Слуховой аппарат

[striz]

Уважаемые форумчане, предлагаю вам эту разработку с надеждой, что она кому- нибудь пригодится.
Буду рад в двойне если кто предложит более удачный вариант. С уважением, Игорь Кухлеев.

Причиной данной разработки послужило то, что по воле судьбы мне пришлось обратиться к сурдологам по вопросу снижения слуха в области высоких частот.
Те сообщили, что они смогут поправить мой слух. Однако после курса уколов заявили, что паталогии слуха неизлечимы и отправили на протезирование, предупредив что самый хилый слуховой аппарат для меня будет стоить минимум 40000р. на каждое ухо. Посмотрел в интернете рекомендованный кабинет, но кроме заверений, что я являюсь крутой и современной личностью ничего не обнаружил. Ни цен на услуги, ни технических характеристик аппаратов, ни их ассортимента.
От такого лечения осталось ощущение халтуры
40 лет тому назад я делал чувствительный микрофонный усилитель на германиевых транзисторах. Он работал прекрасно, звук казался прозрачным, хорошо прослушивались далекие голоса, что касается шумов, то я не помню чтобы они мне мешали. И вообразил, что на современных деталях создам нечто очень качественное. Как же я ошибся и был ошарашен.... На поиски этой схемотехники пришлось потратить около года времени, правда вместе со всеми другими житейскими делами.
Большое спасибо [https://forum.vegalab.ru/showthread....122447]Allckkk[/CODE] за практическую помощь в поиске схемотехники преда
Большое спасибо [https://forum.vegalab.ru/showthread....132195]Semimat[/CODE] за обстоятельный рассказ как работает микрофон
Первоисточником была эта разработка http://radioskot.ru/publ/unch/karman...arat/6-1-0-627
При всей ее привлекательности оказалось, что УМ 34119 излишне прожорлива для слухового и дает вполне заметные на слух искажения (видно по даташиту).
Пришлось сразу заменить ее на более экономичную и качественную ТРА301. Обвязка 34119 по ее даташиту мне понравилась, поэтому ТРА301 я включил по этой же схеме, потребовалось только изменить обвязку входов.
На слух сразу почувствовал улучшение качества звука.
Для УМ выбрана мостовая схема потому, что по завершению разработки планируется повесить аппарат на каждое ухо, то есть использоваться будет в монофоническом режиме (стерео наушники подключать к мостовому усилителю проблематично)
УМ оказался самым простым узлом, не требующим больших затрат времени. Нужно только создать комфортную для Вас АЧХ подбором компонентов обратных связей, не забыв при этом временно отключать все другие фильтры устройства. Я номиналы по податашиту не изменил никак (хотя пробовал перенастраивать фильтры УМ многократно).
А пред первоисточника на мой взгляд оказался не очень качественным .
Должен сказать,что в настоящей разработке пред с микрофоном оказался самым сложным и трудоемким узлом, несмотря на малое количество деталей.
Я не смог получить от преда первоисточника неискаженный сигнал. К тому же с моими деталями пред первоисточника имел явно избыточное усиление.
Попробовал пред отсюда http://dedclub.blogspot.ru/2014/10/ssm2167.html Гораздо лучше.
Новая схема неплохо работала в домашних условиях, но когда я потаскал ее по производственным цехам, ревущим автострадам, то она показала непригоднсть для слухового аппарата.
Рев пролетавших мимо машин превращался в какой-то скрежет непонятного происхождения. Закрой глаза- и не поймешь что это был автомобиль.
Громкая , да и не громкая речь прослушивалась с хриподцой. В очень тихой комнате явственно прослушивались небольшие шумы тракта. Причина была не понятна, пока не попробовал применить разработки участников форумов на тему снижения искажений микрофона.
Сначала попробовал заменить свои безымянные дешевки (микрофоны) на более качественные. Проездом в Москве нашел "сосну", но в ЧИП и ДИПе не смогли назвать дату изготовления микрофона. Брать кота в мешке за 2000р. не стал.
Воспользовался наводкой[https://forum.vegalab.ru/showthread....1#post2132195] Semimat[/CODE] а на хороший микрофон. его цена не запредельна- около 800 р.
Вложение 255961
однако стоимость пересылки в 3-5 раз дороже микрофона - до5000р.
Вложение 255965

Что называется приехали...Ну нету этого у нас в универмаге
Пришлось попытаться выжать из моего хлама (микрофонов) максимум.
Наслышан, что схема [https://forum.vegalab.ru/showthread....t72335]феникса[/CODE] имеет низкие искажения и даже способна снизить шумы микрофона.Попытался перевести схему Феникса на низковольтное и экономичное питание вот по такой схеме.
Вложение 256866

Светодиод из экономии батареек пришлось заменить на резистор. Применение стабилитронов- недопустимая роскошь для слухового. Надеюсь, что Феникс не будет возмущен, если я измененный мною кусочек от его разработки для краткости буду называть Фениксом.
Для сравнения (иначе бродя по городу трудно оценить качество девайса) собрал второй аналогичный пред, но по схеме с резистором в истоке микрофона.
Велико было желание сравнить схему Феникса и схему [https://forum.vegalab.ru/showthread....78149]Линквица[/CODE] в эдаком низковольтном варианте, но я не смог придумать что делать с высоким выходным сопротивлением Линквица. Ведь дополнительно навешивать [https://forum.vegalab.ru/showthread....21]повторители[/CODE] в пред нежелательно для слухового. Шумыссс...
Вместо Линквица собрал микрофон с резистором в истоке и нагрузкой в стоке.
Вложение 256867

Потом набрел на [https://forum.vegalab.ru/showthread....ost1850472]эту[/CODE] схему. Похожа, еще раз спастбо Allckkk
Ну, сразу был восторг от обоих предов. Искажения уменьшились кардинально. ИМХО в стандартном включении микрофона звук изменялся до неузнаваемости именно "благодаря" искажениям микрофона.
Однако, после выравнивыния усилений обоих предов с микрофонами (путем подбора резистора в истоке) оказалось, что шумы у схемы Феникса заметно выше. Возможно потому, что у Феникса два транзистора в усилении, а во второй схеме -только один.

