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.

[Гоша]

Ошибочный вывод. То, что вы описали - это проявление токового шума вх. транзисторов. Падая на Rисточника, он создаёт (дополнительное) шумовое напряжение. При чём здесь 1 МОм, они же на порядки больше, чем Rисточника (которое "от 0 до 10 кОм") и шунтируются им.

Вы меня неправильно поняли.
Это не только проявления шума тока базы, с этим все понятно.
Сам резистор шумит тепловым шумом, но при малом R источника этот шум шунтируется разделительным конденсатором.
При увеличении R источника шунтирование ухудшается, шум резистора "увеличивается" и усиливается схемой.

[Tuvalu]

Вы меня неправильно поняли.
Это не только проявления шума тока базы, с этим все понятно.
Сам резистор шумит тепловым шумом, но при малом R источника этот шум шунтируется разделительным конденсатором.
При увеличении R источника шунтирование ухудшается, шум резистора "увеличивается" и усиливается схемой.

Нет, это не так. 1 МОм, зашунтированный что 0, что 10 кОм, не проявит свой шум. Практически, шум, как и сопротивление параллельно соединённых Rисточника и Rвх (1 МОм) будут равны меньшему, т.е. Rист. А в общем результате превалировать всё равно будут токовый шум базы и шум напряжения транзистора - в пропорции, зависящей от величины этого Rист и режимного тока.
А "шунтирование [этого 1МОм] ухудшится" только в том случае, если применён разделительный конденсатор неоправданно маленькой ёмкости. Но это уже косяк разработчика, номинал этого С должен быть выбран исходя из вышеназванного.

Кстати, в ЛТСпайс можно задействовать опцию noiseless для любого резистора. Попробуйте заморозить этот 1 МОм - шум не изменится.

[Павлунчик]

В железе так же?

На большом усилении + по шумам на большом усилении - не проверял. Всегда использовал, как повторитель.
Вы будете первым, кто скажет слово...

[Гоша]

1 МОм зашунтированный что 0, что 10 кОм не проявит свой шум.

Это ж аналог шума гигаомного резистора в цепи смещения затвора.
В примере только резистор 1 МОм, который шунтируется конденсатором 1 мкФ через резистор 1 Ом и 10 кОм.
Ну, в общем то я не прав.
Это все таки шум источника сигнала.

---------- Сообщение добавлено 17:20 ---------- Предыдущее сообщение было 17:08 ----------

Кстати, в ЛТСпайс можно задействовать опцию noiseless для любого резистора. Попробуйте заморозить этот 1 МОм - шум не изменится.

Изменяется, но не так сильно.

[Павлунчик]

В железе

FIN+, для конченых эстетов
По шуму ещё малость лучше.
У меня на 1.35 Вольт амплитуды (1000 Гц), в этом варианте, КНИ крутится около 0.0014. Вижу только вторую гармонику. Третья видимо очень мала, прячется за ещё меньшей гармоникой генератора. "Выжимать" меньше не стал - бесполезно. Транзисторы - 933 (ус 340), 1740 (ус по 440), 3557-6 (СИ 3V подбором R8).
Обязательный шунт 6.8-7.5 пФ (на схеме C2). Дроссели - ферритовые муфты (около "1мкГ"). Этот комби-повторитель с меньшим, в шесть-семь раз, выходным сопротивлением. Назовём его "ДарПаШи" (Дарлингтон-Павлунчик-Шиклаи)



--------------------------------------------

Фаза -

[Igor EV]

FIN+, для конченых эстетов
По шуму ещё малость лучше.

"Конченых эстетов" интересует еще вопрос, какое напряжение на плюсовом выводе C4? Т.е. если оттуда брать напряжение для капсюля, то сколько получится?
И еще мне кажется, что стоит больше уделять внимания не ВЧ шуму, а пульсациям (50Гц + гармоники). Помнится, с этим было не всё хорошо в предыдущих версиях. C4 имеет довольно большие габариты, и не в любой корпус его можно установить. Можно ли с этим что-то решить? Ну и еще хорошо бы встроить фильтр, обрезающий всё, что ниже 20...40Гц. Или это таки невозможно? Вопрос был поднят, но как-то утих.

