Выбираем измерительный микрофон...

[Stalin]

Напишите, пожалуйста, типы и по возможности характеристики используемых вами микрофонов для измерения параметров акустических систем.

Вот, что удалось найти:
Спасибо за кучу ссылок Ламеру со стажем,
Спасибо GREY за принесенный в жертву Behringer ECM8000,
Спасибо Ерофееву Ивану,
Спасибо Fenix-у за усилитель и Нингбо Йиньжоу зинглонг Электроникс ,
Новая схема микрофонного усилителя от Fenix-а,
Спасибо Ale за находку ,
Спасибо Randol,
EM9767 и вообще весь модельный ряд этой фирмы и подобной в ассортименте
Микрофоны DPA и их Reference microphone
Спасибо Yaroslaw за микрофоны фирмы "Брюль и Кьер"

Почему существуют вот такие микрофоны, если прктически фаворитами признаны капсули Panasonic WM60 и его "клоны", имеющие настолько ровную характеристику, стоящие около двух долларов?

[sia_2]

Могу сказать после всех своих размышлений и практических проб "точных датчиков звукового давления/градиента давления", пришёл к выводу, что классическая конструкция ёмкостных датчиков имеет принципиальные ограничения по точности с порядком худшим средней слуховой заметности: прежде всего ДД "не заметности" на реальных акустических сигналах знаменитых конденсаторных микрофонов Уже на порядок и более ДД слуха. Действительно, в ёмкостных датчиках воздушного давления/градиента давления с расширением широкополосности снижается чувствительность и растёт доля собств. шумов, а при повышении чувст. растут НИ и снижается широкополосность. Типа, произведение ДД*ШП=const, т.е. объём принимаемой из воздуха информации не меняется. Это говорит об упоминаемом мной здесь ранее "технологическом пределе". Шеннон и тут рулит .

Интересно, что аналогичные (классические) ленточные микрофоны проигрывают "области слуха" только в широкополосности, т.е. в линейных характеристиках.

Offтопик:
С цифрами, случайно, нету тут ошибки ?
Хороший 16 мм омни конденсаторник, с полосой под 30 кГц и практически апериодическим импульсным откликом, имеет собственный эквивалентный шум вместе с электроникой около 11...12 дБА. Нелинейные искажения (без искусственной компенсации) менее 0.04% при звуковом давлении 126 дБ, и меньше 0.5% при 148 дБ, когда о линейности уха говорить как-то уже не хочется.
Для справки, порог слуховой заметности именно _широкополосного шума_ (а не третьоктавного или узкополосного тона) составляет 15...18 дБА, то есть вдвое выше.
Собственно, он практически равен термодинамическому пределу, определяемому площадью барабанной перепонки.
Если чуть пожертвовать полосой с постоянной диаграммой направленности и импульсным откликом, _широкополосный_ шум конденсаторника уходит в отрицательную область, НИЖЕ 0 дБА.
Я сам люблю ленточники, но увы, по SNR и импульсным характеристикам они конденсаторным не конкурент.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

...

Если бы. Тогда не слышна была бы разница в пользу ленточки. Именно это и заставило меня задуматься сильнейшим образом. Обратите внимание, что мои выводы не противоречат Вашим, в общем-то, традиционным аргументам (С/Ш "ленточки" ограничивает электроника, а её линейные х-ки - магнитная система и в меньшей степени проводимость ленточки, растущая с её массой). Ведь ясно, что у входа в слуховой канал линейные и нелинейные эффекты среды - неотъемлемая часть информации! Поэтому слышна разница: искажения микрофонов не такие.

[sia_2]

Offтопик:


Если бы. Тогда не слышна была бы разница в пользу ленточки. Именно это и заставило меня задуматься сильнейшим образом. Обратите внимание, что мои выводы не противоречат Вашим, в общем-то, традиционным аргументам (С/Ш "ленточки" ограничивает электроника, а её линейные х-ки - магнитная система и в меньшей степени проводимость ленточки, растущая с её массой).

