это не регулятор громкости звука, работающий линейно, а весьма нелинейное устройство. Наверно любая быстродействующая АРУ по своей природе пои резких срабатываниях должна искажать сигнал. Тем не менее эта конкретная схема АРУ на слух работает вполне удовлетворительно. Я, конечно не утверждаю что не бывает более качественных схем.

---------- Сообщение добавлено 10.42 ---------- Предыдущее сообщение было 09.53 ----------

Правда, такое малое сопротивление полевика означает, что надо взять последовательный с ним конденсатор намного большей емкости - от 2 до 10 мкФ, а не 1.0.

Согласен, 1 мкф взят из первоисточника. Я обращал на это внимание, но посчитал что при сопротивлении в эмиттере Т1 4.7 ком емкость более чем достаточна. Но на самом деле, при открытом полевике сопротивление в эмиттере гораздо меньше. Заменю конденсатор.

---------- Сообщение добавлено 10.52 ---------- Предыдущее сообщение было 10.42 ----------

При этом она скорее всего шумит меньше возможных ОУ

Это очень приятный вывод. Да, между прочим... У меня было подозрение что мои китайские ВС850 из чипдипа не совсем настоящие и не совсем малошумящие. К такому подозрению подтолкнуло промелькнувшая где- то информация, что в г. Киеве кто-то обнаружил поддельную партию ВС850. Заменил у себя ВС850 на КТ3102Д. На слух разницу не обнаружил. По данному вопросу успокоился.

---------- Сообщение добавлено 11.07 ---------- Предыдущее сообщение было 10.52 ----------

Но в целом я бы продолжил поиски другой схемы АРУ

Попробую поискать. Но, признаться с готовыми разработками не так уж и густо. Я пробовал готовые любительские разработки: схему с закорачиванием входа, схему с полевиком в обратной связи операционника, но они не заработали вовсе. А обсуждаемая схема включилась сразу и с другими возиться пока не стал. Специализированные микросхемы прожорливы и их еще надо достать(в нашей местности не возможно).

---------- Сообщение добавлено 11.15 ---------- Предыдущее сообщение было 11.07 ----------

поскольку в схеме нарисован обычный полевик с n-каналом,

Чуть позже заменю эту схему с учетом новых наработок.

---------- Сообщение добавлено 13.01 ---------- Предыдущее сообщение было 11.15 ----------

Должно быть наоборот - в тишине (при большом усилении) сильнее должны подниматься низкие и средние частоты, а не высокие - чтобы они не создавали неприятное шипение

Лично для моего слуха желателен некоторый подъем высоких при тихих звуках для повышения разборчивости речи. Но поскольку обсуждение публичное необходимо искать универсальные варианты, например попытаться понизить шумы при тихих звуках. В этом я с тобой согласен. К тому же может получиться так что при уменьшении уровня высоких частот при тихих звуках разборчивость останется высокой. Начну с замены конденсатора в эмиттере.

---------- Сообщение добавлено 15.46 ---------- Предыдущее сообщение было 13.01 ----------

Нажмите на изображение для увеличения. Название: АРУ.png Просмотров: 12 Размер: 12,0 Кб ID: 259605

Я обнаружил у себя опечатку. Резистор R20, заряжающий конденсатор C14 не 10ком, а 100ком. В твоей схеме это R8=100ком.

[Tuvalu]

Я обнаружил у себя опечатку. Резистор R20, заряжающий конденсатор C14 не 10ком, а 100ком. В твоей схеме это R8=100ком.

В паре с С=30 мкФ получится слишком большое время восстановления. Короткий всплеск сигнала запрёт усилитель на продолжительное время, иначе говоря, заблокируется чувствительность. Например, после взрывных звуков "п", "б" и т.п. некоторое время "нормальная" речь будет воспроизводиться с трудом, т.к. Кус будет восстанавливаться слишком медленно. Для речевых компрессоров употребительны намного более быстрые релизы. Кроме того, транзистор АРУ не сможет моментально разрядить этот "конский" С, т.е. время атаки будет большим, что чревато хлопками на первом сильном сигнале. Советую уменьшить (подобрать) этот С. По-правильному, здесь лучше бы работал адаптивный детектор, но это слишком сложно для данного проекта.

В такой схеме диодный ограничитель будет малоэффективным, т.к. сигнал для него слишком мал. Ограничивать лучше на выходе, после АРУ. Но ни в коем случае, не в каскаде, охваченном АРУ, т.е. сигнал надо ограничивать вне петли АРУ. Тогда этот ограничитель эффективно подчистит выбросы сигнала, пропущенные АРУ.

Вы читали статью про слуховые аппараты в "В помощь радиолюбителю №..."? Если нет, могу посмотреть у себя № этого выпуска.