[Павлунчик]

"Конченых эстетов" интересует еще вопрос, какое напряжение на плюсовом выводе C4? Т.е. если оттуда брать напряжение для капсюля, то сколько получится?
И еще мне кажется, что стоит больше уделять внимания не ВЧ шуму, а пульсациям (50Гц + гармоники). Помнится, с этим было не всё хорошо в предыдущих версиях. C4 имеет довольно большие габариты, и не в любой корпус его можно установить. Можно ли с этим что-то решить? Ну и еще хорошо бы встроить фильтр, обрезающий всё, что ниже 20...40Гц. Или это таки невозможно? Вопрос был поднят, но как-то утих.

44-45.5V.
Схема специального преобразователя для FIN (вых 70-75V), с малым током потребления, выложена в этой теме.
Наводки 50Гц на кабель меня ещё не беспокоили. На последних графиках видно.
Те большие наводки, что ранее на графиках были - так это со стороны входа схемы. Я поменял "заглушку" на стандартный гриль, ранее был гриль из железной сетки от мучного сита, он плохо экранировал вход.
Ёмкость можно набрать из нескольких небольших конденсаторов. Желающий "заглянуть за горизонт" - обязательно найдёт подходящий корпус. Нынче это не проблема. А совать FIN в какие-то щели сокрушаясь нехваткой места это знаете ли...
Ни один звукописец не включит в студии обрезной фильтр на корпусе микрофона, а у некоторых популярных миков его просто нет.
Вы наверно не знаете, как гадит передачу ФВЧ 30-100Гц. Давно уже обрезают в редакторах.

[Igor EV]

44-45.5V.

ОК, значит принципиально не поменялось. Это хорошо.

Схема специального преобразователя для FIN (вых 70-75V), с малым током потребления, выложена в этой теме.

А можно чуть подробнее? Я помню, обсуждались даже стабилитроны с малым током стабилизации. Только вот я так и не понял, зачем. Предположим, напряжение питания упадет с 48В до 30. И что с того? Преобразователь все равно выдаст положенные 70В (или сколько нужно, если нужно другое напряжение). Зачем стремиться к тому, чтоб преобразователь имел малый ток потребления? Чтоб иметь возможность подключать несколько микрофонов? И еще: как Вы относитесь к схеме преобразователя на микросхеме серии CD4000? Эту серию можно питать от +15В, что на мой взгляд немного упростит жизнь - делаем умножитель на 5 и получаем 75В. И никаких намоточных деталей.

Те большие наводки, что ранее на графиках были - так это со стороны входа схемы. Я поменял "заглушку" на стандартный гриль, ранее был гриль из железной сетки от мучного сита, он плохо экранировал вход.

О, понятно, спасибо. Значит я либо это пропустил, либо Вы еще не рассказывали. Только что проверил металлическое ситечко - не магнитится

Ёмкость можно набрать из нескольких небольших конденсаторов. Желающий "заглянуть за горизонт" - обязательно найдёт подходящий корпус. Нынче это не проблема. А совать FIN в какие-то щели сокрушаясь нехваткой места это знаете ли...

Да, наверное. Просто бывают ситуации... Ну да ладно, это действительно не проблема.

Ни один звукописец не включит в студии обрезной фильтр на корпусе микрофона, а у некоторых популярных миков его просто нет.
Вы наверно не знаете, как гадит передачу ФВЧ 30-100Гц. Давно уже обрезают в редакторах.

Да, я этого правда не знаю. Знаю другое: в некоторых предусилителях ставят регулируемый обрезной фильтр. Я не могу сообразить, чем же он так плох, кроме того, что портит фазу? Неужели это так пагубно сказывается на звуке? Кстати, слышал, что многие предпочитают, чтобы при записи обрезной фильтр был включен, тогда петь проще.

Спасибо!

