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!

[Гоша]

А свернуть уши в трубочку можно маленьким 10-дюймовым динамиком при давлении 95 дБ.

Ну и какой SPL будет у ТС внутри гитарной деки?
Я ставлю на 105 дБ

[semimat]

Я не рассматривал корректность схем из примера, и не собираюсь включать ПТ с непритянутым затвором, более того, без смещения затвора относительно истока.
Я просто показал, что LTSpice рисует точно такие же картинки, как и симулятор по ссылке.
Так зачем еще один симулятор?

Это понятно, лучше хорошо освоить один симулятор. Но я обсуждаю не применение этого симулятора, а корректность той фантомной (без ссылки) статьи про электретные микрофоны и выводов на основе картинок симуляции. Ведь это всё изложено в одном предложении поста #1071, то есть, это всё из статьи. Просто хотелось бы разобраться со статьей, в которой используют схемы с плавающим затвором. Но на сайте симулятора я статьи не нашел...

[Schertler]

Это понятно, лучше хорошо освоить один симулятор. Но я обсуждаю не применение этого симулятора, а корректность той фантомной (без ссылки) статьи про электретные микрофоны и выводов на основе картинок симуляции. Ведь это всё изложено в одном предложении поста #1071, то есть, это всё из статьи. Просто хотелось бы разобраться со статьей, в которой используют схемы с плавающим затвором. Но на сайте симулятора я статьи не нашел...

Вот здесь были эти статьи:

https://www.radioworld.com/news-and-...-manufacturing
https://www.radioworld.com/tech-and-...hone-circuitry

Интересно было понять что за сложность, которая мешает производству более полноценных капсюлей...... самое простое объяснение: 1) массового спроса на высокие параметры нет, и 2) оптимизация и низкая себестоимость.
Однако, среди эти массовых капсюль, как мы уже убедились, встречаются очень неплохие, даже очень хорошие!!

Не скажу, что много подобных страниц, целый день провёл у компьютера но нашёл только эти с более-менее "аналитической" составляющей.......
Теперь стоит тех-задача построики добротного миниатюрного микрофонного корпуса с полной шумо-вибро-изоляцией размером 8х16мм рассчитанной дла капсюлей диаметром 6мм !!!

---------- Сообщение добавлено 00:45 ---------- Предыдущее сообщение было 00:42 ----------

Ну и какой SPL будет у ТС внутри гитарной деки?
Я ставлю на 105 дБ

А можно это измерить, например, моим микрофоном МКЭ-5 ?? Вот интересно было бы !!!.....

[Гоша]

А можно это измерить, например, моим микрофоном МКЭ-5 ??

Можно.
НО! Предварительно нужно микрофон откалибровать.
А вот это без специального оборудования, хотя бы другого, но калиброванного, микрофона, сделать нельзя.

[Schertler]

Можно.
НО! Предварительно нужно микрофон откалибровать.
А вот это без специального оборудования, хотя бы другого, но калиброванного, микрофона, сделать нельзя.

Ладно, придётся по опыту других ориентироваться......
Вот, например, здесь: https://pdfs.semanticscholar.org/45c...9f45a775d0.pdf
Только, это показатели снаружи...... еле дотягивает до 90дБ!!
А вот внутри при закрытой наглухо розетке и ударах по деке, будет заметно выше 90дБ.........

[straus]

Проще купить дешёвый китайский калиброванный шумомер. Он только до 8 кГц, но здесь этого достаточно. Желательно только брать тот, у которого переключаются кривые взвешивания.

[Schertler]

Проще купить дешёвый китайский калиброванный шумомер. Он только до 8 кГц, но здесь этого достаточно. Желательно только брать тот, у которого переключаются кривые взвешивания.

Для одноразового пользования покупать не обязательно, но идея чудесная! Осмотрюсь вокруг, можно прямо на месте провести тест! Нужно только микрофон разместить именно прямым углом под декой...... разница будет значительная из-за того, что в этом случае пространство внутри инструмента получается закрытая, следовательно волна сильнее !

[Гоша]

будет заметно выше 90дБ.........

От 90 до 120 дБ дистанция огромного размера. +3 дБ это в 2 раза громче, +30 дБ в 20 раз.

Вот здесь были эти статьи:

Понятно.
Автор не сильно заморочился пониманием того, что ставят в электретные капсюли.
И сильно удивился тому, что с автосмещением ПТ таки работает так, как задумано природой.
И что элементы автосмещения уже встроены в ПТ, которые применяют в капсюлях.
И с емкостью 50 пФ сильно загнул. 15, ну 20 пФ максимум.