Сразу оговорюсь, что усилительные свойства второй схемы в разы лучше чем у этого варианта схемы Феникса (при прослушивании каждого преда со своим отдельным микрофоном) по НЕИЗВЕСТНОЙ причине. Мои попытки выяснить причину такой разницы путем замены микрофонов между собой, ни к чему не привели т.к. оба преда после замены микрофонов оказались вдрызг расстроены по постоянному току.
Вот выявился еще оччень крупный недостаток обоих предов: они НЕРЕМОНТОПРИГОДНЫ. Замена, например микрофона при очень плотном монтаже слухового будет неприятным занятием с полной перенастройкой.
В этом конкретном случае усилительные качества и приведенные шумы схемы с резистором в истоке получились гораздо лучше, чем в измененной мною схеме Феникса.
Тем не менее очередной раз первая же прогулка по городу развеяла надежды...
У обоих предов оказалась слишком высокая чувствительность к инфранизким частотам. Вплоть до того что происходила низкочастотная модуляция полезного звука и невозможно было слушать разговор при таких помехах. Наблюдалось при поездках в автобусах"ПАЗ" и в помещениях с работающми венткамерами, при хлопании дверью дома.
Кроме того, термостабильность у обои схем- никакая. Хуже- термостабильность второй схемы. Она захрипела даже при прогреве до 40градусов, а при -8 усиление полностью упало у обоих предов.
Улучшить термостабильность этих предов я даже не пытался из-за их вредоносной чувствительности к НЧ помехам, все равно схему надо переделывать.
Необходимо разделить микрофон и пред конденсатором для подавления инфранизких частот и заодно для обеспечения термостабильности . В точности мне не известно, какая же схемотехника оказалась бы лучшей для слухового, слишком хлопотно было многократно все перепроверять и каждый раз все перенастраивать для проверок.
По факту вот победивший у меня вариант преда:
Вложение 256868

Что касается АРУ.
Поскольку пришлось уменьшить усиление преда по сравнению с первоисточником, сигнала для АРУ не хватило и потребовалось в АРУ добавить 1 каскад. Для того, чтобы в АРУ действовали только слышимые звуки вставил внутри АРУ фильтр НЧ и ВЧ. Это полезно также для общей крутизны фильтров тракта. Разделил пред и АРУ по постоянному току, заменив полуоткрытый диод VD3 в первоисточнике на конденсатор, что дало возможность тасовать узлы как угодно.
Получается, от прежней АРУ остался в основном только принцип действия, весьма удачный.

Вот схема слухового аппарата на сегодня
Вложение 256869

Для согласования выхода АРУ с предом пришлось заменить транзистор в преде на NPN.
В этом почти окончательном варианте сравнил включение микрофона по схеме Линквица и по схеме с нагрузкой в стоке микрофона. Вопреки ожиданиям (высокое выходное сопротивление) схема Линквица имела большее усиление (закорачивание резистора в стоке микрофона никак не влияло на усиление). Осталось выбрать с помощью нарисованных в схеме переключателей наиболее чисто работающий в экстремальных условиях вариант (переключатель микрофона внизу = схема Линквица) и упростить схему для наушного варианта, если предпочитаете его.
О деталях и настройке.
Номинал резистора в истоке микрофона зависит от экземпляра микрофона. Увеличение сопротивления влечет уменьшение чувствительности. Если выберите схему Линквица, то резистор в стоке микрофона R2 может не понадобиться (прежде убедиться влияет ли он на шумы или искажения).
Настройка узлов по постоянному току сводится к установке напряжения половины питания на выходах. Еще лучше дать сигнал на вход и, наблюдая по осцилографу добиться одинакового ограничения сигнала сверху и снизу на выходах.
АРУ работает сразу, может иметь очень высокую чувствительность, которая регулируется общим усилением АРУ, в частности подбором резистора R21. Он сажает импульсы на базе транзистора Т3 и тем самым увеличивает уровень срабатывания АРУ. На мой вкус лучше загрублять АРУ. Пусть лучше немного бьет по ушам, но в целом аппарат не будет отключаться при оглушительном звуке. Транзисторы в АРУ- попались с маркировкой AJ- это примерно как КТ3102В
Диодный ограничитель пиковых помех зависит от того как настроена АРУ. При сигнале на регуляторе громкости менее 200мв подойдут диоды шоттки.
Настройку фильтров предпочитаю делать поотдельности, чтобы потом полосы всех фильтров совпадали в унисон. Срез НЧ делал около 400 гц по принципу неподавления разговорных частот снизу (приятное прослушивание разговора), и при этом чтобы не ощущалось бубнения. Полосу сверху ограничивал 6000гц. Это потому что акценированное звучание звонких звуков повышает разборчивость речи. Многие предпочитают полосу 3500гц, дело вкуса.
Ну вот, когда мы добились вполне приличного качества звучания встает вопрос: куда это девать?
Для опробования наушного варианта ношения побежал в магазин и купил 6-миллиметровые микрофоны какие были, потому что маленькие. Причем на ушах их ОБЯЗАТЕЛЬНО надо ставить по два для подавления акустического возбуждения(паяем параллельно и разворачиваем в противоположные направления). Так эти дешевки зашумели как примусы. Выкинул.
Другие аргументы.
Наблюдая за прохожими я оччень редко вижу людей со слуховыми аппаратами- это при том что врачи рекомендуют всегда носить аппараты, если даже нет необходимости .А с дибильниками в ушах многие ходят и в любом возрасте. Видимо так оценивает народ внешний вид наушного аппарата по сравнению с наушниками с проводами, которые придется носить при карманном варианте аппарата.
По питанию: не смог отыскать в природе литиевых аккумуляторов типоразмера 675. При карманном варианте можно пользоваться бесплатным питанием (уккум от сотового), которого хватит до месяца без зарядки.
По очень миниатюрным переключателям, регуляторе громкости- не достать, разве что случайно. А потенциометр от гарнитур весьма удобно крутить благодаря большому диаметру, и в продаже навалом.
Итак, по причине "шикарного" ассортимента запчастей в магазинах напрашивается более доступный вариант ношения аппарата под одеждой, например в воротнике сорочки, в бейсболке, на шее и т.д. При это сами микрофоны непременно крепить снаружи (под кончиками воротника, на лацконе и т.д.) иначе шуршание не даст вам покоя.

