Последний раз редактировалось galiulinr; 02.05.2016 в 13:31.
Регулировать усиление в этой схеме можно изменяя коэффициент усиления каскада на полевике, который внутри электретного микрофона, изменяя его сопротивление нагрузки.
Резистор R3 можно заменить перемычкой, а уменьшением номинала R4 регулировать усиление.
Точно -20дБ придётся подбирать, так как усиление схемы точно не определено - зависит от входного сопротивления микрофонного входа и от номиналов его резисторов подтяжки на + питания. Ни одно, ни другое точно не известно.
Резистором R1 тоже можно регулировать усиление, но при этом будет меняться режим по постоянному току каскада на полевике в электретном микрофоне, что нежелательно.
Если я правильно понял то VT1 подключен по схеме с общим эмиттером, а на VT2 с общей базой. В случае с общим эмиттером коэффициент усиления будет отношение сопротивления в коллекторе, на сопротивление в эмиттере. Получается в коллекторе мы менять не можем , там стоят в аудио карте скорее всего 6,8 кОм, а вот в эмиттере поменять можешь, т.е. если увеличим R2 то коэффициент должен уменьшиться, правильно ли я рассуждаю?
Не во всём. Конечно, можно представить этот каскад как ОЭ + ОБ с оговорками, но лучше рассматривать как дифференциальный каскад. При непосредственном соединении эмиттеров, коэффициент усиления определяется отношением сопротивления нагрузки с сопротивлению эмиттерного перехода. Тот, в свою очередь, зависит от тока через эмиттер, и для этой схемы будет где-то 20 - 50 Ом. Поэтому "а вот в эмиттере поменять можешь" - это неправильно. R7 задаёт ток дифкаскада. На базе правого транзистора напряжение фиксировано (шесть диодов по 0,6В = 3,6В), на эмиттере - на 0,6В меньше, итого ток будет 3В/5,6кОм = 0,5 мА. И изменять этот резистор не рекомендуется, так как может нарушиться режим работы каскада по постоянному току при некоторых значениях коллекторных сопротивлений, т.к. номинал коллекторных резисторов (резисторы "подтяжки" в аудиокарте) у разных карт может отличаться в несколько раз.
Насчёт "в коллекторе мы менять не можем , там стоят в аудио карте скорее всего" - совершенно верно.
Отсюда мой вывод - режим дифкаскада лучше не трогать, а усиление можно менять нагрузочным сопротивлением полевика в микрофоне. Это резистор R4, т.к. он стоит после разделительной ёмкости и на режим работы по постоянному току не влияет. А как резистор в базе дифкаскада, на режим работы он тоже практически не влияет. Кстати, поэтому и R3 можно убрать.
P.S.
Чтобы менять усиление дифкаскада, надо поставить по резистору последовательно с каждым эмиттером транзисторов, причём одинакового номинала, а уже точку соединения этих резисторов подключить к верхнему выводу R7.
Регулировать усиление, изменяя номинал двух резисторов, очень неудобно, поэтому я такой вариант и не предложил.
Хотя, если делать переключатель, то можно эти резисторы поставить и просто замыкать между собой эмиттеры.
Этот вариант лучше по шумам, но усиление всё равно придётся подбирать, так как коллекторные сопротивления точно неизвестны.
P.P.S.
Опа...
У вас прозвучало про вход аудиокарты...
А вы уверены, что речь идёт действительно о дифференциальном входе, а не об обычном стереовходе?
На выходах этой схемы - дифференциальный сигнал (то есть в противофазе). Чтобы подавать сигнал на обычный вход "стерео" (получить "псевдо моно", т.е. просто одинаковый сигнал в каждом канале), такой каскад не годится. Достаточно просто соединить входы.
Последний раз редактировалось Lexter; 02.05.2016 в 03:21.
