Предусилитель для динамических капсюлей с чувствительностью менее 1мВ

[Schertler]

Здравствуйте!

В предыдущей теме я обратился к Вам за информацией про динамические капсюли от наушников, которые отлично могут служить во внутренней пикап-системе для акустической гитары.... нужно лишь усилить чувствительность, которая где-то в районе до 1 мВ !!

Пожалуйста, подскажите и/или прокоментируйте варианты схем, которые я сам тоже буду предлагать.
На этот момент, для подобной ситуации с мини-габаритным, низко-вольтажным предусилителем для динамических головок чаще всего раасматривается предусилитель с общим эмиттером, который по всем параметрам идеально подходит для этой задачи.

Вот базовые варианты схем:



Полезен будет каждый конкретный случай с подобной задачей.......

Всем спасибо за участие и поддержку!

[Schertler]

Срезать ВЧ и добавить НЧ это одно и то же.
От 20 кГц до примерно 200 Гц АЧХ линейная, а ниже частоты 200Гц начинается подъем, достигающий +6 дБ на частоте 20 Гц. Это поднятые НЧ ниже 200 Гц.

Ты когда изменяешь позиционные обозначения резисторов не забывай менять комментарий.
Я же большими буквами написал ПОДБОРОМ РЕЗИСТОРА R3 УСТАНОВИТЕ НАПРЯЖЕНИЕ 1,2 ВОЛЬТА НА КОЛЛЕКТОРЕ Q2.
Ты схему перепахал, резистор R3 стал R2.

Когда спаяешь, настроишь, добъешься нужного звука, тогда и выяснишь, нужно ли что либо менять.
Ты же поменял крепление капсюля и затребовал поднять НЧ. А раньше хотел задавить НЧ. Переобулся в прыжке. Определись, чего надо.
Подъем убрать элементарно - выпаять конденсатор С2. При этом возрастет общее усиление, но АЧХ будет без подъема на НЧ.

Спасибо! Да, верно я поменял нумерацию компонентов слева направо .... да, теперь R2 устанавливает напряжение 1.2В, а откуда оно производится ? почему не 1.4 или 1 вольт ???
Не Переобуться в прыжке было невозможно, я же впервые услышал звучание уже приклеенного к деке капсюля, я просто не ожидал масштаба ....... более того, пока не известно как себя поведут два лучших капсюля на новом инструменте, также придётся переобуваться ).....
Кстати, капсюль к деке приклеен не под струнами, а в середине сразу за бриджем..... я долго искал лучшую точку, оказалось там !!
Завтра станет понятно всё......

[Гоша]

Можно и 1В. А 1,4 В уже нельзя. Транзистор Q2 будет в насыщении.
При напряжениях меньше 1,2В растут искажения. Ты же погнался за минимальными искажениями, отсюда и такая "острая" оптимизация.
В железе может оказаться немножко по другому.
Поставь вместо R2 подстроечник, покрути туда-сюда, послушай, как это отразится на звуке.
Вообще, второй каскад здесь работает в очень "нагруженном" режиме, что мне не очень нравится. Но уж больно хорошо и красиво решение с обратной свзью на R3 R4, что заставляет смириться с нагруженностю режима. Да и для выходных напряжений 10 мВ это не так страшно.
Можно еще поиграть эмиттерным резистором второго каскада в сторону уменьшения, что разгрузит режим. Завтра попробую это сделать.

[Alickkk]

Маловато будет. 1000 сэмплов это резрешение 0.1%.
С таким разрешением сотые доли не измерить.

Странно, мне всегда хватало 1000семплов на период ... прич0м за глаза! ... Дело, видимо, в том что нам в большинстве случаев достаточно первых 10 гармоник(полоса 10к), что и делает директива .four 1k v(gen) на скрине ...
... если добавить вручную, скажем 20 составляющих(полоса 100к) - .four 1k 20 v(gen), THD составит 0,000001%, что тоже вполне приемлемо для большинства измерений ... т.е. в принципе максимум составляющих при таком шаге можно сделать 29. 30-я(1МГц) это уже частота квантования ...

[Schertler]

Добрый вечер!

День получился неудачный...... собрал схему, но результат по всем показателям отрицательный...
Установил напряжение 1,1-1,2 вольт на коллекторе КТ3107 ......
Усиление может и есть 4-6 мВ, но нет никакой чистоты звука, наверное это искажения......
На звуковые волны Капсюль больше реагирует щелчками чем воспроизводит голос .......

Сравнил с самым первым 1-транзисторным предом на 3В и он честно обыгрывает по всему ........ может переключится на него ??
Если честно, то не ожидал столько "минусов" .........
Буду проверять сборку !!!