[striz]

Вот, две схемки, очень известные, кстати

Возникло любопытство, а говорится ли в источнике какова термостабильность этих схем? Как поведут себя при +60 градусах(может быть в прямых лучах на абхазском побережье, экскурсоводы утверждают что микроклимат Гагры самый жаркий на всем Черном море) при -40 градусах что для России не редкость

---------- Сообщение добавлено 17.21 ---------- Предыдущее сообщение было 17.09 ----------

Вся беда АРУ в том что есть время срабатывания и время возврата, в то время как схемы с ограничением безынерционны.

ИМХО схема с ограничителем пост 140 работает хорошо, причем в ней кремниевые диоды адаптированы именно к низковольтному питанию слухового. Но хотелось бы добавить к ней АРУ. Заодно хочу попробовать побродить с этой схемой в природе когда ару будет отключена. Тогда останется в действии свойство схемы с динамической нагрузкой как некоего АРУ. Если саморегулирование усиления этой схемы окажется достаточным для слухового, то это может быть очень интересным вариантом. Во всяком случае я встречался с мнением, что может быть именно так.

---------- Сообщение добавлено 17.28 ---------- Предыдущее сообщение было 17.21 ----------

У него описан типичный процесс безынерционного ограничения, только, вместо диодов - ПТ, т.е. такая же нелинейная нагрузка

Пардон, нелинейная нагрузка это все же не срезание диодами. Упомянутый мною автор делился своим мнением, что эта его схема с динамической нагрузкой больше нравилась людям чем обычные слуховые аппараты.

[Tuvalu]

Возникло любопытство, а говорится ли в источнике какова термостабильность этих схем? Как поведут себя при +60 градусах(может быть в прямых лучах на абхазском побережье, экскурсоводы утверждают что микроклимат Гагры самый жаркий на всем Черном море) при -40 градусах что для России не редкость

В схеме 100% ООС по постоянному току - стабильней только ОУ.

Пардон, нелинейная нагрузка это все же не срезание диодами. Упомянутый мною автор делился своим мнением, что эта его схема с динамической нагрузкой больше нравилась людям чем обычные слуховые аппараты.

Пардон, я же не комментировал, нравится или не нравится это автору, я писал, что это не АРУ, а амплитудный ограничитель. А мягче или жёстче диодов - так это как сделать. Например, диодный ограничитель в схеме с динамической нагрузкой коллеги semimat ограничивает - сюрприз! - задолго до пресловутых 0,6В порога кремниевых диодов (2 х 0,6 В в нашем случае). Просто, ограничение прогрессирует (нарастает) настолько плавно и мягко, что искажения вы начинаете слышать "очень поздно", так сказать. Это типичный лог. усилитель, он так работает. Диоды в лог. масштабе не имеют излома на ВАХ (как в линейном масштабе, характерном для даташитов), а ухо (мозг) оперирует лог. величинами.
Кстати, алаверды semimat*у - ваша схема в этом смысле очень хороша. Вы сами придумали включить диоды именно туда, куда включили - в точку с высоким импедансом?

[semimat]

Кстати, алаверды semimat*у - ваша схема в этом смысле очень хороша. Вы сами придумали включить диоды именно туда, куда включили - в точку с высоким импедансом?

Выбор точек подключения ограничительных диодов очень ограничен . Я перепробовал все варианты и понял, что этот лучший. Потом, конечно, нашел ему подходящее название, о котором ты сказал - "логарифмический компрессор".

[shura1959]

автор утверждает, что в каскаде с динамической нагрузкой происходит естественная для этого каскада компрессия как результат особенностей данной схемы, но вовсе не имеется в виду ограничение сигнала по питанию.

Автор прямо не говорит, а вот по схеме так похоже ограничение, и возможно не симметричное.

[striz]

Автор прямо не говорит, а вот по схеме так похоже ограничение, и возможно не симметричное.

Вы правы, мне не стоило здесь высказывать свое мнение т.к. оно не было подтверждено рассчетами. Я ведь привел вырезку из записи автора. Этого было достаточно.
Главное в этом вопросе практически или с помощью моделирования оценить свойство усилителя с динамической нагрузкой изменять усиление в зависимости от уровня сигнала. Насколько оно удобно в применении? Упомянутый мною автор это сделал для себя. Я хотел бы повторить такую оценку для собственного любопытства, а может и для применения. Да вот пока уже несколько дней руки не доходят до паяльника и никак не завершу подключение усилителя с динамической нагрузкой пост 140 к АРУ, и мой макет по этой причине пока разобран.

[Tuvalu]

Маленький совет: не всегда требуется макс. усиление, поэтому его можно уменьшить. Делать это удобно потенциометром (реостат), подключённым параллельно диодам. Тут двойная выгода - чем меньше нач. Кус, тем в меньшей мере будут задействованы диоды. Иначе говоря, в громкой обстановке не всегда целесообразно полагаться на то, что АРУ "задавит", а диоды "добьют". Кстати, технически, этот регулятор называется Treshold. Я понимаю, что увеличение количества органов управления не очень желательно, но попробовать, ИМХО, стоит. Например, этот регулятор со временем может трансформироваться в переключатель "звуковой обстановки": тихо/нормально/шумно.
Важное замечание. Этот рег. совсем не дублирует рег. уровня, т.к. тот работает уже со сформированным сигналом.

[shura1959]

Вот модель усилителя на полевиках, весьма симпатичное, мягкое ограничение сигнала

[semimat]

Чтобы замерить компрессию надо во много раз уменьшить сигнал и повторить измерение КУ. Но при этом сигнал на входе усилителя будет вовсе не различим. Получается что такое измерение оказалось за пределами возможности моих скромных приборов....
Мои приборы оказались бессильны чтобы подтвердить или опровергнуть наличие компрессии сигнала в схемах с динамической нагрузкой. А может быть с этой задачей справится моделирование?

