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.

[kaznach]

Павлунчик,
Павел, приветствую. Заинтересовал вариант с лампой вместо полевика. В симуляторе всё неплохо, вроде-бы. Может, есть какие-либо рекомендации на эту тему? Вы макет собирали? Планирую попробовать 6Н28Б.

[Павлунчик]

Павлунчик,
Павел, приветствую. Заинтересовал вариант с лампой вместо полевика. В симуляторе всё неплохо, вроде-бы. Может, есть какие-либо рекомендации на эту тему? Вы макет собирали? Планирую попробовать 6Н28Б.

Очень Рад Вас видеть! А мы тут плюшками балуемся Топчем NT1 и защищаем Её Величество Верность.
Лампа... стекло, вакуум, нить накала и всякая железная конструкция внутри - я правильно понял?
Собирайте без оглядки - лампа-лампе рознь. Просто режимы измерим да примерно поймём в какую сторону копать - не ошибёмся. "Структура FIN" автоматически доделает остальное, минимум искажений, шумов (насколько крутизна позволит и плато). В общем - можете начинать. Про отвод тепла не забудьте. Эти штуки размещаются в корпусе "под потолок". А снизу махонькие дырочки сделайте, чтоб тяга была (и "трубу" естественно). Капсюлю через час станет очень тепло - запоёт, как Энрико Карузо в Африке!

[kaznach]

Ну, теплоотвод, дырдочки, шелезяки - само собой! Интересует больше корректная работа лампы при пониженном анодном напряжении.

[real64]

Господа - никакого плато тока затвора с вариантом схемы "смещение с делителя в истоке" реализовать невозможно.

А надо ли его реализовывать? Может быть это неуловимый Джон?
Смещение с делителя в истоке позволяет увеличить входное сопротивление каскада во много раз. В конкретно приведенной схеме с резистором 1 ГОм оно будет несколько больше 7 ГОм. Впрочем это мы уже обсуждали ... Интересно что скажут о влиянии этого виртуального увеличения входного сопротивления истокового повторителя на шумовые характеристики другие участники обсуждения?

[Павлунчик]

с резистором 1 ГОм оно будет несколько больше 7 ГОм. Впрочем это мы уже обсуждали ...

Только шумы от этого меньше не станут. А 3G поставите (чтобы уменьшить шум) - так вообще 21 ГОм (если верить Вам на слово) выйдет. А FIN то напрямую в карточку идёт, среза НЧ пока никак... (как в rode NTK но там электролит на выходе и мембрана жесткач). Тем более от зловредного паразитного тока через гигаомник Вам уже не уйти, а виртуальное умножение вообще не улучшает шумовые показатели.
Ради всего музыкального - забудьте смещение с истока. А будете продолжать - продолжайте - я не против каждый раз на этом спотыкаться и молить Вас одуматься.
----------------------------
----------------------------
Редакция -
Можно приблизится (вполне) - очень близко к плато и паразитный ток через резистор свести к достаточному минимуму (к нулю не удалось).
По крайней мере в эмуляторе получилось подбором резистора в истоке 6 - 6.1 кОм вместо 4.7 кОм (при питании первого повторителя 40,1V). Но остальные бяки такого решения остаются актуальными.

---------- Сообщение добавлено 22:00 ---------- Предыдущее сообщение было 21:54 ----------

Ну, теплоотвод, дырдочки, шелезяки - само собой! Интересует больше корректная работа лампы при пониженном анодном напряжении.

Немало ламп начинают более-менее уверенно работать от 6V анодного и выше. Слышал от паутины не раз.
Надо собрать да предусмотреть возможность более-менее оперативной замены на другие лампы.
Попробуем.

[indus]

Или заставите меня долго объяснять почему я Вам это сказал?

Нет, не надо. Я понял. И про плато с шумами тоже. Спасибо!
Без ГигаОмного резистора схема действительно просаживается до 7 вольт. И поднять вольтаж не получается. Хотя вроде бы работает не плохо в симуляторе.

[Павлунчик]

А надо ли его реализовывать? Может быть это неуловимый Джон?

