Страница 4 из 11 Первая ... 2 3 4 5 6 ... Последняя
Показано с 61 по 80 из 204

Тема:

  1. #1 Показать/скрыть первое сообщение.
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    572

    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:	649 
Размер:	37,1 Кб 
ID:	299818 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	шумы 1.png 
Просмотров:	408 
Размер:	7,8 Кб 
ID:	299819 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	шумы 2.png 
Просмотров:	331 
Размер:	5,7 Кб 
ID:	299820 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	шумы 3.png 
Просмотров:	406 
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:	572 
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:	411 
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:	861 
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:	740 
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:	426 
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:	530 
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:	646 
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:	556 
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:	730 
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:	790 
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:	564 
Размер:	3,9 Кб 
ID:	299833 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	базовая схема с ООС npn.png 
Просмотров:	574 
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. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    572

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

    Согласен со всеми аргументами. Значит первые подводные камни обнаружились еще до экспериментов, и надо еще раз подумать как и что измерять и сравнивать... Пока я пришел к промежуточному выводу, что придется разделить эксперимент на два. Первый будет состоять из абстрактного сравнения влияния выходного сопротивления источника сигнала на уровень принимаемых кабелем наводок. Для этого эксперимента не требуется капсюль и предусилитель вообще. Надо вместо них на конец длинного кабеля подключить эквивалент их выходного сопротивления. Капсюль без ПУ заменить резистором с номиналом от 1 до 10 кОм, а капсюль с ПУ - резистором 100 Ом. И сравнить спектры помех. Это, конечно, не совсем корректно... по-честному, надо бы измерить реальные выходные сопротивления схем. Но мне кажется, что это тоже даст пищу для дальнейших выводов. Наверное этот эксперимент я смогу провести сам, поскольку не нужен ни предусилитель, ни капсюль, и не надо думать о звукоизоляции. И у нас на работе когда-то меняли пожарные датчики на потолке, ну, и я сохранил выброшенную лапшу длиной около 5 метров. А с предусилителем лучше еще немного подумать.
    Что касается того, какую схему поверять на помехоустойчивость, то самая первая схема (2хОС-ПУ) мне сейчас кажется слишком сложной, чтобы её рекомендовать после появления "Комби-3т" и её низковольтной модификации. Поэтому можно проверить любой из вариантов "Комби". Но надо продумать методику сравнения, так что лучше не торопиться.

  3. Частый гость Аватар для Павлунчик
    Регистрация
    05.03.2012
    Сообщений
    116

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

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    .............Поэтому можно проверить любой из вариантов "Комби". Но надо продумать методику сравнения, так что лучше не торопиться.
    Подал на выход работающей схемы (низковольтный вариант - 1,8V) через резистор 1 кОм и конденсатор 470 мкФ переменное напряжение с размахом +- 14 мВ 1000Гц. В выключенном состоянии на схеме ничего не падает, во включенном состоянии на выходе "сочится" 1 мВ. Получается схема имеет выходное сопротивление по переменке менее 80 Ом.
    Здесь я использовал не микрофон, а только его транзистор закоротив затвор на минус.
    ----------------------------
    Кстати - измерил коэффициент усиления с вынутым из микрофона полевиком - низковольтный вариант можно легко "разогнать" до КУ = 330.
    ВНИМАНИЕ! В этом случае выходное сопротивление получилось больше - аж 500 Ом.
    ----------------------------
    При КУ = 150 выходное сопротивление получилось 300 Ом.
    Последний раз редактировалось Павлунчик; 20.10.2018 в 20:43.

  4. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    572

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

    Цитата Сообщение от Павлунчик Посмотреть сообщение
    Подал на выход работающей схемы (низковольтный вариант - 1,8V) через резистор 1 кОм и конденсатор 470 мкФ переменное напряжение с размахом +- 14 мВ 1000Гц. ....
    Это очень важный эксперимент, ровно то, что нужно для измерения выходных сопротивлений разных вариантов схем и одновременно для сравнения степени влияния наводок. А то, что коэффициент усиления можно сделать достаточно большим - это потому, что у схемы большой запас по усилению без ООС, а обратная связь "трансформирует" этот запас в малое выходное сопротивление и малые искажения (как и во всех усилителях с ООС). Чем меньше усиление - тем меньше выходное сопротивление. Поэтому, вероятно, можно даже снизить усиление до десяти - тогда расширится динамический диапазон по входным сигналам, а относительное влияние внешних помех всё равно будет малым за счет одновременного действия двух факторов - малого выходного сопротивления и усиления (пусть даже и небольшого).

