Страница 20 из 32 Первая ... 10181920212230 ... Последняя
Показано с 381 по 400 из 623

Тема: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

  1. #1 Показать/скрыть первое сообщение.
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    856

    По умолчанию Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Обсуждается проблема повышения качества работы дешевых электретных микрофонов путем их схемотехнической доработки. Предлагается схема предусилителя с питанием от микрофонного входа современных гаджетов (эти входы оснащены встроенным низковольтным фантомным источником, обычно: 2.5В, 3кОм). Схема имеет стандартное двухпроводное подключение к микрофонному входу, использует самые доступные радиокомпоненты и обладает при этом достаточно высокими характеристиками по сравнению с популярными аналогами.
    Схема содержит только один относительно большой элемент – конденсатор емкостью 47…100 мкФ на напряжение от 3.3 В. При использовании smd-компонентов предусилитель можно уместить непосредственно в корпусе многих продаваемых дешевых моделей микрофонов.

    Создать эту тему меня подвиг интересный пост в блоге Николая Сухова на сайте IXBT.COM:
    http://www.ixbt.com/live/nikolay-suh...diofila_2.html
    Читать сам пост, комментарии к нему и смотреть видео для полного погружения в проблему - обязательно!!!! Необходимо также ознакомиться с материалом от user57 и hectorsky (оппоненты Николая Сухова) по ссылкам на их результаты:
    https://cloud.mail.ru/public/4jkV/uZVvUZzSE
    https://www.dropbox.com/sh/tqks8qt8s...in30y6Tza?dl=0
    Хоть я и не во всём согласен с Николаем Суховым, но благодарен ему за то, что фактически он единственный, кто подготовил самый подробный и эффектно изложенный материал по вопросу повышения качества звукозаписи при использовании дешевых электретных микрофонов.
    Я в свое время также успел столкнуться с этой проблемой и поэтому, понимая её актуальность, решил «замутить» аналогичную тему здесь, дав ей новое продолжение.

    Итак, есть актуальная проблема, состоящая в том, что звукозапись (или голосовая связь) с использованием внутренних микрофонов современных дешевых гаджетов, а также с применением внешних недорогих микрофонов, подключаемых к микрофонным входам значительного количества электронной техники (дальше по тексту я для простоты всё это буду называть гаджетами, заранее прошу прощения), очень часто оставляет желать лучшего. В первую очередь не устраивает малый уровень громкости даже при выведении всех регуляторов на максимум. В некоторых применениях ситуацию можно исправить последующим программным усилением (постобработкой записи), но в случае прямой голосовой связи (например, при интернет-общении) это затруднительно.
    Во-вторых, часто не устраивает малое достигаемое отношение сигнал/шум (С/Ш), иногда сопровождающееся заметными нелинейными искажениями, а это уже гораздо хуже, чем просто тихий звук. Конечно, надо разобраться, почему такое может иметь место, и насколько виноват в этом дешевый электретный капсюль.
    В качестве отправных точек возьмем данные из литературных источников, относящиеся к обозначенной проблеме.


    Для начала определим диапазон уровней громкости звуковых сигналов и уровней акустического фона, с которыми обычно приходится иметь дело при любительской звукозаписи в разнообразных условиях. Вот типичные данные, которые с некоторыми вариациями приводятся в интернет-источниках (http://edu.trudcontrol.ru/~3m/item/43u7haNo , http://www.acousticlab.ru/urovni_gro...ochnikov_shuma ):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	акустические у&#10.png 
Просмотров:	2339 
Размер:	37.1 Кб 
ID:	299818 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	шумы 1.png 
Просмотров:	1474 
Размер:	7.8 Кб 
ID:	299819 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	шумы 2.png 
Просмотров:	1081 
Размер:	5.7 Кб 
ID:	299820 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	шумы 3.png 
Просмотров:	1263 
Размер:	2.0 Кб 
ID:	299821
    Из этих данных можно увидеть, что в подавляющем большинстве случаев любительская запись будет происходить при уровне акустического фона не менее 25…30 дБ SPL (Sound Pressure Level). Получается, что отношение С/Ш при записи сигнала обычной громкости в таких условиях, будет иметь весьма небольшое значение. Например, если источник создает звук в 50 дБ SPL, то рассчитывать на отношение С/Ш можно лишь в пределах 20….25 дБ. А для того, чтобы в вашей записи отношение С/Ш было на уровне 60 дБ нужно, чтобы записываемый «полезный» звук имел около 90 дБ SPL. И это связано НЕ с микрофоном, а определяется только акустическими условиями. От капсюля лишь требуется, чтобы его собственные шумы не сильно ухудшили это отношение. Думаю, именно поэтому подавляющее число дешевых электретных микрофонов, рассчитанных на любительскую запись и типичные условия применения, при различающихся прочих параметрах, имеют по паспортным данным эквивалентные собственные акустические шумы (EIN) на уровне <32….36 дБ SPL (S/N-ratio <58…62 dB), то есть, примерно равные типичному акустическому фону. Привожу характеристики дешевых электретных капсюлей одной из популярных фирм, выпускающей их широчайшую номенклатуру, в том числе, и полный аналог известного капсюля WM-61A:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	микрофоны JLI.png 
Просмотров:	1503 
Размер:	73.5 Кб 
ID:	299822
    Что интересно, при таком собственном шуме микрофона, благодаря способности слуха к спектрально-временному анализу звуков, вы все равно сможете в какой-то степени разбирать даже структуру самого акустического фона (если это не белый шум), то есть различать звуки «под шумами» микрофона. В качестве подтверждения этому привожу данные о разборчивости речи в зависимости от соотношения с/ш (http://www.armstrong.ru/content2/com...iles/67442.pdf):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	разборчивость от с-ш.png 
Просмотров:	1196 
Размер:	11.3 Кб 
ID:	299823
    Получается, что при соотношении С/Ш в 0 дБ можно даже еще понимать речь. Я это привожу для того, чтобы было понятно – в большинстве приложений отношение С/Ш больше 40 дБ – это уже достаточно. Пример: вы разговариваете с собеседником в обычном помещении, где типичный уровень фона – 30 дБ. Если собеседник находится на расстоянии в метре от вас, то его громкость будет на уровне 60 дБ. Отношение С/Ш будет всего 30 дБ. Отношение С/Ш в 60 дБ и более при записи с расстояния в метр – это уже требует студийной тишины звукозаписи и более дорогого микрофона.

    Можно ли серьезно снизить собственные эквивалентные акустические шумы дешевого электретного капсюля, не переделывая его внутренности и не добавляя механического оформления для достижения пространственной избирательности и акустического усиления? Думаю, что нет. То есть, наверное, можно подобрать оптимальный режим работы встроенного полевика выбором питающего напряжения и нагрузки, но считаю, что это позволит получить выигрыш в 1…2 дБ.

    Возможно, что на самом деле реальные шумы дешевых капсюлей могут оказаться существенно меньше указанных в паспорте (ведь в паспорте так и написано для S/N ratio: <, то есть, «менее»). Просто, указанные паспортные требования без труда могут быть выполнены даже не лучшими производителями, они легко проверяются без использования специальных заглушенных камер, и при этом они адекватны внешним акустическим помехам в большинстве условий применения. Поэтому я верю, что есть немалый шанс «нарваться» на удачную партию дешевых капсюлей с S/N ratio на 6…10 дБ лучше паспортных. Но это уже относится к удаче.

    Главный вывод, который я хотел донести вышеизложенным, это что исходное отношение С/Ш создаваемое микрофоном на своем выходе, не связано с предусилителем и не может быть им улучшено, поскольку это отношение большей частью формируется уже на затворе встроенного полевика, то есть, до ПУ. Тогда для чего же нужен предусилитель? Как и когда он может помочь?
    Его первая задача, как уже говорилось - это обеспечить уровень сигнала, достаточный для последующего комфортного прослушивания без необходимости «выкручивания» громкости на максимум.
    Вторая задача – это минимизировать ухудшение отношения С/Ш, пока сигнал от микрофона доходит до конечной точки (обычно АЦП). То есть, ПУ может помочь тем, у кого шумы получаются почему-то намного больше ожидаемых в соответствии с паспортными данными. Решению этого вопроса, данная тема и посвящается (конечно, одновременно решается и первая задача).
    Проблема ухудшения отношения С/Ш обычно возникает с дешевыми устройствами, когда микрофон имеет стандартное двухпроводное подключение к микрофонному входу (по большей части – даже неэкранированным кабелем) и одновременно по тому же проводу получает от него электрическое питание (так называемое фантомное питание).