---------- Сообщение добавлено 23:45 ---------- Предыдущее сообщение было 23:42 ----------

следовательно волна сильнее !

Не будет она сильнее. Просто из бегущей превратится в стоячую. А энергия волны будет полностью определяться той долей энергии колебаний, которая передастся от струн к деке.

[straus]

От 90 до 120 дБ дистанция огромного размера. +3 дБ это в 2 раза громче, +30 дБ в 20 раз.

+3 дБ это в 2 раза по мощности
но чтобы на слух было увеличение в 2 раза - нужно увеличить уровень на 10 дБ, мощность при этом вырастет в 10 раз

[Гоша]

дешёвый китайский калиброванный шумомер.

Ключевое слово "калиброванный". Ну еще "китайский".
Откалибровать микрофон по амплитуде можно в организации типа нашей санэпидемслужбы. Которые аттестуют рабочие места. У них поверенные шумомеры, просто надо задружиться с инспектором. И собрать на коленке установку из компьютера с программой-генератором и завалящего динамика.

---------- Сообщение добавлено 08.04.2019 в 00:00 ---------- Предыдущее сообщение было 07.04.2019 в 23:51 ----------

но чтобы на слух было увеличение в 2 раза - нужно увеличить уровень на 10 д

Я не про слух, а про SPL.

[straus]

Я не про слух, а про SPL.

тогда +6 дБ - это будет удвоение давления, по мощности это в 4 раза

[Гоша]

тогда +6 дБ - это будет удвоение давления, по мощности это в 4 раза

Правильно. Увеличение мощности в 2 раза дает увеличение давления на 3 дБ. Напряжение на микрофоне пропорционально давлению. Увеличение давления на 30 дБ даст такое же увеличение напряжения. А именно в 32 раза. Естественно, что мощность при этом возрастет в 32^2 = 1024 раза.
Маловероятно, что внутри гитары мощность в 1000 раз больше, чем снаружи.

[straus]

Внутри деки акустической гитары давление может переходить за сотку при громкой игре. Когда-то измерял, сейчас дома нет акустической гитары, только электро. А вот калиброванный шумомер как раз есть.

И надо ещё не забывать, что каждое уменьшение расстояния вдвое увеличивает SPL тоже на 6 дБ. Дека близко к струнам, плюс закрытый объём, плюс резонансы, плюс для некоторых частот можно попасть в пучности.

Вспоминается, что при подзвучке саксофона прямо на раструбе микрофон с максимумом 120 дБ (сначала незнающий человек поставил вообще не про микрофон, а МКЭ) крепко всрался, пришлось брать другой, с максимальным давлением более 135 дБ.

[Schertler]

Не будет она сильнее. Просто из бегущей превратится в стоячую. А энергия волны будет полностью определяться той долей энергии колебаний, которая передастся от струн к деке.

Речь не о просто увеличении внутреннего давления при обычной игре и с закрытой розеткой, речь об ударах о деку, то есть перкуссионная техника игры на корпусе инструмента имитирующая ударные, и эти удары могут создавать достаточно высокое давление при закрытой розетке ......... например, удар (не постукивание! силой приблизительно как во время активного хлопанья в ладоши!) раскрытой ладонью по всем струнам или бриджу........ если представить человеческие уши помещённые в этот момент в корпусе гитары, то последствия точно могут оказаться более чем серьёзные........ вы согласный ??

С этими капсюлями я пробовал легонько дуть на них (на корпус!) типа как на рану-царапину, при такой минимальной вибрации капсюль воспроизводил почти ураган в динамик........

[Гоша]

Внутри деки акустической гитары давление может переходить за сотку при громкой игре.

Вот я и поставил на 105 дБ.
Я, когда экспериментировал с МКЗ 3, намерил 10 мВ в 1 см от розетки и 200 мВ внутри. Точного значения чувствительности у меня, конечно, нет. Но децибеллы они и в Африке децибеллы.
Самый тяжелый в плане подзвучки тромбон.

Offтопик:
Как говаривал наш тромбонист Степа - "раздуваться надо с меццо форте". И как даст по газам... Беременные были очень недовольны (С).

