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.

[Tuvalu]

Спектра +, которую тут все используют, не дает возможности определить шумы количественно, только качественно.
По крайней мере никто не предложил, как Спектрой измерить RMS в Вольтах для того, чтобы вычислить хотя-бы отношение сигнал/шум.

Почему же не меряет? Я, вроде, писал, что Спектра, как раз, меряет. Но в этом случае необходимо калибровать карточку. Впрочем, это не проблема.



А вот без взвешивания:

[maxssau]

спектра всё измеряет, и с взвешиванием можно, и с абсолютными значениями (при условии правильной калибровки)




для рукопашного расчета можно взять эти формулы:

MT-003.pdf

Offтопик:

здесь есть парочка сообщений от меня и ViktKors, на тему правильности отображения SNR, SINAD, THD+N в различном измерительном софте

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2857600

спектра прилично врёт

[Гоша]

что Спектра, как раз, меряет.

Ну меряет - так меряет.
Кстати, относительно чего эти dBA рассчитаны?
Может ли Спектра просто измерить RMS в Вольтах?
Допустим, есть у нас запись шума длительностью 10 сек. Сколько Вольт шума в этой записи?

[Tuvalu]

Кстати, относительно чего эти dBA рассчитаны?

Относительно того, что вы укажете считать 0 дБ при калибровке. Например, подали 0,775 V rms (0 dBu) - это и будет 0 Спектры. Или 1 V. И.т.п. Это если юзать аналоговый вход карточки. А на моих картинках 0 - это 0 dBFS, синал был сгенерирован в какой-то проге, не помню уже в какой, кажется, в WaveGene. Вот, и скармливал Спектре wav-ки: 1 кГц 0 dBFS для калибровки и waw-ку с шумом для анализа.

Может ли Спектра просто измерить RMS в Вольтах?

Навскидку не нашёл вольты, только дБ или проценты. Если надо было в вольтах, просто пересчитывал из дБ в В.

---------- Сообщение добавлено 20:11 ---------- Предыдущее сообщение было 19:42 ----------

Допустим, есть у нас запись шума длительностью 10 сек. Сколько Вольт шума в этой записи?

Можно ответить только после того, как автор waw-ки укажет, какое напряжение соответствовало 0 дб полной шкалы его карточки в момент записи. А иначе никак. Снова упираемся в "договор о взаимной калибровке".

[real64]

Провел калибровку своей EMU 0204 подав на вход 1 кГц 1 В RMS.
Скриншот измерений шума при 16 и 24 44100 Гц. Минимальное, 30 дБ, Максимальное усиление

Ссылка на файлы. Кому интересно может посмотреть сам.
https://yadi.sk/d/EW-3lHftglVwIg
Выводы для Emu :
Что-либо рассматривать при максимальном усилении на 16 Бит - бессмысленное занятие. Результаты ни о чем.
Относительно достоверные результаты получаем при усилении 30 дБ 24 бит
И ссылка на литературу по теме: https://yadi.sk/d/GSYep1bz_QJscQ

[Павлунчик]

Что-либо рассматривать при максимальном усилении на 16 Бит - бессмысленное занятие. Результаты ни о чем.

Вы совсем недавно уже выложили два трека 44100/16 на максимальном усилении.
Один трек - вход "заглушен" 2x33 Ом.
Другой трек - на вход подключена схема.
Уровень шума Вашей схемы заметно превосходит уровень шума Вашей карты по всему спектру.
Результаты как раз-таки весьма очевидны.
На графиках - красным... -

[real64]

Результаты очевидны, согласен. Гладны тоже можно удалять через ... Но смысл? Смотрите что происходит в режиме 16/44 при усилении 65 Дб (белая линия) (данные уже выкладывал) :
- с АЧХ Подьем на 1.5 дБ до 1 кГц. Дальше спад.

