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.

[Igor EV]

Без цепей АРУ минус 52V получается при напряжении питания 24-25V.
Генератор запускается сходу от 1,1 Вольта. Здесь, по меньшей мере, странно говорить о "некоторых случаях мешающих запуститься генератору".

Понятно, просто Вы писали:

В эмуляторе картина немного другая. Чтобы генератор устойчиво запустился требуется снизить номинал резистора R5 или вовсе его удалить + включить параллельно индуктивности небольшую "паразитную" ёмкость 30 пФ.

Вот я и подумал, как можно решить проблему.

Мне схема так понравилась, особенно малогабаритностью и вот этим:

Применение автоматического регулятора-стабилизатора выходного напряжения позволяет закрыть проблему стабилизации выходного напряжения и нестабильности тока потребления (от разброса напряжения фантома)

что наверное таки попробую

[real64]

По количеству высокоомных резисторов

Самый неудобный R4 - не в каждом ларьке купишь. Меняем на 10 МОм. Соответственно R3 уменьшаем до 400 плюс минус 100 кОм (подбирается по требуемому выходному напряжению) R1,R2, наверное, тоже можно ставить из того что есть, буду пробовать с 3.3 МОм.

[Павлунчик]

R4 - не в каждом ларьке купишь. Меняем на 10 МОм.

Паразитная нагрузка на выходе подобных "одуванчиков" - дело дрянь. Повышение тока потребления, некоторое падение напряжения на выходе, пульсация возрастёт. R1R2 хотя-бы из пар по 2МОм. Или один 3.9МОм. На первый раз постарайтесь поточнее скопировать, а уж затем...

[real64]

Повышение тока потребления, некоторое падение напряжения на выходе, пульсация возрастёт.

Есть такое. Но думаю это не настолько фатально, чтобы ждать, пока пришлют требуемый номинал через месяц. Тем более с пульсациями можно легко побороться

Возможно потребуется добавить на выходе RC

В общем пошел делать лабораторную работу.

[Igor EV]

Резисторы на 100 МОм и выше:
https://aliexpress.ru/item/1005002517080721.html

[Павлунчик]

В общем пошел делать лабораторную работу.

Ожидаю с нетерпением.
Подключил нагрузку 10МОм...
Ток потребления подскочил с 22 мкА до 34.5 мкА.
Напряжение на выходе изменилось незначительно.
Пульсации не смотрел пока.

---------- Сообщение добавлено 19:32 ---------- Предыдущее сообщение было 18:02 ----------

что наверное таки попробую

У нас по традиции первым оценивает качество продукции real64.
После его отзыва уже можно принимать решение - собирать или нет

[Igor EV]

У нас по традиции первым оценивает качество продукции real64.
После его отзыва уже можно принимать решение - собирать или нет

Ну это само-собой Тем более, у меня резисторов 100МОм пока нет.

[real64]

Отчитываюсь. Собрал только схему генератора без АРУ и выпрямителя. В базах резисторы 3.3 МОм. Конденсатор ПОС 2 пкФ (1 не было ) Питание 12,27 В через резистор 20.2 кОм. На котором падает ... 0.157 В ! Следовательно ток потребления 0.157/20.2=0.008 мА (закралось сомнение в маркировке на резисторе, измерил тестером - точно 20.2 кОм). Это лучший результат с индуктивностью от фильтр пробки Маяка 205 (платы от одного раскиданного ВМ-12 не помню где валяются, второй разбирать не охота ) Пробовал другие, с меньшей индуктивностью - ток до 0.5 мА. Переменное напряжение на выходе 27 В от пика до пика. Так что схема перспективная и совсем не потому что

У нас по традиции первым оценивает качество продукции real64.
После его отзыва уже можно принимать решение - собирать или нет

Теперь по поводу:

Подключил нагрузку 10МОм...

На землю? или, правильно, вместо 100 МОм ?