Да, наверное это самый простой способ доработки схемы. Чтобы усиление упало в 10 раз, надо, чтобы вставленные резисторы были примерно 820...1000 Ом. Но желательно после этого также добавить еще один диод VD7 в цепочку, чтобы поднять напряжение питания капсюля. И для переключения на высокое усиление поставить тумблер, замыкающий эмиттеры транзисторов .
Да.
К коментариям semimat-а добавлю, что диод можно и не добавлять, так как дополнительные сопротивления относительно малы, и сильно режим не изменят. Режим работы больше зависит от коллекторных резисторов, что стоят в аудиокарточке, и от напряжения питания, к которому они подключены. Если не предполагается универсальности устройства, то лучше промерить точно, что в данной аудиокарте, и пересчитать элементы схемы поточнее. Особенно, если окажется, что резисторы "подтяжки" в аудиокарте питаются от 3,3В.
И шесть диодов в базе VT2 вполне можно заменить одним стабилитроном.
Ещё подумал...
Слишком мал ток (100 кОм от 5В), чтобы ставить полупроводники для стабилизации напряжения на базе VT2. Лучше поставить резистор, и подогнать им нужное напряжение. Будет на порядок стабильнее.
Я посмотрел описание девайса на фото - это очень неплохой блок, который хоть и питается от USB интерфейса, но формирует нормальное 48-вольтовое фантомное питание стандартного XLR разъема и превращает дифференциальный входной сигнал в одноканальный выходной. Там резисторы должны быть по 6.8 кОм. Наверное двух резисторов по 100 кОм как раз достаточно, чтобы запитать током немногим менее 1 мА диодную цепочку. Я также познакомился со статьей из Радио. Там автор указывает, что при замене диодов на стабилитрон увеличиваются шумы (стабилитрон больше шумит). Если диоды заменить на один резистор, то пульсации и шумы фантомного питания могут попасть на вход. Значит надо сильно увеличивать емкость С2. А у диодов малое дифференциальное сопротивление - они и без емкости подавят пульсации во всей полосе.
У меня в отношении первоначальной схемы есть один "шкурный" интерес. Он связан с поиском лучшего режима работы капсюля по шумам. Сейчас я хочу разобраться в оптимальном напряжением на капсюле. Вот тут-то и есть вопрос по схеме... Я пока не понимаю, как при напряжении питания менее чем в 3 Вольта (напряжение на R2) и сопротивлении R1 нагрузки капсюля в 33кОм (!), этот капсюль вообще работает?! Я встречал капсюли, у которых типовой ток встроенного полевика в нормальном режиме работы составлял от 0.12 до 0.5 мА. При таких токах, в результате падения напряжения на R1, непосредственно на самом капсюле (для данной схемы) будет оставаться лишь две...три десятые доли Вольта, а его ток вместо типового значения упадет до 80 мкА. Это неестественный режим для капсюля, он может приводить к искажениям при громких звуках, но возможно для слабых звуков по шумам он окажется лучше. Galiulinr, пожалуйста, когда у тебя всё заработает, укажи, какое напряжение получилось между красным и синим выводами капсюля.
Для статистики могу дать несколько лично проверенных цифр. Полевик, включённый по схеме с общим истоком - фактически источник тока, поэтому напряжение на полевике в электретном микрофоне - величина вторичная, определяется разностью между напряжением питания и падением напряжения на сопротивлении нагрузки. У полевика K596 по даташиту ток 150-240 мкА. У десятка проверенных капсюлей ток стока от экземпляра к экземпляру отличался в пределах нескольких мкА. При нагрузке 2,2 кОм (большее усиление мне было не нужно), подключённой к питанию, при его изменении от 3 В до 6 В, ток стока менялся от 190 до 200 мкА. Падение напряжения на резисторе нагрузки, естественно, практически не зависело от напряжения питания и равнялось 0,4-0,42 В (выбрал примерно с двойным запасом, чтобы при максимальной громкости не входило в ограничение), а напряжение на стоке соответственно изменялось от 2,6 В до 5,6 В. Коэффициент усиления при этом не изменялся, так как он определяется только крутизной полевика и сопротивлением нагрузки.