  5. Частый гость Аватар для Павлунчик
    Регистрация
    05.03.2012
    Сообщений
    116

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

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Это очень важный эксперимент, ровно то, что нужно для измерения выходных сопротивлений разных вариантов схем и одновременно для сравнения степени влияния наводок. А то, что коэффициент усиления можно сделать достаточно большим - это потому, что у схемы большой запас по усилению без ООС, а обратная связь "трансформирует" этот запас в малое выходное сопротивление и малые искажения (как и во всех усилителях с ООС). Чем меньше усиление - тем меньше выходное сопротивление. Поэтому, вероятно, можно даже снизить усиление до десяти - тогда расширится динамический диапазон по входным сигналам, а относительное влияние внешних помех всё равно будет малым за счет одновременного действия двух факторов - малого выходного сопротивления и усиления (пусть даже и небольшого).
    Согласен, для домофона бешеное усиление не нужно, даже противопоказано.

    ---------- Сообщение добавлено 19:00 ---------- Предыдущее сообщение было 18:41 ----------

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Чем меньше усиление - тем меньше выходное сопротивление. .
    Установил КУ = 17
    Получил выходное сопротивление 70 Ом. (Схема 1,8V).
    Да, тут не поспоришь.
    -------------------------
    Установил КУ = 11
    Получил выходное сопротивление 31 Ом. (Схема 1,8V).
    Непропорциональная зависимость.
    -------------------------
    Подключил микрофон (с выходным сопротивлением схемы 50 Ом).
    С расстояния полметра амплитуда (при нормальной "голосопередаче") 100 мВ, а максимальный размах получился +- 200 мВ.
    -------------------------
    Избавился от проблемы инвертирования сигнала.
    Залепил "пластилином" одну из "ненужных" сторон электретного диф. микрофона, благо такие выпускают в огромном количестве. АЧХ совершенно не пострадала (если не учитывать паразитный подъём АЧХ от 10кГц до 20 кГц на
    12 дБ/окт (с пиком резонанса на 20 кГц) возникший по причине появления акустического резонатора малого объёма между залепленной стороной микрофона и его мембраной). Теперь эти Ваши схемные решения не имеют отрицательных сторон и готовы к онлайн трансляции
    Последний раз редактировалось Павлунчик; 21.10.2018 в 19:17.

  6. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    572

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

    Павлунчик, а можешь повторить эксперимент с определением выходного сопротивления и ослаблением внешней помехи? Только теперь хочется сравнить его с типовым подключенем капсюля (без ПУ). Поскольку у типового включения капсюля выходное сопротивление (с учетом параллельного включения сопротивления источника фантомного питания) составляет 1....2 кОм, резистор для подачи внешнего сигнала лучше взять не 1 кОм , а 10 кОм.

  7. Частый гость Аватар для Павлунчик
    Регистрация
    05.03.2012
    Сообщений
    116

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

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Павлунчик, а можешь повторить эксперимент с определением выходного сопротивления и ослаблением внешней помехи? Только теперь хочется сравнить его с типовым подключенем капсюля (без ПУ). Поскольку у типового включения капсюля выходное сопротивление (с учетом параллельного включения сопротивления источника фантомного питания) составляет 1....2 кОм, резистор для подачи внешнего сигнала лучше взять не 1 кОм , а 10 кОм.
    Микрофон без усилителя - :
    Питание 3 V через 3 кОм.
    Ток в цепи микрофона 330 мкА.
    Напряжение на микрофоне 2V.
    Помеха 1000 Гц, 100 мВ через 470 мкФ и 10 кОм на выход...
    На выходе от помехи остаётся 20 мВ.
    Выходное сопротивление получается 2,5кОм.
    ---------------------------------------------
    Усиление полевика (вынутого из микрофона) в стандартном включении совсем небольшое, всего 2 раза.
    Последний раз редактировалось Павлунчик; 24.10.2018 в 10:33.