Обязательно настраивайте поближе к плато (оказалось вполне возможно - выше дописал комментарии в двух местах).

[semimat]

А надо ли его реализовывать? Может быть это неуловимый Джон?
Смещение с делителя в истоке позволяет увеличить входное сопротивление каскада во много раз. В конкретно приведенной схеме с резистором 1 ГОм оно будет несколько больше 7 ГОм. Впрочем это мы уже обсуждали ... Интересно что скажут о влиянии этого виртуального увеличения входного сопротивления истокового повторителя на шумовые характеристики другие участники обсуждения?

Отвечу так, как я сейчас это понимаю, поскольку уже семь лет здесь на форуме "занимаюсь" предусилителями, и моя итоговая цель - "осчастливить" всех народной схемой измерительного микрофона на основе дешевого капсюля типа WM61, у которого, в отличие от эстрадных микрофонов, очень маленькая емкость мембраны, и это усложняет задачу.
Следящие обратные связи - это ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ обратные связи. Хоть они и не приводят к возбуждению, поскольку усиление в петле всё-таки меньше единицы, но они увеличивают итоговые шумы схемы. Правда, это не страшно, поскольку соответственно увеличивется и выходной сигнал. Следящие связи многократно увеличивают ЭКВИВАЛЕНТНОЕ входное сопротивление. Это резко расширяет частотную характеристику предусилителя вниз. Но это порождает и проблему, особенно при большой емкости мембраны. Например, при емкости 75пФ и сопротивлении 3 ГГОм постоянная времени становится равной 75Е-12*3Е11=0,225 секунды (нижняя граничная часота и так составляет 0,71Гц). При наличии следящих связей постоянная времени может исчисляться секундами и более. В этом случае выход микрофона на режим после включения, и еще хуже, возврат к режиму после сильной перегрузки от задувания или громкого звука будет длиться неоправданно долго. Те, кто работал с капсюлями маленького диаметра, даже они сталкивались с этой проблемой. Но возможно не следует драматизировать эту проблему, поскольку, чтобы такое произошло, нужен сигнал, открывающий затворный переход полевика.

[Павлунчик]

Хотя вроде бы работает не плохо в симуляторе.

Это понятно. Вариантов схем подобного назначения - десятки. Из них всего несколько заслуживают внимания, а с одной из них так вообще хорошо

---------- Сообщение добавлено 23:53 ---------- Предыдущее сообщение было 23:40 ----------

Следящие обратные связи - это ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ обратные связи.

Да, одна на два повторителя хорошо, а две уже перебор
Тут без частотной коррекции "качание" непотребное. Всё верно описали.
Говорил ему сколько раз - не превращай усилитель в генератор - так нет - даже губительную для звучания частотную коррекцию на конденсаторе малой ёмкости придумал, лишь бы задний ход не давать. Ухудшил компенсационные свойства схемы на НЧ - иначе качания. Не знаю, что тут ещё сказать. Грустно.

[real64]

Павел, если один из трех микрофонов переведу в режим с внешним делителем определите где какой ? Или опять скажете что запись надо делать на другом оборудовании?
И пожалуйста выложите свой файл мультисима, тот где у вас выставляется режим плато тока и напряжение сток исток 3В.

[Гоша]

если один из трех микрофонов переведу в режим с внешним делителем определите где какой ?

Что значит с внешним делителем?

[Павлунчик]

Павел, если один из трех микрофонов переведу в режим с внешним делителем определите где какой ? Или опять скажете что запись надо делать на другом оборудовании?
И пожалуйста выложите свой файл мультисима, тот где у вас выставляется режим плато тока и напряжение сток исток 3В.