Исследованием влияния тока стока на шумовые свойства каскада не заморачивался, так как во-первых из теории коэффициент шума каскада на полевике в основном зависит от сопротивления источника сигнала (а входные цепи полевика в электретном микрофоне недоступны), а не от тока стока, а во-вторых этот ток в пределах линейной области работы сильно не изменишь, так как это параметр полевика - начальный ток стока.
Я замерил, 120-130 мВ. Сейчас попробую впаять в эмиттеры сопротивление.
---------- Сообщение добавлено 03.05.2016 в 00.29 ---------- Предыдущее сообщение было 02.05.2016 в 18.49 ----------
Припаял два сопротивления по 430 Ом в эмиттеры транзисторов и сделал кнопку замыкания эмиттеров. Все работает, спасибо большое. Вот схема:
У меня еще один вопрос, на слух кажется, что высоких очень много, а низких частот мало, как приподнять низкие? Или с электретного микрофона ни чего не выжмешь?
Спасибо за информацию. Это очень необычный режим работы полевика. Для пояснения, почему мне он интересен, привожу рисунок. Он показывает, как формируется режим полевика по постоянному току при различных сопротивлениях нагрузки. Обычно сопротивление нагрузки выбирают так, чтобы напряжение на стоке полевика соответствовало пологому участку ВАХ (в данном случае это, например, нагрузки 2 кОм и 5 кОм).
При сопротивлении нагрузки 33 кОм мы попадаем на участок ВАХ , где полевик имеет очень малую крутизну (напряжение на полевике - 0,12...0,13 В). На этом участке полевик обычно используют в качестве регулируемого сопротивления, а не усилительного каскада. С первого взгляда может показаться, что в режиме малой крутизны шумовые характеристики каскада должны быть хуже, поскольку сигнал почти не усиливается, а шумы резистора нагрузки (33 кОм), наоборот, очень высоки. Но учет более тонких факторов позволяет рассчитывать на возможность и снижения шумов. Поэтому мне интересен этот режим. Ну и еще интересен тем вопросом, насколько такой режим (очень малое напряжение на стоке) допускает работу со звуками большой громкости. Пожалуйста, когда поработаешь с усилителем, поделись впечатлениями о его шумах и перегрузочной способности.
По поводу плохой передачи низких частот, попробуй увеличить емкость С2 до 100 мкФ, а С1 до 10 мкФ, может поможет. А у меня, наоборот, всегда оставалось ощущение нехватки высоких при стандартном включении дешевых электретных микрофонов, какие попались мне в руки. Так что считай, что тебе повезло.
Тоже интересно! Если такой режим микрофона способен привести к снижению отношения сигнал\шум микрофона, плюс в разы уменьшено потребление тока микрофоном тогда весьма заманчиво применить такой режим в малопотребляющих устройсвах.
---------- Сообщение добавлено 21.55 ---------- Предыдущее сообщение было 18.02 ----------
Любопытное утверждение...Тогда почему бывают "хорошие", т.е. малошумящие электретные микрофоны и "плохие"? У них что, разное сопротивление воздушного зазора или пластмассы? До сих пор встречался с мнением, что шумы микрофона зависят прежде всего от качества полевика.
---------- Сообщение добавлено 22.04 ---------- Предыдущее сообщение было 21.55 ----------
Насколько я помню из школьных лет советские элетретные микрофоны, например МЭК-3 имеют доступный для пайки вывод микрофона, к которому подпаивается микросхема с полевиком. Не подскажете можно ли практически добиться от подобных микрофонов более высокого качества сигнала если заменить родную микросхему не другое подходящее устройство, или с этим не стоит заморачиваться?