Offтопик:

Сорри, Вы конкретно писали

"прежде всего ДД "не заметности" на реальных акустических сигналах знаменитых конденсаторных
микрофонов Уже на порядок и более ДД слуха."

Я, к сожалению, не знаю, что у Вас с чем сравнивалось, но лично я в свое время попытался сделать именно инструментальный/универсальный ленточник, конкурентоспособный по звучанию с действительно хорошими конденсаторниками (кстати, разработанными и производившимися одной небольшой московской фирмой). "Лучше" - не получилось. Или явно "красит" (из-за геометрических дифракционных эффектов), или слишком шумный. Увы. При том, что почти все остальные ленточники, которые тогда удалось пощупать, вообще были годны разве только как разновидность "эффект-процессора". Хотя местами интересный.
И "электроника" тут ни при чем - банальный тепловой шум сопротивления самой ленточки, плюс интермодуляционные искажения от смещения ленточки потоками воздуха в магнитном поле.
Да, еще, на конденсаторные микрофоны "знаменитых фирм" D., G., N., S. и A. не стоит ссылаться, многие их продукты проходили через руки. Ко многим их изделиям Ваше определение более чем применимо. Но "пипл хавает".

Offтопик:

Ведь ясно, что у входа в слуховой канал линейные и нелинейные эффекты среды - неотъемлемая часть информации! Поэтому слышна разница: искажения микрофонов не такие.

Offтопик:
Это все хорошо, и даже не только в теории.
Действительно, на практике "естественно" звучат отнюдь не измерительные микрофоны с "почти идеальными" характеристиками, а довольно сильно "кривые". Но накопленный опыт показал, что подавляющее большинство "музыкальных" конденсаторников, имеющих удачно подобранные на слух линейные характеристики, как правило, имеют очень плохие/посредственные реальные нелинейные (а часто - и шумовые) свойства самих капсюлей. Собственно, поэтому в свое время и возникло желание сделать ленточник. Однако в итоге оказалось, что при наличии хорошего понимания физики процессов проще снизить реальные искажения (и шумы) конденсаторника, не потеряв требуемых "линейных" свойств, чем дотянуть до них ленточник.
Тут в первую очередь сказывается то, что у конденсаторника есть одно принципиальное преимущество: у него чисто емкостной (т.е. не генерирующий теплового шума и не вносящий активных потерь) механизм электромеханического преобразования. Электродинамическому преобразователю для достижения сходных свойств нужна такая малость, как сверхпроводимость.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

Offтопик:
Заканчиваем, особенно про пипл. Жаль, что конструктивного в моём замечании Вы не заметили.

P.S. Из материального (объективного)... ДД электродинамических датчиков "сам по себе" чрезвычайно высок. Этому посвящены многочисленные исследования в области магнитной записи.

[Fenyx]

Подозреваю, у БК капсюли еще и с нормальной "вентиляцией" замембранного пр-ва.

Вентиляция нужна для выравнивания статического давления по обеим сторонам мембраны. При этом отверстие делают таким узким, чтобы на частотах выше 2-3 герц оно уже не передавало давление (акустический ФВЧ). У направленных капсулей сложнее - сзади стоит типа пробки из пористого материала с заданным акустическим сопротивлением и длина канала подобрана под заданный сдвиг фазы. Но мы рассматриваем приемник давление, так ведь? Или вы о чем?

[Carbon]

Offтопик:
Но, думаю, понятно, что это все - эрзац в худшем смысле слова. Хороший измерительный капсюль IMHO не настолько дорог, чтобы отказывать себе в его приобретении - ибо работать нормальным инструментом всяко сподручнее и надежнее.

Offтопик:
Возможно, не все читали статейку http://forum.zelfbouwaudio.nl/downlo...e.php?id=38351
Там измеряют искажения двумя микрофонами: B&K и самоделками на WM-61. Результаты практически одинаковые.
Так не лучше ли вместо хорошего измерительного микрофона потратить те же деньги на очень хорошие динамики?