  8. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    572

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

    Спасибо! Твоими стараниями все важные свойства предусилителя определены и изучены на практике. Остается только немного подгонять номиналы под конкретное фантомное питание и под имеющиеся в наличии транзисторы, чтобы вытянуть максимум возможного в каждом конкретном практическом случае.

    ---------- Сообщение добавлено 23:03 ---------- Предыдущее сообщение было 22:20 ----------

    Цитата Сообщение от Павлунчик Посмотреть сообщение
    ...
    Избавился от проблемы инвертирования сигнала.
    Залепил "пластилином" одну из "ненужных" сторон электретного диф. микрофона, благо такие выпускают в огромном количестве. АЧХ совершенно не пострадала (если не учитывать паразитный подъём АЧХ от 10кГц до 20 кГц на
    12 дБ/окт (с пиком резонанса на 20 кГц) возникший по причине появления акустического резонатора малого объёма между залепленной стороной микрофона и его мембраной)...
    Очень интересный результат. Мне не доводилось видеть вживую диф. микрофоны. Если резонанс сильно выражен, то может попробовать немного его подавить, благо, его частота высокая - там потери в материалах выше. Может как-то кроме пластилина внутрь образовавшейся резонирующей полости добавить что-то вроде слоя плотной ткани с ворсом?

  9. Частый гость Аватар для Павлунчик
    Регистрация
    05.03.2012
    Сообщений
    116

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

    [QUOTE=semimat;2544826]Спасибо! Твоими стараниями все важные свойства предусилителя определены и изучены на практике. Остается только немного подгонять номиналы под конкретное фантомное питание и под имеющиеся в наличии транзисторы, чтобы вытянуть максимум возможного в каждом конкретном практическом случае.

    Не за, что. Скорее Вам огромное спасибо за великолепные (воистину универсальные) преды для фантомных электретников.

    ---------- Сообщение добавлено 23:38 ---------- Предыдущее сообщение было 23:10 ----------

    Цитата Сообщение от semimat Посмотреть сообщение
    Очень интересный результат. Мне не доводилось видеть вживую диф. микрофоны. Если резонанс сильно выражен, то может попробовать немного его подавить, благо, его частота высокая - там потери в материалах выше. Может как-то кроме пластилина внутрь образовавшейся резонирующей полости добавить что-то вроде слоя плотной ткани с ворсом?

    Всё оказалось гораздо проще. Два слоя ХэБэшки от пододеяльника перед микрофоном и остаётся только + 3 дБ на 20 кГц.
    Хороший фильтр от задувания, плевков, пыли и т.п. + к тому же выравнивающий ВЧ и оставляющий на 20кГц "бонус" - это крайне редкое явление, можно сказать уникальное.
    Последний раз редактировалось Павлунчик; 21.10.2018 в 19:28.

  10. Зарегистрировался Аватар для classic
    Регистрация
    15.11.2018
    Сообщений
    1

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

    Цитата Сообщение от straus Посмотреть сообщение
    Мне когда-то припекло - нужно было срочно сделать ввод с измерительного электретного микрофона в ноут, у которого кривая АЧХ с микрофонного входа. Нашёл у себя по загашникам несколько нокиевских гарнитур, у которых в реале USB, но нестандартный разъём. Пересадил разъём, добавил входной буфер и регулировку входного уровня (ну и убрал с платы лишние детали, ограничивающие АЧХ) - заработало.
    Подскажите, конкретно какие лишние детали , ограничивающие АЧХ убрали?

  11. Завсегдатай Аватар для straus
    Регистрация
    24.01.2009
    Сообщений
    3.150

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

    Цитата Сообщение от classic Посмотреть сообщение
    Подскажите, конкретно какие лишние детали , ограничивающие АЧХ убрали?
    Уф... Я в какой-то теме выкладывал даже фото, чего куда паять и чего где выпаивать. Кажется тема называлась "выбираем измерительный микрофон". Ещё и АЧХ получившуюся там выкладывал. Только точно не помню, где...