[striz]

В паре с С=30 мкФ получится слишком большое время восстановления. Короткий всплеск сигнала запрёт усилитель на продолжительное время,

Сегодня у меня установлены С14=20 мкф, R8=100ком. Раньше С14 был 30мкф, но для очередного монтажа потребовался малогабаритный конденсатор и нашелся в наличии только 20 мкф. Ухудшения качества звука от такой замены не почувствовал. В первоисточнике http://radioskot.ru/publ/unch/karman...arat/6-1-0-627 был использован 47 мкф.
Данное АРУ в работе ведет себя так: Довольно длительное время включения аппарата в работу- до 2сек(у меня). При увеличении размаха сигнала происходит очень быстрый разряд конденсатора до равновесного состояния и громкость быстро снижается. Например, при атаке очень мощного звука этот переходный процесс занимает долю секунды. Нисмотря на скоротечность такой переход заметен на слух и прослушивается как кратковременный громкий звук (не хлопок, а громкая разговорная речь, например) в течении доли секунды пока не произойдет полное срабатывание АРУ и затем громкость звука нормализуется. По отзывам первоисточника установление более высокой скорости реагирования АРУ путем уменьшения емкости С14 приводит к появлению неприятного тембра, то есть к повышенным искажениям.

---------- Сообщение добавлено 21.41 ---------- Предыдущее сообщение было 21.10 ----------

В такой схеме диодный ограничитель будет малоэффективным, т.к. сигнал для него слишком мал.

В данной разработке есть место где сигнал более чем достаточный для открытия кремниевого перехода- это коллектор транзистора Т2 (усилитель АРУ). Хочу попробовать использовать этот сигнал для переключения преда Т1, то есть обеспечить срезание пиковых помех посредством мгновенного уменьшения КУ транзистора Т1. Но об этом говорить слишком рано. Что касается ограничения пиковых помех после АРУ, то оно у меня давно работает. Оно работало и в первоисточнике. Также использовал рекомендации Semimata по устранению перегрузки операционника АРУ при срезании помехи после АРУ. Я бы сказал что пиковое ограничение на выходе тракта работает вполне удовлетворительно, но хотел бы чтобы в момент срезания сигнала были искажения поменьше и хотел бы разгрузить весь тракт усиления от таких перегрузок (тоже рекомендация Semimata).

---------- Сообщение добавлено 22.05 ---------- Предыдущее сообщение было 21.41 ----------

сигнал надо ограничивать вне петли АРУ. Тогда этот ограничитель эффективно подчистит выбросы сигнала, пропущенные АРУ.

Ну, если неоходимо будет "подчищать" можно использовать и срезание помехи не входе тракта, и срезание помехи на выходе. Существенно схему не усложнит.

---------- Сообщение добавлено 22.14 ---------- Предыдущее сообщение было 22.05 ----------

Вы читали статью про слуховые аппараты в "В помощь радиолюбителю №..."? Если нет, могу посмотреть у себя № этого выпус

У меня есть эта ссылка.
http://zamykaniya.net/magazine/m_vpr...itelyu-93.html

[Tuvalu]

Данное АРУ в работе ведет себя так: Довольно длительное время включения аппарата в работу- до 2сек(у меня). При увеличении размаха сигнала происходит очень быстрый разряд конденсатора до равновесного состояния и громкость быстро снижается. Например, при атаке очень мощного звука этот переходный процесс занимает долю секунды. Нисмотря на скоротечность такой переход заметен на слух и прослушивается как кратковременный громкий звук (не хлопок, а громкая разговорная речь, например) в течении доли секунды пока не произойдет полное срабатывание АРУ и затем громкость звука нормализуется.

Это мне знакомо. Я писал об этом - это чрезмерное время установления и, как следствие, повышенная акцентировка атаки сигнала (удар, хлопок и т.п.).

По отзывам первоисточника установление более высокой скорости реагирования АРУ путем уменьшения емкости С14 приводит к появлению неприятного тембра, то есть к повышенным искажениям.

Это неверно. Повышенные искажения вызываются не быстрым срабатыванием (attack time, время установления), а малым временем релиза (release time, восстановление) по причине повышенных пульсаций выпрямленного напряжения. Если вы действительно слышите искажения при попытке уменьшить такое большое (по мне, чрезмерное) время восстановления, то для вас важно именно большое время восстановления. Учитывая, что в такой схеме детектора 22-47 мкФ - сильно большая ёмкость в смысле атаки, то советую уменьшить этот С и пропорционально увеличить коллекторный резистор. Например, 510 кОм/4,7 мкФ. Релиз останется примерно таким же, а атака станет быстрее.