[Fenyx]

Offтопик:

Хороший измерительный капсюль IMHO не настолько дорог, чтобы отказывать себе в его приобретении - ибо работать нормальным инструментом всяко сподручнее и надежнее.

Это 700+ мертвых президентов только за капсуль - не так дорог? Как грится "шоб я так жил"! Опять же, если речь о коммерческом использовании (изготовление hi-end акустики на продажу) - это одно, а эксперименты с акустикой "на кухне" - совсем другое!

[Bobby_ii]

А нельзя ли посчитать нелинейность, исходя из того, что мембрана не смещается в поршневом режиме, а становится выпуклой/вогнутой? Я не затрагиваю нелинейность упругости материала.

Можно. В БК это и сделали. Статья упоминалась. Искать лень. Ориентировочно 125я страница ... в шапку бы эти статьи ...

но в целом основных источников четыре

Суровая подготовка ... Рад, что мы "усилием мысли" их почти всех "зацепили".
Подобные вещи бы в шапку ... как и ссылки на статьи БК.

Не, ну тут странный подобрался народ

Информации слишком много. У меня не так всё запоминается. Я-же не Штирлиц.

Отсюда резонный вопрос: зачем компенсировать или тем более перекомпенсировать емкость.

Как зачем? Удавить вторую гармонику!!! Раз удавилась на 10%, может удавится и еще на 90 . Надо пробовать!!!

Схема-то какая?

Так тоже уже несколько раз "публиковал":



И "всё-в-одном":

R4 - подстроечный 3-30к для регулировки перекомпенсации
R6 - подстроечный порядка 500 Ом для регулировки неправильности ИП.

[sia_2]

Offтопик:
Возможно, не все читали статейку http://forum.zelfbouwaudio.nl/downlo...e.php?id=38351
Там измеряют искажения двумя микрофонами: B&K и самоделками на WM-61. Результаты практически одинаковые.

Offтопик:
Во-первых, "Брюль брюлю рознь".
Упомянутый в статье 4155 - это всего лишь back электрет, разработанный для массовых шумомеров.
Для измерений искажений, равно как и прецизионных измерений АЧХ, он вообще не предназначен.
Во-вторых, искажения в десятые доли процента в общем-то измерить можно почти чем угодно. Даже МД-201 .
При том, что кое-где бьются за сотые и тысячные

[Prochan]

Прикупил 60G62 в сервисе панасоника при мне дядя выдрал с камеры. Сказал зуб даю ВМ60.
Вот что получилось намерить без корпуса и усилителя.
Измерял ухи сенхи HD428 и Изодинамические. По поводу последних уверен что играют ровно до 30-40кгц.
Почему такой завал после 20-ти? Корпус/трубка?
https://www.dropbox.com/s/drt04xcdeg...0%A7%D0%A5.png

[Bobby_ii]

понятно, что это все - эрзац в худшем смысле слова. Хороший измерительный капсюль IMHO не настолько дорог, чтобы отказывать себе в его приобретении - ибо работать нормальным инструментом всяко сподручнее и надежнее.

Хочется понимать, где границы ВМ-61. Сделать для него компенсирующий пред и получить 0,01% на 120дБ - вполне достойно. Кто еще такое может и сколько денег стоит???

Offтопик:
А то говорят "покупай КаМаЗ (Газель, ....) - классная машина для РАБОТЫ!!!". А оно нужно?

[olvicgor]

Как зачем? Удавить вторую гармонику!!! Раз удавилась на 10%, может удавится и еще на 90 . Надо пробовать!!!

Я уже писал, но напишу еще раз: 10% это твои фантазии. Из моих измерений это НЕ СЛЕДУЕТ, т.к. метод измерения не позволяет в разных сетах сравнивать результат с такой точностью.

