Доработка бюджетного студийного конденсаторного микрофона или нестандартное схемное решение для стандарта фантома 48V, 6.8 кОм/6.8 кОм.

[Павлунчик]

ВНИМАНИЕ! - Данная схема НЕ РАБОТАЕТ с трансформаторным входом. Таковой проектировалась изначально и сознательно.
Вопросы о "пристройке транса" с ТС не обсуждаются.

Хочу поделиться с интересующимися довольно своеобразным схемным решением преобразователя импеданса студийного конденсаторного микрофона. Схема с успехом прошла испытания в десятках студий (любительских и профессиональных). Интересно ваше мнение, пожелания, критика основанная на реальных измерениях или эмуляции.
Идея (кстати родилась в Ташкенте) простая - два повторителя с раздельным питанием от резисторов источника фантома 48V звуковой карты + ПОС "слежения" с выхода усилителя в цепь питания первого каскада посредством двух конденсаторов.
Более полугода шло активное обсуждение этой идеи на другой площадке - где тема называлась "В помощь Самоделкину. "Нерадивый" конденсаторный микрофон зазвучит лучше!", её нетрудно найти в инете. Немало повторивших эту схему, тестов-сравнений, восторженных отзывов, здоровой критики и, куда без них - группа "вечно критикующих но не практикующих". Недавно вышел ролик, где эту схему тестирует один из увлечённых микрофонной тематикой. Естественно не "доктор акустических наук" но треки для сравнения любезно представил за что ему огромная благодарность.
https://www.youtube.com/watch?v=o6fv...ature=youtu.be
Схема -
Полевой транзистор можно выбрать из широкого списка маломощных - K30, 5457,305, 202, 5485 и т.п. Простая настройка - подбор R8 для установки на выходе "3" (он же третий контакт XLR разъёма) постоянного напряжения в пределах 20-21V.
Дроссели - ферритовые бусинки. Хотя можно и без них. Возбуждение схемы на ВЧ не замечалось.



---------- Сообщение добавлено 17:00 ---------- Предыдущее сообщение было 16:54 ----------

Тест в эмуляторе -


---------- Сообщение добавлено 19:09 ---------- Предыдущее сообщение было 17:00 ----------

Тест - коэффициент передачи -



Тест - эффективность компенсации паразитной ёмкости входа (сигнал подаётся на вход через очень малую ёмкость - 0.1 пФ). Как это отражается на КНИ и коэффициенте передачи -



---------- Сообщение добавлено 22:43 ---------- Предыдущее сообщение было 19:09 ----------

Далеко не во всех бюджетных КМ встроен высоковольтный преобразователь (варианты ВП рассмотрим позже) но и без него схема может "оставить" для питания капсюля около 46 Вольт, а вкупе с малыми потерями по передаче, после доработки "нерадивого" мика, мы получим ощутимый прирост чувствительности.
Капсюль обозначен на схеме, как C1.



---------- Сообщение добавлено 23:36 ---------- Предыдущее сообщение было 22:43 ----------

Тест - питание 24V -
Схема, сама по себе, достаточно линейна даже при значительном снижении напряжения питания и превосходно линейна от 40V вплоть до 60V.



По совету уважаемого semimat, для предотвращения резкого броска напряжения на выходе схемы, около 10 Вольт, в момент включения фантомного питания, схема дополняется диодом (1N4148 или аналогом) -



Для обеспечения наиболее плавного и безопасного запуска включать фантомное питание только после подключения устройства. Эта рекомендация относится и к другим КМ с фант.пит. 48В.

[real64]

Пока из самого доступного, готового с минимальными габаритами (кубик со стороной 1см) мне под руку попался дроссель от энергосберегайки с индуктивностью, измеренной китайским тестером транзисторов, 6 с небольшим мкГ. С ним частота около 330 кГц, ток примерно 24 мкА. Индуктивность от маяковской фильтр-пробки около 32 мкГн. Частоту не измерял, ток 8 мкА.

[Павлунчик]

Пока из самого доступного, готового с минимальными габаритами (кубик со стороной 1см) мне под руку попался дроссель от энергосберегайки с индуктивностью, измеренной китайским тестером транзисторов, 6 с небольшим мкГ. С ним частота около 330 кГц, ток примерно 24 мкА. Индуктивность от маяковской фильтр-пробки около 32 мкГн. Частоту не измерял, ток 8 мкА.