Striz, я сейчас подошел к созданию, как мне кажется, очень неплохого варианта детектора АРУ и в целом связки "усилитель-детектор-АРУ", но мой компьютер довольно слабый, и моделирует реальный процесс в соотношении 1:100 ( а то и 1:1000), то есть, на моделирование одной секунды реального времени процесса в некоторых случаях требуется несколько минут работы компьютера. Поэтому моделировать работу АРУ, где процесс регулировки происходит за время, сравнимое с секундой, довольно неудобно. Значит, последнее слово будет за твоими экспериментами. Готовься к экспериментам на праздники. Чтобы обойти указанные тобой трудности, предлагаю, как поступить, чтобы без труда измерять и коэффициент усиления усилителя, и его изменения с помощью твоей аппаратуры. Раз твой осциллограф не может хорошо отображать слабые сигналы в единицы милливольт, значит тебе надо на генераторе выставлять большой сигнал, например, в 1 Вольт и подавать его на делитель 1:1000 , например 50 Ом:50 кОм. Тогда, изменяя и контролируя большой сигнал на выходе генератора, ты будешь точно знать, каков сигнал на выходе делителя, хотя увидеть его не сможешь (как того суслика, которого не видно, но он есть). Вот этот сигнал с делителя и подавай на вход схемы. А сигнал с выхода схемы - он уже достаточно большой - его можно хорошо разглядеть.

[striz]

Striz, я сейчас подошел к созданию, как мне кажется, очень неплохого варианта детектора АРУ и в целом связки "усилитель-детектор-АРУ

У меня тоже сформировался небольшой набор идей. Например, удалить один каскад усиления из АРУ. Ведь в первоисточнике так и было, был двухтранзисторный усилитель преда и АРУ при этом нормально работало. Также есть ряд советов от других участников. Но, к сожалению , в последние дни бы ураган работы по сельскому хозяйству, подпали 12-часовые смены на работе и до паяльника руки никак не доходили. Приходилось только рассуждать. Сегодня - завтра у меня выходные, может быть по вечерам время найдется.

---------- Сообщение добавлено 07.33 ---------- Предыдущее сообщение было 07.26 ----------

значит тебе надо на генераторе выставлять большой сигнал, например, в 1 Вольт и подавать его на делитель 1:1000 , например 50 Ом:50 кОм.

У меня в генераторе смонтирован выходной аттенюатор, имеется плавная регулировка амплитуды на выходе. Выход с генератора на аттенюатор- около вольта. Только стрелочный измеритель сигнала в свое время не калибровал, не было острой необходимости. А регулятор напряжения нужен при таких замерах. Да и особо не чем калибровать- только осцилограф у меня калиброван, но он сам знаешь не бывает точным по определению. Попробую что-нибудь придумать.

[Openreel]

и подавать его на делитель 1:1000 , например 50 Ом:50 кОм.

Делитель лучше делать лестничным, где каждая ступенька не давит больше 20 дБ.
Если есть приличная звуковуха, то точно измерить величину деления не проблема. И компрессию проверить спектралабом тоже элементарно.

[striz]

Если есть приличная звуковуха, то точно измерить величину деления не проблема.

У меня сегодня звуковуха встроенная. Я как- то больше по службе занимался промышленным технологическим оборудованием, ЧПУ в том числе.А с звуковухами и прочее столкнулся поплотнее только сейчас по воле судьбы из-за слухового. Так что по вопросам акустики и воспроизведения звука я за 30 лет перерыва немножко подотстал.

---------- Сообщение добавлено 03.03.2016 в 01.44 ---------- Предыдущее сообщение было 02.03.2016 в 16.21 ----------

моделировать работу АРУ, где процесс регулировки происходит за время, сравнимое с секундой, довольно неудобно. Значит, последнее слово будет за твоими экспериментами. Готовься к экспериментам на праздники

Semimat, спасибо за пожелание повкалывать на праздники Но я сегодня уже немного успел отиграть время. Удалось устранить возбуждение АРУ путем подбора резистора R22 и эмиттере транзистора Т3 в усилителе АРУ схема пост1. Похоже оптимизировался режим разряда конденсатора. Также добавил электролит в питание АРУ. Так что твоя схема пост 140 с обсуждаемой АРУ заработала. Одной головной болью меньше. Теперь первым делом добиться хорошей работы при любых положениях регулятора громкости, проверить АЧХ усилителей АРУ и если надо подключить дополнительно R-C цепочки в усилитель АРУ для того чтобы АРУ реагировала только на слышимые звуки. Также хочу посмотреть АЧХ преда. А потом самое муторное- настройка в полевых условиях. Когда займусь обнюхиванием усилителя с динамической нагрузкой с отключенной АРУ пока не знаю. Обстановка подскажет. Сегодня схема была такая: твой пред- регулятор громкости- УМ с его фильтрами и усилитель АРУ. Операционник АРУ полностью отключен.

---------- Сообщение добавлено 13.01 ---------- Предыдущее сообщение было 01.44 ----------

Striz, я сейчас подошел к созданию, как мне кажется, очень неплохого варианта детектора АРУ и в целом связки "усилитель-детектор-АРУ"

Ну, с вариантом что я хотел вроде бы начинает устаканиваться. Теперь интересно посмотреть что у тебя получилось.

[semimat]

Ну, с вариантом что я хотел вроде бы начинает устаканиваться. Теперь интересно посмотреть что у тебя получилось.