Так тоже уже несколько раз "публиковал":

Не, я так не играю. Ты их от балды рисуешь, а мне, значит, это собирать? В первой и третьей схемах второй полевик работает с прямым смещением затвора. Это такое твое ноу-хау? Со второй пока не соображу.

[Bobby_ii]

В первой и третьей схемах второй полевик работает с прямым смещением затвора. Это такое твое ноу-хау? Со второй пока не соображу.

Да всё везде одинаково. Что помешает ему (ПТ) работать повторителем? Ну будет некоторое смещение по постоянке.

Не, я так не играю. Ты их от балды рисуешь, а мне, значит, это собирать?

Почему от балды-то? Там ничего принципиально-нерабочего нет.
С перекомпенсацией - изменяется делитель ОС ОУ и соотв Ку ОУ.

Я уже писал, но напишу еще раз: 10% это твои фантазии. Из моих измерений это НЕ СЛЕДУЕТ, т.к. метод измерения не позволяет в разных сетах сравнивать результат с такой точностью.

Вот и надо проверить на одном "сете" в одних условиях. Должно работать. Вопросы - какая макс компенсация, устойчивость схемы и "не наплодит ли лишнего" (др. гармоник и интермодов).
По поводу величины резистора неправильного ИП - надо просимулировать чтобы попасть более-менее точно.
Транзистор надо взять какой-нибудь более распространенный, чем 3372.

Схема вроде даже более простая, чем уже собранная.

[olvicgor]

Да всё везде одинаково. Что помешает ему (ПТ) работать повторителем? Ну будет некоторое смещение по постоянке.

Ты что, правда не понимаешь? При выбранных тобой номиналах компенсационный полевик работает не полевиком, а БСИТом, если ты, конечно, знаешь, что это такое. И как же ты собираешься с его помощью компенсировать квадратичную составляющую микрофона, если у БСИТа не квадратичная характеристика по входному напряжению? И еще не факт, что даже при прямом смещении перехода можно получить от второго полевика ток в 1,5-2 раза бОльший, чем от полевика капсюля. Моделировать надо, понимая, что делаешь. Здравый смысл должен же быть!

[Bobby_ii]

Нет, не знаю. Поясните пожалуйста, чем отличается работа ПТ в капсюле-ИП от второго ПТ?
Я вижу только повышенное напряжение питания (но и не предлагаю туда ставить 3372, а что ставить не знаю т.к. теоретик. Надо что-то широко распространенное с пред.напряжением 40В и рабочим током 1мА, максимальным - 5-10мА).
Х-ка надеюсь у всех ПТ с упр.п-н переходом квадратичная.
Прямого смещения перехода не будет, если конечно не забыть подать напряжение на сток.
Ток большой не надо. Зачем?

[olvicgor]

Я несколько погорячился, конечно не БСИТ, а СИТ, но сути не меняет.
ПТ в капсюле работает при нулевом напряжении затвор-исток. В схемах 1 и 3 ОУ просто повторяет напряжение истока. Т.е. на затворе второго ПТ напряжение такое же как и на затворе ПТ капсюля. При выбранных тобой номиналах в истоке второго ПТ ток его стока должен быть существенно больше, чем у ПТ капсюля. При идентичности первого и второго ПТ это возможно, если затвор второго ПТ работает уже не при нулевом смещении, а смещен в прямом направлении. С учетом разброса начальных токов стока реальных ПТ это может привести к тому, что требуемое прямое смещение затвора второго ПТ окажется больше 0,6В и переход ПТ будет работать в открытом состоянии. В этом случае входная характеристика перестанет быть характеристикой классического ПТ и компенсация развалится.

Offтопик:
ПТ, заточенные для работы именно в режиме с прямосмещенным затвором называются СИТами и БСИТами.