[Гоша]

Igor EV,
Изначально схема FIN задумана для тех, кто не хочет возиться с преобразователем для поляризации капсюля.
В этом ее огромный плюс.
Но каждый плюс имеет минус.
У FIN их три.
1. Требуется 2 гигаомных резистора.
2. 2 гигаомных резистора "шумят" на 3 дБ больше, чем 1. Я специально взял "шумят" в кавычки, на самом деле все несколько сложнее.
3. Поляризующее напряжение никогда не может быть > 48В. А с повышением поляризующего напряжения пропорционально возрастает чувствительность капсюля, следовательно увеличивается соотношение С/Ш при прочих равных.
Если использовать дополнительный преобразователь для поляризации капсюля, эти недостатки устраняются.
Преобразователь на CD4069A,B работает очень хорошо и при питании 15В дает 75В на выходе. К тому же подключать его можно всяко-разно для получения различных напряжений поляризации.
Но питание на него берется из той-же точки, что и питание полевого транзистора.
Потребляет она около 200 мкА, а транзистор около 300 мкА.
Значит, напряжение питания транзистора уменьшится.
В этом нету ничего страшного, надо будет просто перенастроить режим работы ПТ.
А как получить 15 В для питания преобразователя - не суть важно. Можно стабилитроном, можно обратным пробоем эмиттерного перехода БТ. Лично я для этого применяю LT431.

[Павлунчик]

Только вот я так и не понял, зачем. Предположим, напряжение питания упадет с 48В до 30. И что с того?

Хорошо - попробуйте сделать это без увеличения переменного тока в ёмкостях ПОС, без уменьшения тока покоя полевика.
Зачем уменьшать, если любое уменьшение это ухудшение TX в большей или меньшей мере?
Я предложил ухудшить ТХ в наименьшей мере (применив "микротоковый" преобразователь).
Когда обсуждается проблема "Звучания" (капризная штука) - ни о каком большем ущербе, окромя минимально возможного тут речи быть не может.
Вы же видите, как мне иногда приходиться "выгонять слонов из посудной лавки". И теория здесь абсолютно бессильна ибо у каждого теоретика в этом плане своя разумная достаточность. Замени k170BL на какой-нибудь 3557,5458 и т.п. - теоретик скажет - "Без разницы, а по шумам 170 лучше", музыкальный же слух воскликнул - "Оставьте, оставьте так!". Значит меньшая паразитная ёмкость полевика - здесь это благо не взирая на несколько повышенный шум.

---------- Сообщение добавлено 21:28 ---------- Предыдущее сообщение было 20:39 ----------

2 гигаомных резистора "шумят" на 3 дБ больше, чем 1.

После доработки простецкого китайца или Октавы без преобразователя (с парой гигаомников) на FIN без преобразователя (с парой гигаомников) - одни плюсы.
Другое дело - "на всю катушку" и тут, ясен пень - бери корпус покрасивше с не позорным грилем, капсюлем, встраивай туда FIN с "микротоковым" преобразователем + всего один резистор 3G.
Вроде "честь и слава по труду", нет?

[Igor EV]

Гоша,
Павлунчик,
спасибо, я Ваши мысли услышал.
Нужно просто прикинуть, насколько упадет напряжение плюсовом выводе C4, если туда подключить преобразователь (с питанием на LT431). По моим прикидкам падение будет где-то в 0.4В, что вообще ни на что не повлияет, ИМХО.
Если что, я рассматриваю схему https://forum.vegalab.ru/attachment....2&d=1611080372 в качестве отправной точки.

[Павлунчик]

в качестве отправной точки.

Начните с R10 56 кОм.
Подобрать R8 чтобы напряжение на переходе полевика установилось ближе к 3V но не менее. Подбор сопротивления R8 производить на эквиваленте капсюля 75пФ (тут можно 50-100 пФ). Процесс медленный но результат превзойдёт все ожидания. На выходе должна получится постоянка около 22V (ПРИ 48V фантомного питания! Проверьте)
Транзистор PNP с усилением не менее 250 не более 400. NPN 450-700, чем больше - тем лучше. R7 больше R6 на 0.7-1 Ом. Полярность электролитов не перепутайте. Дроссели и 2x680пФ для начала не нужны.
Кабель не более 5м.
Затем абсолютно экранируйте схему и посмотрите, что там по наводкам на кабель в районе 50-100-150 Гц. На эквиваленте капсюля 75пФ.

[Гоша]

По моим прикидкам падение будет где-то в 0.4В

Упадет Вольта на 2...3.
Но это действительно ни на что не повлияет.