---------- Сообщение добавлено 19:01 ---------- Предыдущее сообщение было 18:55 ----------

Резисторы на 100 МОм и выше:
https://aliexpress.ru/item/1005002517080721.html

В таком количестве вроде и не надо. Из-за этого цены как-то не гуманые.
Я думаю и с 10 МОм большой беды не случится. К этому резистору приложится примерно 25 В. Соответственно через него потечет ток примерно 2.5 мкА.

---------- Сообщение добавлено 19:08 ---------- Предыдущее сообщение было 19:01 ----------

Пульсации не смотрел пока.

Особого смысла в этом не вижу. А вот RC фильтр я думаю нужен с резистором в 5-10 МОм. И пульсации уберет и полевик в случае КЗ в капсуле возможно защитит.

[Igor EV]

Отчитываюсь.

Спасибо!
Не очень понятно насчет конденсатора в 1 пФ. Если учесть емкость монтажа, то она наверное больше будет. Поэтому тут же вопрос: а что будет, если эта емкость (с учетом емкости монтажа) будет 5пФ или больше?

Я думаю и с 10 МОм большой беды не случится. К этому резистору приложится примерно 25 В. Соответственно через него потечет ток примерно 2.5 мкА.

Вот еще ссылка:
https://aliexpress.ru/item/1005001794060703.html
За 100 штук 100МОм нужно заплатить всего $1.78
А вообще, можно взять штуки 3 SMD-резистора по 10 МОм и соединить последовательно.

[Павлунчик]

Это лучший результат с индуктивностью от фильтр пробки Маяка 205 (платы от одного раскиданного ВМ-12 не помню где валяются, второй разбирать не охота ) Пробовал другие, с меньшей индуктивностью - ток до 0.5 мА.

"Заставил схему переключаться быстрее и получил двадцатипятикратный ток". "Невероятно".

---------- Сообщение добавлено 23:20 ---------- Предыдущее сообщение было 23:17 ----------

На землю? или, правильно, вместо 100 МОм ?

Сейчас сделал "правильно" - заменил на 10МОм и 610кОм. Ток потребления поднялся аж до 43 мкА.
Мультиметр показывает выходное минус 52V.

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

Следовательно ток потребления 0.157/20.2=0.008 мА

Понизил питание до 12V - ток потребления 9,3 мкА с петлёй АРУ, все номиналы резисторов, как на схеме.

---------- Сообщение добавлено 23:30 ---------- Предыдущее сообщение было 23:22 ----------

Особого смысла в этом не вижу. А вот RC фильтр я думаю нужен с резистором в 5-10 МОм. И пульсации уберет и полевик в случае КЗ в капсуле возможно защитит.

Также контролируйте частоту работы генератора.
Здесь 400 кГц. Выше, ниже - никаких комментариев типа - "А у меня ток ещё меньше" (при понижении частоты) или - "А у меня не получилось такой экономичности" (при заметном увеличении частоты).

[real64]

Не очень понятно насчет конденсатора в 1 пФ. Если учесть емкость монтажа, то она наверное больше будет. Поэтому тут же вопрос: а что будет, если эта емкость (с учетом емкости монтажа) будет 5пФ или больше?

С увеличением этой емкости у меня получались периодические вспышки апериодически затухающих колебаний, примерно на порядок меньшей частотой. Т.е 10-20 кГц - уже звуковой диапазон. Может создать помеху. Кстати напряжение на выходе при этом несколько выше, а ток потребления ещё меньше. Но это в ущерб качеству.

---------- Сообщение добавлено 21:55 ---------- Предыдущее сообщение было 21:48 ----------

"Заставил схему переключаться быстрее и получил двадцатипятикратный ток". "Невероятно".

На увеличение тока, вероятнее, больше повлияло конструктивное исполнение индуктивностей и другой материал сердечника - отсюда бОльшие потери.

[Павлунчик]

Не очень понятно насчет конденсатора в 1 пФ. Если учесть емкость монтажа, то она наверное больше будет. Поэтому тут же вопрос: а что будет, если эта емкость (с учетом емкости монтажа) будет 5пФ или больше?

