Источник питания для лампового измерительного конденсаторного микрофона М101

[Evgeni45]

Тут попался в руки классический измерительный микрофон М101 с ламповым предусилителем ПМ4. Для питания такого предусилителя требуется 3 напряжения- 6.3 В для питания накала лампы, желательно постоянное стабилизированное, 50 В для питания анода лампы и 200 В для поляризующего напряжения.
Городить на 50 Гц трансформаторах сейчас не модно, поэтому за вечер разработал очень компактный стабилизированный источник на микросхеме MC34063
габаритом 50х100х40 мм. Рабочая частота 80 кГц. Схему прилагаю.
Источник выдает стабилизированное постоянное напряжение 6.3 В для питания накала, стабилизированное напряжение 50В для анода и 200 В для поляризации конденсаторного микрофона. Номиналы деталей приведены на схеме. Особо надо остановиться на дросселе-трансформаторе.
Использован Ш образный ферритовый сердечник от сломанного компьютерного блока питания, сечение по керну 5х5 мм, габарит 20х22мм, феррит неизвестный.
Обмотка 1-2 имеет 18 витков, диаметром провода 0.3 - 0.4 мм, Обмотка 3-4 для получения 200 В имеет порядка 70 витков, диаметр любой, чтобы уместился на каркасе. Диоды быстродействующие тоже от БП FR105, PR1004, какие найдете, не так важно. Высоковольтные Шоттки искать не обязательно.
Что касается полевика, то если хотите запитать свой источник 50В и 200В от 5 В USB, то не каждый подойдет, надо чтобы он открывался от напряжения на затворе не более 2 - 2.5 В. Из имеющихся у меня подошли BUZ90 (мощный) и 2N7002 слабенький по мощности, но вполне годится, так как в режиме номинальной нагрузки ток по 50В не более 2мА, а по 200В вообще практически никакого. Потребление преобразователя 50 и 200В не более 45-60 мА.
Что касается накала, то для него служит мощный стабилизатор на LM317, от него же берется напряжение для питания стабилизированного источника 50, и 200В.
Все питается от сети через слабенький "розеточный" блок питания с встроенным выпрямителем на 8 - 12В и током 500 мА и более, можно и от компьютера сделать вывод 12В.
С использованием транзистора BUZ90 с вывода 1 дросселя я сразу получал выпрямленное напряжение до 350В, можно и больше, не стал рисковать.
Напряжение 50В устанавливается изменением резистора R4, 200В - подбором числа витков повышающей обмотки 3 - 4 , это легко, т.к. она намотана сверху.
Источник может быть использован и для других целей помимо питания конденсаторных микрофонов..
Если есть особые требования к пульсациям, придется на выходе источников 50В и 200В установить дополнительные конденсаторы и использовать фильтрующие дроссели от компьютерных БП.
На схеме также показаны номера выводов предусилителя ПМ4.
Схема рисовалась за вечер, поэтому кто пожелает может нарисовать ее на компьютере и вставить в более приличном виде.

Евгений
Москва

[Бока]

Роскошная схема, стабилизированная по +50в, всё просто и понятно. У меня микрофон на полевике, поэтому отваливается куча деталей в итоге.
А самое главное- Евгений подсказал эту микросхемку ШИМ , с ней получается всё на удивление просто и надёжно. И с питанием от ЮСБ.
Спасибо вам за такой подарок.

[Evgeni45]

Если заметите признаки автоколебаний на выходе, то поставьте параллельно R3 конденсатор емкостью 500 - 5000 пФ и все будет отлично.

[Бока]

Резистор R3 -нижний в делителе оос? Мелькнула мысль объединить нагрузочный резистор 24 к и резисторы цепи оос, две детали отвалятся.