Проверил устойчивость работы схемы на разных частотах.
Задирать частоту намного выше 500 кГц нет резона.
На 1000 000 Гц (дроссель 2240мкГ из вм-12) уже сказываются паразитные ёмкости переходов транзисторов и схема начинает вести себя неустойчиво (хотя можно точным подбором С3 добиться устойчивой работы с несколько завышенным током потребления но это не дело).
Сейчас частота около 500 кГц и безукоризненная работа.
Питание 45V, ток потребления 20 мкА. От 1.1V до 45V никаких претензий к схеме.
Всё тот же дроссель из вм-12 6800мкГ (реально измеренные 7000мкГ). C3 установил другой, не 0.75пФ, а ровно 1пФ.

[real64]

Намотал дроссель на ферритовом кольце внешним диаметром 10 мм (приблизительно 350 витков) проницаемостью предположительно 2000 НМ. Индуктивность измеренная китайским тестером приблизительно 27 мГн. Частота при этом около 45 кГц (лучше поднять раза в два-три). Запускается без проблем. Ток потребляемый генератором при подключенном осциллографе (входное сопротивление 10 МОм) 12 В питания около 10 мкА.
Теперь можно и о печатке подумать.

---------- Сообщение добавлено 19:44 ---------- Предыдущее сообщение было 19:39 ----------

Вот еще ссылка:
https://aliexpress.ru/item/1005001794060703.html
За 100 штук 100МОм нужно заплатить всего $1.78

Там еще за доставку 170 руб. Тоже не вариант. Хотя деньги и небольшие, но выкидывать их на ветер неспортивно.

[semimat]

Намотал дроссель на ферритовом кольце внешним диаметром 10 мм (приблизительно 350 витков) проницаемостью предположительно 2000 НМ. Индуктивность измеренная китайским тестером приблизительно 27 мкГ.

Это какая-то ошибка! При проницаемости 2000 индуктивность в 27 мкГн получится уже при 10...15 витках. При 350 витках индуктивность должна быть около 20 мГн. Возможно, поэтому и частота получилась довольно низкая - 45 кГц.

[real64]

semimat, спасибо. Конечно же ошибка. Написал машинально. Исправил.

Дроссель снял с платы от электроника ВМ-12. Габарит дросселя - диаметр 7мм, длина 10мм.

Нашел платы от ВМ12. Вечером для сравнения показаний измерю тестером транзисторов аналогичные дроссели.
Кстати, дроссели на 6800 у меня по габаритам несколько меньше - 6х9.

[Павлунчик]

semimat, спасибо. Конечно же ошибка. Написал машинально. Исправил.


Нашел платы от ВМ12. Вечером для сравнения показаний измерю тестером транзисторов аналогичные дроссели.
Кстати, дроссели на 6800 у меня по габаритам несколько меньше - 6х9.

Понятно.
Сейчас попробовал j310 с отсечкой 2.6V, а сопротивление R3 подобрал для выходного минус 52V (получилось 5МОм).
Стабильность, при уменьшении питания с 45V до 35V, улучшилась. Выходное напряжение уменьшается всего на 0.33V.
--------------------
При этом увеличил R1 R2 до 4.7 МОм. Никаких аномалий, ток потребления 19.5мкА.
А - и термостабильность аховая, грею паяльником транзисторы - хоть бы что...

[real64]

Дроссели измерил. Тестер показывает 6.9 мГн. С ним частота примерно 330 кГц. Ток 26 мкА. Развожу печатку.

[Павлунчик]

Дроссели измерил. Тестер показывает 6.9 мГн. С ним частота примерно 330 кГц. Ток 26 мкА. Развожу печатку.

Ясно. Только C3 сделайте ровно 1пФ. Там не особо критично на частотах 300-500 кГц но прошу не "баловаться" с этой ёмкостью. И дорожки оптимальнее чтобы к C3 поменьше паразитной ёмкости монтажа добавилось. "Горячий" конец индуктивности боится чрезмерного приближения к металлическим конструкциям микрофона. Лишние 5-10 мкА тока потребления сверху тоже ни к чему.

---------- Сообщение добавлено 01:43 ---------- Предыдущее сообщение было 01:27 ----------

С ним частота примерно 330 кГц.

У меня с дросселем 7000 мкГ под 500 кГц.
Измерил сейчас поточнее - 540 кГц - C3 0.75пФ.
440 кГц - С3 2 пФ - ток потребления возрос с 19.5 до 26.5 мкА.

[real64]

У меня пока собрано на макетке и с транзисторами BC547 (557) . Не люблю СМД мелочевку паять на весу. Печатку развел. Завтра проверю на свежую голову и если запал не пропадет - протравлю и буду паять. Наверное пока без АРУ, пока нет смд 100 МОм резисторов.

