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.

[semimat]

Вложение 408970

Очень странная подпись к графику - "Зависимость звукового давления от расстояния"! Это явная ошибка. Давление не может расти с расстоянием. На рисунке либо должны быть по вертикальной оси децибелы со знаком минус (так как давление падает с расстоянием), либо в подписи к рисунку должно быть написано: "зависимость ослабления звукового давленитя от расстояния". Но то, что на некотором удалении от источника в свободном пространстве давление снижается обратно пропроционально расстоянию, а не квадрату расстояния - это правильно.

[maxssau]

https://www.escortpro.ru/files/tutorials/ok/part2.pdf

стр. 31

[semimat]

https://www.escortpro.ru/files/tutorials/ok/part2.pdf

стр. 31

Да уж.... согласно такому графику, если зуковое давление моего голоса на расстоянии в 1 метр равно 70 дБ (обычный громкий голос) , то на расстоянии в 1000 метров этот мой голос создаст аж 70+60=130 дБ (болевой порог)!!! А что будет еще дальше, страшно подумать! У всех в округе лопнут барабанные перепонки... выживут только те, кто окажется неподалеку...
Хорошо, что внизу этой же страницы написано:

что соответствует обратнопропорциональной зависимости.

[IVX]

да это-то явная опечатка, минус потеряли, но вот когда мой пример от "физиков" с какими-то синхронными колокольчиками утверждает квадратичную зависимость, а тут линейную, это нечто..
Кстати, Rode NT1A потребляет не 2.5мА, как заявлено, а 2.5мА на каждый выход, то есть 5мА, даже немного больше. Вот мне интересно, они что все такие чудные и указывают только половину потребления?
На выходах стоит 28В и мои Elna 10uF 50V NP чувствуют себя прекрасно, никакой ликедж с них не опрокидывает SSM2019, так что видимо можно не искать нечто более высоковольтное, поскольку любой микрофон будет чуть не
вдвое снижать фантомное питание на своих выходах. tps61040 с 5.5мА потребления по шине 48В работает в полу-икающем режиме, который скорее 150кГц, чем 1000, но по шуму всё равно всё идеально, даже не уверен, что буду
допиливать стабильность петли tps61040 чтобы выйти на 1000кГц без осцилляций на 150к.

[Павлунчик]

да это-то явная опечатка, минус потеряли, но вот когда мой пример от "физиков" с какими-то синхронными колокольчиками утверждает квадратичную зависимость, а тут линейную, это нечто..

На счёт "линейной" разобрались - теперь на счёт "квадратичной" -
"""Звуковое давление падает вдвое с удалением от источника p ~ 1/r , а интенсивность звука I уменьшается по квадратичному закону."""
http://www.vegasib.ru/seminar2.htm

[IVX]

а, так это про феномен восприятия? Что за интенсивность?
А, вижу, Вт/м*м ещё бы не квадратичной была ейная зависимость от тех самых [м]. Но, вернёмся к показаниям микрофона, они должны падать линейно с расстоянием, так?

[semimat]

а, так это про феномен восприятия? Что за интенсивность?
А, вижу, Вт/м*м ещё бы не квадратичной была ейная зависимость от тех самых [м]. Но, вернёмся к показаниям микрофона, они должны падать линейно с расстоянием, так?

Это не феномен восприятия. Это квадратичная связь между звуковым давлением и плотностью звуковой мощности, в точности такая же, как между электрическим напряжением и электрической мощностью. Мощность выражается через квадрат напряжения. Поэтому если напряжение (звуковое дваление) упало в два раза, то мощность (плотность мощности звуковой волны) упадет в четыре раза, то есть, обратнопропорционально квадрату расстояния, то есть гораздо быстрее.
Но всё-таки математически некорректно говорить, что звуковое давление падает линейно с расстоянием (линейная функция расстояния). Оно падает обратнопропорционально расстоянию (гипербола - 1/r).

А феномен восприятия, наоборот, более медленный - логарифмический.

[Павлунчик]

Но, вернёмся к показаниям микрофона, они должны падать линейно с расстоянием, так?