    Предварительный ответ на вопрос, почему падает С/Ш, очевиден – с одной стороны, в канал прохождения сигнала проникают посторонние помехи, существенно превосходящие собственные шумы микрофона. С другой стороны, собственные шумы микрофонного входа гаджета также могут превосходить шумы с выхода микрофона. (Варианты, когда микрофон просто бракованный, или когда «слетели» драйвера на устройство оцифровки, не рассматриваются. Я о них упоминаю потому, что такое бывает, и это надо проверять.)

    Еще одной причиной возникновения дополнительных шумов и искажений может служить малый уровень полезного сигнала, настолько малый, что при его оцифровке электроникой гаджета, окажется задействовано малое количество разрядов. Это способно породить дополнительный более заметный специфический шум (и искажения). Для борьбы с этим видом шумов и искажений при оцифровке используются алгоритмы «дизеринга» (dithering) или «нойз шейпинга» (noise shaping). Их суть в том, что к сигналу добавляется шум (немного ухудшающий отношение с/ш), но делающий итоговый шум после оцифровки не коррелированным с сигналом, что важнее для восприятия. Роль этого шума в нашем случае можно считать минимальной по сравнению с другими, если будет задействовано 10 и более разрядов при оцифровке.

    Рассмотрим пути проникновения посторонних помех в канал прохождения сигнала от микрофона до входа АЦП гаджета и методы борьбы с ними на основе приведенного рисунка.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	схема проникновения помех.png 
Просмотров:	3298 
Размер:	15.1 Кб 
ID:	299825
    Сначала оценим помеху на соединительный кабель (состоящий из общего и сигнального проводов). Помеха имеет преимущественно электрическую природу, её источник весьма высокоомный. Его можно рассматривать как генератор тока, величину которого можно оценить, вспомнив эксперимент, когда прикасаешься пинцетом к мегаомному входу осциллографа. Осциллограмма наведенного напряжения в некоторых помещениях иногда доходит до амплитуды в 20 В. Это значит, что наводимый ток может доходить до 20В/1Мом=20 мкА. Какое напряжение помех этот ток мог бы создать на незащищенном сигнальном проводе? Если Rвых достаточно велико (прямое подключение капсюля без ПУ), то почти весь наведенный ток пойдет в резистор Rs, и амплитуду наведенного помехового напряжения можно оценить сверху как 3кОм*20мкА=60 мВ. А сам сигнал для типового капсюля с чувствительностью 10 мВ/Па (-40 дБ) при громкости звука в 94 дБ (1 Па) будет составлять лишь 10 мВ с.к.з.. Явный перебор! К счастью, если гальванически не прикасаться к сигнальному проводу, то токовая наводка будет много меньше 20 мкА и распределится на оба провода (сигнальный и общий, за счет близкого их взаиморасположения). К тому же, многократно большую долю этого наведенного тока будет забирать на себя общий провод, поскольку он «сидит на земле», то есть, имеет гораздо меньшее сопротивление «на землю» (интересно, что у дешевых компьютерных микрофонов и гарнитур соединительные провода не только не экранированные, но даже не витая пара!). Тем не менее, ясно, что наводка на сигнальный провод является одной из самых опасных, поскольку она должна создавать напряжение помехи меньше собственных шумов капсюля (а они имеют величину не 10 мВ, а менее 5мкВ).
    Очевидно, что есть три пути борьбы с этой помехой. Первый – использование экранированного кабеля. Второй – использование предварительного усиления сигнала до подачи его в кабель (тогда относительный уровень наводки оказывается меньше в коэффициент усиления раз). И третий путь – это использование предусилителя с малым выходным сопротивлением Rвых, во много раз меньшим величины Rs. Тогда почти весь наведенный на сигнальный провод ток пойдет не в Rs, а в Rвых и создаст на нем многократно меньшее напряжение помехи.
    Теперь о токе, наведенном на общий провод. За счет наличия у последнего некоторого хоть и малого сопротивления Ro, на нем все-таки тоже возникает напряжение помехи. При этом наведенное на общем проводе напряжение помехи будет напрямую складываться с сигналом.
    Часто именно так возникают помехи, даже когда разные приборы передают сигналы между собой по экранированным проводам. Напряжения наводок на корпуса приборов вызывают протекание по соединяющим их экранам значительных помеховых токов и возникновение напряжения помех, Чтобы такого не происходило (наведенные токи не протекали по экранам сигнальных проводов), корпуса приборов гальванически соединяют между собой толстыми проводниками.

    Насколько опасна в нашем случае наводка на общий провод? Если используется неэкранированный кабель от дешевого китайского микрофона, то сопротивление его проводов составляет около 0.2 Ом/м. Таким образом, помеха, проникающая за счет наводки на общий провод длиной 1.5м, может быть оценена сверху величиной 20мкА*1.5м*0.2Ом/м=6мкВ. Это сравнимо с шумом микрофона. Конечно, это верхняя оценка. И, казалось бы, стоит поставить предусилитель с Ку от 10 и более, то данной помехой можно пренебречь, но… эта помеха – как правило, наводка с частотой сети и её гармоник. Даже будучи в 10 раз слабее по амплитуде, чем шум микрофона с относительно равномерным спектром, она будет хорошо видна при спектральных измерениях, да и слух её тоже почувствует. Так что для борьбы с ней также надо принимать меры. Две легкодоступных из них – это применение экранированного провода с малым погонным сопротивлением экрана и предварительное усиление сигнала, упомянутое выше. Их уже может оказаться достаточно. В тяжелых случаях придется отказываться от двухпроводной линии и использовать провод «две жилы в экране». При этом возможны два варианта его применения. Лучший из них – это использование дифференциальной линии связи. Он используется в высококачественной акустике, но требует дифференциального входа в гаджете, что в нашей задаче - уже перебор. Другой – это использование двух внутренних жил экранированной пары в качестве сигнального и общего проводов. А экран при этом должен соединяться с землей (и общим проводом) только с одного конца (в штекере), выполняя функцию одновременной защиты от наведения токов сразу и на общий провод, и на сигнальный (забирая весь наведенный ток на себя и замыкая на землю). Микрофон в этом случае желательно также обложить фольгой, соединенной только с экраном. Но, как сказал Миша из «Бриллиантовой руки», «…надеюсь, до этого не дойдет…».

    Теперь рассмотрим шумы и пульсации, проникающие в канал со стороны плохого фантомного источника питания. В некоторых случаях это самые серьезные помехи, особенно, когда выходное сопротивление микрофона очень высокое (стандартный капсюль без ПУ) – тогда эта помеха проникает в канал без ослабления. Очевидно, что бороться с ней можно двумя способами. Первый - использование ПУ с большим усилением, чтобы относительный уровень помехи стал меньше. Второй – это использование ПУ с малым выходным сопротивлением, намного меньшим, чем Rs. Тогда помеха из питания будет ослаблена в отношение Rвых/(Rвых+Rs)≈ Rвых/Rs раз (так называемое PSRR – Power Supply Ripple Rejection – ослабление проникновения пульсаций питания). Эти два способа хороши при совместном использовании. Если, например, перед подачей в кабель сигнал был усилен на 30 дБ, а благодаря малому выходному сопротивлению Rвых еще и удалось ослабить помехи на 30 дБ, то в итоге относительное влияние помехи из источника питания будет снижено на 60 дБ. Понятно, что такой же суммарный эффект происходит и в отношении рассмотренной выше наводки на сигнальный провод. Хочется верить, что если это будет достигнуто, можно будет не использовать экранированный кабель, а полностью сохранить «родной китайский» без перепайки штекера.

    Ну, и последний источник помех – это собственные, приведенные к микрофонному входу гааджета, шумы его внутренней схемы (входного усилителя+АЦП). Очевидно, что ослабить их влияние можно только предварительным усилением подаваемого на микрофонный вход сигнала, то есть, использованием ПУ. Здесь есть та же проблема, о которой говорилось выше. Если помеха не имеет выраженных спектральных компонент, то достаточно такого усиления, при котором усиленные шумы микрофона примерно в два…три раза превосходили бы собственные шумы микрофонного входа. А если в шумах микрофонного входа есть выраженные спектральные компоненты, то полностью перекрыть их шумами микрофона, возможно, и не удастся. Но тогда это уже трудноизлечимая болезнь гаджета.