У вас нет "адекватного источника вокальных данных" и соответствующей современности карты.
Так Вы и с "МКЭ -100" будете тихо "шуршать" неотличимо от "U87".
Почему Вы не осознаёте свою крайне невыгодную позицию в этом плане и продолжаете настаивать на слепых тестах через граммофон да ещё без профи-певицы-певца?
Просто не ухудшайте ни на йоту ТХ прекрасной отработанной схемы - и всё. Это абсолютно не трудно но Ваша, извините, "мания" - "тут искривим-там выправим, послушайте мой тихий голос через граммофон и найдите 10 отличий" очень настораживает.
Поскольку - ещё раз -
--- Нет НИ ОДНОЙ причины ухудшать - ДАЖЕ НА МИЛЛИМЕТР! Работу схемы. Разве что отобрать одну другую сотню МИКРОАМПЕР на ВП.
НИ ОДНОЙ!
Но Вы опять за своё.
Просто жесть.
--------------
Ка.-какого "мультисима"? "Три Вольта" это ЖИВАЯ схема у меня на столе перед компом и приборами. Настоящий мультиметр с входным сопротивлением 10 МОм которым измерялось напряжение на переходе настоящего транзистора. Транзистор 3557 (отсечка 0.55). Менял номиналы резисторов, искал наилучший режим по шуму. Неужели Вы так и не поняли, что тесты и графики шумов были РЕАЛЬНЫМИ?

[Гоша]

Интересно что скажут о влиянии этого виртуального увеличения входного сопротивления истокового повторителя на шумовые характеристики другие участники обсуждения?

А то и скажут, что входное сопротивление возрастет, и шумы тоже, поскольку попадут в петлю ПОС.
Высокоомный резистор в смещении нужен не только для распрекрасной АЧХ, но и для уменьшения шума от этого резистора.

[Павлунчик]

Павел, если один из трех микрофонов переведу в режим с внешним делителем определите где какой ? Или опять скажете что запись надо делать на другом оборудовании?
И пожалуйста выложите свой файл мультисима, тот где у вас выставляется режим плато тока и напряжение сток исток 3В.

Сейчас специально для Вас заново измерил режимы реального плато, реальной схемы у себя на столе.
3557-6/ отс. 0.55V/ резисторы, сверху вниз - 56кОм, 12кОм, 47кОм. Питание ровно 48V, всё остальное без изменений.
Включаю..., напряжение на полевике - "бросок" - затем резко падает до 4,5V и с ускоряющимся замедлением ползёт до 3V, где уже буксует по полной. Измеряю выход после 47 Ом - 22,45V.
График шума +65дБ выложен. Сравнивайте со своим вариантом.
------------------------
------------------------
Как позже выяснилось - есть большая вероятность, что график схемы FIN (мой тест) был выложен не +65, а +66дБ. Позже будут уточнения.

[real64]

Привожу спектры шумовой полки двух вариантов включения смещения затвора. Напряжение на выходном повторителе поддерживалось с разницей в полвольта. В истоковом повторителе резистор 1 во внешнем 3 ГОм. Разницы в шуме не вижу

Вопрос остается открытым.

Нет НИ ОДНОЙ причины ухудшать - ДАЖЕ НА МИЛЛИМЕТР! Работу схемы.

Ухудшение пока не доказано, так как никто пока такого сравнения не проводил.

[Павлунчик]

Привожу спектры шумовой полки двух вариантов включения смещения затвора. Напряжение на выходном повторителе поддерживалось с разницей в полвольта. В истоковом повторителе резистор 1 во внешнем 3 ГОм. Разницы в шуме не вижу

Вопрос остается открытым.

Ухудшение пока не доказано, так как никто пока такого сравнения не проводил.

В первой теме Вы за шум кривого режима спрятали 15-ти децибельную разницу по шуму на НЧ между гигаомниками сильно отличавшимися по сопротивлению. У Вас так же получилась "незначительная разница". Пожалуйста предъявите шум на усилении 66дБ (позже поточнее определим) . И если он соответствует моему шуму (или меньше) - вот тогда и будете тестировать.
----------------
----------------

[semimat]

Важное дополнение к моему посту-ответу #248 , поскольку я слегка «по-своему» понял вопрос из #244 и в ответе сделал акцент на совсем другое.
Поэтому поподробнее изложу свое видение ситуации в целом.