Striz, я сейчас собираю материалы по шумам микрофонов и нашел интересные данные на сайте магазина "Кварц" в Москве (раздел электретных микрофонов - http://www.quartz1.com/price/price.php?group=2181&p=1 ). Там очень хороший выбор микрофонов и есть их характеристики. Вот ссылки на данные по самым малошумящим (и, увы, самым дорогим) микрофонам (среди них и микрофон М7 "Сосна").
http://www.quartz1.com/price/PIC/218Q0709000.pdf
http://www.quartz1.com/price/PIC/218Q0428400.pdf
http://www.quartz1.com/price/techdata/%D0%9C7.pdf
http://www.quartz1.com/price/PIC/218Q0428500.pdf
Обращает на себя внимание, что у них у всех: а) -техпроводная схема подключения (-пит, +пит, вых), б) - малое напряжение питания (1,3 В), в) - малый ток потребления (прим 50 мкА).
Пока я не готов изложить свои взгляды на минимизацию шумов микрофонов, но ты можешь проверить низковольтный слаботочный режим работы полевика в своем слуховом аппарате, поставив в его нагрузку те самые 33 кОм. Интересно, что из этого получится. Правда, для корректных измерений надо собирать измерительный тракт и искать место, где нет посторонних шумов.
Semimat, ты как всегда в точку! Я как раз собирался это сделать т.к. у меня для этого почти все готово. Еще я подумываю попробовать свой слуховой перевести на экстремально низкое напряжение питания для использования в наушном варианте. Здесь уже собираюсь применить твои последние разработки усилителя с динамической нагрузкой т.к. потребуется компенсировать уменьшение усиления. Но на это потребуется ловить дождливую погоду т.к. навалом строительных работ во дворе. А микрофон попробую завтра.
Вот только насчет измерительного тракта я тебя не вполне понял. По причине скромных возможностей моих приборов (измерять шумы вовсе не чем, с осцилографом внятной оценки не получается) я применяю чисто сравнительный метод проверки. Собираю вместе через выключатель испытываемое и образцовое устройство и выключателем произвожу их переключение, прослушиваю. Поскольку переключение происходит мгновенно можно на слух четко определить лучше или хуже работает устройство в конкретных условиях.
В данном конкретном случае могу выключателем изменять нагрузку и бродить по разным шумным и тихим местам.
Некоторые простые измерения конечно можно сделать на рабочем столе.
---------- Сообщение добавлено 08.42 ---------- Предыдущее сообщение было 08.40 ----------
Большое спасибо за ссылки. Как раз жена заегозила в Москву, может что получится.
---------- Сообщение добавлено 09.26 ---------- Предыдущее сообщение было 08.42 ----------
Semimat, у тебя случайно нет под рукой таблицы, которая сводила бы различные единицы измерения шумности и чувствительности микрофонов к единой величине? А то не удобно пользоваться даташитами разных производителей.
---------- Сообщение добавлено 18.53 ---------- Предыдущее сообщение было 09.26 ----------
Semimat, сегодня собрал такую схемку для проверки
Переключатель на микрофоне собрал ранее когда была необходимость в подключении мелких микрофонов без возможности отделения корпуса от истока. Переключатель в эмиттере как раз на твою тему для изменения нагрузки микрофона. Приду домой попробую что-нибудь замерить. Как раз заодно подберу резистор для микрофона.
Последний раз редактировалось striz; 04.05.2016 в 10:04.
Striz, я как раз сейчас составляю сводную таблицу по разным интересным микрофонам и стараюсь по возможности привести их к единообразию. Она пока несовершенна, поскольку я сам ещё не могу сформулировать, что толком мне надо. Я её как оформлю, выложу. А пока вот еще данные по микрофонам, которые я когда-то скопировал, но сейчас не нашел тот сайт (это дело времени - обязательно найду, поскольку на него недавно где-то здесь на форуме была ссылка).
По поводу измерительного тракта - это я загнул.... Я имел в виду, что надо как-то объективно измерить собственные шумы (в полной тишине) двух вариантов включения капсюлей, а затем с помощью звука фиксированной громкости сравнить усиления в двух вариантах. И после этого привести шумы к одинаковому усилению. Но это в принципе можно заменить и субъективными оценками, сравнивая на слух качество звука для двух вариантов.