    Итак, по отношению к главным источникам помех мы, кроме использования хорошего экранированного провода, имеем два важных схемотехнических метода борьбы с ними. Это предварительное усиление сигнала и использование предусилителя с малым выходным сопротивлением. Самый универсальный из них – это первый. Чем больше усиление Ку, тем меньше относительный вклад всех видов посторонних электрических помех. Тем больше уверенность, что в канал передачи не произойдет ухудшения отношения с/ш. Но до какой степени можно разгонять усиление? Да, при большом усилении Ку легче сохранить нижний (шумовой) порог диапазона громкости акустических сигналов микрофона. Но что произойдет с громкими звуками, особенно, когда напряжение питания предусилителя очень мало? Очевидно, что при неразумно большом Ку даже не очень громкие акустические сигналы приведут к искажениям выходного сигнала, в том числе, к его ограничению (клиппингу). Поэтому очень важно задействовать механизм снижения уровня проникающих помех с помощью снижения Rвых, поскольку это позволяет не завышать Ку.
    Получается, что для получения лучших результатов по ширине динамического диапазона, с одной стороны, надо определить минимальный допустимый Ку предусилителя, при котором еще не ухудшается нижний предел динамического диапазона из-за роста помех, а с другой - желательно добиться, чтобы ПУ был способен при малом напряжении фантомного питания выдавать максимально возможный неискаженный выходной сигнал. Тогда будет максимизирован верхний порог динамического диапазона.
    А если еще и выходное сопротивление предусилителя мало, то, возможно, удастся обойтись без дорогого экранированного кабеля штатным китайским даже без перепайки штекера. Для примера, телефонные линии имеют длину иногда больше километра, но при этом их проводка в домах делается даже не витой парой, а телефонной «лапшой», да и сопротивление источников сигналов в линию не так уж мало - 600 Ом. Так что надежда есть, и если такое получится, то это будет приятный бонус.

    Ну, теперь можно приступить к делу. Существует много хороших схем ПУ, решающих задачу улучшения качества записи с дешевого электретного микрофона. Но они, как правило, используют дополнительный собственный источник питания (внешний или встроенная батарейка) и выполнены в виде отдельного блока межу микрофоном и гаджетом с трехпроводным подсоединением микрофона. Здесь же ставится другая задача – сделать предусилитель, встраиваемый в микрофон так, чтобы последний по-прежнему присоединялся к микрофонному входу стандартным способом (штекером по двухпроводной линии) и питался от него. И чтобы он сохранял высокие характеристики при работе от низковольтного фантомного питания современных гаджетов… При этих требованиях круг уже известных схем, претендующих на решение поставленной задачи, сужается до трех…четырех базовых вариантов.
    Первый из них – это схема на одном транзисторе (http://radiokot.ru/circuit/audio/amplifier/40/), буквально заполнившая Интернет:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	однотранзистоный ПУ.png 
Просмотров:	2645 
Размер:	3.6 Кб 
ID:	299826
    Есть её модификация, с добавлением третьего резистора, уменьшающего искажения ценой снижения усиления: https://www.youtube.com/watch?v=k-ZwB7xpKVk , https://www.youtube.com/watch?v=BLa6YhdoO2k
    Мне кажется, что здесь была применена оригинальная идея. Фактически, будучи простейшей схемой, она содержит эффектную отрицательную обратную связь (ООС).
    Данную схему можно было бы нарисовать в стандартном виде, где резистор ООС занимает свое «законное» положение. Но благодаря известному в теории цепей правилу эквивалентной замены схемы соединения резисторов «треугольником» на схему соединения «звездой» (при соответствующем пересчете номиналов),
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	треугольник-звезда.png 
Просмотров:	1478 
Размер:	8.7 Кб 
ID:	299827
    мы получаем эквивалентную схему, где резистор обратной связи имеет другое, в некотором смысле, более удобное расположение. В этом втором варианте резистор Rоос имеет довольно малое сопротивление и не подключен ко входу, а фактически «сидит на земле»:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	однотранз схема+.png 
Просмотров:	1664 
Размер:	8.6 Кб 
ID:	299828
    В той схеме, которую я собираюсь предложить, это также используется.

    Замечу, что однотранзисторная схема, несмотря на простоту, дает достаточно хорошие результаты при пятивольтовом фантомном питании. Но при снижении питания до 2.5 В схема резко ухудшает свои характеристики, что и будет видно в дальнейших сравнениях.


    Второй вариант низковольтного фантомного предусилителя – двухтранзисторный (авторство схемы я не смог установить):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	двухтранзисторная схема ПУ.PNG 
Просмотров:	2461 
Размер:	15.9 Кб 
ID:	299829
    и его упрощенный вариант (http://radiokot.ru/circuit/audio/amplifier/40/):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	двухтранзисторный ПУ упрощенный.png 
Просмотров:	1925 
Размер:	5.1 Кб 
ID:	299830
    Этот вариант схемы известен давно, но менее популярен в Интернете, чем однотранзисторный. Он также хорошо работает только при пятивольтовом фантомном питании. Вот его-то успешно доработал Сухов, предложив заменить выходной кремниевый транзистор на германиевый. Это позволило снизить напряжение фантомного питания (рисунок взят из поста Сухова):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	схема Сухова SiGeSRPP.png 
Просмотров:	2759 
Размер:	6.9 Кб 
ID:	299831
    После публикации Сухова по предложенному варианту ПУ, в спор с ним вступили некто user57 и hectorsky, которые резонно заявили, что использование старого германиевого транзистора в наше время является анахронизмом, и предложили доработку двухтранзисторной схемы, с большим количеством деталей, которая не использует германиевый транзистор, но имеет (по расчетам авторов) сравнимые характеристики со схемой Сухова:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	схема SiSi.png 
Просмотров:	2851 
Размер:	4.5 Кб 
ID:	299832
    Я не стал проверять данный вариант, поскольку он по параметрам, приведенным самими авторами, не лучше схемы Сухова, и, главное, потому, что уже родилась новая схема (и её вариации) с существенно превосходящими параметрами при низковольтном питании.

    Об этой новой схеме пойдет речь ниже.

    Анализ предыдущих схем показал, что при столь малых напряжениях питания не удастся получить заметного улучшения параметров (по искажениям, выходному сопротивлению, максимальному выходному сигналу) без использования отрицательной обратной связи (ООС), как это давно применяется в УНЧ. Стало также ясно, что в двухкаскадном варианте схемы не удастся получить запас по усилению, который с помощью ООС можно было бы трансформировать в малые искажения и малое выходное сопротивление (возможно, это не удалось только мне).
    А вот трехкаскадная схема уже обладает более чем достаточным усилением и удобно охватывается разными вариантами ООС. Увы, заводить в трехкаскадный усилитель отрицательную обратную связь рискованно – уже могут выполниться амплитудно-фазовые условия возбуждения, и схема будет неустойчивой в работе. Облегчает ситуацию то обстоятельство, что нам надо получить приличное усиление (20дБ и больше), а в этом случае уже можно попытаться сохранить устойчивость определенными схемотехническими приемами.
    Вначале были рассмотрены две базовые архитектуры трехкаскадных усилителей с ООС, превращающей обычный усилитель в трансимпедансный:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	базовая схема с ООС nnn.png 
Просмотров:	1733 
Размер:	3.9 Кб 
ID:	299833 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	базовая схема с ООС npn.png 
Просмотров:	1761 
Размер:	4.1 Кб 
ID:	299834
    Первый вариант хорош тем, что использует транзисторы одной проводимости, и напряжения на коллекторах первых двух из них равны напряжениям база-эмиттер, то есть, транзисторы работают в оптимальном, далеком от насыщения режиме. Во втором варианте напряжения коллектор–эмиттер двух первых транзисторов составляют менее 200 мВ. Этого уже мало, но их коллекторные токи также малы, поэтому это ещё не режим насыщения (режим насыщения для таких токов, наверное, наступает при Uкэ порядка 50…100 мВ, но, увы, при таких напряжениях Uкэ, у транзисторов падает β). Тем не менее, симулирование их работы не вызвало проблем ни в Микрокапе 11, ни в Мультисиме 14 (но все-таки крайне желательна реальная проверка).
    Это только базовые схемы, они не обладают достаточной устойчивостью при подключении емкостной нагрузки на выход или вход (возникают значительные всплески на АЧХ, говорящие о возможном приближении к генерации). А ведь работать придется на длинный кабель с погонной емкостью иногда более 200 пФ/м. На выходе электретного капсюля также иногда бывает напаян конденсатор для шунтирования его выхода по высокой частоте (борьба с влиянием радиопомех).
    Словом, для обеспечения устойчивой работы при широкой возможной вариации подключаемых нагрузок, схемы требуют «доводки». Вот тут оказалось, что второй вариант может быть легче модифицирован (опять же, возможно, я просто не додумался). Для наглядного описания этапов, которые я прошел от базовой схемы до финального очень стабильного варианта со специально заваленной сверху АЧХ (при большом усилении желательно обрезать частоты, на которых нет полезного сигнала, а шумы есть), привожу этот процесс в виде комикса:

    Последний раз редактировалось semimat; 28.08.2017 в 04:15.

