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.

[Aikman]

Так же понимал какую тактическую ошибку Вы совершили открыв ту свою тему "с конца".

Музыканта можно вывести с ресторанной сцены, но ресторан из этого музыканта-нет. Задрали стратегией. Тактикой малых укусов и выливанием большого г@вна.
Давеча на рмм в теме про октавы дал ссылку на опыт коллеги gribov, по замене схемы. Схема была FIN. Сражузе появился мэтр отечественного капсюлестроительства и (не на прямую) обвинил меня в ангажированности, каком-то моем особом интересе. Хорошо хоть агентом Павлунчика не объявил. А ведь мог, как я понимаю.

[Павлунчик]

Сражузе появился мэтр отечественного капсюлестроительства и (не на прямую) обвинил меня в ангажированности, каком-то моем особом интересе. Хорошо хоть агентом Павлунчика не объявил. А ведь мог, как я понимаю.

С торгашами у меня всегда был короткий разговор.
Они делают деньги, мы делаем звук.

[Павлунчик]

......... Надо бы сделать измерения искажений, жаль времени нет.......

Очередная неудачная попытка измерить реальные искажения FIN...
Полевик 3557 (6), в стоке 56 кОм, выходной NPN 547C (статический 540 по китайскому тестеру), PNP ВЧ BF506 (статический 120 по китайскому тестеру), между ними (вариант повторителя с тремя транзисторами) NPN С1740 (SL), резисторы ЭБ по 2.2кОм. Исток-масса конденсатор 15пФ.
Никаких индуктивностей в схеме нет, выходных конденсаторов-фильтров нет, кабель 3м.
Тест-сигнал около 974 мВ RMS.
Первая картинка - в петле без FIN.
Вторая картинка - через тракт FIN (на входе последовательно эквивалент капсюля 75пФ) -





Сигнал с выхода ЦАПа напрямую без доп ОУ и фильтров, по этому несколько грязно...
А... и фон на НЧ (FIN) - работа вентилятора ноутбука (микрофон на столе лежал) + инфраниз. колебания дома. Эквивалент капсюля не был закреплён внутри и болтался на проводках.

[Igor EV]

Первая картинка - в петле без FIN.
Вторая картинка - через тракт FIN

Почему-то искажения на 1-й картинке больше Может Вы перепутали картинки?

А еще, можете сделать то же самое, только не на частоте 1кГц, а на 100Гц?

[Павлунчик]

Почему-то искажения на 1-й картинке больше Может Вы перепутали картинки?

Продолжаете удивлять
Это не искажения схемы, а искажения генератора.
В случае петли он нагружен на вход карты 2кОм. Под нагрузкой видимо малость грустит.
В случае с FIN генератор не нагружен и искажения генератора меньше.
Одна из версий...
Вторая версия - гармоники обеих трактов каким-то образом взаимодействуют производя вот такой эффект.
Короче - не получается у меня измерить гармошки FIN лучше 0.0007 при 973 мВ RMS. Больше амплитуды дать не могу, а с меньшей и подавно ничего не выйдет.

---------- Сообщение добавлено 21:37 ---------- Предыдущее сообщение было 21:29 ----------

А еще, можете сделать то же самое, только не на частоте 1кГц, а на 100Гц

0.00083 (через FIN).
Уровень -7.41дБ.

[real64]

Это не искажения схемы, а искажения генератора.
В случае петли он нагружен на вход карты 2кОм. Под нагрузкой видимо малость грустит.
В случае с FIN генератор не нагружен и искажения генератора меньше.

Все верно. У меня получались аналогичные результаты. В Emu на выходе телефонного усилителя стоит слабенький операционник, искажения которого с уменьшением входного сопротивления растут. Павлунчик тем более сигнал брал непосредственно с ЦАПА. Так что ничего удивительного.
Еще я выход подключал через хороший телефонный усилитель. Тогда эта зависимость была меньше.

---------- Сообщение добавлено 19:52 ---------- Предыдущее сообщение было 19:47 ----------


Павлунчик, попробуйте все же провести измерения на 24 Бит и 48 кгц (все равно выше двадцати кГц на вашей картинке ничего не видно) - должно быть несколько лучше.

[Павлунчик]

провести измерения на 24 Бит и 48 кгц

У меня только на 16 бит на выходе генератора более-менее. При 24 бит лезет лишнее.
48/16 абсолютно аналогичные результаты.
Я же давно перепрошил свою E-MU последней прошивкой, повёлся...

[real64]

Да, я вспомнил. Сочувствую . Ну ничего страшного. Тенденция однако просматривается хорошо - схема FIN имеет очень малые искажения

[Павлунчик]

то же самое, только не на частоте 1кГц, а на 100Гц?

Только не подумайте что на 100Гц искажения несколько увеличены.
Точно такой-же процент, что и на 1000Гц с точностью донельзя. Тем более это не искажения FIN, не забывайте. Искажения FIN где-то за горизонтом событий Надо ещё туда добраться
Просто показания "гуляют" через час, день, перезапуск всей системы, изменения температуры ап-ры, переустановка подобных транзисторов других серий и т.п. примерно от 0.00065 - до 0.00083 (при 973 мВ RMS)

[Igor EV]

Только не подумайте что на 100Гц искажения несколько увеличены.

