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.

[Schertler]

Так что можно "заземлять" мембраны, а поляризующее напряжение подавать на ЦЭ. Тем самым "горячий" электрод капсюля будет дополнительно экранирован заземленными мембранами, что значительно снизит уровень наводок.

Гоша, мы ведь решили "заземлять" ЦЭ как в оригинальной версии Нойман?!
Теперь вы предлагаете "заземлять" мембраны, должен ли я переделывать прежнюю версию ??

[Гоша]

должен ли я переделывать прежнюю версию ??

Ничего переделывать не надо.
Еще раз.
Куда подается напряжение поляризации - на ЦЭ или на мембрану - все равно.
От этого зависит только фаза выходного сигнала.
Она также зависит от полярности напряжения поляризации.
Определись, каким напряжением будешь поляризовать.
Изменение фазировки выходного сигнала, чтобы микрофон в результате был неинвертирующим, производится элементарным переключением проводов HOT и COLD.

[Павлунчик]

Определись, каким напряжением будешь поляризовать.

---------- Сообщение добавлено 23:48 ---------- Предыдущее сообщение было 23:35 ----------

Теперь вы предлагаете "заземлять" мембраны, должен ли я переделывать прежнюю версию ??

А я, что - зря Вам сказки читаю?

[Гоша]

Павлунчик,
Там длинная история.
Schertler нашел в закромах капсюль.
Решил сделать из него микрофон по схеме FIN.
С поляризацией от фантомных +48.
Пока раскачивался - все убежали вперед, в том числе и с преобразователями напряжения.
Теперь всё, я так понимаю, на грани изменения концепции.

Offтопик:
Schertler, извини, что в третьем лице.

[Schertler]

Всё хорошо! Просто во время горячих поисков вариантов подключения обкладок капсюля мы совсем не упоминали про такое дополнительное экранирование со стороны мембран....
Тоже самое что на вашем рисунке, я попробовал врисовать в схему Нойман, в капсюле по паре Мембран и НЭ, куда подавать Плюс/Минус 48В и как подключать вторую половину капсюля абсолютно всё равно...... неужели так ожидаема проблема с фоном ??

Рассматривал через лупу корзину 103-го китайца, 3 слоя сеток, наружная и внешняя чуть шире около 1мм, средняя же тоньше и гораздо меньше.....

[Гоша]

Schertler,
В зависимости от полярности напряжения поляризации капсюль надо подключать так:

[Павлунчик]

неужели так ожидаема проблема с фоном ??

Западный народ подключает CK12 по всякому но капсюль действительно имеет повышенную чувствительность к наводкам и вибрации, если не заземлить латунные кольца с мембранами, как это изначально сделал производитель.
Ваш выбор...

[Гоша]

неужели так ожидаема проблема с фоном ??

Проблемы с фоном всегда ожидаемы.
Другой вопрос в величине этой проблемы.
Чтобы это оценить - нужны достаточно тонкие измерения.
Реально можно попробовать подключать капсюль и так, и этак. Перепаять 5 контактов - дело 15 минут. С перекуром.
Правильно писАл Павлунчик. Если экранирующая сетка двух-трехслойная, с мелкой ячейкой - фон будет минимальным при любом подключении капсюля. Но такая сетка будет взаимодействовать с звуковой волной и изменять звучание микрофона.
А если сетка недостаточно густая, изменения в звучании будут существенно меньше, но и фон - больше.
Компромисс, как всегда.

[Igor EV]

Всем добрый день!
Не могу побороть помехи
Вот картинки (усиление 60дБ).
Кабель подключен к мик.усилителю, к кабелю не подключено ничего (не имеет значения, включено фантомное питание или нет - картинка одинакова):


Микрофон подключен, фантомное питание отключено:


Микрофон подключен, фантомное питание включено:


Микрофон собран по первой схеме из первого сообщения. C4 имеет емкость 660мкФ, C8, C9 - по 1000пФ. К затвору на землю подключен конденсатор 2200пФ. Капсюль естественно не подключен.

Первые эксперименты я делал с неправильным кабелем, изготовленным из витой пары (8 жил). Сегодняшние эксперименты уже с правильным кабелем - нормальная оплетка. Оплетка на одном конце кабеля подключена к 1-му выводу XLR и к корпусу микрофона, а на втором конце - к 1-му выводу XLR и корпусу мик.усилителя.
Какие будут мысли?