[straus]

0.1 мкФ разделительный мало. Очень мало. При нагрузке только тем потенциометром (100 кОм) нижняя граница будет 60 Гц по -0.25 дБ и 15 Гц по -3 дБ. А когда подключится в параллель ещё и входное сопротивление ЗК (10-22 кОм) - будет вообще невесело. Кроме того, выходное сопротивление что с неполностью введённым потенциометром, что с полностью введённым очень высокое. Даже при коротком кабеле будет завал по верху. Так что надо ставить повторитель перед выходом.
Да и подавать на анод напряжение с импульсника без дополнительной фильтрации я бы не стал. Тем более, что MC34063 обладает специфическим регулированием, и пульсации на выходе будут большие.

[Бока]

Пульсации выше 40 кгц не попадают в экран спектры, важнее стабильность напряжений. А вот включение лампы в микрофоне по схеме с общим катодом это странное решение. Повторитель обычно делают и сигнал с истока подаётся на защитный экран вокруг платки, уменьшить входную ёмкость. А тут-.....

[Tuvalu]

6.3 В для питания накала лампы, желательно постоянное стабилизированное,

Обычно меньше - 5,7...6 В. Это для того, чтобы лампа работала в электрометрическом (или близком к нему) режиме, что означает малый ток сетки, а это крайне важно для такого высокоомного датчика, как конденсаторный капсюль. Приятный бонус - с таким накалом лампы служат десятилетиями в условиях студий (т.е. более-менее регулярного использования).
Впрочем, с сабжевым микрофоном я не сталкивался, возможно, там на это забили. А может быть, лампа специальная электрометрическая, либо просто отобрана по току сетки. Кстати, а какая там лампа?

А вот включение лампы в микрофоне по схеме с общим катодом это странное решение.

Всегда так и делают, за редчайшими исключениями - есть один такой Sony с катодным повторителем, модель не помню.

Повторитель обычно делают и сигнал с истока подаётся на защитный экран вокруг платки, уменьшить входную ёмкость.

Верно, в схемах на JFET-ах чаще ставят истоковый повторитель, притом, иногда по достаточно навороченным схемам с компенсацией всех ёмкостей (ЗИ, ЗС). Хотя, встречаются и схемы с общим истоком.

[Бока]

есть хорошие лампочки для работы в микрофоне. Это 6с31б, им хватает 50 в анодного при токе 20-30 ма, нагрузка-трансформатор.
Просто просится в эту схему вместо полевичка.

---------- Сообщение добавлено 10:52 ---------- Предыдущее сообщение было 10:49 ----------

Tuvalu, в учебнике Бонч-Бруевича есть и такие катодные повторители, с двойным и тройным экранами, для снятия биопотенциалов.

[Tuvalu]

есть хорошие лампочки для работы в микрофоне. Это 6с31б, им хватает 50 в анодного при токе 20-30 ма, нагрузка-трансформатор.

Есть такой микрофон 19А-19 с этой самой 6С31Б-Р. Только ток там 0,55 мА всего; а при 20-30 мА ток сетки будет неприемлемо большим - получим завал на НЧ.
И напр. на аноде специально понижено до 24 В, пишут, что шумы при этом меньше.

Tuvalu, в учебнике Бонч-Бруевича есть и такие катодные повторители, с двойным и тройным экранами, для снятия биопотенциалов.

Да, я знаю. Также, отличный материал про электрометрический режим в книге Туричина "Электрические измерения неэлектрических величин" (II-изд, 1954 г, стр. 122). И ещё кое у кого, вспомню, напишу. Если интересно.

[straus]

Пульсации выше 40 кгц не попадают в экран спектры, важнее стабильность напряжений. А вот включение лампы в микрофоне по схеме с общим катодом это странное решение. Повторитель обычно делают и сигнал с истока подаётся на защитный экран вокруг платки, уменьшить входную ёмкость. А тут-.....

У MC34063 специфический метод регулирования, из-за чего и пульсации высокие и субгармоники в выходном напряжении.