  2. #381

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Вот так выглядит модифицированная схема.
    Вложение 375227
    ... Попробуй, вдруг тебе понравится.
    Что её пробовать? Сало - оно и в Африке сало. Года 3 назад её делал 1 в 1 до последнего резистора, только номиналы другие. Считаю её лучшей, наиболее стабильной, не требующей экранирования и настроек. Вру - не 3 года, а лет 7 назад. Элементы схемы позаимствовал из книги "Схемотехника зарубежной аппаратуры". Когда тут все клепали всё по схеме с общим эмиттером с разделительными конденсаторами, там давно вытворяли акробатические номера кремнием и германием.
    Последний раз редактировалось МимоПроходил; 22.07.2020 в 20:26.

  3. #382
    Зарегистрировался Аватар для Frezza
    Регистрация
    13.06.2020
    Сообщений
    11

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Получил Max9814.
    Схема дает 0.75 В , то есть для линейных входов с 1В не походит.
    АРУ начинает работать на 0.5 В. То есть где то -3 дБ при 0 дБ это 0.75 Вольт.
    По шумам не лучше Max4466, а может даже и похуже.
    Потребляемый ток 3 мА, что в десять больше чем у Max4466.
    АРУ я так понимаю в обычном микрофоне не нужна. Это хорошо например для видеокамеры, что бы и дальние звук было слышно, и голос оператора не зашкаливал.
    Искажения порядка 0.2%, при работе АРУ нарастают до 3% при 0.75 В.

  4. #383
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    856

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Frezza, спасибо за проделанную работу и информативный пост. Всё это расширяет наши знания о возможных путях улучшения качества звукозаписи с использованием недорогих компонентов. Удивительно, но по даташиту Max4466 имеет шумы 80 нВ/Гц0.5, а Max9814 - 30нВ/Гц0.5...

  5. #384
    Зарегистрировался Аватар для norse
    Регистрация
    17.09.2020
    Сообщений
    2

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Подскажите пожалуйста, в этой схеме транзисторы подобрать лучше с одинаковым h21 ? или допустимо разное значение. И так как это микрофонный усилитель, то VT1 нужно с максимальным h21 ?
    У меня есть как транзисторы, что указаны в схеме, и так же кт3102Г, КТ3107К.
    BC547B: h21=271, 325, 323, 315, 317. (npn)
    2n3906: h21=274, 270. (pnp)
    А так же другие транзисторы, может они лучше для микрофонного усилителя?
    BC338: h21= 307, 338. (npn)
    BC546B: h21=289 (npn)
    BC327: h21= 192, 208, 215 (pnp)
    BC556B: h21=281 (pnp)
    BC557CK: h21=450, 456, 464 (pnp)
    КТ3102Г: h21=562, 578, 595, 742, 860. (npn)
    3102Б: h21=160, 157, 213, 380, 366, 416 (npn)
    КТ3107К: h21=160, 430, 430, 450, 458, 474, 490, 529, 533, 545, 538 (pnp)
    (я новенький в радиоэлектронике, и поразительно какой высокий разброс h21 у советских транзисторов по сравнению с импортом)
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	komb.jpg 
Просмотров:	231 
Размер:	33.8 Кб 
ID:	380318

  6. #385
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    856

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    norse, в этой схеме все транзисторы могут быть разными и иметь разный h21. Я не могу сказать про шумовые параметры приведенных тобой транзисторов, но по коэффициенту усиления h21 они все подходят. А что касается шумов, то выходные шумы практически любого ширпротребовского электретного капсюля существенно больше шумов данного предусилителя. Поэтому думаю, что на местах Q1 и Q2 подойдут все транзисторы, которые имеют типовые шумы 2...10 дБ, а на месте Q3 по шумам подойдет вообще практически любой транзистор. Еще напомню, что конденсаторы С2 и С3 необязательные - они заваливают АЧХ в диапазоне частот выше слышимого диапазона для предотвращения возможных "неожиданностей". Если они мешают сделать компактную платку, то их можно выкинуть.

  7. #386
    Зарегистрировался Аватар для norse
    Регистрация
    17.09.2020
    Сообщений
    2

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    semimat,
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Фото платы комб&#1.jpg 
Просмотров:	220 
Размер:	382.4 Кб 
ID:	380518
    Запись микрофонов.zip
    Собрал схему из 37 поста. Работает, вполне доволен
    За месяц собираю уже 6 схему предусилителя для электретного микрофона. Ваша на данный момент самая лучшая. И усиление самое высокое.
    В архиве прикрепил запись тишины и голоса.
    В данный момент у меня есть обычная петличка А4Tech, предусилитель на 1 транзисторе, и Ваша схема.
    Шумов слишком много, или это мне просто так кажется, это вот ШШШШШШШШ шипение, как бы от него избавиться? (к слову в настройках звуковой карты выставил 100% громкость микрофона, усиление +20дб убрал, для записи не менял ничего, старался одинаково записать). Я всю плату обмотал фольгой и заземлил на экран сигнального кабеля. Кабель китайский 1 метр, 2 жилы, два экрана.
    (на картинке большой капсюль, на слух мне вроде больше 5мм маленький капсюль понравился)
    У меня ещё есть МКЭ-3 и мкэ-84-1 пока не знаю как их задействовать. Для них вроде большое напряжение надо.
    Выход со звуковой карты 2.5 Вольт.

  8. #387
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    856

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    norse, спасибо, что поделился результатами своих исследований. Это очень важно для меня.
    Как я уже писал, предусилитель "Комби-3т" обладает следующими преимуществами по сравнению с аналогами:
    - повышенный коэффициент усиления (может быть разогнан до более чем ста),
    - низкое выходное сопротивление (около 100 Ом), что уменьшает чувствительность к внешним наводкам на соединительный кабель, а также к помехам, проникающим из некачественного фантомного питания,
    - существенно больший допустимый уровень выходного сигнала при сохранении низких искажений (менее 1%).

    Однако эти преимущества в настоящее время не всегда могут быть заметными. В частности, если используется экранированный соединителный кабель и если фантомное питание гаджета "не шумит", то выигрыш от низкого выходного сопротивления будет минимальным. Также если прослушивание происходит в условиях отвлекающих факторов или через акустические системы невысокого качества (у которых собственные искажения иногда достигают 10%), то и преимущества более низких искажений также будут незаметны (средний человек не замечает искажения до 3%). К тому же современные микрофонные входы имеют средства программного шумопонижения, а это очень существенное преимущество по сравнению со старыми устройствами.
    Поэтому и тема имеет сейчас меньшую актуальность. Я вообще полагаю, что данная тема опоздала лет на 10...15. Возможно, тогда "Комби-3т" получил бы большую известность. Но я рад, что и сейчас тема всё-таки еще вызывает интерес.

    Я прослушал приведенные тобой записи, и практически не почувствовал различий качества между однотранзисторным вариантом и схемой "Комби-3т". Этого можно было ожидать, поскольку у тебя использован экранированный кабель и фантомное питание тоже без помех. А уровень записи сигнала достаточно маленький (далеко не достает до максимального допустимого звуковой картой). Чтобы понять, какой из усилителей лучше на больших громкостях звуковых сигналов нужно провести отдельные исследования с использованием программ, позволяющим измерять величину искажений.

    Что касается шумов разных схем, то судя по спектрам приведенных тобой записей, это уже электронные шумы самих капсюлей. Ты их начинаешь слышать потому, что предусилитель усиливает и их наравне с полезными сигналами. Можешь проверить это, подключив капсюль напрямую без усилителя и записав голос на той же акустической громкости. Затем надо программно усилить записанный сигнал до уровня, который давала запись с использованием предусилителя. После этого можно убедиться, что шипение окажется сильнее, чем при записи с предусилителем. Это шипение самого капсюля и устраняется только современными программными средствами. Либо нужно использовать более дорогие капсюли с отношением с/ш 70...80 дБ.