В общем-то, идея очевидна, но схема сырая.
И не надо забывать, что хотя у 3372 предельное напряжение 20В, для капсюля предельное напряжение вдвое ниже! Не думаю, что это случайно.
Конечно, ты правильно пишешь, что во втором каскаде надо ставить другой полевик с большим током. Это разумно, т.к. все равно не ясно, где реально брать 3372. Конечно, можно добывать изюм и из булочек
.

[Bobby_ii]

Транзистор в капсюле: "выбран" ток 0,5мА (16В 30кОм) По ВАХ при нулевом смещении при 15В С-И будет 0,45мА
т.е. при 16В питания надо баластный резистор R1 чуть бОльше - 35-40кОм

Транзистор "распрямителя": ток порядка 1мА, что при 16В С-И соответствует 0,2В смещения. По-моему, до "открытия" еще далеко - как минимум несколько смертей 3372 от пергрева .
Я "ткнул" туда резисторы для тока 1мА не потому что 3372 "нарисовал", а потому что какой-нибудь другой ПТ предполагался. 3372 по цене капсюля - дороговато получается . Просто рисовать плохо пока умею. Не освоил.
Но не вижу никаких проблем сделать любой другой транзистор и ток. R6 должно быть примерно 1/S +-порядок (или моделировать или экспериментировать).

Мы тут остановились в шаге от результата и забазарились.

1. Просьба к olvicgor еще раз проверить табличку:
. . . . . . . . . . . . . . Схема с 1х . . .| . . ИП 15k 9V . . . . | . . ОИ 15k 9V
SPL,дБ | Vpp* | THD . K2,% K3,% | THD . K2,% . K3,% | THD . K2,% K3,%
105dB | 0,15 . | . - . . . - . . . - . . | 0,038 0,027 0,001 | 0,034 0,025 0,0045
110dB | 0,267 | 0,09 0,042 0,001 | 0,059 0,047 0,001 | 0,056 0,034 0,011
115dB | 0,474 | 0,16 0,077 0,001 | 0,12 . 0,082 0,001 | 0,056 0,014 0,035
120dB | 0,844 | 0,28 0,13 . 0,001 | 0,2 . . 0,142 0,001 | 0,38 0,25 0,12
125dB | . 1,5 . | 0,17 0,23 . 0,002 |0,35 . 0,24 . 0,002 | 1,87 1,4 0,5
*)Vрр - Вольт peak to peak (размах)

2. Просьба к semimat проверить свою модель на соответствие данной табличке и "подогнать" для макс. соответствия.
3. Просьба к olvicgor указать какой-нибудь из имеющихся и возможно подходящих на роль "распрямителя" полевиков (я-же не знаю, что у вас в наличии/легко добываемо). Какие требования? Крутизна порядка 1мА/В (если больше - увеличатся сигнальные токи и переменка через БП, а это в общем-то ни к чему), рабочий ток порядка 1мА, максимальный 5мА (чисто "запас") напряжение С-И 40В или выше (можно и 20В, но не нужно)
4. Просьба к olvicgor собрать часть схемы без ПТ-распрямителя (только регулируемая перекомпенсация) и посмотреть, на что она способна.

Offтопик:
Рассуждения о схеме на будущее:
резисторы в истоках по 20-30к наверное достаточны для минимизации искажений, но все-таки схема получается чувствительна к тому, что "творится" в питании. В частности выхсопр 3372 в указанном режиме порядка 500Ом-1кОм, соотв. при R1=30к на Истоке будет 1/30-1/60я того, что в "-" питания. Т.е. ГСТ или компенсационная ОС будут не лишними. ОС годится только КуОУ 1:1, в данной схеме такого нет. Остается только ГСТ или когда "устаканится" перекомпенсация - делитель. ОУ будет дополнительно нагружен на сопротивление порядка 10кОм. Повредит ли это ему? Думаю, нет. Для экспериментов достаточно резистора.
С "распрямителем" всё еще хуже - у него делитель примерно 1/2 (делитель Rout/(R6+C4)). Соотв С4 надо "цеплять" в максимально "тихое" место. Через него пойдут токи порядка 1мА. ГСТ думаю, ему не нужно. Тут вопросы к R6 и C4 (должны быть "хорошими").