[semimat]

Striz, у меня кажется получилась очень неплохая схема каскада усилителя с АРУ. Я её отмоделировал в "Мультисиме 13", и всё прошло успешно. Остается понять, насколько она хорошо согласуется с уровнями сигналов с твоих капсюлей. Я знаю, как себя ведет WM-61. Но у него очень большая чувствительность (и он в настоящее время почти недоступен). У других она намного хуже. (Возможно поэтому использование "плохих" низкочувствительных капсюлей дает большие шумы, несмотря на то, что заявленные в даташитах отношения S/N у всех дешевых капсюлей примерно одинаковые - 58...60 дБ. У малочувствительных капсюлей и полезный сигнал, и собственный шум малы - поэтому для них нужны очень малошумящие предусилители наподобие усилителя Феникса, чтобы не загубить заявленный S/N капсюля шумами преда.)

Я промоделировал также твой каскад АРУ (без диодных ограничителей) и получил, что он меняет коэффициент усиления в 25 раз - от 2,36 до 60 при изменении напряжения на затворе полевика от 0 В до 3,7 В. Причем, основной скачок перехода от малого усиления к большому происходит на очень малом отрезке изменения напряжения на затворе - примерно от 2 до 2,2 В. Интересно, что у каскада изменяется входное сопротивление при изменении Ку (чем больше Ку, тем меньше входное сопротивление), и значит он по-разному просаживает напряжение с выхода капсюля даже в схеме ИП (когда выходное сопротивление лежит в пределах 1...2 кОм). Поэтому реализовать изменение Ку получается не в 25 раз, а примерно в 23 раза.

Сейчас мне важно другое. Раз ты пользуешься осциллографом, то можешь ли посмотреть амплитуды выходных сигналов с твоих дешевых капсюлей при обычной средней громкости, при которой не должна еще срабатывать система ограничения (не АРУ, - она при этой громкости должна быть где-то посередине)? Надо понять, в каких пределах должен изменяться коэффициент усиления предусилителя для твоих капсюлей, чтобы на выходе получать в районе 0,5 В амплитудных при всех возможных уровнях громкости звуков. Я так понял, что твои эксперименты показывают недостаточность максимального усиления в 60 раз.

[striz]

Надо понять, в каких пределах должен изменяться коэффициент усиления предусилителя для твоих капсюлей,

Осцилограф 1мом, 18пф, сервисного типа. Если не изменяет память, то это 1С-64. Я его сделал лет 30 тому назад по заводским чертежам, был опубликован в "Радио". Довольно сложный (около 70 транзисторов), но с хорошей синхронизацией. Попробую все промерить, но есть мнение что не стоит ориентироваться на лучшие показатели работы возможного микрофона, а разрабатывать схему качественного ограничения сигнала или АРУ, позволяющую заменять микрофоны и имеющую возможность соответственной настройки при замене микрофона.. Ну, например, если попадется микрофон с очень малым шумом, но относительно скромной чувствительностью то не может быть сомнений, что использовать нужно именно его, а не микрофон с высокой чувствительностью, но с заметными шумами.

---------- Сообщение добавлено 09.21 ---------- Предыдущее сообщение было 09.07 ----------

Учитывая, что в такой схеме детектора 22-47 мкФ - сильно большая ёмкость в смысле атаки, то советую уменьшить этот С и пропорционально увеличить коллекторный резистор. Например, 510 кОм/4,7 мкФ. Релиз останется примерно таким же, а атака станет быстрее.

Интересно, надо попробовать.

[А.Воробьев]

Попробую все промерить, но есть мнение что не стоит ориентироваться на лучшие показатели работы возможного микрофона, а разрабатывать схему качественного ограничения сигнала или АРУ, позволяющую заменять микрофоны и имеющую соответственные настройки.

Пиковый ограничитель и АРУ обязательно должны работать в одной связке. И еще нужно сформировать определенную АЧХ для их правильной работы. Подобное я делал в приставке для соло-ритм гитары, чтобы избежать "шлепков" во время игры. Кстати, спектр инструмента при таком применении, очень напоминает спектр голоса человека. Только условия намного тяжелее. И уровень сигнала после удара о струны, через 10 секунд, составлял десятки микровольт. Во время "атаки", пики сигнала на входе были порядка 3 вольт. В процессе разработки схемы, я использовал обычный динамический микрофон, уровень выходного сигнала у него почти в 10 раз был меньше, чем у электретного. Мой вариант можно адаптировать под 3-х вольтовое питание, тем более, что такой огромный динамический диапазон в 100 дБ (30 мкв-3 В) для голоса не нужен.
Краткое описание принципа работы и схемы есть на: http://www.chipinfo.ru/schems/audio/audio4.html