Не вопрос.
У меня стоит около 0.8пФ.
Сейчас параллельно подключил ровно 4 пФ.
Ток потребления увеличился до 72 мкА.
Напряжение на выходе увеличилось на 2,6V.
Ёмкость монтажа на SMD элементах здесь никак не достигнет таких величин. Если конечно специально не приблизить ВПРИТЫК с зазором 0,01мм обе эти "критические" точки монтажа.
------------------------------------------------------
Кстати - при этом никаких "вспышек" нет, генератор всё так же устойчиво заводится от 1.1V и до 45V (очень плавное повышение) никаких аномалий в сигнале не наблюдается.
Если конечно все номиналы ёмкостей, как на схеме и транзисторы соответствующие.

[real64]

Сейчас сделал "правильно" - заменил на 10МОм и 610кОм. Ток потребления поднялся аж до 43 мкА.
Мультиметр показывает выходное минус 52V.

Нагрузочный резистор 10 МОм на землю отключен?

---------- Сообщение добавлено 22:14 ---------- Предыдущее сообщение было 22:08 ----------

Кстати - при этом никаких "вспышек" нет,

А не пробовали уменьшить индуктивность? "Вспышки" у меня были именно в этом случае.

[Павлунчик]

На увеличение тока, вероятнее, больше повлияло конструктивное исполнение индуктивностей и другой материал сердечника - отсюда бОльшие потери.

Заменил сейчас дроссель от вм-12 (7000 мкГ) на гантельку современную ровно 6800 мкГ. Диаметр 9мм, высота 14 мм.
Частота чуть увеличилась, ток поднялся до 30 мкА. Выходное напряжение снизилось с минус 54 до минус 53,65.
От случайных недодросселей так же можно бяку получить.

---------- Сообщение добавлено 00:24 ---------- Предыдущее сообщение было 00:21 ----------

Нагрузочный резистор 10 МОм на землю отключен?

Естественно.

---------- Сообщение добавлено 00:45 ---------- Предыдущее сообщение было 00:24 ----------

А не пробовали уменьшить индуктивность? "Вспышки" у меня были именно в этом случае.

Заменил на дроссель из вм-12 2240мкГ. Ток возрос до 32 мкА, напряжение на выходе упало на 0,25V.
Измерил поточнее ёмкость "1 пФ". Где-то между 0.7-0.8 пФ.
Удаление этой ёмкости привело к ещё большему увеличению тока потребления - до 42 мкА.
Никаких "вспышек" от 2V до 45 нет.

---------- Сообщение добавлено 00:51 ---------- Предыдущее сообщение было 00:45 ----------

А не пробовали уменьшить индуктивность? "Вспышки" у меня были именно в этом случае.

Вы бы лучше огласили ВЕСЬ список применённых элементов.

[real64]

заменил на 10МОм и 610кОм. Ток потребления поднялся аж до 43 мкА.

Свою ошибку я понял.

К этому резистору приложится примерно 25 В

Щаз-з-з. Не 25 а примерно в три раза больше. На выходе то у нас отрицательное напряжение. Соответственно и ток в три раза выше 7.5мкА. Отсюда и 43 мкА.

---------- Сообщение добавлено 23:21 ---------- Предыдущее сообщение было 23:17 ----------

Заменил на дроссель из вм-12 2240мкГ.

А что в этом случае с частотой. На сколько возросла по отношению к частоте с индуктивностью 7000 мкГ ?

[Павлунчик]

"Вспышки" у меня были именно в этом случае.

"Вспышки" у меня случались, когда я увеличивал ёмкость C3 до 1.5 пФ (ток при этом падал до 17.3мкА).
С дросселем 2240 мкГ.
С дросселем 7000 мкГ никаких вспышек нет даже при 1.5 пФ во всём диапазоне питания и ток потребления одинаков (22 мкА) от 0.75 пФ до 1.5 пФ.
По этому и рекомендовал 1 пФ.