  12. По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов со

    Кто может в эмуляторе смоделировать такие две схемы для электретного микрофона?
    Смоделируйте, если не трудно - будет ли какой толк от их применения.
    Конечно, что-то космического там ожидать не приходится. Просто деталей мало - в этом интерес.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема1.JPG 
Просмотров:	172 
Размер:	12,9 Кб 
ID:	331931 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема2.JPG 
Просмотров:	166 
Размер:	12,0 Кб 
ID:	331932
    И еще одна для любителей минимализма в ущерб качеству...
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема3.JPG 
Просмотров:	172 
Размер:	14,0 Кб 
ID:	331934
    Номиналы, естественно, на всех подбираются.
    Последний раз редактировалось МимоПроходил; 16.11.2018 в 14:41.

  13. Завсегдатай Аватар для shura1959
    Регистрация
    13.02.2009
    Адрес
    г. Ижевск
    Возраст
    60
    Сообщений
    1.657

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

    Цитата Сообщение от МимоПроходил Посмотреть сообщение
    что-то космического там ожидать не приходится
    Даже работоспособного не ожидается, так видно... без симуляции... всё мимо....
    «Не торопитесь соглашаться или опровергать. Не так уж важно, что утверждает или отрицает автор. Важно то, что он направляет Ваше внимание по определенному руслу». Павел Сергеевич Таранов.

  14. По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов со

    Цитата Сообщение от shura1959 Посмотреть сообщение
    Даже работоспособного не ожидается, так видно... без симуляции... всё мимо....
    Кто уроки пропускал в школе - им так видно без симуляции.
    Всё же, у кого симулятор есть - киньте на неё схему. У меня пока библиотека на него не загружена.
    Последний раз редактировалось МимоПроходил; 16.11.2018 в 20:58.

  15. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    572

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

    Цитата Сообщение от МимоПроходил Посмотреть сообщение
    Кто может в эмуляторе смоделировать такие две схемы для электретного микрофона?
    Смоделируйте, если не трудно - будет ли какой толк от их применения.
    Конечно, что-то космического там ожидать не приходится. Просто деталей мало - в этом интерес.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема1.JPG 
Просмотров:	172 
Размер:	12,9 Кб 
ID:	331931 Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема2.JPG 
Просмотров:	166 
Размер:	12,0 Кб 
ID:	331932 И еще одна для любителей минимализма в ущерб качеству... Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема3.JPG 
Просмотров:	172 
Размер:	14,0 Кб 
ID:	331934
    Номиналы, естественно, на всех подбираются.
    Я так понимаю, что ты предполагаешь подключение этих схем к микрофонному входу с фантомным питанием, как и все другие схемы, которые здесь обсуждались. Давай разбираться.
    Первая схема для электретного микрофона бессмысленна. Дело в том, что у электретного микрофона выходное сопротивление стока достаточно велико, в моих моделированиях оно составляло от 6 кОм и выше в зависимости от напряжения на стоке и тока стока. В первой схеме это выходное сопротивление нагружено на эмиттерный вход, имеющий сопротивление около 100 Ом (зависит от тока транзистора). Поэтому весь ток капсюля (как постоянный, так и сигнальный) "пролетит" сквозь транзистор на его коллектор, как через открытую форточку, без изменения. И соответственно, создаст на фантомном резисторе почти такой же сигнал, как если бы транзистора просто не было. Выигрыш по усилению в сравнении с отсутствием транзистора будет либо очень малым, десяток процентов, за счет того, что мы немного уменьшаем влияние внутренней отрицательной обратной связи полевого транзистора, возникающей из-за наличия сигнала на его стоке (сток нагружен на эмиттерное сопротивление 100 Ом, а не на резистор фантомного питания 2...3 кОм), либо выигрыша вообще не будет, так как транзистор съедает часть напряжения питания, оставляя на капсюле меньшее напряжение по сравнению с отсутствием транзистора, а значит, усиление полевика капсюля за счет этого станет меньше.