[anatol0]

Не очень понятно стремление добится снижения КГИ относительно уже достигнутого - у самих головок этот параметр на порядок выше. По крайней мере, ИМХО, для любительских измерительных целей, улучшать особо не нужно. Единственно, меня интересует поведение такого микрофона, как датчика ЭМОС, установленного около диффузора, при больших уровнях давления.

[olvicgor]

По просьбе Bobby_ii собрал первый каскад схемы 3 (капсюль и ОУ), чтобы хотя бы посмотреть устойчивость при изменении обратной связи в коллектор (т.н. перекомпенсация емкости). Ничего для себя неожиданного не получил. Проснял условия самовозбуждения схемы 3 при разных напряжениях сток-исток на ПТ капсюля. Вот какие получились соотношения резисторов при которых схема теряет устойчивость:
Uси=10В R4/R3=5,5
Uси=8В R4/R3=5,3
Uси=6В R4/R3=5,0
Uси=4В R4/R3=4,4
Uси=3В R4/R3=4,2
Uси=2В R4/R3=3,8
Uси=1В R4/R3=3,0
Как выглядит возбуждение:
При увеличении усиления самовозбуждение начинается как икание раз в несколько секунд с быстрым падением выходного напряжения схемы в 0 и последующим медленным подъемом до значения при котором схема снова снова теряет устойчивость и падает в ноль. Это и понятно: при падении выхода в ноль ПТ запирается и Uси вырастает до питания. При этом условия самовозбуждения не выполняются, т.к. емкость Сзс, которая и организует ПОС, резко снижается. Затем ПТ медленно открывается Uси медленно съезжает вниз, емкость растет, ПОС углубляется, начинают выполняться условия самовозбуждения и схема снова быстро запирается и т.д.
Как нетрудно догадаться, в связи с таким поведением схемы работа с полезным сигналом высокого уровня вблизи границы устойчивости невозможна, т.к. стоит только сигналу уменьшить Uси ПОС запирает схему. Т.е., как я и говорил, выше тройки по отношению резисторов R4/R3 (т.е. Ку=4 с учетом не инвертирующей схемы включения ОУ) лезть нельзя.
Не уверен, что доберусь сегодня до звуковых измерений, скорее всего после праздников. Поскольку звуковые измерения занятие гиморное и трудоемкое, Bobby_ii, сформулируй, по-возможности точно, что именно нужно проснять - наиболее информативный для тебя МИНИМУМ и в какой схеме.

---------- Сообщение добавлено 18:54 ---------- Предыдущее сообщение было 18:50 ----------

1. Просьба к olvicgor еще раз проверить табличку:

Не, ну сколько можно ошибаться! у ИП не 5к, а 15к и не вольты амплитуды, а размах!!!!! т.е. 2 амплитуды.
И там, где для К3 написано 0,001, как правило <0,001

[Bobby_ii]

Отлично!!!!!

самовозбуждение начинается как икание раз в несколько секунд с быстрым падением выходного напряжения схемы в 0 и последующим медленным подъемом до значения при котором схема снова снова теряет устойчивость и падает в ноль.

Самовозбуждение будет с пост. времени или R3-C3 или R2-C2.

Вот какие получились соотношения резисторов при которых схема теряет устойчивость: ....

Как понимаю, это некоторый закон изменения Crss(Udg)

Не, ну сколько можно ошибаться!

Ща поправлю.

сформулируй, по-возможности точно, что именно нужно проснять - наиболее информативный для тебя МИНИМУМ и в какой схеме.

Пока первый каскад схемы (то, на чем промерялась устойчивость, т.е. уже сделанный).
1. Определить, при каком Ку получается минимум К2 (и что при этом с К3) при Uси=10В и 105/110/115/1120/125дБ.