[Павлунчик]

с транзисторами BC547 (557)

Боже милый - сразу бы сказали...
Ждём пока у Вас появятся нужные SMDшки.
А нет - хотя-бы схему с точными данными выкладывайте. Иначе будем вечно гадать откуда появляются расхождения между моей и Вашей практикой.
Для изучения работы генератора можно и без АРУ. Надеюсь 24V у Вас под рукой имеются.
Но встраивать в корпус микрофона без АРУ питая схему через высокоомник - негоже. В тесном корпусе дроссель получит паразитную ёмкость, ток возрастёт, питание просядет и пошло-поехало.
А через делитель или стабилитрон питать голый генератор потребляющий ток 20 мкА - ещё абсурднее.

[real64]

Хорошо, буду делать с АРУ, на печатке предусмотрел. Только в обратную связь поставлю имеющиеся 10 МОм. 20 мкА разницы по сравнению со 100 МОм это примерно 0.15 В просадки (о ужОс ) напряжения 45 В.

[Павлунчик]

Хорошо, буду делать с АРУ, на печатке предусмотрел. Только в обратную связь поставлю имеющиеся 10 МОм. 20 мкА разницы по сравнению со 100 МОм это примерно 0.15 В просадки (о ужОс ) напряжения 45 В.

Тогда хотя бы два последовательно по 10 МОм, чтобы автоматика полегче себя чувствовала.

---------- Сообщение добавлено 11:06 ---------- Предыдущее сообщение было 10:52 ----------

примерно 0.15 В просадки (о ужОс )

Ну да, не кричащий, а у же тихий ужос.

[real64]

Поправил печатку с учетом возможности установки ещё одного резистора.

[Павлунчик]

Поправил печатку с учетом возможности установки ещё одного резистора.

Сейчас ещё раз собрал схему из 982го поста на другой китайской стеклотекстолитовой макетке со сквозной металлизацией. Монтаж сделал плотный, заливка оловом крупная, куча паразитной ёмкости. Взял другие первые попавшиеся биполярники той же марки, другие случайные диоды, R1 R2 по 4.7МОм, С3 0.75пФ, C1 22нФ, С4 22 мкФ (дольше заряжается + возможно чуть больше утечка).
И, что?
Да ничего. Ток потребления 21.5 мкА, напряжение на выходе минус 52.3V. И никаких аномалий по всем статьям.
---------------------
Электролит 22мкФ лет 20 не работал (стоял на донорской плате), здесь видимо требовалось время на его восстановление. Ток упал до 20.3 мкА.

[Igor EV]

Поправил печатку с учетом возможности установки ещё одного резистора.

С нетерпением жду пример разводки платы и результаты тестирования в корпусе микрофона. Есть опасения, что корпус будет влиять на работу генератора.
Вопрос: не лучше ли чуть увеличить потребляемый генератором ток? Плюсы: быстрый выход на рабочий режим, устойчивость, меньшее влияние корпуса микрофона. Возможно я ошибаюсь.
Сам пока схему не собирал. Из самых подходящих у меня есть BC847C, BC857B (SOT23), 2SK30A. Не знаю, стоит ли пробовать...

[real64]

Пример разводки в файле. https://yadi.sk/d/6hkb-IqbbIDMfw Нумерацию изменил. Мне так удобнее при работе в Dip Trace. Увеличивать или не увеличивать ток каждый решает для себя сам. Я, например, ничего особо криминального в потребляемом токе до 100 мкА (просадка напряжения примерно на 0,7В) не вижу. Макет я и собрал на 847,857. 2SK30A, как впрочем и большинство полевиков, ставить можно, если не жалко. Я планирую J111 или какой-нибудь КП303. А по влиянию корпуса - у Павла большой опыт по работе. Вытравить плату сегодня у меня не получается.

Offтопик:
Сегодня у нас похолодало и дождь. И вряд ли уже потеплеет. Надо будет все свои железки перетаскивать обратно домой. В сарае стало как-то некомфортно

[Павлунчик]

С нетерпением жду пример разводки платы и результаты тестирования в корпусе микрофона. Есть опасения, что корпус будет влиять на работу генератора.
Вопрос: не лучше ли чуть увеличить потребляемый генератором ток? Плюсы: быстрый выход на рабочий режим, устойчивость, меньшее влияние корпуса микрофона. Возможно я ошибаюсь.
Сам пока схему не собирал. Из самых подходящих у меня есть BC847C, BC857B (SOT23), 2SK30A. Не знаю, стоит ли пробовать...