    Теперь о второй схеме. Это как раз та схема, из которой и родился "Комби-3т" Она давала неплохие результаты при фантомном питании от 5 Вольт и выше. При малых напряжениях фантомного питания у неё катастрофически растут искажения и падает уровень максимального выходного сигнала. Поэтому и пришлось добавить еще один транзистор и один резистор. После этого появился огромный запас по усилению, который за счет еще одного регулирующего резистора обратной связи трансформируется в малое выходное сопротивление и малые искажения сигнала вплоть до появления жесткого ограничения. Всё это описано в посте #37 . Так что, если говорить о современном низковольтном фантомном питании, то однозначно лучше добавить три элемента (собрать "Комби-3т") и получить неизмеримо лучший результат.

    Теперь о третьей схеме. Пока мне кажется, что у неё есть очень большой недостаток - она сильно съедает на себе напряжение фантомного питания, а именно на величину напряжения ДВУХ переходов эмиттер-база, то есть на напряжение 1...1,2 В ("Комби-3т" съедает 0,5...0,6 В, а его низковольтный вариант - около 0,4 В). Поэтому ожидать большого уровня возможного выходного напряжения не приходится. А если учесть, что у схемы нет обратной связи, то у неё будут очень большие искажения и большое собственное выходное сопротивление. Последнее означает, что входное сопротивление сигнального провода по отношению к внешним наводкам будет примерно равно сопротивлению резистора фантомного питания, то есть примерно 2 кОм - а это очень много. "Комби-3т" имеет выходное сопротивление в 20 раз меньше, что делает микрофон намного менее чувствительным к наводкам на соединительный провод. Словом, и эта схема не может составить конкуренции для "Комби-3т".

    А ведь дело-то в трех лишних детальках... для себя любимого лучше не полениться и собрать хорошую схемку. Я ни как не могу найти время, чтобы спаять-таки "Комби-3т" без печатной платы и уложиться даже со старыми навесными деталями в объем диаметром 10 мм и длиной 20 мм. А уж с SMD компонентами (которые я со своим зрением просто не вижу), его можно вообще уместить где угодно.


    P.S. Всё-таки еще раз подчеркну, почему у схемы "Комби-3т" очень хорошие характеристики. У неё огромный запас по усилению, который за счет использования глубокой отрицательной обратной связи трансформируется в малые искажения (сохраняющиеся даже при приближении вплотную к клиппингу) и малое выходное сопротивление, что делает её малочувствительной к внешним наводкам, а также к помехам, проникающим из плохого фантомного питания. Поэтому другие предусилители, где нет отрицательной обратной связи, вряд ли смогут приблизиться к "Комби" по искажениям, максимальному выходному сигналу и защищенности от помех при работе с низковольтным фантомным питанием.
    Но, конечно, приветствуются любые предложения других схем, поскольку "нет пределов совершенства".

  16. По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов со

    ООС везде идет через питающий резистор фантомного питания, потому не все так плохо.
    Экономия на детальках и позволить запихнуть схему туда, куда дополнительные 3 детали не влезут, и повысить надежность схемы.

    В первой схеме меняются параметры запитки микрофона и нагрузки по сравнению с прямым подключением. Потому, с одной стороны изменится характер звучания. С другой стороны - транзистор для переменного тока микрофона выступает не пассивной "трубой", а активной, сопротивление которой управляется по правилу h21э переменным напряжением с микрофона, приложенным к переходу база-эмиттер транзистора через землю и конденсатор. И схема напоминает каскод. А у каскода Кус>1. Без эмуляции я бы не стал делать окончательных выводов.
    С остальным согласен и проверял в 2016 г эти схемы и еще с десяток подобных в железе.

    ---------- Сообщение добавлено 01:22 ---------- Предыдущее сообщение было 00:57 ----------
    Так и есть - проверил. По первой схеме Кус=3, в то время как Кус полевого транзистора микрофона = 2.
    Т.е. +50% по уровню сигнала на 3 детали. Транзистор в данной схеме экранирует микрофон от шунтирующего влияние питающего резистора, съедающего эти 50%.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	kus3.JPG 
Просмотров:	225 
Размер:	53,7 Кб 
ID:	331978
    ============
    Вторая и Третья схемы дает на эмуляторе Кус=100 и 50.
    В третьей схеме кондер с базы можно выкинуть, что увеличивает ООС и на эмуляторе снижает Кус до 35.
    По-моему, замечательный вариант - получить усиление 35, взяв 2 резистора и 2 транзистора.
    Остается только ТНД и АЧХ посмотреть, чем я точно не буду заниматься.
    Последний раз редактировалось МимоПроходил; 17.11.2018 в 02:09.