[real64]

Вы бы лучше огласили ВЕСЬ список применённых элементов.

Это будет иметь смысл когда схема будет собрана на печатке (если до этого дойдет). Пока же на показатели больше влияет монтаж, чем примененные элементы. Мне сейчас интересно сократить размеры самого крупного элемента - индуктивности. Это можно сделать - самое простое - уменьшив саму индуктивность и, возможно, применив замкнутый ферритовый магнитопровод (кольцо? Как быть с насыщением? Или при таких токах его не будет?)
P/S Сейчас ПН со стабилизатором и крупным (относительно) электролитом у меня собран на плате размером примерно 21х26 мм. Для размещения в ручку микрофона диаметром 26 мм это почти впритык.

[Павлунчик]

А что в этом случае с частотой. На сколько возросла по отношению к частоте с индуктивностью 7000 мкГ ?

С индуктивностью 2240 мкГ (из вм-12) частота под 1000 000 Гц.
При этом ток потребления 31-32 мкА. Напряжение на выходе минус 53.75V
Ёмкость С3 0.75 пФ. От 2V до 45 никаких вспышек.
Увеличение ёмкости С3 до 1.5 пФ приводит к уменьшению тока потребления до 17 мкА но доходит до возбуда на НЧ, когда начинаешь регулировать питание от минимума до максимума.

[real64]

А не пробовали для снижения частоты параллельно индуктивности ставить емкость в сотню-другую пкФ? Это ведь контур, правда не совсем понятно что в схеме выступает в качестве этой емкости - емкость переходов транзисторов вместе с емкостью монтажа?

[Павлунчик]

"Вспышки" у меня были именно в этом случае.

Уменьшил С1 до 10нФ и НЧ вспышки исчезли вовсе. С дросселем 2240мкГ и С3 1.5пФ. От 2V до 45 тишь да гладь.
Ток потребления упал до 23.3мкА. На выходе минус 53.9V.
При уменьшении C3 до 0.75пФ ток потребления возрастает до 31 мкА.
Получается - чем выше частота (меньше индуктивность) - тем меньше требуется ёмкость шунта С1. Пока так.
+ подбор С3 в небольших пределах.
Думаю найдём "точку опоры".

---------- Сообщение добавлено 02:33 ---------- Предыдущее сообщение было 02:06 ----------

А что в этом случае с частотой. На сколько возросла по отношению к частоте с индуктивностью 7000 мкГ ?

Запутался с измерением частоты изначально и пошло по накатанной. Зарапортовался. Я ставил параллельно индуктивности достаточно большую ёмкость (экспериментировал) - так и отпечаталось в сознании "150" кГц.
При 7000мкГ более 400 кГц, а не 150 кГц. Что, куда лучше.
Эх суета...
Даже не знаю когда бы вернулся к этому вопросу, если бы не Ваша активность в обсуждении.
Выше везде исправил на 400 кГц.

---------- Сообщение добавлено 03:17 ---------- Предыдущее сообщение было 02:33 ----------

А не пробовали для снижения частоты параллельно индуктивности ставить емкость в сотню-другую пкФ? Это ведь контур, правда не совсем понятно что в схеме выступает в качестве этой емкости - емкость переходов транзисторов вместе с емкостью монтажа?

Конечно пробовал. 33 пФ... 100... 1000....
Кроме увеличения тока потребления ничего хорошего не заметил пока.
Сейчас попробовал на дросселе 2240мкГ 680 пФ. Ток подскочил до 102 мкА. Выходное напряжение несколько снизилось. При 100пФ ток возрос на несколько мкА.

---------- Сообщение добавлено 03:22 ---------- Предыдущее сообщение было 03:17 ----------

что в схеме выступает в качестве этой емкости - емкость переходов транзисторов вместе с емкостью монтажа?

+ видимо паразитная ёмкость самого контура.