Первый вопрос - как влияет на работу схемы введение положительных следящих обратных связей в цепях истока и стока.
Это положительные обратные связи, и их введение приводит к росту общего усиления, а следовательно - как шумов, так и полезного сигнала. Но это очень заметно лишь когда источник сигнала имеет емкость 5…7 пФ, а входные емкости полевика в сумме могут доходить до 10 пФ. В этом случае следящие обратные связи, компенсирующие входную емкость полевика, существенно (до полутора раз) увеличивают усиление входного каскада, одновременно увеличивая и шумы. Если же емкость источника - 75 пФ, а входная емкость без ОС не более 10 пФ, то очевидно, что изменение усиления и шумов от введения следящих обратных связей будет незаметно.
Тем не менее, возможна проблема поведения усилителя на сверхнизких частотах, поскольку, как известно, даже повторитель при некоторых видах обратных связей (только из R и C компонентов!) может создавать колебательные переходные процессы. Вспомним классические RC фильтры Саллена-Ки - там повторитель, два резистора и два конденсатора, но при соответствующем их подборе, фильтр будет «звенеть». Здесь как раз может случиться такая ситуация. И немалую роль в этом может играть способ подключения высокоомного резистора, то есть, участвует ли он в обратной связи (случай заведения на истоковую цепь) или пассивно одним концом подключен к постоянному потенциалу. Здесь надо моделировать.

Второй вопрос - это вопрос о шумах, но в контексте правильного выбора рабочего режима полевика. Павлунчик предлагает интересную идею выставления такого режима, когда ток через затвор равен нулю (в этом режиме напряжение на затворе больше напряжения на истоке, то есть, переход затвор-исток едва приоткрыт!). Я оценил оригинальность этой идеи, но не уверен, что это действительно лучший режим по шумам. По крайней мере, не считаю, что смещение от этого режима в сторону закрывания транзистора (то есть, в сторону нормального режима работы), может заметно ухудшить шумовые характеристики.

Но эти все рассуждения касаются только лишь «объективных» параметров. Я не могу ни чего утверждать о том, как влияет выбор режима транзистора или обратные связи (особенно, когда емкость источника -75 пФ) на субъективное восприятие звука (прозрачность, воздушность и пр.). Это могут оценивать только люди с хорошими музыкальным слухом и опытом. А мне, как инженеру, хотелось бы только научиться измерять их в конкретных «попугаях».

[Павлунчик]

Ухудшение пока не доказано

Бросьте. Смещение с истока здесь просто обрушивает напряжение на переходе полевика, при понижении напряжения питания по сравнению с внешним делителем. При питании ниже 32В напряжение на переходе вообще "схлопывается" до десятков - сотен мВ. С внешним делителем, при понижении питания, не наблюдается столь лавинообразный процесс. Даже при 24В питания напряжение на переходе около 4.6В и мизерные искажения (1В ампл.).
Рабочий диапазон питающих напряжений - важнейшая ТХ в электронике. Здесь показатели у смещения с истока гораздо хуже.
А раз настолько хуже - к чёрту эту блажь (смещение с истока) не привносящую НИЧЕГО хорошего в работу схемы.
И это ещё не все бяки смещения с истока.

[real64]

Я не могу это сделать так как моя карточка во первых усиливает только на 45 дБ , а во вторых, даже просто в петле, при таком усилении сама валит края диапазона как минимум на 10 дБ. Поэтому сравнить с вашими данными у меня не получится.

[semimat]

real64, пожалуйста, поясни, что означают возрастающие графики на твоих рисунках? И еще, я очень советую всё-таки провести эксперимет по "отделению мух о котлет", то есть по выяснению, какой вклад в шумы дает высокоомный резистор, а какие - сам усилитель. Для этого надо измерить шумы, когда на входе вместо 75 пФ стоит большая емкость 1000...10000 пФ. В этом случае останутся только шумы схемы, а шум резистора зашунтируется. А для сравнения величины вклада шумов резистора в зависимости от места подсоединения, надо наоборот, взять вместо 75 пФ конденсатор на 5...10 пФ. Тогда будут доминировать шумы резистора и их будет проще исследовать.