Да, я понял
Мне таких результатов не достигнуть - у меня на порядок больше будут искажения.
Возможно, если Гоша выложит свою методику и она окажется не шибко сложной, можно будет что-то намерять.

Кстати, искажения генератора можно существенно уменьшить фильтром. Если что, попробуйте. Я этого делать не буду, т.к. у моего АЦП искажения большие, нет смысла уменьшать искажения генератора.

[Павлунчик]

таких результатов не достигнуть

Достаточно повторить режим вслепую и измерять ничего не надо.
Мой шЫкарный кабель о четырёх жилках в замечательном экране... как я его лелеял, берёг, мол "лабораторный" и т.п.
ЩАС...
Оставил всего две жилы в экране как положено и все помехи на ВЧ как рукой сняло без всяких ферритов и выходных фильтров (к данному разговору не относится).
Заземлял не использующиеся провода на оплётку, как дурак...

[semimat]

В выходные появилось время прокомментировать странные результаты измерений искажений и шумов схемы FIN при разных номиналах емкостей в цепях следящих обратных связей – 47 мкФ и 100 нФ (пост #2268). В Мультисиме 14 все результаты соответствуют ожиданиям. Надо лишь подождать, пока схема выйдет на режим после включения (это примерно 5 секунд симулированного времени), и тогда получаются правильные значения для искажений.
Вот схема FIN с емкостями 47 мкФ и её искажения на 20 Гц при амплитуде входного сигнала 4 В

Вот она же с емкостями 100 нФ и её искажения. Видим, что искажения возросли в 50 раз.

Вот так выглядят низкочастотные фрагменты графиков АЧХ схемы при разных емкостях. Видно, что большие емкости дают на низких частотах более высокое положение графика, что и обуславливает немного большие выходные шумы.


P.S. Вопросы природы источников искажений в конденсаторных микрофонах и способы их измерений интенсивно обсуждалисть 7 лет назад в темах "Выбираем измерительный микрофон" и " Предусилители электретных микрофонов для работы с повышенным ...". Там, правда, ситуация была другой - емкость мембраны капсюля была очень малой - около 5 пФ. В этом случае компенсация входной емкости предусилителя с помощью следящих обратных связей играла решающее значение. Здесь у капсюля и емкость в 10 раз больше, и мембрана металлизирована порой только в центре. Это снижает влияние паразитных емкостей, в том числе, входной емкости предусилителя на величину искажений.

Но всё-таки надо понимать, что измерение искажений микрофона с помощью замены капсюля эквивалентной емкостью не полностью имитирует реальность. Причины этого описаны в различных публикациях. Поэтому более корректно измерять искажения с реальным капсюлем и на реальном акустическом сигнале. Иначе будут получены весьма заниженные результаты. Вот здесь придется столкнуться с тем фактом, что акустические системы имеют очень большие (относительно электрических схем) искажения. Поэтому при проведении таких измерений более подходит использование двухчастотного метода, который обсуждался и применялся в упомянутых выше темах.

[Schertler]

semimat, спасибо вам за интерес и тесты схем, как говорится, *Praemonitus, praemunitus* - предупреждён, вооружён!
Хуза Автору FIN ещё раз!

[IVX]

semimat, спасибо вам за интерес и тесты схем, как говорится, *Praemonitus, praemunitus* - предупреждён, вооружён!
Хуза Автору FIN ещё раз!

Генерал, ведь дело же ещё и в том, что 100нф керамика вам понадобилась бы NPO/COG, а они дороже электролитов и толстые 1206. Мелкие 0402 X7R дадут вам тут ещё вдвое больше искажений, так что электролиты, либо танталы.

[gribov]

Всех любителей и профессионалов микрофонной нивы с наступающим новым годом! Здоровья крепкого, интересных и уникальных идей и продуктивного дружеского общения!

[Igor EV]

[shura1959]

Igor EV, Творчески!...

[Schertler]

Присоединяюсь, Всех с Новым Годом! Творческих и технических успехов..... !!
Чтоб у Всех микрофоны звучали также красиво!

[Lenivo]

Всем здоровья и творческих успехов!
Новых интересных проектов!

[Lenivo]

Всех с наступившим 2022 годом.

Пришли мне с Али транзисторы 2sk30a.
https://aliexpress.ru/item/400136009...275333edKVm7rBhttps://aliexpress.ru/item/400136009...275333edKVm7rB

Впаял с R9=1 мом на СИ получил 0,74 вольта, при штатном 2мом на СИ=10,2 вольта. При резисторе 2 мом звук больше понравился - более открытый, вроде как.
Шумы на шкале шумометра АУДАСИТИ между 57 и 54 прыгают - 55 средняя.... По шумам самый лучший вариант получился.
На VA64 - к шумам карты добавляет +5дБ..... что тоже лучший вариант из всех мной опробованных.
Да, действительно, из всех транзисторов по совокупности которые попробовал ПОКА на этой плате 2sk30a - получился по совокупности наилучшим. СПАСИБО за советы.