Я в выходные выложу все результаты. Основная схема усилителя не изменилась. Только я поставил другие номиналы деталей (R1=100k,R2=200k, R3=R5=10k,R4=1.2МОм,R6=100k, нагрузку R7 сохранил для моделирования 20k) и проверил результат. Оказалось, что всё осталось отлично работоспособным, но ток потребления стал 94 мкА. Это наверное оптимальный режим по шумам при сопротивлении источника сигнала в пару кОм. Ну, или почти оптимальный, поскольку минимум вообще не является ярко выраженным, а получающийся шум к тому же всё равно должен получиться существенно меньше шумов капсюля. Вот этот вариант я сравнил с первой схемой от Tuvalu из #182 (заменив Rg на 2N7002) и к своему удивлению в своей схеме получил лучший результат по искажениям при одинаковом выходном сигнале на больших коэффициентах усиления (при 500 мВ р-р на выходе у моей схемы - 0.42%, в схеме Tuvalu - 3.8%). При этом схема с динамической нагрузкой имеет трехкратный выигрыш по току потребления (94 мкА против 275 мкА). По усилению проигрыш в два раза (247 против 460). По коэффициенту регулирования проигрыш очень большой. В моей схеме Ку: 9-247, в схеме Tuvalu Ку: 1-460. Выходные сопротивления при максимальном усилении примерно одинаковы: у моей Rвых=2.4к, у Tuvalu Rвых=3.2к, но в схеме от Tuvalu выходное сопротивление падает с уменьшением Ку. Все эти результаты дал симулятор Мультисим 13, возможно, в других симуляторах результаты будут отличаться, поскольку спайс-модели компонентов могут быть другими. Но если поверить в Мультисим и считать, что Ку в 247 (со схемой ограничителя он упадет до 230) достаточен для нормального прослушивания при минимальной громкости, я бы остановил выбор на схеме с динамической нагрузкой.
Теперь самое главное. Я собираюсь предложить другой детектор. Почему..., особенно если удалось устранить возбуждение? Дело в том, что оригинальный детектор однополупериодный - это очень опасно для АРУ через обратную связь риском возбуждения, поскольку продетектированный сигнал имеет ту же частоту, что и исходный. Чтобы не было риска возбуждения, и чтобы сигнал ОС не менял Ку в такт с частотой сигнала, а менял его только с изменением его амплитуды - нужен очень инерционный фильтр, а это дает высокую инерционность АРУ. Двухполупериодный детектор удваивает частоту сигнала на выходе, и это уменьшает риск возбуждения, а также существенно снижает требования к инерционности фильтра. Это первая причина, по которой я хочу предложить двухполупериодный детектор. Вторая причина - это особенность работы как полевика 2N7002, так и использованной схемы детектора. Они оба работают почти в ключевом режиме: у полевика скачок перехода сопротивления от бесконечности до почти нуля (10 Ом) происходит на интервале изменения Uзатвора всего 0.1... 0.2 В (примерно когда Uзатвора чуть-чуть превзойдет 2В). Схема детектора также осуществляет переход выходного напряжения от максимума 3,7В до 0В почти сразу после достижения некоторого порогового уровня входного сигнала. Словом, как уже упоминал Tuvalu, такая цепь АРУ работает в почти в ключевом режиме. Это очень опасно в смысле устойчивости. Мне кажется, что у АРУ должна быть более мягкая характеристика. С транзистором поделать ничего нельзя, а вот улучшить схему детектора можно.
P.S. Striz, я хочу промоделировать последний вариант твоего детектора и построить его передаточную характеристику. Пожалуйста приведи его, а если он схемотехнически остался тем же - укажи номиналы деталей, при которых не стало возбуждения.

[striz]

.S. Striz, я хочу промоделировать последний вариант твоего детектора и построить его передаточную характеристику. Пожалуйста приведи его, а если он схемотехнически остался тем же - укажи номиналы деталей, при которых не стало возбуждения

Схема АРУ осталась без изменений. Пробовал отключить один каскад усилителя АРУ. Работоспособность сохранилась но чувствительность АРУ уменьшилась и может не устроить любой вкус. А с твоей схемой плюс обсуждаемая АРУ чувствительность АРУ любая. Номиналы деталей после настройки АРУ я не замерял, попробую нарисовать сегодня к ночи. Сейчас я на работе.

---------- Сообщение добавлено 08.00 ---------- Предыдущее сообщение было 07.58 ----------

Теперь самое главное. Я собираюсь предложить другой детектор. Почему..., особенно если удалось устранить возбуждение

Уточняю: после устранения возбуждения наблюдалась устойчивая работа АРУ с любым времязадающим конденсатором.

---------- Сообщение добавлено 08.05 ---------- Предыдущее сообщение было 08.00 ----------

своей схеме получил лучший результат по искажениям при одинаковом выходном сигнале на больших коэффициентах усиления (при 500 мВ р-р на выходе у моей схемы - 0.42%, в схеме Tuvalu - 3.8%)

Ого!

---------- Сообщение добавлено 08.36 ---------- Предыдущее сообщение было 08.07 ----------

По усилению проигрыш в два раза (247 против 460). По коэффициенту регулирования проигрыш очень большой. В моей схеме Ку: 9-247, в схеме Tuvalu Ку: 1-460.

Не деле такой "проигрыш" схемы с динамической нагрузкой может не иметь ни какого практического значения. Чтобы нормально работал УМ ему достаточно, например, 100-200мв на входе при среднем сигнале. Разумеется УМ можно загрубить или повысить. Нужна ли такая чувствительность слуховому с электретником? Для любителей, конечно пригодится для прослушивания далеких звуков если позволит качество микрофона.

---------- Сообщение добавлено 08.51 ---------- Предыдущее сообщение было 08.36 ----------

Я собираюсь предложить другой детектор.

Я не против попробовать другой вариант АРУ если даже на слух он сразу не обнаружит разницы по сравнению со "старым". У меня все блоки аппарата полностью разделены как функционально так и физически, т.е. собраны не разных платах и свободно заменяются. Если он будет лучше, то надо будет делать именно его. Сомнений быть не может.

---------- Сообщение добавлено 16.30 ---------- Предыдущее сообщение было 16.15 ----------

P.S. Striz, я хочу промоделировать последний вариант твоего детектора и построить его передаточную характеристику. Пожалуйста приведи его, а если он схемотехнически остался тем же - укажи номиналы деталей, при которых не стало возбуждения.

Semimat, вот схема слухового на тот момент когда была достигнута стабильная работа АРУ совместно с твоим предом.


---------- Сообщение добавлено 16.31 ---------- Предыдущее сообщение было 16.30 ----------
Диодный ограничитель при настройке всегда был отключен.