- с шумом (болтанка до 30 дБ) она просматривается и в результатах спектраплюса (См. предыдущий пост розовая (30 дБ) и зеленая (65 дБ)


С искажениями :
(файл внизу)
Это настройки на +65 дБ.
Посмотрим что у нас с 16 и 24 бит на минимуме (усиление 0 дБ). Опять же картинка из моего предыдущего поста.
Красный - 16 бит, коричневый - 24 бит. Шум красного примерно на 20 дБ выше. Приехали.
+ 30 дБ – синий, желтый. Здесь ещё куда ни шло. Примерное совпадение. АЧХ, искажения, шум до 20 кГц приемлемые. От безысходности если звуковое устройство не поддерживает 24 бита пользоваться можно.
Попробуйте найти разумное объяснение для всего этого геморроя ( на высоких не смотрим, прикинуть уровень шума не можем и т.д.). И еще вопрос. Как по картинке из вашего поста с моими данными, сделанными по вашей настоятельной просьбе, определить с какой частоты начинается подъем шумовой полки 6 дБ на октаву, обусловленный емкостью капсуля и многогигаомного резистора?

[maxssau]

Красный - 16 бит, коричневый - 24 бит. Шум красного примерно на 20 дБ выше. Приехали.

не совсем понятно про что речь. Уровень шумовой полки на FFT зависит от разрядности.

Вложение 395818

Приложил книгу с теорией, как и что считается (в частности SNR от разрядности)

Сигма дельта модуляция в аудиотехнике.pdf

[Павлунчик]

Но смысл? Смотрите что происходит в режиме 16/44 при усилении 65 Дб (белая линия) (данные уже выкладывал) :
- с АЧХ Подьем на 1.5 дБ до 1 кГц. Дальше спад.

Ничего нового не сказали. На графиках, что выше показал (Ваших шумов) - та же картина.
Ну завал у карты на ВЧ, на максимальном усилении - и что? На графике шума схемы это отражается соответственно. Выравнивайте тут взаимно АЧХ на ВЧ - не выравнивайте - разница то от этого, как была (между шумом карты и шумом схемы) - так и останется.
Подключите менее шумящую схему - разница станет меньше. Подключите ещё более шумящую схему - разница станет больше. Мы подбираем элементы, режимы - стремясь получить, как можно меньшую разницу между шумом карты и шумом схемы. Как видите - пока до шума карты далековато и можно воочию наблюдать ухудшения, улучшения от изменения режимов, подбора элементов.

[real64]

не совсем понятно про что речь. Уровень шумовой полки на FFT зависит от разрядности.

Я хотел сказать что при разрядности 24 бит уровень шумовой полки ниже.

Вложение 395818

Не открылось.
Вот еще картинка.

Зеленый - это мой файл с шумом схемы 75 пФ 1 ГОм делитель внешний записан 24 бит 96 кГц. Усиление 30 дБ. Шумовая полка не заваливается ни на низких ни на высоких.
Салатовый Файл Павлунчика F моя 1G (я полагаю0 75 пФ 1 ГОм делитель внешний записан 16 бит 44 кГц. Усиление 65 дБ)
Шумовая полка завалена в точности как и АЧХ при таком усилении.
Павлунчик, почему так сложно, почему не делать сразу правильно? И вы не ответили на вопрос

Как по картинке из вашего поста с моими данными, сделанными по вашей настоятельной просьбе, определить с какой частоты начинается подъем шумовой полки 6 дБ на октаву, обусловленный емкостью капсуля и многогигаомного резистора?

[maxssau]

Вложение 395818

[Павлунчик]

....уровень шумовой полки....

Покажите графики шумовых полок -
(усиление 30дБ или около, во всех случаях одинаковое) -
2X33 Ом...
1) 44100/16
2) 96000/16
3) 44100/24
4) 96000/24
Просто относительно.
Уточним на будущее.

[real64]

Это вечером, когда буду дома.

[Павлунчик]

Это вечером, когда буду дома.

Спасибо!
"Докопаемся" не сомневаюсь. На других не рассчитываю

[Гоша]

real64,
Павлунчик,
Я вот в толк не возьму -а что вы видите на картинках из Спектры?
Какой физический смысл в них?
Полка ниже, полка выше... плюс/минус лапоть.
Вот коллега Tuvalu считает по ним RMS. В #421.
Это уже число, его можно конкретно сравнивать с другим числом.
Всего-то делов - подать на вход карты известное напряжение и установить нужное усиление.
Может, пришло время спросить у знатоков Спектры как они это делают?

[maxssau]

Offтопик:

Может, пришло время спросить у знатоков Спектры как они это делают?