[Гоша]

Может быть все, что угодно.
От косяка в монтаже до неисправной детали и самовозбуждения.
Завтра сам из спортивного интереса смакетирую.
Замерь напряжения на выводах обоих транзисторов и выложи здесь.
Измерения делай цифровым тестером.
Осциллографа, конечно, нет?

[Schertler]

Измерения делай цифровым тестером.
Осциллографа, конечно, нет?

Обнаружил первую ошибку, перепутал Коллектор-Эмиттер КТ3107 ...... а разве мог транзистор так работать ? исправляю.....

---------- Сообщение добавлено 26.11.2018 в 00:08 ---------- Предыдущее сообщение было 25.11.2018 в 23:20 ----------

ЕСТЬ !!! Заработало и бесшумно и без искажений ......

НО, тепереь много НЧ ....... тот 1-транзисторный более живее звучит, что-ли ??? ..... это наверное, поведение капсюлей, НЧ есть с голосом, а приклеенный к деке изменяет частотку ........ финальное заключение после установки в инструмент с предом B-Band


Всё равно, привожу напряжения транзисторов для ваших замечаний....
КТ3102
Э - 0.28
Б - 0.97
К - 0.7


КТ3107
Э - 1.36
Б - 0.7
К - 1.3 (больше чем 1.2 вольт! стоит резистор 24к, надо 33к ставить.....)


Дополнительная цепочка для НЧ стоит на плате, только я разомкнул её после неудачной первой попытки, завтра попробую и ёё, однако НЧ и сейчас с избытком ......
По симулятору, лучше всего ставить 1.1 вольт на коллекторе КТ3107, в таком положении искажения минимальные - 0.001%...

[Гоша]

Ну вот, поздравляю.
Все неисправности в электронике от отсутствия контактов или от избытка таковых.
Я тут покрутил еще схему на предмет устойчивости и "разгрузки" второго каскада.
Коллега Alickkk оказался прав, надо было раньше посмотреть АЧХ в более широком диапазоне и обнаружить склонность к самовозбуждению.
Конденсатор 1000 пикофарад между коллектором и базой Q2 не помешает.
Уменьшив эмиттерное сопротивление Q2 можно значительно улучшить работу схемы. Перегрузочная способность получается огромная, на вход можно подать 0.1В и получить 0.4В на выходе.
Чтобы сохранить режимы работы по постоянному току, надо еще пару резисторов поменять. Короче, см. вложение.
Регулировать подъем на НЧ можно изменением R5, его увеличение приводит к уменьшению подъема. Но при этом надо, чтобы произведение С2 х R5 было неизменным.

[Schertler]

Гоша, спасибо вам и Alickkk!
Изменения незначительные, но всё обязательно внесу в схему, плитка 2х2 см мала для стандартных резисторов, всё равно нужно заново собирать всё....
Это было также опытом для главного 2-х канального аппарата, теперь стало известно как схема работает ......

Скажите только, что значит "произведение С2 х R5 было неизменным" ??? значит ли это, что увеличивая одно, надо уменьшать второе ???

Эта ваша последняя версия имеет ещё один плюс - потребляет 3.2 мА. Собранная версия - 4.1 мА.......... получается экономия почти в 1 мА !!

[Гоша]

что значит "произведение С2 х R5 было неизменным" ??? значит ли это, что увеличивая одно, надо уменьшать второе ???

Именно так.
Величина подъема на самых нижних частотах определяется величиной R5. Чем меньше его сопротивление, тем больше подъем.
А частота, с которой начинается подъем (обычно это частота, на которой усиление увеличивается на 3 дБ), определяется значением R5C2. Значит, чтобы увеличить подъем но сохранить частоту, надо одновременно пропорционально уменьшать R5 и увеличивать С2. И наоборот, для уменьшения подъема надо увеличить R5 и во столько же раз уменьшить С2.

[Schertler]

Понял вас!
Извиняюсь конечно, но я вдруг вспомнил, что транзистор-повторитель мы решили использовать как более полноценное решение для главного 2-х канального предусилителя ....... а в этом случае мы как бы обеспечиваем среднее звено преда между пикап-элементом и предом B-Band, возможно ли исключить из схемы КТ3107 но получить те же самые показатели ? т.е. сделать эту схему 1-транзисторной ???
Я попробовал в симуляторе, но искажения ниже 0.02 не идут.....