    Не советую использовать капсюль МКЭ-84 - он имеет очень маленький частотный диапазон 300Гц...3400Гц - он не для качественного звука, а для использования в телефонии в качестве замены угольным микрофонам. МКЭ-3 - хороший капсюль, но в настоящее время с ним наверное уже тоже не следует связываться - его труднее запитать. Лучше приобрести распространенный капсюль типа CZN-15E. Он, я думаю, не хуже МКЭ-3, зато его можно купить аж за 10 рублей и он имеет типовое подключение. Про него есть видеоролики, где хвалят качество записи с ним. Я же уже два года назад закупил себе разных дешевых капсюлей по цене от 5 до 12 рублей, но всё никак не найду время спаять предусилитель и начать собственные исследования их качества. Наверное, только когда уйду на пенсию...

  9. #388
    Зарегистрировался Аватар для spirt
    Регистрация
    28.09.2020
    Адрес
    Тверь
    Сообщений
    6

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Друзья, доброго времени суток.
    Ответьте пожалуйста неэлектронщику на пару вопросов.
    У меня между микрофоном и звуковухой будет 6 метров кабеля. Где лучше расположить предусилитель, около микрофона или около звуковухи?
    И ещё вопрос. У меня со звуковухи параллельно ещё идёт соединение и на динамик. Можно ли использовать один четырёхжильный кабель (например КСПВ-4) для микрофона и динамика или лучше не поскупиться и взять два отдельных кабеля?

  10. #389
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    856

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Цитата Сообщение от spirt Посмотреть сообщение
    ...У меня между микрофоном и звуковухой будет 6 метров кабеля. Где лучше расположить предусилитель, около микрофона или около звуковухи?
    Конечно предусилитель лучше располагать рядом с микрофоном. Тогда, во-первых, сигнал в кабеле будет намного больше, и внешние наводки на кабель будут иметь меньший относительный уровень, а во-вторых, благодаря тому, что выходное сопротивление предусилителя меньше, чем у капсюля, то и сама величина наводки будет не только относительно но и абсолютно меньше. То есть, работают сразу два фактора, снижающие чувствительность к наводкам. Надеяться, что в месте расположения кабеля помех не будет, не стОит.
    Цитата Сообщение от spirt Посмотреть сообщение
    ...У меня со звуковухи параллельно ещё идёт соединение и на динамик. Можно ли использовать один четырёхжильный кабель (например КСПВ-4) для микрофона и динамика или лучше не поскупиться и взять два отдельных кабеля?
    Здесь наверное никто не сможет ответить, чем закончится использование такого кабеля для одновременного подключения и динамика и микрофона. Может ни чего не произойти, а может начаться генерация. Слишком много факторов, которые неизвестны и могут оказать решающее влияние на то, чем всё закончится. Поэтому если кабель КСПВ-4 уже есть на халяву, то можно и попробовать. А вдруг повезет.

  11. #390

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Попрошу схему модернизации платы макс9814, интересно тоже. Спасибо.

    ---------- Сообщение добавлено 16:05 ---------- Предыдущее сообщение было 16:03 ----------

    Цитата Сообщение от Максимка Посмотреть сообщение
    Garry_, можно попробовать поставить микрофоны на 180 градусов, один из них смотрит вперёд, а другой назад. Тогда один будет слушать то, что спереди, а второй то, что сзади. Звуки сбоку будут более-менее подавляться в противофазе. Работать будет так себе. От фантома работать не будет точно, через чур прожорливая штучка, после резистора фантома питание просядет до нерабочего состояния.

    По МАХ9814 на китайской платке. Лапа перевода в режим выключения прицеплена на цепочку питания кристалла. Хотел реализовать включение от фантома двумя N-канальными полевиками, работающими в режиме преобразователя уровня сигнала с напряжения фантома до напряжения питания кристалла от лития. Монтаж на плате мелкий, резать медь печатки и подпаиваться неудобно-морочно, оказалось проще реализовать на N-канальнике внизу и P-канальнике вверху классическое включение общего питания всей платы от лития. Внизу в эксперименте участвовал КП504А. С его затвора в землю "закрывающий" резистор 1М, параллельно ему конденсатор в десяток микрофарад для подавления наведённых помех в отключенном от смарта положении и ложных срабатываний ключа питания. Второй резистор 100k с этого же затвора в фантом смарта, от фантома через разделительный по постоянному току конденсатор 100nF к выходу кристалла на платке усилителя через резистор 200-500k (я залип на 330k), который образует по переменному току делитель с резистором фантома трубы (2-3k) и входным сопротивлением микрофонного усилителя смартфона и цепей нижнего полевика, включающего верхний ключ. Усиление максимальное, то есть 60dB, с работой АРУ до 40dB, - дырка Gain висит в воздухе. Дырку A/R на землю, такое время восстановления АРУ для внешнего микрофона диктофона смарта самое оно. Сверху для включения питания, - P-канальник TCP8107, между затвором и стоком которого резистор 1M, а затвор в сток КП504А. Выбор транзисторов прост - по наличию в коробках КП504А и возможности надёргать со старых плат ноутбуков TCP8107. Все транзисторы проверял до монтажа на чёткое открытие канала сток-исток при напряжении затвор-исток 0,8-1,2V, полагая, что так будет надёжнее. Со старта ставил на место КП504А вражеский IRLML2502, как более подходящий по напряжению затвора на открытие. Оказалось до лампочки, чётко работают все без исключения. Осталось сгородить контроллер заряда лития с током заряда под мои батарейки 120mA/Н с защитой батарейки от выше 4,2V и ниже 2,7V, да со стандартной дыркой микро-юсб для заряда. К микрофонам для сяоми придётся прикупить парочку переходников с юсб-С на микро-юсб, так как готовых мам юсб-С не нашёл где купить. Работа проверялась на мотороле дроид турбо, на лыже V10 H900, на сяоми мей Т9 про, на сяоми мей 3.

    Будьте внимательны с моментом обнаружения гарнитур смартфонами, у разных труб оно реализовано по-разному. В моторчике, к примеру, нужны резисторы, имитирующие катушки наушников, а ещё смарт определяет наличие микрофона по току фантома. Без всего этого гарнитура не обнаруживается и смарт пишет со встроенных микрофонов, даже если папа воткнут в дырку гарнитуры смарта. А вот в лыже реализован выбор на низкоомные наушники и высокоомный вход усилителя, режим Hi-DAC. В лыжу достаточно воткнуть в 3,5мм дырку папу, всеми лапами висящего в воздухе, и лыжа уже переключилась на гарнитуру, которой нет.

    Платы делать не буду, мне надо всего лишь четыре внешних микрофона. Всё выполню обьёмно-навесным монтажём с последующим обмазыванием застывающим герметиком.
    Работает лучше, чем Si-Ge Сухова, лучше чем 3т. АРУ радует, кузявая штучка для скрытого аудио-видеорегистратора.
    Потребляемый приблудой ток от литиевой банки = 3,3-3,4mA.

    Печально, что во всех этих смартах нет звукового стерео-входа (хоть микрофонного, хоть линейного). Одновременная запись с двух микрофонов, разнесённых в разные места на теле в два раздельных аудиоканала, - очень круто для такой техники, вдвое повышаются шансы чётко записать ответственный момент. Один микрофон проигрывает в этом вопросе капитально. Поэтому буду ещё пробовать микромощный фм-стереотрансмиттер с двумя микрофонами на радиоприёмники сяоми. Думаю на теле передатчика мощностью 0,5-1mW будет достаточно.
    Попрошу схему модернизации платы макс9814, интересно тоже. Спасибо.