[Гоша]

Igor EV,
Да, дела...
Конкретный такой шум.
Я бы начал с проверки всего и вся - номиналов, режимов.
Можешь записать шум в файл и выложить?

[shura1959]

Возможно, надо смотреть:
- все земли, чего куда подцеплено, сетевые вилки в т.ч.. Я у себя все сетевые земли отцепил, оставил только в компе;
- всё питание;

[Igor EV]

Гоша,
shura1959,
прошу обратить внимание на первую картинку, где подключен только кабель. Считаете ли вы ее нормальной?
Для сравнения, вот картинка с включенным фантомным питанием, ко входу мик. усилителя ничего не подключено, даже резисторы:

Т.е. стоит только подключить кабель, как фон 50Гц становится выше на 40дБ. Может сначала нужно с этим что-то делать?

[Гоша]

Igor EV,
Нужен еще один эксперимент.
Вместо микрофона включить резисторы. Номиналы посчитать так, чтобы постоянные напряжения на входах были такими-же, как и при подключении микрофона.
Это чтобы окончательно отсечь шум источника фантомного питания.

[Igor EV]

Гоша, кабель при этом подключать? Т.е. резисторы подключить к кабелю? Кстати, кабель у меня длиной чуть больше 2м.

Вот:

мик.усилитель+кабель 2м+150 Ом
Подключен кабель, к кабелю два резистора по 150 Ом (между контактами 1-2 и 1-3).
Фантомное питание не влияет на картинку - при включении/отключении ничего не меняется.

---------- Сообщение добавлено 13:40 ---------- Предыдущее сообщение было 13:28 ----------

Номиналы посчитать так, чтобы постоянные напряжения на входах были такими-же, как и при подключении микрофона.
Это чтобы окончательно отсечь шум источника фантомного питания.

Вот это я не совсем понял, т.к. на входах (в схеме FIN) разное напряжение, но один вход фактически соединен с землей через конденсатор большой емкости. Может быть лучше (для большей достоверности) что-то изменить в схеме FIN? Например, выбросить полевой транзистор, вместо него поставить резистор нужного сопротивления?
Либо на коллектор Q3 повесить конденсатор 470 мкФ на корпус?

Подключил два резистора на вход мик.усилителя и добился такого же напряжения, что и с микрофоном. В итоге шум 50Гц на уровне -55дБ. Все-таки я думаю, этот эксперимент неправильный, т.к. вход получился полностью разбалансированным. На входе 3 напряжение +21.25В, а на входе 2 - +46.3В.

[Павлунчик]

вход получился полностью разбалансированным.

Установите баланс по переменному напряжению.
Вместо схемы впаяйте в микрофон два резистора РОВНО (РОВНО!!!) по 47.0, либо по 47.1, либо по 51.4, либо по 56, либо по 39.9 Ом (изменение номинала в небольших пределах роли не играет - важно лишь насколько одно сопротивление отличается от другого). Между сопротивлениями разнос НЕ БОЛЕЕ 0.1% (к примеру в карточках E-MU разбаланс между резисторами всего 0.02%), учтите, это требование мирового стандарта. Один резистор на массу, другой через конденсатор 470мкф на массу. При этом разбаланс по постоянному напряжению на шум не влияет. Внутреннее сопротивление электролита пока не учитываем.
Обратите внимание на допустимую мощность резисторов фантома звуковой карты. Если "типоразмер" этих резисторов не более 0603 - не стоит коротить вход на массу через 47 Ом при включенном фантоме.
---------
И поведайте - какая карточка. На чём реализован источник фантома.

---------- Сообщение добавлено 17:33 ---------- Предыдущее сообщение было 17:27 ----------

Микрофон подключен, фантомное питание включено:

Возможно ещё вдобавок фантомные резисторы не точно подобраны. (А... нашёл выше файл с двумя резисторами по 150 Ом)

[Igor EV]

И поведайте - какая карточка. На чём реализован источник фантома.

У меня карта с небалансным линейным входом. И самодельный микрофонный усилитель. Шум усилителя (Ку=60дБ) показан в сообщении #1212.
Схема фантома показана здесь: фантомное питание. В качестве резисторов 6.8К использованы резисторы МЛТ-0.25 13К, включенные параллельно. Эти резисторы подобраны с точностью не менее 0.2%.