P.S. На твоей ветке openreel дал ссылки на такие хорошие микросхемы для наушников, что на них вообще можно собрать даже и микропотребляющий малошумящий предусилитель. Если их можно как-то заказать, то это наверное будет отличный вариант построения слухового аппарата.
P.S.2 Я ошибся, приняв значение ISD микросхем для наушников за ток покоя. Мне очень хотелось верить, что раз наш древний ОУ 140УД12 с программируемым током потребления может работать от 20 мкА, то если на современном уровне поставить задачу минимизации тока, можно опуститься и до единиц микроампер. Значит надо искать дальше...
Последний раз редактировалось semimat; 05.05.2016 в 22:54.
Semimat, конечно, чтобы оценить качество работы устройства необходимо уравнивать амплитуды контрольного и испытываемого устройства. Пока не знаю как это может получится при разных нагрузках одного и того же микрофона. Что- нибудь придумаем. Спасибо за таблицу.
---------- Сообщение добавлено 06.05.2016 в 17.47 ---------- Предыдущее сообщение было 05.05.2016 в 08.33 ----------
Semimat, ошибаются все . Большое спасибо за участие.
---------- Сообщение добавлено 17.52 ---------- Предыдущее сообщение было 17.47 ----------
Да, малопотребляющих приборов достаточно, но здесь оно должно работать на низкоомную нагрузку.
---------- Сообщение добавлено 08.05.2016 в 00.36 ---------- Предыдущее сообщение было 06.05.2016 в 17.52 ----------
Semimat, пробовал прослушать лучший из своих CZN-15 с разными номиналами нагрузки на тему шумов и чувствительности. К сожалению, до таких тонкостей не дошло. Наиболее "чистый" на слух звук наблюдался при сопротивлении нагрузки приблизительно 8,5- 5,5 ком. Проверка производилась при максимально возможном усилении на грани акустического возбуждения. При более высоком сопротивлении наблюдалось снижение устойчивости работы всего тракта усиления, выразившееся в появлении характерного скрежета в наушниках даже при самых тихих звуках(но при положении регулятора громкости ближе к максимуму) Причем при дальнейшем увеличении номинала резистора нагрузки наблюдалось значительное уменьшение чувствительности микрофона. Весь тракт усиления с микрофоном искажений не дает на любых громкостях при повседневном пользовании и нормальном (естественном) уровне звука окружающей среды (регулятор громкости далек от максимума). Выявлена необходимость тщательно выбирать режим работы такого микрофона для достижения неискаженного сигнала при очень тихих звуках, соответственно при максимальной чувствительности. Поэтому искать здесь какую- либо экономию не приходится, лиж бы нащупать рабочую точку без искажений для максимальной чувствительности. Примененный для проверки режим регулятора громкости обычно не используется (не нужен), тем не менее хотелось бы иметь идеальную устойчивость в любых условиях.
Причина такого явления пока не понятна. Развязка по питанию микрофона и преда содержит два резистора и два элетролита по 40мкф плюс 220 мкф на УМ, вроде должно быть достаточно.
P.S. кстати, вспомнил когда я проверял микрофон в былые времена при очень тихих звуках и делился наблюдениями что микрофон в стандартном включении довольно заметно искажает.
Последний раз редактировалось striz; 08.05.2016 в 01:19.
Красивая печатная плата.
Ребят,а возможно ли подсоединение этой схемы непосредственно к компьютеру(соответственно и запитка от него-же стандартным двужильным микрофонным проводом)и если не затруднит, схемку выложить...Буду очень признателен! Или какую-нить другую несложную схемку посоветуете?(максимум на 2-х 3-х транзиках)
Последний раз редактировалось Интересующий; 05.03.2017 в 09:31.
Социальные закладки