  12. #391
    Новичок Аватар для Grishanenko
    Регистрация
    01.05.2012
    Адрес
    Kharkov
    Сообщений
    23

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Цитата Сообщение от Frezza Посмотреть сообщение
    А на алиэксперессе я таких не нашел. Есть пятипроводные, но без экрана.
    За 5 месяцев нашелся выход из ситуации?
    У меня сейчас тоже проблема связана с проводом. Подключаю ко стерео-входу видеокамеры 2 петлички. Если питание от АКБ - все отлично, но при подключении зарядки вылазит сильный фон. Он решается только экранированным кабелем с подключением экрана в одной точке. Т.е. общая картинка такая:
    Вход камеры jack-3.5 (без питания) -> 3 МГТФ (лев, прав, общий) в экране 2 метра -> коробочка c разделением на два jack-3.5 и питанием для микрофонов 2xAA -> 2 МГТФ (сигнал, общий) в экране 5 метров -> еще один разъем jack-3.5 -> кабель петлички 1.5 метра.
    Вот на последнем этапе загвоздка. У китайских петличек 2 провода без экрана и малюсенький металлический (!) корпус подключен к общему проводу. Этого достаточно, чтобы все испортить. Нашел у себя подходящий (мягкий, диаметр 2.0 мм) провод от какого-то старого авто-комплекта. Два провода в экране. Подключил экран только к корпусу петлички. Все отлично. Наводок нет. Но больше нигде найти такой провод не могу. Тот же 2 МГТФ в экране имеет диаметр 2.7 мм и, при всей мягкости, слишком массивный для крохотной петлички.
    Предусилитель в петличке ну никак не поместится, а на отдалении потеряет смысл, если нет экранировки.
    Вот и думаю: если заказать тот же провод для наушников, примерно как по вашей ссылке, то 3 провода (3-й для корпуса петлички) без экрана не обеспечат нужный эффект? А если 10 проводов и 8 из них будут выполнять роль экранирующих? Понимаю что проще проверить, но это имеет смысл только на конкретном проводе. Если я для проверки возьму провод другой марки, с другим сечением, то результат будет отличаться.
    Необходимость переделывать провод и разъем петлички - отдельное удовольствие. Еще она становится несовместимой с другой техникой.
    Кстати, микросхемы в китае дешевые, а на провода просто какие-то космические цены...

    Цитата Сообщение от Qusan Посмотреть сообщение
    Кто будет покупать звуковую карту типа такой
    ...
    Напряжение разомкнутой цепи на микрофонном входе 1.3 В, ток КЗ 0.4(!) мА
    У меня на столе сейчас такая в разобранном виде. Неделю назад изучал ее содержимое. Собрана на CM6206. Микрофонный вход у микросхемы стерео, но через 2 smd-конденсатора объединяется в моно (какая копеечная экономия!). Питание идет от специального вывода микросхемы (pin29) через цепочку 2к2 100мкФ 1к0.
    У микросхемы заявлено питание 5.0 В, но разработчики почему-то понизили его до 3.3В.
    У pin29 заявлено программное (на уровне драйвера) переключение напряжения 2.25/4.5 В, но при питании 3.3В напряжение 2.25 В становится еще меньше. Вот и получается 1.3 В.
    Проще всего отпаять резистор 2к2 от pin29 и подключить его напрямую к 3.3В
    Последний раз редактировалось Grishanenko; 22.12.2020 в 09:48.

  13. #392

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Две схемы из 5 деталей, не считая за детали штекер, микрофон, 2 провода, олово, мозги. Только что с просонья придумал. Как считаете - какая лучше? Усиление и там и там - 80, кому не понятно из обозначений.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sxem1.PNG 
Просмотров:	117 
Размер:	25.1 Кб 
ID:	387704
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sxem2.PNG 
Просмотров:	81 
Размер:	22.4 Кб 
ID:	387705

    ---------- Сообщение добавлено 14:30 ---------- Предыдущее сообщение было 14:03 ----------

    Хоть говорят - простота хуже воровства, но пока не ушел - еще одна. Деталей столько, но выводов меньше. Усиление = 30.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sxem3.PNG 
Просмотров:	84 
Размер:	22.7 Кб 
ID:	387706
    Хуже воровства или лучше? Кто как считает?

    Ну, и раз не ушел - красть, так красть - из 2-х деталей. Усиление =8.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sxem4.PNG 
Просмотров:	83 
Размер:	25.5 Кб 
ID:	387712
    Последний раз редактировалось МимоПроходил; 05.01.2021 в 13:47.

  14. #393
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    856

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    МимоПроходил, хорошо, что ты иногда мимо проходишь и заглядываешь сюда! Только, пожалуйста, лучше не делай это спросонья. Проснись до конца и тогда подумай. Ведь ты эти схемы уже предлагал здесь более двух лет назад! Посмотри нашу переписку, начиная с поста #71, затем пост #79 и дальше до поста #92 включительно. Я тогда постарался всё разъяснить в постах #74 , #76, #78, #80, #82, #84. Всё новое - это хорошо забытое старое!
    Тем не менее, я рад, что ты продолжаешь интересоваться данным вопросом.
    Последний раз редактировалось semimat; 05.01.2021 в 23:45.

  15. #394

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    [B]... Ведь ты эти схемы уже предлагал здесь более двух лет назад! ...
    Мой первый... стабильный, безотказный (справа)... залит эпоксидкой и работает уже 10 лет.
    Сравнение с обсуждаемой схемой (слева) для 3 и 5 В. Добиться симметрии на Комби-3Т так и не удалось ни на 3, ни на 5 вольтах. На пяти он совсем сдулся.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	3v.PNG 
Просмотров:	108 
Размер:	47.9 Кб 
ID:	387881
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	5v.PNG 
Просмотров:	79 
Размер:	46.5 Кб 
ID:	387882
    Похоже, Комби-3Т нужно сливать в унитаз и начинать обсуждать усилитель Мимо-3Т.
    Кстати, микрофонный выход ПК и смартфона дают 2,7...2,9 В и в короткозамкнутом состоянии 1,2...1,6 мА. Спасает алкалиновая вольтодобавка.

    ---------- Сообщение добавлено 18:53 ---------- Предыдущее сообщение было 05:03 ----------

    Еще пара схем на принципах минимализма
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sxem6.PNG 
Просмотров:	76 
Размер:	17.8 Кб 
ID:	387940
    Последний раз редактировалось МимоПроходил; 08.01.2021 в 03:57.

  16. #395
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    856

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Цитата Сообщение от МимоПроходил Посмотреть сообщение
    Похоже, Комби-3Т нужно сливать в унитаз и начинать обсуждать усилитель Мимо-3Т.
    .....
    Кстати, микрофонный выход ПК и смартфона дают 2,7...2,9 В и в короткозамкнутом состоянии 1,2...1,6 мА. Спасает алкалиновая вольтодобавка.
    МимоПроходил, пожалуйста, расскажи, что ты называешь схемой "Мимо-3т"?
    Вот, посмотри пост #367 . Там приведена схема Комби-3т, модифицирванная под повышенное напряжение питания с комментарием:
    "Вообще, если фантомное питание составляет без нагрузки 4.2 В, а под нагрузкой 1.5 мА падает до 3,6 В, то для такого питания можно настроить (а лучше немного изменить) Комби-3т так, что он сможет выдавать 2В пик-пик, то есть примерно 0,7 В rms".
    Вот она:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Combi-3t HighSupply схема.png 
Просмотров:	63 
Размер:	12.0 Кб 
ID:	387941
    Почему я привел её не сразу? Дело в том, что она хуже работает при малых фантомных напряжениях, о которых в первую очередь идет речь в теме. Особенно, когда это напряжение (и сопротивление внутреннего резистора) меняются от гаджета к гаджету. Приведенный мной первый вариант из поста #37 - более низковольтный и при этом умеет лучше "подстраиваться" под вариации питания. Высоковольтный вариант я привел и посоветовал только после того, как Frezza захотел использовать "Комби-3т" с более высоковольтным питанием. Привел именно потому, что только в этом случае он лучше первого варианта и легче настраивается для получения большего размаха выходного напряжения.

    А в посте #55 рассказывется о модификации динамической нагрузки на комплементарную. Отмечается, что это равноценная замена. Вот как это выглядит в картинках поста и тексте:
    "Первый ход - это "переворот" динамической нагрузки с соответствующей сменой проводимости транзистора. Кажется, что смысла в этом нет - схема полностью сохранит свои характеристики с тем же большим падением напряжения на динамической нагрузке (если считать, что транзисторы полностью комплементарны по параметрам)"
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	npn dinnagr.png 
Просмотров:	33 
Размер:	1.3 Кб 
ID:	387942 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	pnp dinnagr.png 
Просмотров:	37 
Размер:	1.3 Кб 
ID:	387943

    Теперь скажи, в чем принципиальная новизна приведенной тобой схемы? Это же и есть высоковольтный вариант схемы Комби-3т с комплементарной динамической нагрузкой! Если ты сделал её 10 лет назад, то почему не выкладывал её раньше?! Более того, два с лишним года назад ты принял участие в обсуждении этой темы и даже предлагал несколько своих вариантов (смотри мой предыдущий пост #393 ), но почему же ты ЕЩЁ ТОГДА не предложил то, что сделал аж 10 лет назад, а вместо этого выложил более плохие схемы? Подозрительно это... Я, кстати, приводя первый вариант "Комби-3т" в посте #37, честно упомянул, что прототипом, подтолкнувшим меня на создание вариантов "Комби", была схема на двух транзисторах, выложенная другим человеком, но потом зачем-то им удаленная.