Два резистора (по 49.9 Ом) + конденсатор 660мкФ, вставленные в корпус микрофона и подключенные к мик.усилителю кабелем длиной 2м:

На выводе 3 XLR +0.365В, на выводе 2 XLR +48.47В (у меня чуть завышенное фантомное напряжение).

Включение/выключение фантомного питания не влияет на результат.

Такое впечатление, что схема FIN у меня возбуждается. Кстати, я не устанавливал дроссели внутрь микрофона, но они у меня есть в мик.усилителе.

[Павлунчик]

В обеих случаях включение/выключение фантомного питания не влияет на результат.

Замечательно. Дело за малым - найти причину недуга в схеме.
Вобуд не исключён. Хотя у меня ни разу не было такого с обычным Шиклаем даже без дросселей на выходе.
Сопротивления по 47.6/47Ом правильно в схеме стоят?
Электролит 600мкф правильно подключен? - Плюсом на резистор 47.6Ом, а минусом на массу. Проверьте.

---------- Сообщение добавлено 18:19 ---------- Предыдущее сообщение было 18:06 ----------

но они у меня есть в мик.усилителе.

Какого номинала? (Так, между делом...).

[Igor EV]

Замечательно. Дело за малым - найти причину недуга в схеме.
Вобуд не исключён. Хотя у меня ни разу не было такого с обычным Шиклаем даже без дросселей на выходе.
Сопротивления по 47.6/47Ом правильно в схеме стоят?
Электролит 600мкф правильно подключен? - Плюсом на резистор 47.6Ом, а минусом на массу. Проверьте.

Да, все правильно подключено. Конденсаторы у меня 2х330мкФ, поскольку я не нашел на 470мкФх63В.
Резистор R8 у меня составлен из двух последовательно включенных обычного резистора и подстроечника, так что я могу выставлять режим. На контакте 3 XLR у меня 21.25В.
Затвор транзистора через 2200пФ соединен с землей. C8, C9 у меня имеют емкость 1000пФ.
Конденсаторы C5, C6 у меня по 100мкФ.
Грешу на транзисторы Q3, Q5 (2N4401, 2N4403), но все же думаю из-за них схема не может возбуждаться. Может быть виновен Q2? Можно ли его попробовать исключить?

Дроссели на входе мик.усилителя имеют индуктивность порядка 1мкГ. После дросселей включены конденсаторы 300пФ. Пробовал и без конденсаторов (в том числе без конденсаторов C8, C9 в схеме FIN) - результат тот же.

Что если резистор R1 уменьшить до 1МОм? Вдруг резистор R1 шумит?

[Павлунчик]

Грешу на транзисторы Q3, Q5 (2N4401, 2N4403)

У этих тяжёлых (совершенно неуместных здесь, предупреждал) кристаллов - большие паразитные ёмкости и недостаточный статический коэффициент передачи тока.
Исключите все "неувязочки", а затем можно продолжить поиск источника шума.
------------
R1 не виноват. Уменьшите шунтирующую ёмкость на затворе до 75-100пФ. Попробуйте подключить затвор через дроссель 1мкГн, а лучше через ферритовую муфту.

---------- Сообщение добавлено 18:41 ---------- Предыдущее сообщение было 18:34 ----------

2N4401, 2N4403

Неужели нет маломощных со статическим 400 - 600?
Ещё - там - чем меньше ток коллектора (паспортный) - тем точнее "звукопередача".

[Igor EV]

Неужели нет маломощных со статическим 400 - 600?

Транзисторы 2N4401/4403 у меня прекрасно работают в мик.усилителе, и их даже рекомендуют там использовать - у них очень малый шум.
Есть BC847/857, но они SMD, а плата разведена под выводные. Припаяю на проводочках.
Резистор R1 у меня составлен из трех резисторов 1ГОм 1206.
Поменяю транзисторы и расскажу о результатах.
Еще может быть разводка платы виновата? Это как фантастическая версия...
Спасибо, что помогаете.

Заменил транзисторы. Шум остался тот же. Грешу на полевой транзистор. Попробую поменять на 2SK30A.