  17. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    572

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

    Ну что ж.. это хороший результат. Надо теперь проверить то же самое при фантомном питании 2,2 В... тут и начинаются проблемы, поскольку при малых напряжениях падает усиление транзисторов, а все их нелинейности начинают буквально "переть" наружу...
    Ну и еще... усиление 30 и более получали и в других схемах. Это не проблема. Вопрос в том, какой динамический диапазон после этого получится. Если усиление равно 100 , а на выходе не удается получить сигнал больше 100 мВ, то какой толк от такого усилителя, если по входу он не может пропустить более 100мВ/100=1 мВ. В такой микрофон только тихонько говорить можно будет. Нужен компромисс по усилению. Он как раз лежит в интервале от 10 до 50 (в зависимости от разных факторов, в том числе, от чувствительности капсюля).
    Но я рад, что ты подключился к теме и запустил симулятор: "дорогу осилит идущий". Теперь надо начать исследовать искажения предложенных усилителей, их выходные сопротивления и максимальные выходные сигналы. Конечно, при малых фантомных напряжениях.
    И еще... вот эта фраза "В третьей схеме кондер с базы можно выкинуть - это просто увеличит ООС" меня насторожила. Если не будет конденсатора, то тогда какую функцию будет нести первый транзистор (npn)? Он, во-первых, заберет на себя 0,6 В питания, а, во-вторых, по переменке станет простым резистором в цепи стока полевика.

  18. По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов со

    Размах сигнала на выходе вчера проверял - 2-2,2В при 4В питании с симетричным ограничением. Лучше - при смещении через делитель. Хуже - при смещении через один мегаомник.
    Выкинув кондер, получаем Кус=1 и возможность для миниатюризации - так видится. Симулятор при этом снижает усиление на треть. Но основная функция первого транзистора здесь - смещение напряжения для правильной работы следующего транзистора.
    Ронять напряжение до 2-2,5 В не вижу смысла, т.к. по ЮСБ выходит 4,7В, если ничего не путаю. А с нагрузкой питающего резистора схемой как раз 2-2,5 и получается.
    ТНД здесь судя по форме синуса выше, чем в схеме с 3 транзисторами, т.к. меньше общее усиление по току и напряжению и ООС. Но в исходной схеме много элементов, которые для большинства случаев не требуются - скайпа, записи скрипа двери, вентилятора системника, потому правило 20% усилий обеспечивает 80% результата - работает. Остальные 20% можно добрать, затратив 80%.
    Вторая схема меньше нравилась по звуку по сравнению с третьей. Возможно из-за фазовых или нелинейных искажений, т.к. не настраивал - нечем было.

    ---------- Сообщение добавлено 14:35 ---------- Предыдущее сообщение было 10:10 ----------

    Кстати, микрофонный усилитель легко превращается в АМ-приемник с неплохой чувствительностью, работающий до диапазона 10-20 ГГц при применении соответствующих элементов - BFP620, BFP540 и т.д.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	микр1.JPG 
Просмотров:	218 
Размер:	49,2 Кб 
ID:	332004
    А что такого? - послушал звук, затем щелкнул рубильником, включив диоды - послушал эфир.
    Последний раз редактировалось МимоПроходил; 17.11.2018 в 16:36.