---------- Сообщение добавлено 18.30 ---------- Предыдущее сообщение было 16.31 ----------

Semimat, сейчас времязадающий конденсатор С9 =10.0мкф. Нестабильность работы АРУ, выражающаяся в генерации импульсов начинается при значения сопротивления резистора R11= 740ом и менее. Это резистор в эмиттере транзистора T5 по схеме пост 213. Возможно также очень небольшое влияние на нестабильность при изменении сопротивления резистора R10, который служит регулятором уровня срабатывания АРУ. Для схемы пост213 реагирование АРУ на громкий разговор происходит при R10=8-10ком. Для пользования в большинстве случаев требуется настройка на гораздо меньшую чувствительность АРУ. Времязадающий конденсатор менял на 47.0 мкф, при этом только увеличилось время реагирования АРУ. При R11=900ом устойчивая работа, пользуюсь несколько дней. При увеличении R11 до 10ком наблюдается плавное увеличение громкости аппарата. При этом существенный рост рост искажений не замечен если своевременно уменьшать громкость с помощью с помощью регулятора громкости R7 по схеме пост 213. (уже писал, что регулятор громкости еще не выставлен на предмет недопущения перегрузок УМ).
Прошу не обращать внимание на то что некоторые конденсаторы на схеме С4, С11 имеют неоправдано большие емкости т.к. брались просто со стола которые были под рукой. Просто нарисовал как было в макете.
Транзисторы в усилителе АРУ с маркировкой AJ, если верить букварю это BCX70J.
Диодные сборки с маркировкой A7- скорее всего BAV99.
Обрати внимание, что полевик сейчас стоит КП501А т.к. 7002 я умудрился спалить, а они у нас не в каждом магазине.

---------- Сообщение добавлено 21.51 ---------- Предыдущее сообщение было 18.30 ----------

[semimat]

Striz, во-первых поздравляю с началом использования Сплана. Я его осваивал экспериментальным методом без хелпа и учебников, поэтому идеальных советов, как оптимизировать работу с ним для максимального удобства и быстроты, дать не смогу. Но две вещи хочу упомянуть... Поскольку в базе великое множество компонентов, распределенных по разным разделам, а реально используется ограниченное количество, то рекомендую создать свою библиотеку часто используемых компонентов и скопировать туда всё, что нужно, чтобы не скакать по разделам за каждым компонентом. Для этого удобно использовать функцию "скопировать в библиотеку" (во всплывающем меню при нажатии правой клавиши мыши). Она позволяет добавлять в библиотеку и свои собственные модифицированные варианты компонентов. Очень удобно, когда и конденсаторы, и резисторы, и транзисторы, и прочее, часто востребованное, находятся всегда слева "под рукой". Сохранять рисунки схем для размещения на сайте лучше всего в форматах .GIF или .PNG. Для сохранения рисунка в формате .GIF надо воспользоваться командой "экспорт..." в пункте меню "файл", там выбрать формат GIF и разрешение 300 точек/дюйм. Тогда файл получится максимального качества без потерь и при этом будет иметь объем в 10 раз меньше, чем .JPEG.
Теперь по промежуточным результатам. Я решил просимулировать схему с полевиком КП501А, но его, естественно, в базе данных Мультисима нет. К сожалению, не оказалось и его полного импортного аналога ZVN2021. Поэтому я перепробовал все другие имеющиеся полевики серии ZVN, очень близкие по параметрам к ZVN2021. И обнаружил одну неприятную особенность, отличающую их от 2N7002. У них сопротивление канала зависит не только от напряжения исток-затвор, но и от напряжения на стоке (сток-затвор). Когда оно опускается существенно ниже напряжения истока (земли) - происходит быстрое открывание полевика, вызывая сильные искажения (огромная разница Ку для разных полуволн подаваемой синусоиды). Это происходит, если на вход схемы подавать сигнал 100 мВ р-р, то есть, очень большой сигнал перегрузки. Я потом приведу осциллограммы, как это влияет на работу АРУ. А в целом, это удивительно, что такие полевики (включая и 2N7002) пригодны для схемы АРУ. Это тот случай, когда бы я даже не стал пытаться их опробовать при разработке схемы АРУ. Ведь это по сути электронные ключи - у них при росте напряжения на затворе, переход от бесконечного сопротивления до 10 Ом происходит почти "мгновенно". Вот как это выглядит для ZVN2021 (зависимость сопротивления сток-исток от напряжения на затворе):

Такой узкий диапазон входных напряжений, вызывающий максимальное изменение Ку, опасен тем, что напряжение с детектора, которое будет содержать остаточные пульсации продетектированного сигнала даже постоянной амплитуды (особенно на низких частотах и при однополупериодном детектировании), будет вызывать сильную модуляцию Ку этими пульсациями. Чтобы этого не было, надо ставить чрезмерно большой конденсатор фильтра после детектора, а это увеличивает инерционность АРУ.
Но здесь практика - "критерий познания" - если в реальности всё в порядке, и на слух этот эффект незаметен, значит, такая схема имеет право на жизнь. Я же все дальнейшие варианты буду моделировать с 2N7002 - он дает хорошие результаты.

[Tuvalu]

semimat, если не переборщить с усилением в петле АРУ, то для регулирования вполне подходят и МОСФЕТ-ы, глубокая ООС (инерционная) спрямляет регулировочную кривую. Если ваш симулятор позволяет, то снимите амплитудную хар-ку Vout(Vin) в лог. масштабе для вх уровней, например, 100 мкВ...100 мВ. Но только после того, как закончился переходный процесс. Для 100 кОм/4,7 мкФ достаточно "подождать" 50 мс. У меня получилась достаточно ровная линия после точки перегиба (knee). Правда, диапазон компрессии небольшой, т.к. диапазон регулирования Кус усилителя невелик.
Подсказка. Искажения при значительных амплитудах (30 мВ и более) можно снизить, если на затвор подать 1/2 напряж сигнала из стока - известная схема компенсации НИ.
Если будете симить (паять?) схему АРУ, не допускайте ошибку ТС - не ставьте в эмиттер "детекторного" транзистора резистор (740 Ом или сколько там), т.к вкупе с 10 мкФ получается неприлично большое время атаки - усилитель на долгое время влетает в ограничение. (Это, кстати, легко наблюдать, если подать перепад уровней синусоид. сигнала, например, 1 мВ -- скачок 30 мВ продолжительностью где-то 100 мс -- сброс уровня до прежних 1 мВ до 1 сек и снова по циклу. Либо подать синусоид. сигнал 30 мВ, затухающий по экспоненте. В вашем симуляторе должно такое быть, в Микрокапе точно есть). Неустойчивость надо лечить уменьшением усиления, а не увеличением времени срабатывания. Я, например, с вашей схемой усилителя выбросил всё, что стоит между выходом и детектором - получилось вполне нормально.