Вернуться мы можем только к этой Вашей фразе -
"""...с учётом падения давления с квадратом расстояния...."""
Я лишь напомнил, что эта зависимость линейная.
Сейчас проделал опыт с динамическим микрофоном (кардиоида) -
Мембрана микрофона (1 дюйм) в 10 см от динамика диаметром 36мм - уровень на частоте 1кГц минус 33дБ.
Мембрана микрофона (1 дюйм) в 5 см от динамика........................ - уровень....................... минус 27дБ.
Обернул динамик полиэтиленовым пакетом в несколько слоёв (трубчатый рупор глубиной 5 см). Та же разница в 6дБ, в 20 и 10 см от микрофона. Относительно переднего края рупора.

Выходит - если на мембрану действует давление 112 дБ, а до источника 20 см - то те же 112 дБ мембрана получит от источника со звуковым давлением в четыре раза больше ("124 дБ") лишь с расстояния 80 см.

[maxssau]

может это чем то поможет

IEC 60268-4-2014.pdf

[Павлунчик]

да это-то явная опечатка, минус потеряли

Где?
0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м и т.д.

[IVX]

выходит тот пример с синхронными колокольчиками некорректный, там утверждалось, что один колокольчик например с метра, будет звенеть так же, как 4шт с двух метров.

[semimat]

Где?
0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м и т.д.

А должно быть (если пользоваться этим сравнением): 0дБ/1м = -20дБ/10м= -40дБ/100м и т.д. На рисунке согласно графику давление растет с расстоянием, а не падает. И это неправильно. Неправильно также написано, что давление падает по логарифмическому закону (на той же странице 31). Давление падает по закону p~1/r, а это не логарифмический закон, а обратно пропорциональный или гиперболический. Надо также различать собственно функцию (зависимость) и её вид при разных масштабах по осям координат, в которых эта функция отображается графически.
Напомню:
Прямо пропорциональная зависимость: y(x)=A*x
Линейная зависимость: y(x)=A*x+B, где у A и B могут быть произвольные знаки, и знак A отвечает за рост или убывание функции
Логарифмическая зависимость: y(x)=A*log(x)
Обратно пропорциональная зависимость (гиперболическая): y(x)=A/x

выходит тот пример с синхронными колокольчиками некорректный, там утверждалось, что один колокольчик например с метра, будет звенеть так же, как 4шт с двух метров.

Найди ссылку на этот пример. Там могут быть нюансы, из-за которых ответ на вопрос оказывается неоднозначным (сложение сигналов от нескольких источников может происходить по-разному).
Но, отвечая повторно на твой предыдущий вопрос «…вернёмся к показаниям микрофона, они должны падать линейно с расстоянием, так?», можно сказать, что если расстояние увеличилось в два раза, то звуковое давление упадет в два раза (и в два раза упадет сигнал с микрофона). Но это означает, что давление падает по закону обратной пропорциональности, то есть, 1/r, а не линейно с расстоянием. Это математически правильней, поскольку выражение «падает линейно с расстоянием» означает линейную зависимость. Вот для наглядности рисунок.

[Павлунчик]

А должно быть (если пользоваться этим сравнением): 0дБ/1м = -20дБ/10м= -40дБ/100м и т.д. На рисунке согласно графику давление растет с расстоянием, а не падает. И это неправильно.

На графике чёрным по белому -
0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м и т.д. Что соответствует действительности.

[semimat]

На графике чёрным по белому -
0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м и т.д. Что соответствует действительности.

Согласно графику на приведенном рисунке звуковое давление растет с расстоянием!!! Если на одном метре оно составляет 0 дБ, то согласно рисунку, на расстоянии в 1000 м оно станет 60 дБ!! Это полнейшая глупость и не соответствует действительности. Я, честно говоря, вообще не понимаю цепочки равенств 0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м. Это математически некорректно. Поэтому я в скобках написал (если пользоваться этим сравнением). Что такое децибелы, деленные на метры? В системе равенств (в пропорции) это недопустимо. Да, в некоторых паспортных данных иногда указывают, например, чувствительность -30дБВ/Па. Но это означает не деление на Паскаль, а "при давлении 1 Па". В нормальных измерительных средствах такое обозначение (с помощью знака деления) не используют. Например напряжение или мощность в измерительных приборах иногда показывают в dBu или dBm без всяких знаков деления.

[Павлунчик]

Я, честно говоря, вообще не понимаю цепочки равенств 0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м.

Не вижу тут ничего "непонятного".
График показывает 0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м и т.д.
Что полностью соответствует действительности.
-------------------
дБ тут при чём?
Замените 0дБ на реальное значение - будет то же самое равенство.