---------- Сообщение добавлено 18:16 ---------- Предыдущее сообщение было 18:14 ----------

ППовторитель обычно делают и сигнал с истока подаётся на защитный экран вокруг платки, уменьшить входную ёмкость. А тут-.....

Входная ёмкость плюс эффект Миллера. Совсем не измерительный микрофон получается.

[Бока]

Входная ёмкость плюс эффект Миллера. Совсем не измерительный микрофон получается.[/QUOTE]

И я о том же.

[Evgeni45]

А вот фото реально собранного источника питания и спектрограммы при подключенном микрофоне. На микрофон одет колпачок, чтобы уменьшить акустические шумы.
50 Гц пик обьясняется сетевыми наводками на плохо экранированный микрофонный кабель. При экранировании фольгой и заземлении пик пропадал. Каких либо особых шумов от самого источника питания не наблюдается.

[Бока]

Сейчас начерно отмакетировал преобразователь 4-5 вольт входного на +30 в и +200в стабилизированного.
Преобразователь работает в режиме непрерывной генерации, без срыва, но нагрузка явно избыточная, попробую уменьшить.
Частота преобразования 50 кгц. Импульсы в виде иголок , скважность примерно 10, звона нет.
Напрашивается вариант питания от трёх пальчиковых батареек. От 3 вольт микросхема прекрасно запускается.

[Evgeni45]

А вот измерения с экранированным кабелем. На частотах 20 -30 Гц проявляется резонанс обьема помещения, на частотах 50 -150 Гц слышен шум двигателей транспорта, который то появляется, то исчезает. Никаких шумов от источника питания не проявляется.

[Бока]

делюсь радостью. Приехала посылка , а в ней пистонфон П-101 для калибровки микрофона М-101 и запасной капсюль, сокровище старого Флинта, бесценный алмаз. Теперь можно не дрожать за последний оставшийся капсюль , хотя - дрожать надо, это не колбаса, не купишь, если что.
Осталось привести в божий вид схему преобразователя питания, которая выглядит так(без намоточных данных трансика)

[Lenivo]

делюсь радостью. Приехала посылка , а в ней пистонфон П-101 для калибровки микрофона М-101 и запасной капсюль, сокровище старого Флинта, бесценный алмаз. Теперь можно не дрожать за последний оставшийся капсюль , хотя - дрожать надо, это не колбаса, не купишь, если что.
Осталось привести в божий вид схему преобразователя питания, которая выглядит так(без намоточных данных трансика)

Пистофон такой?

[Бока]

Нет, наш П-101 прямоугольный корпус , сделан под микрофон М-101 и Брюль 4145.
На выходных провел калибровку Спектры с помощью пистонфона, теперь шкала имеет нужный вид и диапазон 0 - +130 дб.
Не ожидал сам. что всё получится так быстро и просто.

[Бока]

Не всё так радужно на деле. После включения микрофона - на экране помехи от ШИМки. С прежней схемой на таймере 555 этого нет.
Вернул прежний вариант, чуть изменив схему и импульсный трансформатор. Всё получилось просто и без шумов.
Но опыт возни с шимкой пригодился, за что Евгению особая благодарность.

[Lenivo]

Уважаемый Бока - выложите пожалуйста итоговую схему блока питания на таймере 555- хотя бы нарисованную от руки. Интересно. я то же на нём делал и как то так...... не пошёл у меня этот БП.

[Бока]

Lenivo, сегодня выложу вечером.( На работе отсканирую ) . Всё получилось отменно, просто и надёжно. Заодно понял как работает главный узел- трансформатор и как выбрать оптимальный его режим. За это отдельная благодарность Евгению, за его терпеливые советы по настройке.
Микросхема 555 устойчиво генерит от 3 вольт и если применить полевик с малым напряжением управления , средней мощности, можно запитать от двух1,5 вольтовых батареек. Поскольку полевик взят мощный IRFZ46 , то питание - не менее 5 вольт.