[semimat]

...Если ваш симулятор позволяет, то снимите амплитудную хар-ку Vout(Vin) в лог. масштабе для вх уровней, например, 100 мкВ...100 мВ. Но только после того, как закончился переходный процесс...

Tuvalu, к своему стыду я не удосужился заниматься изучением Мультисима, а освоил только то, что лежит на поверхности. Поэтому могу пока показать преходной процесс изменения сигнала на выходе при изменении напряжения на затворе полевика с 1.51В до 1.52В (то есть, всего на 10 милливольт!). Это не то, что ты просишь, но показывает, как неправильно работает управляющий полевик типа КП501. Я записал сигнал простым screenrecorder*ом. Запустил симулятор при напряжении 1.51В (напряжение, при котором начинает открываться полевик), дождался более-менее установления процесса, включил screenrecorder, а затем однократным нажатием назначенной клавиши увеличил напряжение до 1.52В. Поскольку файл занимает большой объем (под 300 кБ), и быстро потеряет актуальность, я его впоследствии возможно удалю, чтобы не забивать базу данных форума.
перех проц 1.51-1.52V.rar
А эти картинки начального и конечного видов сигнала при изменении напряжения на затворе с 1.51 до 1.52В оставлю.
Вот начальный сигнал и напряжения в контрольных точках при Uзатвора=1.51В.

Вот конечныйй сигнал и напряжения в контрольных точках при Uзатвора=1.52В.

...Подсказка. Искажения при значительных амплитудах (30 мВ и более) можно снизить, если на затвор подать 1/2 напряж сигнала из стока - известная схема компенсации НИ...

Да, это "запасной козырь" на случай, если всё будет хуже, чем хотелось бы. Я, правда, не знаю, насколько вариант линеаризации полевика, о котором ты говоришь (который описан у Титце и Шенка гл.5 пар. 5.7), подходит для МОП-транзисторов. У полевиков с р-n переходом очень "правильные" теоретические характеристики, поэтому там этот делитель в обратной связи не зависит от конкретного экземпляра и марки полевика - его даже не надо подстраивать. С МОП-полевиком всё может оказаться сложнее, но в любом случае будет лучше.

...Если будете симить (паять?) схему АРУ, не допускайте ошибку ТС - не ставьте в эмиттер "детекторного" транзистора резистор (740 Ом или сколько там), т.к вкупе с 10 мкФ получается неприлично большое время атаки - усилитель на долгое время влетает в ограничение..

Что касается детектора, то оригинальный вариант я считаю "порочным" и никогда такой не стал бы использовать. Но это наверное как раз один из многих случаев, когда мои представления расходятся с действительностью, поскольку примененная схема взята из уже опробованных конструкций и доказала свою работоспособность на практике. Мне просто интересно посмотреть, насколько те недостатки схемы, которые меня не устраивают теоретически, проявляются в моделировании. Я собираюсь предложить другую схему, двухполупериодную. Я её еще ни где не встречал (поскольку, как детектор в нормальном понимании, она далеко не лучшая) и сам не пробовал (поскольку с возрастом труднее организовать себя, чтобы что-то сделать руками - ведь это всё только домашнее хобби из молодости). Но если то решение, которое я собираюсь предложить в самом "продвинутом" из вариантов схемы, окажется достаточным на практике, можно будет говорить об очень изящной входной части слухового аппарата и рекомендовать её для повторения и дальнейшего усовершенствования.

[shura1959]

происходит быстрое открывание полевика

А в целом, это удивительно, что такие полевики (включая и 2N7002) пригодны для схемы АРУ.

Попробовал Ваш вариант в симуляторе. Этот эффект ещё зависит от крутизны транзистора. Крутизна Кп501 около 100мА/В. Достаточно безболезненно снизил крутизну до 1мА/В (усиление упало на прим. 5%), зато характеристика регулирования стала гораздо "мягче". На мой взгляд КП303В вполне подойдёт

---------- Сообщение добавлено 13.20 ---------- Предыдущее сообщение было 11.52 ----------

Искажения при значительных амплитудах (30 мВ и более) можно снизить, если на затвор подать 1/2 напряж сигнала из стока - известная схема компенсации НИ.

насколько вариант линеаризации полевика, о котором ты говоришь (который описан у Титце и Шенка гл.5 пар. 5.7), подходит для МОП-транзисторов.

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2171815 У обоих типов полевиков ВАХ имеет коэффициент 1/2, т.е характеристика идентична. А вот диапазон управляющего напряжения на затворе, похоже нужно будет побольше,т.к. появилась ОС. На досуге проверю... Проверил, всё работает, только нижний предел крутизны необходим уже порядка 10мА/В.

[striz]

---------- Сообщение добавлено 13.59 ---------- Предыдущее сообщение было 13.46 ----------

Striz, во-первых поздравляю с началом использования Сплана. Я его осваивал экспериментальным методом без хелпа и учебников, поэтому идеальных советов, как оптимизировать работу с ним для максимального удобства и быстроты, дать не смогу

Спасибо, но с рисовалкой у меня пока проблемы не исчерпаны. Нужно под линукс, чтобы мне не переключать системы каждый раз. Так вот, поставил KiCad. Он на мой вкус как рисовалка удобней чем Сплан. Например тем, что линии и обозначения деталей рисуются в любом месте, очень удобно перетаскиваются любые объекты. А в Сплане расстояния как-то квантуются, не везде проведешь линию, она прыгает. Только приемы манипуляции с обозначениями в KiCad надо один раз нащупать, они несколько необычные. А потом- нет проблем. На RiCade я бы и остановился пока, но не смог отыскать там экспорт рисунков в "сквозные" форматы(Jpeg, акробат, дежавю и др.). пока вопрос с выбором рисовалки открыт.

---------- Сообщение добавлено 14.03 ---------- Предыдущее сообщение было 13.59 ----------

Поскольку в базе великое множество компонентов, распределенных по разным разделам, а реально используется ограниченное количество, то рекомендую создать свою библиотеку часто используемых компонентов

Удобно, так и сделаю.