  19. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    572

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

    МимоПроходил, спасибо, что ты тоже откликнулся на тему и предложил варианты решений. Это всё расширяет кругозор читателей ветки. Пусть даже и получилось немного не в тему. Ведь её главная постановка задачи - получить высокие характеристики ПУ именно от низковольтного фантомного питания. Как я уже писал в первом посте, если напряжение питания достаточно высокое, то возможных схем существует достаточно много. А уж если используется питание от USB, то там вообще полный простор для получения высочайших характеристик при размахе выходного сигнала rail-to-rail. Только надо решить проблему очистки от помех, возникающую при питании от USB высокочувствительных устройств, и это может здорово усложнить схему. Здесь в ветке этот вопрос поднимался (#27 , straus) , и Alex даже вообще предложил, коль скоро используется USB, использовать его же и для ввода сигнала через АЦП.
    Относительно допустимого качества сигнала с предусилителя, то я согласен с твоей точкой зрения, что всё зависит от "запросов" пользователя. Многим хватает однотранзисторного варианта - поэтому он и заполнил весь Интернет. Мой предусилитель создан для тех, кто тоже хочет сохранить использование типового двухпроводного низковольтного фантомного питания от микрофонного входа, но при этом иметь достаточно высокие параметры ПУ. И не боится ради этого собрать схему из восьми деталей.
    Но еще раз повторю - и твои предложения важны. Они расширяют пространство выбора решений для тех, кому в целом интересен вопрос повышения уровня сигнала с дешевого электретного микрофона.
    А если тебе интересны эти вопросы, и ты не ограничен в питании, то посмотри еще ветку "Слуховой аппарат". Можешь начать сразу со ссылок #140 , #170 , #391 . Там получены хорошие характеристики ПУ со схемой АРУ, позволяющие при малых сигналах иметь усиление 1400, а при резком скачке уровня сигнала "сбрасывать" усиление до нескольких единиц. Питание от 3,7 В. Здесь тоже огромный простор для творчества, поскольку звукозапись с АРУ во многих случаях крайне необходима (не только в слуховых аппаратах).

  20. По умолчанию Re: Предусилители электретных микрофонов c низковольтным фантомным питанием от микрофонных входов со

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	uvix12.JPG 
Просмотров:	220 
Размер:	43,5 Кб 
ID:	332050
    Схема всего на ДВУХ детальках с Кус=20 .
    Umax.вых > 2 вольта
    Работает и от 2 вольт питания, давая 1 вольт на выходе с Кус=5-10

  21. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для semimat
    Регистрация
    06.03.2014
    Адрес
    Москва
    Сообщений
    572

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

    МимоПроходил, наверное мне надо смириться, что тебе не интересно низковольтное фантомное питание. В принципе, и питание до 5 Вольт - это тоже вполне актуально. Твоя последняя схема, пожалуй, интересна сверхмалым количеством деталей и отсутствием конденсаторов. Почему же я не припомню, чтобы встречал её на просторах Интернета? Возможно потому, что с ней не всё так просто.
    Я все-таки решил её отмоделировать, чтобы подтвердить свои сомнения. Ну, во первых, при том номинале С3, который задал ты, действительно получается усиление 20. Но почему ты взял её 100 пФ? Современные капсюли диаметра 6...10 мм моделируют емкостью 5...10 пФ (это емкость мембраны). Если ты поставишь в моделирование эту емкость, то сразу получится усиление не 20, а всего 4 (если, конечно, spice-модель полевика адекватная). Ну и еще один момент. Схема будет очень капризная относительно экземпляра капсюля (его тока потребления), а также напряжения и сопротивления фантомного питания. В принципе, подстроечный резистор может решить эту проблему, если каждый раз его подстраивать. Но у схемы также очень высокая зависимость режима работы от температуры: плюс-минус 10 градусов и всё уплывёт. Посмотри, с какой точностью надо устанавливать значение резистора R7. У меня в Мультисиме его надо подбирать с точностью 2%, иначе сразу резко растут искажения. Это показатель капризности схемы.
    Тем не менее, для тех, кому минимализм схемы важнее надежности её работы, этот вариант тоже может считаться решением.
    P.S. Пока я писал свой ответ к твоему последнему посту, ты уже его поправил, заменив схемы. Это хорошо, что ты понял ненужность одного резистора (в предыдущей схеме это был транзистор в роли резистора, что меня тогда насторожило). Ну, и хорошо, что ты опробовал схему при меньшем питании. Но все мои сомнения относительно капризности схемы остаются.

Страница 4 из 11 Первая ... 2 3 4 5 6 ... 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
  •