ЦАП, АЦП, осциллограф и вольтметр. Можно довольно точно подавать нужное напряжение. Для АЦП желательно делитель и защита на вход.
А по хорошему нужно что-то толковое: Audio Precision, SRS SR-1, R&S UPV и т.п., но это скорее для комм. применения, если хочется продавать законченное изделие.
Тема таких усилителей на самом деле очень интересная и думаю востребована.

[Гоша]

ЦАП, АЦП, осциллограф и вольтметр.

Я не про калибровку - это элементарно. Как по мне - достаточно одного хорошего вольтметра.
Я про то, как в Спектре из графика относительных к полной шкале шумов получить их среднеквадратичное значение.
Какие кнопки в интерфейсе Спектры надо нажать, чтобы проинтегрировать эту неземную красоту?
Какие кнопки надо нажать, чтобы подключить взвешивающий фильтр?
Кого интересует, во сколько раз (или на сколько децибел) спектральная составляющая шума на одной частоте, допустим, 507 Гц, меньше напряжения полной шкалы?
Интересным (и зНачимым для уха) является, каково среднеквадратичное напряжение шума в диапазоне частот от и до.

[real64]

Дойдем и до чисел.

Провел калибровку своей EMU 0204 подав на вход 1 кГц 1 В RMS.

Как и

коллега Tuvalu считает по ним RMS. В #421.

я тоже могу это делать,
но пока мы с Павлом не придем к консенсусу при каких настройках проводить измерения. об этом говорить еще нет смысла. Каждый для себя может проводить относительные сравнения одного своего собранного устройства с другим своим. А без общей методики, с которой будут согласны все заинтересованные, этого не сделать.

[maxssau]

Offтопик:

Какие кнопки надо нажать, чтобы подключить взвешивающий фильтр?

Кого интересует, во сколько раз (или на сколько децибел) спектральная составляющая шума на одной частоте, допустим, 507 Гц, меньше напряжения полной шкалы?

Остальное не скажу, я таким еще не пользовался. Замерять шум в диапазаоне частот я могу с помощью Ар (в любых доступных единицах, V, dbV, dbU и т.п. а так же с настраиваемым детектором RMS, AVG). ИМХО: проф. измериловка более функциональна и предпочтительнее при таких исследованиях.





Много интересной информации здесь: http://www.audio-perfection.com/foru...ad.php?tid=673

а также ссыла на ФФТ аналайзер от s3t

[semimat]

real64, я с тобой солидарен в том, что неравномерная АЧХ - это плохо потому, что полученнй материал трудно использовать в дальнейшем.
К измерительным микрофонам прикладывается файл коррекции для того, чтобы им можно было что-то грамотно мерить. Был бы идеальный микрофон, то и файла было бы не нужно. Но увы, таких микрофонов нет.
У нас же есть возможность выбрать коэффициент усиления в звуковой карте так, чтобы не была сильно испорчена АЧХ. Это выполняется на малых коэффициентах усиления. Но тогда, действительно, собственные шумы карты оказываются настолько малыми, что для их оцифровки нужны 24 бита. Или нужно поднимать усиление карты.
Мне кажется, судя по твоим измерениям, что можно добавить усиление по отношению к "30" еше на 6...10 дБ, чтобы АЧХ на 20 кГц имела завал 0,5 дБ, а не 0,15 дБ, как сейчас при "30". Ошибка 0,5 дБ - это всего 6%, я считаю, что она вполне допустима, и в масштабе полной шкалы 50 дБ, которая нужна при измерениях спектральных шумов, эти 0,5 дБ будут просто незаметны. И это только ведь на самых высоких частотах в отличие от "65", когда завал огромный и начинается с единиц килогерц. Зато в этом случае может оказаться, что даже шумы карты удастся уверенно увидеть и измерить при 16 битах оцифровки. Я думаю, тогда все ваши разногласия с Павлунчиком могут разрешиться. Пожалуйста, проверь АЧХ карты, когда её усиление еще на 6...10 дБ больше усиления при "30". Если АЧХ наверху останется ровной с точностью 0,5 дБ, то это здорово, и надо только посмотреть, насколко грамотно при таком усилении можно мерить шумы карты с закороченным входом при 16 битах оцифровки.