[semimat]

Не вижу тут ничего "непонятного".
График показывает 0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м и т.д.
Что полностью соответствует действительности.
-------------------
дБ тут при чём?
Замените 0дБ на реальное значение - будет то же самое равенство.

Я говорю о математической некорректности такой формы записи. Но я уже привыкаю, что многим людям незнакомы вопросы математической корректности, поэтому сам домысливаю, что они хотят сказать. И поэтому попытался хоть как-то "подправить" это выражение, добавив знаки минус к значениям по оси ординат. Но раз это кажется непонятным, а в тексте по ссылке вообще нет выражения "0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м", а есть только рисунок с графиком и подпись к нему:

то у меня вопрос именно по графику. Согласно нему давление растет с расстоянием от источника! На расстоянии 1 м оно равно 0дБ , а на километре становится уже 60 дБ. Неужели такое имеет место в реальности?!!
Да нет, конечно. Просто на этой странице (страница 31 ссылки) есть некорректности и ошибки. В том числе и формула (2.6): P=20Log(L), во-первых, некорректна. Но про некорректность, как я понял, говорить бесполезно. Во-вторых, она просто содержит ошибку. В ней пропущен знак минус. Не касаясь того, как надо подправить формулу, чтобы она стала корректной, даже в таком убогом её виде она должна выглядеть так: P=-20Log(L). И график зависимости давления от расстояния должен стать вот таким:

[Schertler]

Попробуйте Выпаять Q5 и измерить напряжение на истоке. Чтобы понять что на что влияет и не жечь хорошие полевики на первое время можно ставить советские КП303А. Будет работать и достаточно прилично. Потом просто заменить на менее шумный.

Коротко про ЧП и результат.....
Когда в теме посоветовали измерить Сток-Исток, оказалось что соскользнув со Стока щуп порвал тонкий соединительный проводок....... пришлось заменять все транзисторы, но Полевой и 557-ый были в порядке, только 547-ый почему-то погиб..... К обрыв в цепи Стока пришёл через симулятор - пробовал симулировать обрыв вызывающий понижение напряжения на XLR-3 выводе до 1,2 Вольт (кстати, интерфейс на входе не сгорел, хоть и много и долго он работал во время этих тестов!). Такое происходит когда есть проблема по питанию ПТ.... Рассмотрел его окружение и сразу стало понятно.

Итак, всё настраивается отлично и даже лучше, вот все цифры после тестов:

Точка XLR-3: 23,6 Вольт
Точка XLR-2 до резистора R7: 44,5 Вольт
Точка Затвор: 20 Вольт
Поляризация капсюля: 58,5 Вольт (преобразователь -38,5 Вольт, частота 428 кГЦ, 18 мкА)
Напряжение Сток-Исток: 2,8 Вольт


На фото плата, на ней достаточно ещё свободного поля, ожидая дефицита места на плате я экономно всё продвигал от входа и поэтому осталось ещё место, хотя под этим свободным полем всё занято дорожками, было даже сложновато местами....

Самое главное, хочу сказать, что при правильной сборке схема сразу работает отлично! Автору огромная честь и благодарность!!

[Павлунчик]

Я говорю о математической некорректности такой формы записи. Но я уже привыкаю, что многим людям незнакомы вопросы математической корректности, поэтому сам домысливаю, что они хотят сказать. И поэтому попытался хоть как-то "подправить" это выражение, добавив знаки минус к значениям по оси ординат. Но раз это кажется непонятным, а в тексте по ссылке вообще нет выражения "0дБ/1м = +20дБ/10м= +40дБ/100м", а есть только рисунок с графиком и подпись к нему

Ещё раз -: На графике ЧЁТКО ОБОЗНАЧЕНО РАВЕНСТВО -
------------0дБ/1м = +20дБ/10м = +40дБ/100м и т.д.---------------
Что ЦЕЛИКОМ И ПОЛНОСТЬЮ соответствует ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ.

[semimat]

Ещё раз -: На графике ЧЁТКО ОБОЗНАЧЕНО РАВЕНСТВО -
------------0дБ/1м = +20дБ/10м = +40дБ/100м и т.д.---------------
Что ЦЕЛИКОМ И ПОЛНОСТЬЮ соответствует ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ.

На графике (рисунке) нет никакого равенства!!! Есть график звукового давления, растущий с увеличением расстояния от источника. И это, что, соответствует действительности?!!!

[Павлунчик]

На графике (рисунке) нет никакого равенства!!!

0дБ/1м = +20дБ/10м = +40дБ/100м и т.д.