    Теперь про алкалиновую добавку... Вот, посмотри посты #133 и #188. Там уже всё давно предложено.

    В общем, снова получается что-то типа "дежавю"... или "прежде чем писать, надо прочитать то, что уже было раньше..."
    И вспоминается шутка о том, что рентген был впервые изобретен и применен в России при Петре Первом, недаром же он говорил своим боярам: "Я вас, бл%дей, НАСКВОЗЬ вижу!"


    Р.S. я начинаю догадываться, почему, как ты упомянул, твои посты по похожей теме затерли на другом сайте... #90 #92
    Последний раз редактировалось semimat; 08.01.2021 в 06:44.

  17. #396

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Вижу, что то, что до меня придумали раз 100, после меня придумали еще столько же раз, поскольку ток течет равномерно и прямолинейно до встречи с препятствием, независимо от наших мнений.
    Делал с запиткой микрофона 1) через резисторы 2) через динамическую нагрузку (эмиттер к микрофону) 3) через источник тока (коллектор к микрофону - тоже динамическая нагрузка) 4) с 1,2,3,4 транзисторамии.
    В этой схеме на питании 5 вольт резистор смещения на Q1 меняется на 3Мегаома или ставится делитель - тогда на выходе до 3В.
    Название: sx1.PNG
Просмотров: 653

Размер: 12.7 Кб
    Но, такая, вроде показывает получше результаты на повышенном напряжении - в смысле по симметрии ограничений и искажений, но детально не копал.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sxem1.PNG 
Просмотров:	92 
Размер:	22.0 Кб 
ID:	387993
    Выложил "плохую" с резисторной запиткой, поскольку она не так уж и плоха - придумана до меня 1000 раз, повторяема и самая стабильная, а схема с источником тока требует точной настройки и чувствительная к изменению питающего напряжения (я её похоже так и не настроил когда делал и характеристики не снимал, т.к. методом "раз-раз" точно не настроишь). Да и непонятна она большинству, типа, куда он микрофон втыкает? В коллектор? Да, он с ума сошел - оттуда же сигнал снимать надо! Какой источник тока? Вот же источник тока....
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	images (1).jpg 
Просмотров:	28 
Размер:	9.1 Кб 
ID:	387994

    ---------- Сообщение добавлено 20:30 ---------- Предыдущее сообщение было 19:50 ----------

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    ... Я, кстати, приводя первый вариант "Комби-3т" в посте #37, честно упомянул, что прототипом, подтолкнувшим меня на создание вариантов "Комби", была схема на двух транзисторах, выложенная другим человеком, но потом зачем-то им удаленная.
    Если речь про "радиокот" или гугл, то с логином "Знающий" создавал там тему микрофонных усилителей, куда понапихал с десяток разных схем на принципах минимализма, после чего меня там обхрюкали словами "нет динамическим нагрузкам и источников тока в цепи микрофонов - это слишком сложно, дорого, опасно, непредсказуемо, непросчитываемо и непонятно" и все удалили. Как и посты со схемами в параллельной теме. Ну, а пока пускали слюни на схемы, админ "фальконист" узнал от меня, что он ноль в нулевой степени в вопросах электроники и неуч полный и вообще .... по жизни. А почему в итоге он удалил - понятия не имею - мне пофиг. Кому надо было, тот себе взял - мне еще более пофиг. Сам же принцип почти во всех без исключениях микросхемах используется, учебниках и схемах нормальной звуко-воспроизводящей аппаратуре (не в маяке, сонате и прочих несуразицах, разработанных жертвами ЕГЭ).
    Последний раз редактировалось МимоПроходил; 09.01.2021 в 14:37.

  18. #397
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    856

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Цитата Сообщение от МимоПроходил Посмотреть сообщение
    Похоже, Комби-3Т нужно сливать в унитаз и начинать обсуждать усилитель Мимо-3Т.
    Цитата Сообщение от МимоПроходил Посмотреть сообщение
    Вижу, что то, что до меня придумали раз 100, после меня придумали еще столько же раз, поскольку ток течет равномерно и прямолинейно независимо от наших мнений.
    МимоПроходил, я вроде должен радоваться, что тема живет и обрастает новыми постами. Но стиль твоей подачи сообщений и словесные обороты почему-то вызывают у меня дискомфорт. Поэтому и отвечаю тебе критически. Надеюсь, это происходит только со мной, как с автором темы.

    Сам я подчеркнул в #37, что оттолкнулся от чужой схемы на двух транзисторах (не твоей, а от телефона фирмы "Телта", выложенной здесь Tuvalu, но потом почему-то удаленной). Оригинал схемы выглядит так:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Tetla orig.png 
Просмотров:	90 
Размер:	4.1 Кб 
ID:	388081
    Схема хорошо работает при напряжениях от 5 Вольт.
    Мой вклад в её усовершенствование, нацеленный на снижение рабочего напряжения и улучшение характеристик, состоит из трех пунктов:
    1) доработал схему (пост #37), заменив одиночный транзистор усилителя (Q1) составным, что существенно улучшило параметры при НИЗКВОЛЬТНОМ фантомном питании.
    2) предложил модифицированный вариант схемы (пост #55) путем "переворота" динамической нагрузки и добавления резистора с базы транзистора динамической нагрузки на землю, что позволило схеме работать с фантомным питанием ниже 2 Вольт.
    3) предложил модифицированный вариант схемы (пост #367), дающий лучшие результаты, если фантомное питание имеет более 3,5 В.

    Если эти доработки уже были сделаны кем-то до меня, и я просто не знаю об этом, то пожалуйста, дай КОНКРЕТНЫЕ ссылки (а не "где-то там, не помню, как точно называется"), желательно с принтскринами, если первоисточник сейчас трудно раздобыть. Это правила хорошего тона. Мне будет, конечно, неловко, если окажется, что я изобрел "велосипеды", но истина дороже. Это важно не только мне, но и просто расширит знания читателей темы.

    Теперь ближе к делу.
    Несмотря на то, что ты уже почувствовал, что неправ, и сегодня не раз менял текст вчерашнего сообщения, я процитирую первоначальный вариант, поскольку потратил очень много времени на подготовку материала-опровержения. Он не должен пропадать! Тем более, что ты по-прежнему говоришь, хоть и не так безапелляционно: "Но, такая, вроде показывает получше результаты на повышенном напряжении - в смысле по симметрии ограничений и искажений, но детально не копал", то есть, продолжаешь верить, что комплементарные схемы динамической нагрузки неравноценны. Итак, вот твоя вчерашняя цитата:

    Цитата Сообщение от МимоПроходил Посмотреть сообщение
    Как показало моделирование, п.п. 2) и 3) работают не симетрично, а по разному, т.к. от места "входа" микрофона многое меняется в его работе - эта схема
    Название: sx1.PNG
Просмотров: 653

Размер: 12.7 Кб
    ... дает больше искажения, несимметричное ограничение (и несимметричность сигнала при моделировании не удалось победить никаким методами) и слабее размах сигнала, чем если перевернуть Q1 коллектором к микрофону.
    Если есть модель, показывающая симетричный выход сигнала 2-3В при питающем 5В - продемонстрируйте. Вот, на мой взгляд - идеальная схема для микрофона (Кус=100, можно ввести регулировку резистором на С1).
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sxem1.PNG 
Просмотров:	92 
Размер:	22.0 Кб 
ID:	387993
    Теперь давай разбираться с этой твоей последней схемой из поста выше (#396). Вот она (дублирую на всякий случай только схему, без осциллограммы):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Мимо оригинал.png 
Просмотров:	42 
Размер:	4.4 Кб 
ID:	388115

    Чем же она отличается от той, которую я привел в #367 ?

    Первое отличие - "переворот" динамической нагрузки на комплементарную. Пока лишь замечу, что "переворот" здесь уже был рассмотрен до тебя. Ну, что же, в принципе, это тоже доработка... поскольку в #367 был использован, как ты полагаешь, "худший" вариант динамической нагрузки - с NPN транзистором.