[Гоша]

что транзистор-повторитель мы решили использоват

В рассматриваемой схеме нет повторителей. Есть два каскада усиления с ОЭ, с непосредственными связями.
Чем замечательна эта схема?
1.Высокое входное и низкое выходное сопротивление.
2.Высокая стабильность параметров.
3.Низкие искажения.
4.Простота регулировки Кус.
Все это является следствием очень глубокой ООС. И позволяет использовать эту схему в качестве "элементарного" кирпичика для построения более сложных схем.

сделать эту схему 1-транзисторной ???

Запросто. И ты уже это делал в самом начале. И радовался, как замечательно все звучит.

Я попробовал в симуляторе, но искажения ниже 0.02 не идут.....

И что? Какие искажения в последующем тракте? В усилителе мощности? В динамиках?
Эти 0,02% - ничтожная величина для инструментального усилителя. Ты эти искажения ни услышать, ни измерить толком не сможешь.
Тебе нравится звучание ламповых комбиков? А там искажения единицы процентов в лучшем случае.
Не гонись за низкими искажениями. 0,1% в твоем случае - более чем замечательно.
Тем более, что доверие к вычислению искажений симулятором, по крайней мере у меня, невелико. Все как-то очень странно зависит от времени интегрирования, от шага интегрирования. Короче, мутновато.

[Alickkk]

доверие к вычислению искажений симулятором, по крайней мере у меня, невелико. Все как-то очень странно зависит от времени интегрирования, от шага интегрирования. Короче, мутновато.

от шага понятно же! не? ... от времени вряд-ли! не помню такого... - по кр. мере по графикам ффт(трансцен-анализ) зависимости от времени нет - только пики Уже при большем вр. окне ...

[Гоша]

Одна и та же схема. Однокаскадный усилитель ОЭ, один транзистор, две реактивности. Шаг 100 нс.
В анализе 1 период (1 мс), THD 0,0809.
В анализе 10 периодов (10 мс), THD 0, 0863.
Разница 7%, и вроде должно быть наоборот.
При шаге 10 нс получается 0,0117 и там и там.
При шаге 1 мкс THD 1 период 0,207, 10 периодов 0,194 - те же 7%.
Вопрос: какие цифры верные? Нужно ли шаг уменьшать до 1 нс?
При шаге 1 нс 1 период считается 28 с, 10 периодов - 286 с. Правда, THD совпадает тютелька в тютельку.

[Alickkk]

Гоша, а галку убрал с Compression?

[Schertler]

Добрый день!

Эту последнюю версию на малое напряжение 4.5 вольт я сохраню как стандарт !!
Самое важное это включить схему между капсулем и предом гитары, после чего станет понятно поведение капсюля и баланс НЧ:
1) необходимая нужная чувствительность для входа B-Band
2) имеется и/или какая необходимая нужная НЧ составляющая сигнала

Конденсатор С2 изменил место и полюсы не обозначены, как его правильно подключать ?




Если не сегодня, завтра непременно это сделаю......

Относительно 1-транзисторных схем: да, я собрал и схема сразу шикарно заработала имея довольно приличное усиление...... однако, мы не стали в деталях углубляться, так как, было рекомендовано осмотреться для более полноценных схемо-решений..... у меня несколько коротких вопросов для понятия стоит ли упрощать версию на 1-транзисторную.....

1) настолько ли неполноценна 1-транзисторная версия. что, например для своих задач вы прсото не стали бы даже делать её ?
2) насколько она неполноценна в отношении вышеперечисленных а) Высокая стабильность параметров, б) Низкие искажения, в)Простота регулировки Кус. ??
3) какая версия - с резистором или без (отмечено красным!) на входе транзистора База-Общий - более предпочтительна ??

Вот рабочяя схема (работает на 3В!) и симуляция:

1-Transistor _ 3 V.rar

[Гоша]

Конденсатор С2 изменил место и полюсы не обозначены, как его правильно подключать ?

Конденсатор и резистор включены последовательно, поэтому никакой разницы, в какой последовательности их подключать, нету. RC тождественно равно CR.

1) настолько ли неполноценна 1-транзисторная версия. что, например для своих задач вы прсото не стали бы даже делать её ?

А какие, например, мои задачи? И что значит неполноценная? Любая работоспособная схема полноценна ровно настолько, насколько отвечает поставленной задаче.
Если нужно с минимальным уровнем шума усилить напряжение 1 мВ в 10 раз и входное сопротивление последующего каскада великО, то применю однотранзисторную схему ОЭ не задумываясь. А если 100 мВ, то предпочту ОУ.
Если надо усилить 1 мВ более чем в 10 раз или входное сопротивление последующего каскада невеликО - буду применять двухкаскадный усилитель.