1 сек на заряд конденсаторов - КУДА БЫСТРЕЕ? На логике с многоступенчатым умножителем такое невозможно представить.
Здесь аж ДВА независимых автоматических "узла" обеспечивающих высокую стабильность выходного напряжения, высокую стабильность тока потребления и регулировку выходной мощности для обеспечения быстрого заряда конденсаторов с последующим выходом в режим сверхмалого тока потребления. Повторяемость отличная, мотать трансы не надо, элементов не так уж много.
Сейчас засунул работающую маленькую платку генератора в корпус микрофона behringer b-1.
Вплотную прижал дроссель к стенке - ток возрос с 20 мкА до 25 мкА. 2 мм от корпуса ток на 2-2.5 мкА выше "нормы", 4-5 мм от корпуса - никакого заметного увеличения тока (корпус соединил проводом с минусом схемы).
Много?

---------- Сообщение добавлено 19:38 ---------- Предыдущее сообщение было 19:26 ----------

Я, например, ничего особо криминального в потребляемом токе до 100 мкА

Вы так народ не пугайте пожалуйста. Я и сам могу собрать схему на чём попало с током потребления хоть 500 мкА (кому нужен такой ток потребления - обращайтесь)
Схема выложена, собрана мною три раза на различных элементах с близкими ТХ, рекомендации строчу исправно.
Полевик рекомендую J112 (здесь неплохо справляется). j111 вероятно предпочтительнее. Отсечки 2.5-4V.

[Igor EV]

real64, спасибо! Я вижу, что разводка без всяких ухищрений. Поскольку всё работает, значит можно делать.
По поводу КП303 - у меня их куча, но меня смущает макс. напряжение сток-исток всего 25В. Вероятно большего напряжения и не предвидится, но почему-то страшновато. Да и размеры КП303 великоваты (у меня в металлических корпусах).

Offтопик:
А у нас пока тепло. Вот прямо сейчас +19.

2-3 сек на заряд конденсаторов - КУДА БЫСТРЕЕ?

Я имел в виду то, что при небыстром разгоне (еще нужно учесть скорость заряда конденсаторов по питанию, в том числе скорость появления самого напряжения +48В - оно не всегда растет быстро) генератор может не запуститься. Но раз Вы тестировали, не вижу причин не согласиться. Отдельное спасибо за тестирование в корпусе.

мотать трансы не надо

В моем случае надо мотать дроссель, т.к. подходящего нет. Но это не проблема - намотаю на гантельке диаметром 6 мм - в моих экспериментах с дросселями вообще такая конструкция работает лучше всего, да и габариты приемлемые.

Полевик рекомендую J112 (здесь неплохо справляется) и j310

К сожалению у меня нет таких. Есть 2N5457, 2SK30A, куча КП302 и КП303, а также с десяток noname - неизвестного типа без маркировки.
В голову пришла дикая мысль - поставить какой-нибудь дарлингтон Ток базы порядка 1мкА - этого достаточно.

[Павлунчик]

или какой-нибудь КП303

Сейчас попробовал КП307Б. Отсечка 1.6V. Нестабильность 1.5V.
Лучшие результаты показывают полевики с гораздо большим начальным током, чем у КП303. Пока так выходит.

---------- Сообщение добавлено 20:35 ---------- Предыдущее сообщение было 20:32 ----------

генератор может не запуститься.

Снова забыли - генератор устойчиво запускается от 1.1V и выше через 100кОм и последующий электролит 10-20 мкФ.

[Igor EV]

Сейчас попробовал КП307Б. Отсечка 1.6V. Нестабильность 1.5V.
Лучшие результаты показывают полевики с гораздо большим начальным током, чем у КП303. Пока так выходит.

Как по мне, нестабильность в 1.5В - очень даже неплохо. Считаем: Uмин. = -50.5В, Uмакс. = -52В. Добавляем еще 20В (которые есть на затворе в схеме FIN). Получаем 70.5-72В. Нестабильность 2.1%. ИМХО, на слух это будет незаметно.

Снова забыли - генератор устойчиво запускается от 1.1V и выше через 100кОм и последующий электролит 10-20 мкФ.

Да я ж не против. Раз запускается - очень хорошо. Просто были опасения, коорые Вы развеяли

Павлунчик, а по поводу дарлингтона есть мысли?

Еще хочу спросить про конденсаторы C8, C9 в схеме FIN - имеет ли значение тип конденсаторов? Скажем X7R, COG, пленочные, металлопленочные, зеленые пленочные, высковольтные керамические и т.д.