    Второе отличие - конденсатор параллельно резистору отрицательной обратной связи R9 (через эмиттер Q2), блокирующий эту ООС. Пока тоже лишь замечу, что эта схема появилась у тебя только сейчас... ведь даже в твоем посте #394 была несколько другая схема. В частности, в этой последней схеме ты завёл-таки коллектор Q1 не на землю, а на эмиттер Q2, как у меня в #367.

    Итак, начинаем подробный разбор отличий.
    Ты говоришь, что "переворот" динамической нагрузки, описанный в #55 (про который я тогда сказал, что он ни на что не влияет), на самом деле обеспечивает снижение искажений и увеличение максимального неискаженного выходного сигнала. Давай проверим. Чтобы переворот был полностью комплементарным, я возьму при моделировании в качестве транзисторов динамической нагрузки "идеальные" PNP и NPN транзисторы с совершенно одинаковыми типовыми параметрами:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	PNP-NPN models.png 
Просмотров:	46 
Размер:	17.6 Кб 
ID:	388089
    Теперь сравним два варианта высоковольтной схемы "Комби-3т" с разными проводимостями транзисторов динамической нагрузки. Первый вариант - почти тот, который приведен в #367, только база Q2 в нем идет не к эмиттеру Q1, а к стоку полевика капсюля, чтобы динамические нагрузки получились полностью комплементарными. Настройку схемы сделаем под твое фантомное питание 5 В+4 кОм. Вот что у этого варианта получается на границе начала симметричного ограничения и быстрого роста искажений (все важные данные помечены стрелками):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	NPN all.gif 
Просмотров:	53 
Размер:	29.2 Кб 
ID:	388088

    А теперь "перевернём" динамическую нагрузку, снова произведем подстройку, и о-о-па... оптимальная настройка остается той же, и получается совершенно такой же результат:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	PNP all.gif 
Просмотров:	48 
Размер:	29.4 Кб 
ID:	388090

    Ну, а теперь сравним эти результаты с подлинной схемой высоковольтного "Комби-3т" из поста #367, в которой база транзистора Q2 соединена с эмиттером Q1:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Комби 3тh all.gif 
Просмотров:	44 
Размер:	29.3 Кб 
ID:	388091

    Мы видим, что результаты хоть незначительно, но лучше, поскольку выходной сигнал чуть больше, а искажения чуть меньше. Поэтому и было выбрано именно это схемотехническое решение.

    Прежде чем рассматривать второе отличие твоего варианта (наличие конденсатора 20 мкФ), замечу, что "Комби-3т" имеет усиление 25, что позволяет надежно "подняться" над входными шумами звуковой карты (гаджета) и в то же время "прожевать" достаточно громкие звуки. Твой вариант дает в несколько раз большее усиление, и это может привести к ограничению при громких звуках.

    Но это не главное. На этот раз я полностью, как могу, смоделирую уже твою схему. Вот что у меня получилось в Мультисиме:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Мимо RC full.gif 
Просмотров:	76 
Размер:	29.5 Кб 
ID:	388092

    Видно, что граница начала симметричного ограничения и начала резкого роста выходных искажений наступает существенно раньше, уже при 2.46 B p-p против 2.98 В р-р у "Комби-3т".
    Но самое интересное наступает дальше... Давай просто попробуем удалить из твоей схемы злосчастный конденсатор 20 мкФ с резистором 500 Ом и посмотрим, как будет вести себя схема без них. О-о-па...
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Мимо noRC full.gif 
Просмотров:	78 
Размер:	29.1 Кб 
ID:	388093

    Выходной сигнал даже стал немного больше (2.51 В р-р против 2.46 В р-р), а искажения упали с 1.682 % до 0.714 %.
    Ну, так и нахрена эта цепочка в твоём варианте схемы?!!! У меня в схеме резистор R5 выполняет две полезные функции - он регулирует (снижает) усиление за счет ООС и немного повышает напряжение на стоке полевика капсюля.

    Конечно, моделировал я не в LTSpice, а в Мультисиме, и на это можно что-то "списать". Но не настолько, чтобы всё получилось с точностью до "наоборот".

    Ну, и наконец... Теперь сам проверь, как будет работать твой вариант схемы при снижении питания хотя бы до 2,5 В. Сможешь ли ты её перенастроить так, чтобы она при низком напряжении питания работала не хуже схемы из #37, и её можно было бы подключить к микрофонному входу современного гаджета? Где сейчас можно встретить гаджет с пятивольтовым фантомным питанием? Поэтому и тема посвящена в первую очередь НИЗКОВОЛЬТНЫМ схемам.

    В общем, МимоПроходил, как же я сейчас понимаю тех, кто затёр-таки твои потоки непродуманных схемотехнических решений на других форумах. Пожалуйста, прорабатывай "тщательнЕй" свои озарения перед тем, как выкладывать их на всеобщее обсуждение, а то потом начинается "переобувание на ходу", укрепляющее недоверие к тому, что ты пишешь.
    Последний раз редактировалось semimat; 09.01.2021 в 19:50.

  19. #398
    самый главный Аватар для Игорь Гапонов
    Регистрация
    03.03.2010
    Адрес
    Одесса
    Возраст
    12
    Сообщений
    3,156

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Вставлю пять копеек, попытавшись изменить направление "постановки задачи" в более практическое/эксплуатационное русло (может быть где-то уже было, но склероз у меня нынче имеет только положительный градиент ).

    Я так понял, что предлагаемые решения связаны с вторжением в "гаджет" - навороты должны быть в непосредственной геометрической близости от стандартного/общепринятого электретного капсуля. А есть ли решения, когда апгрейду подвергается не девайс, а хост? Типа, вместо фантома вв виде ИН+резистор шото более продвинутое в ту же сторону, что и топик. А?
    Электричество дисциплинирует

  20. #399
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    856

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Цитата Сообщение от Игорь Гапонов Посмотреть сообщение
    Я так понял, что предлагаемые решения связаны с вторжением в "гаджет" - навороты должны быть в непосредственной геометрической близости от стандартного/общепринятого электретного капсуля. А есть ли решения, когда апгрейду подвергается не девайс, а хост? Типа, вместо фантома вв виде ИН+резистор шото более продвинутое в ту же сторону, что и топик. А?
    Я не совсем понял вопроса. Создавая эту тему, я ставил задачу улучшить работу дешевого микрофона таки образом, чтобы не влезать в гаджет, не пристраивать дополнительное питание сверх того, что уже имеется в микрофонном входе, чтобы соединение гаджета с микрофоном по-прежнему оставалось двухпроводным, чтобы происходило дополнительное усиление сигнала до его подачи в соединительный кабель, и чтобы выходное сопротивление встраиваемого в корпус микрофона усилителя было многократно меньше выходного сопротивления исходной схемы микрофона. Конечно, хотелось, чтобы схема могла уместиться с корпус микрофона, чтобы внешне вообще не было признаков, что микрофон доработан.

  21. #400
    самый главный Аватар для Игорь Гапонов
    Регистрация
    03.03.2010
    Адрес
    Одесса
    Возраст
    12
    Сообщений
    3,156

    По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов соврем

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Я не совсем понял вопроса.... выходное сопротивление встраиваемого в корпус микрофона усилителя было многократно меньше выходного сопротивления исходной схемы микрофона. Конечно, хотелось, чтобы схема могла уместиться с корпус микрофона, чтобы внешне вообще не было признаков, что микрофон доработан.
    рассмотренные тобой навороты (шутка, навороты замечательные) предполагаю, что они находятся в непосредственной близости от капсуля, чисто геометрически сокращая подверженный наводкам длинный участок кабеля выходным импедансом наворота. Но если залезть с другого конца, типа наворот около хоста (смарт-комп, внешняя ЗК и т.д.)? Мы же можем уменьшить шунтирующий кабель импеданс не только выходом наворота, но и его входом. Типа, "токовый вход", как в I/U конверторах. Тогда никаких вмешательств умелыми ручками в гаджет не потребуется, т.к. длинный участок кабеля шунтируется геометрически близко ко входу в хост или даже внутри его. Думаю, что тут кое-что "проиграем", конечно. Но ведь ветка эта посвящена именно компромиссам
    Электричество дисциплинирует

Страница 20 из 32 Первая ... 10181920212230 ... 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
  •