---------- Сообщение добавлено 00:52 ---------- Предыдущее сообщение было 00:43 ----------

например, удар (не постукивание! силой приблизительно как во время активного хлопанья в ладоши!) раскрытой ладонью по всем струнам или бриджу

Ничего страшного не случится. Давление пропорционально частоте, фронт удара достаточно сильно демпфируется декой и мягкой ладонью, высокоэнергетичных ВЧ колебаний при этом не возникает. Вот если молотком бахнуть - это да, последствия будут плачевные

[semimat]

Вот здесь были эти статьи:

https://www.radioworld.com/news-and-...-manufacturing
https://www.radioworld.com/tech-and-...hone-circuitry

Интересно было понять что за сложность, которая мешает производству более полноценных капсюлей...... самое простое объяснение: 1) массового спроса на высокие параметры нет, и 2) оптимизация и низкая себестоимость.
Однако, среди эти массовых капсюль, как мы уже убедились, встречаются очень неплохие, даже очень хорошие!!

Спасибо за ссылки! Меня очень интересуют любые публикации по электретным микрофонам. И мучает вопрос, за счет чего некоторые (дорогие) модели имеют в 10...30 раз выше чувствительность и в 10 раз меньший собственный эквивалентный акустический шум (s/n), чем дешевый ширпотреб. Благодарю также за "наводку" на фирму PUI AUDIO, которая выпускает поистине уникальные капсюли. Я могу принять, что там более хорошие электретные материалы, более малошумящие транзисторы и более качественный материал мембраны. Но тогда хочется узнать (найти конкретные данные) про то, насколько лучше электретный материал, и какие конкретные марки транзисторов использованы (я не верю в то, что производители занимаются отбором лучших экземпляров из тех, что применяются в дешевых капсюлях). Также хочется понять, насколько большую роль играет точность изготовления механических узлов капсюля для получения столь высоких параметров. Вдруг дело только в этом. Ведь если разобрать дешевый капсюль, то диву даешься, как грубо он сделан, и кажется, что такой капсюль можно изготовить в любом подвале. Пока убедительные ответы найти не удается.

[straus]

И мучает вопрос, за счет чего некоторые (дорогие) модели имеют в 10...30 раз выше чувствительность и в 10 раз меньший собственный эквивалентный акустический шум

Выше чувствительность делать не имеет смысла. У обычных электретников сейчас 10-15 мВ/Па, при этом максимальный уровень 120 дБ. Если поднять чувствительность в 10 раз, то максимальный уровень снизится до 100 дБ, это уже просто ни в какие ворота.
Поэтому массовые капсюли делают именно с указанными выше параметрами. Для не массового сектора выпускаются трёхвыводные капсюли, в которых транзистор можно включить по схеме повторителя и с повышенным напряжением питания.

То есть, причина текущего состояния выпуска капсюлей совершенно банальна - такой спрос. Капсюли высокой чувствительности никому не нужны (по крайней мере в значительных объёмах). Точно также массовому сектору не нужна широкая и линейная АЧХ. На сегодняшний день основные потребители микрофонных капсюлей это производители мобильных телефонов и планшетов, ну ещё компьютерных причандалов - микрофоны, вэб-камеры. И эти потребители не заплатят даже лишний цент за микрофон с лучшими характеристиками, кторые они к тому же не будут использовать.

А сам электрет в капсюлях бывает двух типов - back и film, первый наносится на задний электрод, во втором случае электретом является сама плёнка мембраны. Заряд электрета соответствует напряжению 60-120 вольт.

---------- Сообщение добавлено 04:35 ---------- Предыдущее сообщение было 03:52 ----------

Но тогда хочется узнать (найти конкретные данные) про то, насколько лучше электретный материал, и какие конкретные марки транзисторов использованы (я не верю в то, что производители занимаются отбором лучших экземпляров из тех, что применяются в дешевых капсюлях).

В микрофонах проф назначения прежде всего больше диаметр мембраны. Ну а схемные решения конденсаторников можно посмотреть у Neumann, AKG, Sennheiser, Rode и т.д. За 40 лет наплодили схемных идей массу. Кстати в ранних моделях (70-е - 80-е годы) на схемах входной транзистор указан Selected, то есть отбирался по параметрам.

Ща посмотрю, чего там в разных микрофонах стоит.

AKG C535 - 2SK30R и резистор в затвор 10 ГОм
AKG C3000 - 2SK208-R и резистор 3.3 ГОм
AKG C414EB - 2SK30R и пара резисторов по 1 ГОм
AKG C451E - 2SK30R и два резистора по 1 ГОм
AKG C3000B - 2SK208-R и резистор 6.8 ГОм
CAD E100/E300 - вход прямо на ОУ OPA2107 резистор 2 ГОм
Neumann KM86 - 2N3819 и два резистора по 470 МОм
Neumann U87Ai - тип транзистора не указан, подбирается на заводе в паре с резистором в истоке

[Schertler]

Я поискал на Форуме про построику своего миниатюрного электретного микрофона и нашёл ничего, для меня это точно и интересно и важно узнать про материалы и методы построики простого, компактного и добротного микрофона, обратился к Форуму так как не понял в каком разделе открывать это тему...