2) насколько она неполноценна в отношении вышеперечисленных а) Высокая стабильность параметров, б) Низкие искажения, в)Простота регулировки Кус. ??

Все эти параметры у нее несколько хуже, чем у двухтранзисторной с тем же Кус.
Кус в обсуждаемой схеме регулируется одним резистором без дополнительной настройки. А у однотранзисторной требуется еще и перенастройка режима по постоянному току.

3) какая версия - с резистором или без

С резистором. И входной/выходной конденсаторы увеличить раз в 100. И С3 убрать, как раз Кус около 10 получится.
Что это за выбор С3, если при такой его емкости завал НЧ начинается с килогерца? Его либо убирать совсем, либо ставить более 100мкФ.

[Schertler]

Если нужно с минимальным уровнем шума усилить напряжение 1 мВ в 10 раз и входное сопротивление последующего каскада великО, то применю однотранзисторную схему ОЭ не задумываясь.
Кус в обсуждаемой схеме регулируется одним резистором без дополнительной настройки. А у однотранзисторной требуется еще и перенастройка режима по постоянному току.

С резистором. И входной/выходной конденсаторы увеличить раз в 100. И С3 убрать, как раз Кус около 10 получится.
Что это за выбор С3, если при такой его емкости завал НЧ начинается с килогерца? Его либо убирать совсем, либо ставить более 100мкФ.

Попробую 1-транзисторную!! Мне не лень устанавливать нащу схему-стандарт, тем более что она уже готова....... причина в габаритах коробки из под Октава ....... ещё, 1-транзисторный пред должен быть экономнее 2-транзисторного 4.2 мА...... но самый главный вопрос: сможет ли один транзистор дать нам такой же подъём НЧ ???

Ставлю 330 мкФ на Эмиттер, всё равно нет НЧ .......
А настройка схемы тестером получится ? никак не могу повысить напряжение на Эмиттере, там постоянно мВ-ы.........

[Гоша]

сможет ли один транзистор дать нам такой же подъём НЧ ???

А вот это - нет.
На одном транзисторе сложно сделать подъем НЧ.
Там и должны быть милливольты.
Выставлять надо 2,5 В на коллекторе.

[Schertler]

А вот это - нет.
На одном транзисторе сложно сделать подъем НЧ.
Там и должны быть милливольты.
Выставлять надо 2,5 В на коллекторе.

Спасибо, теперь уже можно с уверенностью сказать, что мой случай это схема-стандарт 2-транзисторный, нам нужны НЧ, которые оказались в меньшинстве из-за применения костяного проводника для капсюля ...... корпус акустической гитары имеет уникальные возможности имитировать ударные, басс и контрабасс и т.д. ....... без НЧ никак!

1-транзисторный: я попробую настроить эту версию и попрошу потом оценить....... сейчас такой пред совсем не нужен, но в жизни всякое бывает.....
Поделюсь опытом как протестирую систему в интсрументе, очень надеюсь НЧ должна присутствовать в нужном объёме.

---------- Сообщение добавлено 01:50 ---------- Предыдущее сообщение было 00:58 ----------

А вот это - нет.
На одном транзисторе сложно сделать подъем НЧ.
Там и должны быть милливольты.
Выставлять надо 2,5 В на коллекторе.

Спасибо, теперь уже можно с уверенностью сказать, что мой случай это схема-стандарт 2-транзисторный, нам нужны НЧ, которые оказались в меньшинстве из-за применения костяного проводника для капсюля ...... корпус акустической гитары имеет уникальные возможности имитировать ударные, басс и контрабасс и т.д. ....... без НЧ никак!

1-транзисторный: я попробую настроить эту версию и попрошу потом оценить....... сейчас такой пред совсем не нужен, но в жизни всякое бывает.....
Поделюсь опытом как протестирую систему в интсрументе, очень надеюсь НЧ должна присутствовать в нужном объёме.

Вот 1-транзисторный с искажениями 0.003%, частоты плохо, шумы хорошо, Ку=2.5

Такие соотношения номиналов возможны?

1-Transistor _ 3 V.rar

[Гоша]

Вложение 332739

Такие соотношения номиналов возможны?

Ну и из каких соображений выбраны эти номиналы?
Зачем для Кус 2,5 нужны конденсатор и последовательно включенный резистор в эмиттере?
Гонишься за нулями?
Так сначала нужно понять, откуда эти нули берутся.
Хочешь более-менее точного результата по КНИ - установи шаг интегрирования 10n (Maximum timestep). Получишь более-менее достоверное значение. Придется подождать, при таком шаге счет идет значительно дольше.
Лучше посмотри на это.
1-Transistor _ 3 V_BassBoost.zip