[Павлунчик]

Нужно просто прикинуть, насколько упадет напряжение плюсовом выводе C4, если туда подключить преобразователь (с питанием на LT431). По моим прикидкам падение будет где-то в 0.4В, что вообще ни на что не повлияет, ИМХО.

Соберите преобразователь на отдельной платке. Измерьте ток потребления после полного заряда выходного конденсатора.
Меньше 200 мкА? - То что надо.
У меня меньше 200 мкА но то при напряжении питания менее 7V и с более длинной гирляндой в умножителе (смотрите уже отработанную схему).
Соизмеряйте не по здравому смыслу, а по практически полученным результатам. Это две большие разницы.

---------- Сообщение добавлено 22:40 ---------- Предыдущее сообщение было 22:30 ----------

Упадет Вольта на 2...3.
Но это действительно ни на что не повлияет.

Если так то да - потери будут минимальны.

---------- Сообщение добавлено 23:05 ---------- Предыдущее сообщение было 22:40 ----------

Да, я этого правда не знаю. Знаю другое: в некоторых предусилителях ставят регулируемый обрезной фильтр. Я не могу сообразить, чем же он так плох, кроме того, что портит фазу? Неужели это так пагубно сказывается на звуке?

Слух крайне чувствителен к фазовым искажениям.
При записи "исходников", в студиях, обрезными фильтрами давно не пользуются.
В редакторах множество различных фильтров, выбирают какой приятнее на слух, на какой частоте, а потом уже режут.
Схемы подобные FIN просто находка в этом плане.

[Гоша]

Если так то да - потери будут минимальны.

Отдадим на все про все 400 мкА.
200 мкА на поддержание штанов TL431.
200 мкА преобразователю.
6,8кОм*0,4мА=2,72В.
Если не гнаться за мегагерцами частоты преобразования и допустить время выхода преобразователя на режим 0,5с путем включения последовательно с выходами инверторов резисторов 10 кОм, ток потребления преобразователя можно существенно снизить.

[Igor EV]

Павлунчик,
Гоша, спасибо!

Маленький вопрос:
берем два диода, катоды вместе, аноды подключаем в выводам 3 и 2 XLR. С катодов диодов резистор, после него уже схема питания (на LT431) для преобразователя.
Вопрос: имеет ли смысл брать питание для преобразователя с обоих выводов XLR, а не с одного? Или оно того не стоит?

[Павлунчик]

Вопрос: имеет ли смысл брать питание для преобразователя с обоих выводов XLR, а не с одного? Или оно того не стоит?

Не ищите смысл в мыслях!

[Гоша]

имеет ли смысл брать питание для преобразователя с обоих выводов XLR,

Для FIN и прочих схем с однотактным недифференциальным выходом - не имеет.
Имеет смысл для двухтактного усилителя с разделительным конденсатором на выходе.
Ну и в случае чисто дифференциального выхода.

[P.A.L.]

Возможно, что это будет некоторый Off для этой ветки, но тем не менее. Дело в том, что микрофоны могут быть подвержены микрофонному эффекту. Речь, конечно, не о ламповых микрофонах (там причина сами лампы), а обычные, на полупроводниках. Чтобы проверить степень микрофонного эффекта, надо или заменить капсюль постоянной эквивалентной емкостью, или лучше просто отключить (хотя шумы и сильно возрастут тогда, но будет исключен возможный вклад самой эквивалентной емкости в микрофонный эффект) капсюль и постучать по корпусу микрофона, слушая звук через наушники при выкрученном усилении (а лучше записать, а потом послушать). Те, у кого есть возможность, проведите эксперимент. Интерес представляют любые микрофоны, и со штатными внутренними усилителями, и собственного изготовления.

[sia_2]

Для промышленных "музыкальных" конденсаторных микрофонов легкое постукивание по корпусу карандашом при замене капсюля на эквивалент дает 30-60 дБА, измерительные звенят не так сильно - 20...35. Именно поэтому при погоне за качеством записи микрофоны стараются подвешивать в специальных виброизолирующих подвесах, и кабель к нему берут погибче и около микрофона делают петлю, не *внатяг*. Если просто в штативе - насмерть режут НЧ, герц так с 80 третьим порядком (стандартная кнопочка на большинстве пультов), чтобы срезать структурные шумы помещения.