Ну а если ближе к этой теме, то сейчас после сборки нашего преда возникает следующий вопрос: зачем же массовые производители и гитар и соответствующей электроники выпускают эти пьезо-системы если оснащать интсрументы микрофонными системами однозначно проще и может даже и дешевле ??? Ведь ни один себя хоть чуточку уважающий любитель никогда не захочет играть пьезо-звуком .......
Думаю, это из-за инерции, пьезо-системы давно уже применяются, а миниатюрные микрофоны с приличными характеристиками не так давно стали более-менее доступны, а точнее, такие микрофоны уже массовые, в принципе........ наверное, постепенно все производители переидут на микрофонные системы.......

Есть конечно отдельные модели систем с электретными микрофонами, но они почему-то стоят иногда больше, чем бюджетный инструмент....

[Гоша]

Ну а схемные решения конденсаторников можно посмотреть у Neumann, AKG, Sennheiser, Rode и т.д. За 40 лет наплодили схемных идей массу.

Моделирование схемы входного каскада от Neumann KM86 дало 17 дБ усиления и 70,6 мкВ шума в полосе 20-20k. Из них на долю транзистора 2N3819 приходится 18 мкВ.
Предположив стандартную чувствительность 10 мВ/Па, получим на выходе 70 мВ сигнала и 70,5 мкВ шума. Невзвешенного. Т.е. отношение с/ш, приведенное к 1Па почти 60 дБ.
Взвесим - получим все 80 дБ.
Интересно, что замена 2N3819 на КТ303Г дает ничуть не хуже результат. Усиление пониже, а с/ш получше совсем чуть чуть.
Я доверяю симулятору насчет КП303, у меня недавно результаты симуляции схемы КП303Г с ОС сошлись с результатами макетирования тютелька в тютельку.
В том числе и по шумам.

---------- Сообщение добавлено 15:02 ---------- Предыдущее сообщение было 11:48 ----------

важно узнать про материалы и методы построики простого, компактного и добротного микрофона, обратился к Форуму так как не понял в каком разделе открывать это тему.

Ну это не совсем тот форум, где конструируют микрофоны.
Я такого форума вообще не знаю - уж больно тема специфическая.
Так что можно продолжать здесь. Если Слону надоест - предупредит. Или во флейм, в разные вопросы.
А опытом могут поделиться те, кто занимается профессиональным звуковым оборудованием.
Ну или такие как я, которым все интересно
Вот, кстати, заметил, что много лишнего передается на капсюль через подводящие провода. Если сделать их очень гибкими, типа пружинок, передается значительно меньше.
И лучше применять провод с текстильной жилой внутри.

[Schertler]

Гоша, приветствую вас!

Сколько бы я вас не благодарил за ваш интерес, участие и поддержку, всё будет меньше чем мало.......
Тема про построику микрофона: думаю, нужно под конкретным названием тему создавать, чтоб было понятно о чём может идти речь, чего ожидать и что предлагать........
Однако, думая все эти дни над деталями и ключевыми требованиями учитывая очень малые габариты, в голове почти уже созрел проект целиком.....
Судя по отсутствию похожих тем, мало кого интересует такая задумка........... иногда кажется, что даже с этим гитарным предусилителем и пикапами таже ситуация, вы однажды как-то даже заметили по этому поводу, что не видно-слышно потенциально интересующихся.......

Раз все, кому все эти идеи интересны уже присутствуют, то можно обменяться идеями и в нескольких постах даже собрать готовый микрофон.....

Начальные варианты таковы:
1) Размер готового микрофона - 8х15 мм приблизительно
2) Материалы для вибро-изоляции - тонкие образцы полиуретановой пены или резины, текстиль, тонкая и плотная шерсть (уже выбрал последнюю!)
3) Экран - металлическая сетка, гильзы от мини-джеков 2,5-3,5 мм, корпус эл-конденсатора (очень практично!)
4) Корпус - те же гильзы от мини-джеков, пластмасовые гильзы, термо усадка (практично, легкий вес, простота исполнения!)
5) Внутренняя подвеска - дополнительная 1 или 2 мягкие шаибы с контактами
6) Кабель - максимально мягкий для минимальной передачи вибрации
7) Обязательная вибро-изоляция и фильтр с лицевой стороны - те же материалы, что и в пункте (1)
8) Металлическая сетка-гриль на фильтр

После многократного сравнения самые практичные материалы это мягкая резина, тонкая и плотная шерсть, вязаная металлическая сетка.....