---------- Сообщение добавлено 14.10 ---------- Предыдущее сообщение было 14.03 ----------

Я решил просимулировать схему с полевиком КП501А,...И обнаружил одну неприятную особенность, отличающую их от 2N7002. У них сопротивление канала зависит не только от напряжения исток-затвор, но и от напряжения на стоке (сток-затвор). Когда оно опускается существенно ниже напряжения истока (земли) - происходит быстрое открывание полевика, вызывая сильные искажения

КП501А стоит в первоисточнике, поэтому я его в свое время купил. Но совсем не обязательно что это хороший вариант. К тому же необходимо SMD исполнение. А 7002 не столь уж дефицитные, на них и будем ориентироваться.

---------- Сообщение добавлено 14.20 ---------- Предыдущее сообщение было 14.10 ----------

[quote="semimat;2182438"]А в целом, это удивительно, что такие полевики (включая и 2N7002) пригодны для схемы АРУ. Это тот случай, когда бы я даже не стал пытаться их опробовать при разработке схемы АРУ. Ведь это по сути электронные ключи - у них при росте напряжения на затворе, переход от бесконечного сопротивления до 10 Ом происходит почти "мгновенно".
Ну, если предположить что ключевые приборы с конденсатором образуют интегратор (черезвычайо распространено в автоматике, следящих приводах) то удивляться мало причин. Я пока не рассматривал осцилографом что там происходит, вынужден был искать выход из возбуждения АРУ методом быстрого "тыка". Но если это интегратор, то напряжение на конденсаторе мягко рыскает выше-ниже вокруг равновесной точки, а ключ(полевик) только переключает заряд-разряд, и тогда иникакого "ключевого" воздействия на пред тут нет. А есть отслеживание уровня выходного сигнала.

---------- Сообщение добавлено 14.28 ---------- Предыдущее сообщение было 14.20 ----------

[quote="semimat;2182438"]Ведь это по сути электронные ключи - у них при росте напряжения на затворе, переход от бесконечного сопротивления до 10 Ом происходит почти "мгновенно".
ИМХО Для использования в интеграторах- идеально...

---------- Сообщение добавлено 14.39 ---------- Предыдущее сообщение было 14.28 ----------

Но здесь практика - "критерий познания" - если в реальности всё в порядке, и на слух этот эффект незаметен, значит, такая схема имеет право на жизнь

Да, не исключено что принцип действия АРУ здесь совсем иной, чем мы его пока представляем. Т.е. мы предполагаем что АРУ регулирует в ключевом режиме, а может оказаться что она наоборот в этой схеме регулирует весьма плавно в соответствии с мгновенным напряжением на времязадающем конденсаторе. Но насчет побочных продуктов таких преобразований я с тобой согласен что желательно применять меры по их обезвреживанию. Возможно,что оптимальный режим интегрирования можно регулировать не только времязадающими резистроами как я сделал в последнем сеансе укрощения возбуждения, но и путем уменьшения скорости нарастания на выходе преда(почти то же что уменьшить КУ для усилителя АРУ). Надо попробовать паяльником как один из вариантов настройка АРУ.

---------- Сообщение добавлено 14.44 ---------- Предыдущее сообщение было 14.39 ----------

Но здесь практика - "критерий познания"

Если по Марксу- то "практика-критерий истины" в школе говорили что это из Капитала. Но в любом случае ты прав.

---------- Сообщение добавлено 15.18 ---------- Предыдущее сообщение было 14.44 ----------

Неустойчивость надо лечить уменьшением усиления, а не увеличением времени срабатывания. Я, например, с вашей схемой усилителя выбросил всё, что стоит между выходом и детектором, получилось вполне нормально.

Да, попробую добиться устойчивой работы АРУ другими регулировками. А сейчас главное что получен ответ на вопрос что схема пост 140 вполне работоспособна совместно с АРУ, пользуюсь ею сейчас в разных условиях. Только выбросить усилитель АРУ может не получиться т.к. усиления может не хватить для любителей очень высокой чувствительности АРУ. А было бы неплохо уменьшить площадь монтажа.

[semimat]

...https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2171815 У обоих типов полевиков ВАХ имеет коэффициент 1/2, т.е характеристика идентична. ..

Да, мне стыдно..., в то время подумал о такой линеаризации, как о чем-то, что уж точно не потребуется, и поэтому "пролетел глазами" твой важный пост. Извини. Ну, и надо обратиться к Хоровицу-Хиллу, а то для меня "настольная книга" - только Титце-Шенк .
Я тоже думал о применении кп303, но малые литеры (а, б) имеют малую крутизну, а литера "в" хоть и имеет большую крутизну, но имеет напряжение отсечки до 5 вольт. Это при питании 3.7В не позволит его закрыть. Есть еще популярные наши транзисторы кп307. Всё это приведет к изменению схемы из-за требования отрицательного напряжения на затворе относительно истока - нужно будет исток сажать не на землю, а на плюс питания. Но это тоже путь решения.

...Например тем, что линии и обозначения деталей рисуются в любом месте, очень удобно перетаскиваются любые объекты. А в Сплане расстояния как-то квантуются, не везде проведешь линию, она прыгает.

В Сплане есть кнопка включения и отключения режима "привязки к сетке". Иногда это действительно полезно.

Но в целом, коллеги правы - если в перспективе хочется и моделировать - надо в качестве рисовалки использовать симулятор. Я Сплан предложил в качестве рисовалки, не зная, что ты работаешь в основном под Линуксом.

[shura1959]

Всё это приведет к изменению схемы из-за требования отрицательного напряжения на затворе относительно истока - нужно будет исток сажать не на землю, а на плюс питания.

Мне думается, что можно ничего пока не менять, прикрутить 2 резистора 100...300кОм. У усилителя АРУ такой большой Ку, и у КП501 такая большая крутизна, что характеристика регулирования имеет большой запас. Пока не могу сказать про окончательные требования (надеюсь скажет уважаемый striz) , для окончательного варианта нужно будет выбрать Ку АРУ, и крутизну регулирующего полевика.
А может уважаемого ТС устроит им предложенная схема мягкого ограничения на полевиках http://dedclub.blogspot.ru/2014/03/blog-post_2.html (на мой взгляд - идеальный вариант, но надо послушать качество звука).